Сопряженность полиморфных систем спермы и крови с хозяйственно полезными признаками свиней крупной белой породы
На правах рукописи
АКУЛИЧ ЕКАТЕРИНА ГЕННАДЬЕВНА
СОПРЯЖЕННОСТЬ ПОЛИМОРФНЫХ СИСТЕМ СПЕРМЫ
И КРОВИ С ХОЗЯЙСТВЕННО ПОЛЕЗНЫМИ ПРИЗНАКАМИ
СВИНЕЙ КРУПНОЙ БЕЛОЙ ПОРОДЫ
06.02.01 – Разведение, селекция, генетика и воспроизводство
сельскохозяйственных животных
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Новосибирск – 2008
Работа выполнена в ГНУ Сибирский научно-исследовательский и проектно-технологический институт животноводства Сибирского отделения Россельхоз-академии
Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук
Гончаренко Галина Моисеевна
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор
Жучаев Константин Васильевич,
кандидат сельскохозяйственных наук
Рудишин Олег Юрьевич
Ведущая организация: ФГО ВПО Кемеровский государственный-
сельскохозяйственный институт
Защита состоится «____» __________2008г. в____ часов на заседании диссертационного совета Д 220.048.03 в ФГОУ ВПО Новосибирский государственный аграрный университет по адресу: 630039, г. Новосибирск, ул. Добролюбова, 160. факс. 8-(383)-264-29-34. E-mail: norge @ ngs. ru
С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ФГОУ ВПО Новосибирский государственный аграрный университет
Автореферат разослан «____» __________2008 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета Маренков В.Г.
- ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы
Совершенно очевидно, что главными орудиями производства в животноводстве являются животные, от продуктивных возможностей которых в решающей степени зависит эффективность и конкурентоспособность отрасли. В связи с этим повышение генетического потенциала продуктивности является одним из актуальных факторов успешного развития животноводства [Эрнст Л.К., 2005].
Существующие методы племенной работы, основанные на отборе лучших животных по экстерьеру, развитию, собственной продуктивности и продуктивности потомства, требуют больших затрат времени и средств. В связи с этим усилия отечественных и зарубежных исследователей направлены на совершенствование селекционного процесса с привлечением иммуногенетических методов [Sukhova N.O. et.al., 1994; Новиков А.А., 1992].
В последнее время развернуты широкие исследования, направленные на выяснение механизмов влияния иммунных факторов на процессы размножения. Иммунологические исследования не только раскрывают пути и сокровенные тайны событий, происходящих в организме, но и дают возможность регулировать воспроизводительные процессы в зоотехнических целях. Разрабатываются иммунологические методы раннего установления беременности, определения биологической полноценности самцов-производителей, оценки их семени [Соколовская И.И., Милованов В.К., 1981].
Цель и задачи исследования
Целью настоящих исследований является изучение генофонда зональных и европейских типов свиней крупной белой породы, его изменение в связи с селекцией и адаптацией, а также выявление связи иммунологических характеристик с важнейшими хозяйственно полезными признаками.
В соответствии с этим были поставлены следующие задачи:
– выявить генофонд по группам крови сибирских и европейских типов свиней крупной белой породы племенной фермы Кудряшовского свинокомплекса и изучить характер его изменения;
– изучить продуктивные качества животных сибирских и европейских типов с учетом их генотипических особенностей;
– выявить общность спермальных, эритроцитарных и лейкоцитарных антигенов и определить возможность ее использования для прогнозирования репродуктивных качеств;
– определить наличие аутоспермоантител у производителей и их влияние на репродуктивные показатели;
– определить возможность использования реакции гиперчувствительности замедленного типа (РГЗТ) (на антигены спермы и крови) для выявления фертильности хряков и иммуносовместимости родителей при подборе пар для спаривания.
Научная новизна работы. Впервые дана иммуногенетическая характеристика крупной белой породы свиней ОАО «Кудряшовское» в зависимости от происхождения (европейские и сибирские типы) во временном отрезке 10 лет. Определены модельные генотипы стада свиней, связанные с репродуктивными и воспроизводительными функциями животных. Обнаружено влияние иммунореактивности на фертильность производителей. Предложен способ подбора родительских пар путем определения их иммунологической сочетаемости с использованием реакции гиперчувствительности замедленного типа (РГЗТ).
Практическая значимость. Результаты проведенных исследований позволяют более детально обосновать теоретические предпосылки генетической детерминации хозяйственно полезных признаков свиней и управлять селекционным процессом. Использование иммунологических методов дает возможность прогнозировать фертильность хряков-производителей, эффективно и целенаправленно вести подбор родительских пар, определять их иммунологическую сочетаемость.
Основные положения, выносимые на защиту:
– генотипическая структура стада зависит от происхождения производителей и вектора селекции;
– отдельные генотипы групп крови сопряжены с важнейшими хозяйственно полезными признаками животных;
– определение фертильности хряков-производителей путем постановки РГЗТ повышает эффективность селекционных приемов отбора животных на воспроизводство;
– репродуктивные качества свиноматок зависят от иммуносовместимости с хряками-производителями, определяемой по РГЗТ.
Апробация полученных результатов
Основные положения диссертационной работы доложены и получили положительную оценку на заседаниях ученого совета ГНУ СибНИПТИЖ, на коференции научной молодежи СО Россельхозакадемии (Новосибирск, 1998); an 50-th Annual Meeting of the European association for Animal Production (Zurich, 1999); на 2-й Международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию зооинженерного факультета НГАУ «Актуальные проблемы животноводства: наука, производство и образование» (Новосибирск, 2006); на 6-й межрегиональной научно-практической конференции «Естественная и специфическая резистентность населения и животных в условиях Сибири», посвященной 85-летию СибНИВИ–ВНИИБТЖ (Омск, 2007); на VI Международной научно-практической конференции «Наука и инновации агропромышленного комплекса» (Кемерово, 2007); на Сибирской межрегиональной научно-практической конференции «Адаптация, здоровье и продуктивность животных» (Новосибирск, 2008).
Публикации результатов исследований
По материалам диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК Российской Федерации.
Структура и объем диссертации
Диссертационная работа изложена на 124 страницах машинного текста, содержит 45 таблиц, 10 рисунков. Состоит из введения, обзора литературы, материала и методики, собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, практических предложений, литературы и приложений. Список литературы включает 157 источников, в том числе 35 на иностранных языках.
2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследования проводили на племенной ферме свинокомплекса «Кудряшовский» Новосибирского района на свиньях крупной белой породы. Комплектование основного стада осуществляли из ведущих племзаводов Сибири и Европейской части России. К европейским типам отнесены животные, завезенные из хозяйств Краснодарского края – «Венцы–Заря», «Гулькевичевский», к сибирским – хряки местной селекции ОПХ «Боровское», ГПЗ «Большевик», ГПЗ «Катунь».
Для решения основных задач проводили два опыта (рис. 1). Материалом для исследования служили пробы крови (в качестве антикоагулянта использовали Трилон Б). Иммуноспецифические сыворотки приобретали во ВНИИплем. Животных тестировали в лаборатории биотехнологии ГНУ СибНИПТИЖа по шести системам групп крови (А, Е, G, K, L, H) с использованием методик В.Н. Тихонова [1967], Н.О. Суховой, З.К. Бурлак, Г.Л. Дмитриевой [1981], К.М. Шавыриной, А.А. Новгородова [2002].
На следующем этапе исследования изучали корреляции генотипов групп крови с воспроизводительными и репродуктивными качествами животных, что позволило выделить лучшие генотипы и рекомендовать их для отбора хряков с высокими показателями. При анализе воспроизводительных качеств хряков учитывали показатели осемененных ими свиноматок 2 – 4-го опоросов: число родившихся поросят, число живых поросят (многоплодие), процент мертворожденного приплода, живую массу гнезда при рождении и отъеме, сохранность и оплодотворяемость. Экстерьерно-продуктивные показатели хряков с разными генотипами оценивали по живой массе и длине туловища в 12 и 24 мес и по толщине шпика. Для оценки качества спермопродукции сперму, полученную на искусственную вагину, оценивали по санитарным и микроскопическим показателям. Концентрацию спермиев подсчитывали в камере Горяева. В обсчет включены эякуляты, взятые от хряков в возрасте 24 – 36 мес за 3мес их полового использования. Определяли объем эякулята, концентрацию спермиев в 1 мл и в эякуляте, объем разбавленного семени.
Наличие общих антигенов на сперматозоидах и лейкоцитах, а также присутствие на них антигенов, идентичных эритроцитарным, выявляли параллельно реакциями агглютинации (РА); длительного связывания комплемента (РДСК), гиперчувствительности замедленного типа (РГЗТ) по методикам Лабинской А.С. (1978). Использовали антиспермальные и антилейкоцитарные сыворотки, полученные путем иммунизации свиней и кроликов, и сыворотки-реагенты, специфичные к эритроцитарным антигенам, приобретенные на Армавирской биофабрике. Для апробации РГЗТ с целью прогнозирования фертильности группе хряков (37 гол.) за ушную раковину ставили накожную пробу, используя в качестве антигена их же сперму. По ответной реакции формировали две группы: 1-я – животные, положительно реагирующие на введение собственной спермы; 2-я –хряки, у которых нет видимых изменений на месте введения антигена. При этом изучали показатели качества спермопродукции опытных животных и определяли влияние аутоспермоантител у хряков на их воспроизводительные качества.
Возможность использования РГЗТ для выявления иммуносовместимости родительских пар определяли опытным путем, для чего в качестве антигена свиноматкам вводили сперму и кровь предполагаемого для осеменения хряка. На каждого производителя 1-й и 2-й групп брали по 10 гол. маток, которым за ушную раковину вводили слева – кровь, справа – сперму. По ответной реакции на введенные антигены формировали 4 группы свиноматок: 1-я – животные, положительно реагирующие на оба антигена; 2-я – реагирующие на сперму и толерантные к крови; 3-я – отрицательно реагирующие на сперму и положительно на кровь, 4-я – не реагирующие ни на один из антигенов. У оплодотворенных свиноматок учитывали их репродуктивные показатели.
Статистическую обработку данных проводили по стандартным методикам [Меркурьева Е.А. и др., 1991] с использованием программного приложения Excel из программного пакета Microsoft Оffice 97. Индекс генотипического сходства и вычисляли по методике А.М. Машурова и др. [1998]. Определение частот генотипов и аллелей осуществляли по результатам серологических анализов. По частоте аллелей и генотипов судили о различиях между популяциями по методике Н.О. Суховой, Г.Л. Дмитриевой, Н.М. Набродовой [1986].
Определение индекса генетического сходства между популяциями животных проводили по формуле
,
где r – индекс генетического сходства; pi, gi – частоты определенного аллеля в сравниваемых селекционных группах, породах, линиях, семействах и др.
1-й опыт
2-й опыт
Рис. 1 - Схема исследований
- РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Генотипическая структура и аллелофонд свиней крупной белой породы, их изменение в процессе селекции
С привлечением иммуногенетических методов мы изучали влияние селекции и притока новых генотипов на генофонд и его мониторинг у свиней крупной белой породы на племенной ферме в ОАО «Кудряшовское» за 10-летний период. На протяжении ряда лет из разных областей Сибири и Краснодарского края ввозились животные, которые, включаясь в селекционный процесс, формировали генофонд стада. На свинокомплексе ведется селекция европейских и сибирских типов, направленная на консолидацию признаков внутри типов и разнородность этих групп животных, что при кроссировании позволит получить возможно больший эффект гетерозиса. Несмотря на некоторые изменения генотипов во временном аспекте, в целом генетический профиль, характерный для крупной белой породы, сохраняется.
На аллелофонд и генотипическую структуру стада оказывают влияние различные факторы, как связанные с селекционными мероприятиями (отбор, подбор, уровень выбраковки и др.), так и условиями, обеспечивающими жизнеспособность. Проведенный анализ динамики частоты аллелей поголовья хряков (рис. 2) показал, что по системе А групп крови в процессе селекции происходило достоверное нарастание аллеля ср от 0,173 до 0,495 (р < 0,001).
По системе Е групп крови произошло уменьшение частоты аллеля edg c 0,363 до 0,173 (р < 0,05). Наряду с этим в 2003 г. появился аллель bdf, доля которого составила 0,133. Появление этого аллеля, скорее всего, свидетельствует о более значительной доле генофонда, унаследованной от европейских типов свиней крупной белой породы. Частота остальных аллелей системы Е за изученный период существенно не изменялась.
В системе G увеличилась концентрация частоты аллеля b и уменьшение доли аллеля а (р < 0,05). Статистически значимое различие найдено по частоте встречаемости аллеля bdfi системы L. Доля его уменьшалась с 0,391 до 0,189. По системе Н происходило нарастание доли На аллеля (р < 0,05).
Рис. 2 Гистограмма динамики частоты аллелей у хряков ОАО «Кудряшовское», 1994-2003 гг.
Индекс генетического сходства между хряками в 1997 и 2003 гг. составил 0,923, что свидетельствует об эффективности селекционных процессов, направленных на консолидацию признаков свиней крупной белой породы.
Изменение аллелофонда по группам крови хряков изучаемых типов представлено на рис. 3, 4.
Рис. 3 Гистограмма изменения аллелофонда поголовья хряков сибирских типов
У сибирских типов частота аллелей систем А, G и Н оставалась практически на одном уровне. У изучаемых животных отмечены лишь некоторые отклонения в сторону увеличения доли аллеля bdg (с 0,28 до 0,35) Е-системы крови. По системе L происходило уменьшение численности аллеля bcgi (р < 0,05) и увеличение – bdfi (р < 0,05).
Аллелофонд европейских типов отличался относительным постоянством встречаемости антигенных факторов по системам А и G групп крови.
Рис.4 Гистограмма изменения аллелофонда поголовья хряков европейских типов
В то же время наблюдается уменьшение доли аллелей aeg системы Е (р < 0,05) и bcgi системы L (р < 0,01), аллеля а системы Н (р < 0,05) и увеличение доли аллеля bdfi системы L групп крови (р < 0,05), аллеля bdg системы Е крови (р < 0,05). Индекс генотипического сходства между сибирскими и европейскими типами в 1994 г. составил 0,903, в 1997 г. он снизился до 0,895, что свидетельствует об эффективности используемых приемов селекции, направленных на разнообразие разводимых типов.
По результатам сравнительного изучения аллельных частот между матками и хряками (рис. 5) выявлен ряд различий. Так, у хряков аллель Аср имеет частоту 0,505, что статистически значимо выше (на 0,107), чем у маток.
Рис. 5 Гистограмма аллелофонда хрячьего и маточного поголовья свиней крупной белой породы
Существенные различия между сравниваемыми группами животных наблюдались также по локусу Е. У хряков частота аллеля Еbdg выше на 0,116
(р < 0,001), чем у свиноматок.
В локусе системы L групп крови выявлено достоверное различие по частотам аллелей bcgi и bdfi. Первый чаще встречается у свиноматок (р < 0,001), а второй – у хряков (р < 0,001).
Различие наблюдалось по системе Н групп крови. Частота аллеля На у хрячьего поголовья выше на 0,177 (р < 0,001). Учитывая утверждения ряда авторов о связи На - аллеля со стресс-чувствительностью, можно предположить, что поголовье хряков-производителей более подвержено стрессу, чем маточное.
Индекс генотипического сходства между хряками и матками составил 0,837, что свидетельствует о высоком сходстве данных групп. Это следует учитывать при подборе пар и формировании селекционно-племенного ядра с тем, чтобы повысить гетерозиготность в последующих поколениях, что, в свою очередь, приведет к генетическому разнообразию популяции.
3.2. Связь групп крови с воспроизводительными качествами, экстерьерно-продуктивными признаками и спермопродукцией свиней крупной белой породы
Возможность существования связи групп крови с продуктивными признаками в настоящее время не вызывает сомнения. Результаты наших исследований указывают на неоднородность и сложность этих связей. Видимо, следует согласиться, что они существуют и формируются в результате неравновесия по сцеплению локусов при направленном отборе [Сердюк Г.Н., 2000]. Мы изучили коррелятивную связь генотипов А, Н, G, L, K и Е систем групп крови с экстерьерными признаками, спермопродукцией хряков европейских и сибирских типов и воспроизводительными качествами свиноматок, осемененных производителями разных типов.
По результатам нашего исследования, у хряков европейских типов с фактором Аср в генотипе наблюдались лучшие показатели по сравнению с носителями генотипа А-/-: многоплодия на 0,5 поросенка (р < 0,01), оплодотворяемости на 9,5 % (р < 0,01), живой массы гнезда при рождении на 0,7 кг (р < 0,001) Данный фактор был и у сибирских хряков, отличающихся более высокой оплодотворяемостью – на 3,4 % (р < 0,01) и меньшей мертворожденностью поросят – на 1,5 % (р < 0,01) в сравнении с альтернативным генотипом. Влияние генотипа системы А крови на экстерьерно-продуктиные показатели в наших опытах не обнаружили. В данном случае мы можем рекомендовать учитывать этот фактор при селекции на улучшение воспроизводительных качеств свиней.
Сопряженность воспроизводительных качеств производителей с генотипом системы Н свидетельствует о том, что у хряков европейских типов с генотипом На/-существенно выше живая масса гнезда при отъеме (на 3,2 кг) и оплодотворяемость (на 6,2 %). Сохранность на 2,2 % (р < 0,01) выше у животных с генотипом Н -/-. У сибирских типов носители генотипа На/- имели более высокие показатели оплодотворяемости на 2,8 % (р < 0,001).
Для хряков европейской селекции изучаемой популяции лучшим оказался генотип Gb/b по числу рожденных поросят (р < 0,001), многоплодию (р < 0,01), оплодотворяемости (р < 0,01) и живой массе хряка в 24 мес (р < 0,01). У сибирских типов превосходство имели носители генотипа Gа/а по показателям оплодотворяемости (р < 0,01) и сохранности (р < 0,001).
Противоречивые результаты получены нами и по системам Е и L групп крови. В сравниваемых типах высокие показатели воспроизводства и продуктивности были у животных с разными генотипами этих высокополиморфных систем. Именно генотипы Е и L локусов вовлекаются в отбор и отражают происходящие в популяциях процессы селекции. Связи эти довольно сложные, очень трудно установить какой конкретно аллель коррелирует с тем или иным признаком продуктивности. Видимо, в сибирских и европейских типах в процессе селекции складывались свои комбинации аллелей этих систем, связанные с разными хозяйственно полезными признаками.
При обобщении полученных результатов выявлен благоприятный генотип, связанный с высокими показателями оплодотворяемости – Acp/- Ha/- Kb/- E bdg/edf, имеющийся у обоих типов свиней.
В табл. 1 приведены статистически значимые показатели сопряженности некоторых генотипов групп крови хряков европейских и сибирских типов с качеством спермопродукции. Объединив результаты анализа, получили модельный генотип Hb/- Ka/- L bcgi/bdfi, носители которого будут обладать высокими показателями по изучаемым признакам.
Таблица 1 – Связь качеств спермопродукции хряков европейских и сибирских типов с некоторыми системами групп крови
| Генотип | Число эякулятов | Объем эякулята,мл | Концентрация спермиев | Объем разбавленного семени, мл | ||||
| в эякуляте, млрд | в 1мл, млн | |||||||
| Европейские типы | ||||||||
| Н b/- | 162 | 240±7,22 | 49,88±1,39 | 201,1±4,63 | 846,2±23,72 | |||
| Кa/- | 230 | 240±10,46 | 52,55±0,92 | 191,7±3,51 | 781,5±15,71 | |||
| К-/- | 81 | 232±8,95 | 54,10±1,66 | 187,5±6,6 | 768,4±25,38 | |||
| Gа/b | 322 | 245±4,95 | 43,92±0,85 | 179,6±3,01 | 763,4±14,05 | |||
| Eaeg/bdg | 124 | 248±7,43 | 40,29±1,15 | 172,8±709,1 | 709,1±19,20 | |||
| Ebdg/edg | 130 | 231±13,05 | 45,63±3,69 | 197,0±14,29 | 816,8±61,89 | |||
| Lbcgi/bdfi | 97 | 234±9,88 | 43,66±1,46 | 195,1±4,54 | 776,9±24,21 | |||
| Сибирские типы | ||||||||
| На/- | 43 | 271±13,88 | 53,44±2,24 | 207,7±6,88 | 865,2±32,41 | |||
| Ка/- | 267 | 290±7,26 | 53,01±0,93 | 190,4±3,41 | 868,1±16,14 | |||
| Gа/а | 58 | 244±10,5 | 51,3±2,03 | 215,5±8,29 | 899,9±41,25 | |||
| Eaeg/edf | 35 | 295±15,52 | 64,05±1,89 | 232,0±9,02 | 1147,1±32,9 | |||
| Eedf/edf | 54 | 258±10,86 | 55,53±2,11 | 250,8±8,59 | 982,4±42,76 | |||
| Lbcgi/bdfi | 292 | 271±6,24 | 51,05±0,86 | 203,3±3,04 | 869,0±15,15 | |||
Таким образом, выявленные нами связи между группами крови и жизненно важными функциями свиней крупной белой породы могут использоваться в практической селекции свиней для прогнозирования и оценки генетического потенциала.
3.3. Толерантность и аутоиммунитет, их влияние на репродуктивность и иммуносовместимость свиней
3.3.1. Выявление иммунореактивности хряков-производителей
Аутоиммунные нарушения воспроизводительных функций самцов-производителей встречаются довольно часто, поэтому определение их причин приобретает важное практическое значение. Выявленная аутоиммунность у хряков снижает результативность осеменения свиноматок на 19–20 % и, кроме того, аутоиммунные сдвиги нарушают сперматогенез, отражаясь на получении мертворожденных поросят [Абилов, 2001, Мандып-оол, 2002].
Использование антиэритроцитарных реагентов в РДСК и РА позволило выявить на сперме, лейкоцитах и эритроцитах антигены с идентичными детерминантами. Из 25 эритроцитарных антигенов, к которым применили антисыворотки, на сперме и лейкоцитах выявили 10. Следует отметить, что на сперматозоидах и лейкоцитах выявляются в основном антигены одной специфичности, при этом на эритроцитах они присутствуют не всегда. Спектр эритроцитарных антигенов значительно шире. Антигенные факторы Ас; Е b,d,e; Fa; Bb; Kb выявлены как на сперме, так и на лейкоцитах всех обследованных животных. Фактор f системы Е групп крови присутствовал на лейкоцитах одного хряка, а на спермиях 9 из 10 производителей факторы с, g системы L не обнаружены. Испытание методов свидетельствует о том, что полное совпадение результатов получено по 5 животным из 10 (50 %).
О наличии аутоспермоантител мы судим по РГЗТ. Хряки по ответной реакции на собственную сперму распределились в соотношении 1:2, т.е. число животных с негативной реакцией было в 2 раза больше, чем с позитивной. Сформировано две группы животных: в 1-ю вошли хряки с положительной реакцией (наличие эритемы на месте введения антигена), во 2-ю – с отрицательной реакцией (отсутствие видимых изменений).
Таблица 2 - Качество спермопродукции хряков в зависимости от РГЗТ
| Груп- Груп-па | РГЗТ | Число эяку-лятов | Объем эякулята мл | Концент-рация спермиевв 1 мл, млн | Число живых спермиев в эяку-ляте,млрд | Патология, % | |
| азоспер-мия | терато-спермия | ||||||
| 1-я | + | 489 | 243,9 ±6,89 | 196,6 ±4,85 | 46,1 ±1,34 | 2,4 ±0,69 | 2,7 ±0,73 |
| 2-я | – | 667 | 265,3 ±6,54* | 192,9 ±6,73 | 55,4 ±1,59** | 0,9 ±0,37* | 0,2 ±0,17*** |
- * р < 0,05;
- ** р < 0,01;
- *** р < 0,001
Анализ показателей спермопродукции с учетом РГЗТ (табл. 2) показывает, что у толерантных к собственной сперме хряков объем эякулята и число живых спермиев в эякуляте выше – на 21,4 мл (р < 0,05) и 9,3 млрд в эякуляте (р < 0,01) соответственно. Обращает на себя внимание высокое статистически значимое число патологических эякулятов (терато- и азоспермия) у производителей 1-й группы.
Для более детального изучения влияния иммунореактивности производителей на аутоантиген изучены репродуктивные показатели свиноматок 2–4-го опоросов, осемененных тестированными хряками. У свиноматок, осемененных толерантными производителями, показатель сохранности потомства выше – на 3,6 % (р < 0,05) и число малоплодных пометов ниже – на 2,4 % (р < 0,05).
Таким образом, установленные аутоиммунные сдвиги у хряков ведут к ухудшению качества спермопродукции и снижают сохранность потомства. Мы предполагаем, что различия в иммунном ответе на аутоантиген обусловлены целым рядом факторов. К основным следует отнести генетические факторы, а также возможную сенсибилизацию у отдельных индивидуумов при экстравазации сперматозоидов. Повышенная реактивность животных (в данном случае аллергическая реакция) у сенсибилизированных животных к данному антигену (сперме), несомненно, связана с механизмами специфической защиты организма, поскольку иммунитет и аллергическая реактивность взаимосвязаны. При незначительной экстравазации выработанные антитела не приводят к заметному ущербу для организма. В нашем опыте мы не наблюдали резкого снижения фертильности у производителей с положительной реакцией на аутоантиген. Однако это оказало влияние на сперматогенез, что, в свою очередь, отразилось на репродуктивных показателях свиноматок, осемененных семенем хряков, сенсибилизированных антигенами спермы.
3.3.2. Влияние иммуносовместимости спариваемых животных на репродуктивные показатели
Иммунонесовместимость спариваемых животных вызывает конфликтную ситуацию как в процессе оплодотворения, так и при развитии генетически несовместимого с материнским организмом плода. Иммуннонесовместимость проявляется по отношению к отдельным производителям, численность которых в каждом свиноводческом хозяйстве составляет от 20 до 40 % [Сердюк, 1985].
С целью повышения эффективности диагностики иммунологической сочетаемости родительских пар свиней при наименьших затратах нами предпринята попытка использования реакции гиперчувствительности замедленного типа. Мы проанализировали опоросы свиноматок с различной РГЗТ на антигены хряков (кровь и сперма), учавствующих в их оплодотворении с учетом реакции производителя на аутоантиген. В том случае, когда хряк давал отрицательную реакцию на собственную сперму (табл. 3), свиноматки с положительной реакцией на кровь хряков превосходили толерантных по массе гнезда при отъеме на 25 кг (р < 0,05). Но в этой группе были высокие показатели мертворожденности (8,7 %) и аварийных опоросов (29,4 % при р <
Таблица 3- Продуктивность свиноматок с различной РГЗТ на кровь и сперму хряков, толерантных к собственной сперме
| РГЗТ | Маток, гол | Родилось всего, гол | Мертво-рожденных,% | Масса гнезда, кг | Молоч-ность, кг | Сохран-ность, % | Аварийных опоросов, % | |
| при рож-дении | при отъеме | |||||||
| АГ кровь | ||||||||
| + | 17 | 10,7±0,49 | 8,7±6,84 | 13,3±0,87 | 172,6±11,76* | 58,0±3,68 | 85,8±2,89 | 29,4±11,1 |
| – | 23 | 11,5±0,43 | 4,4±4,37 | 14,9±0,52 | 147,4±6,86 | 53,5±0,85 | 95,0±2,87** | 4,3±4,23* |
| АГ сперма | ||||||||
| + | 20 | 11,8±0,54 | 8,2±6,13 | 15,9±0,65*** | 142,5±9,16 | 54,2±1,69 | 83,6±3,37 | 20,0±8,0 |
| – | 25 | 10,9±0,42 | 8,2±6,13 | 13,1±0,58 | 163,4±8,46 | 55,5±2,39 | 91,8±2,63* | 7,1±6,86 |
*р < 0,05;
** р < 0,01;
*** р < 0,001
Таблица 4-Продуктивность свиноматок с различной РГЗТ на антиген от толерантных на аутоантиген хряков
| РГЗТ | Число опоро-сов | Родилось всего, гол | Мертворож-денных, % | Масса гнезда, кг | Молоч-ность, кг | Сохран-ность, % | Аварий-ных опо-росов, % | ||
| АГ спер-ма | АГ кровь | при рождении | при отъеме | ||||||
| + | + | 7 | 11,1±0,74 | 12,4±10,4 | 14,6±0,87 | 168,1±15,5 | 54,4±1,99 | 93,5±4,37 | 0 |
| + | – | 8 | 12,0±0,70 | 1,6±4,43 | 16,4±0,84 | 136,9±11,46 | 53,3±2,56 | 89,6±1,86 | 6,6±6,41 |
| – | + | 10 | 9,7±0,60 | 15,5±13,6 | 11,7±1,20 | 167,1±12,9 | 61,4±5,87 | 78,9±1,52 | 15,7±11,50 |
| – | – | 15 | 11,1±0,55 | 5,6±5,94 | 13,7±0,31 | 154,5±8,85 | 52,6±1,76 | 98,4±3,92 | 0 |
| 40 | 11,05±0,33 | 8,2±4,34 | 14,08±0,31 | 157,1±6,35 | 54,8±1,53 | 89,8±2,09 | 10,0±4,74 | ||
0,05). Толерантные матки имели более высокую сохранность потомства – на 9,2 % (р < 0,01).
У свиноматок с положительной РГЗТ на антигены спермы, типированные толерантными на аутоантиген производителями, статистически значимое превосходство получено по массе гнезда при рождении (на 2,8 кг). Матки с отрицательной реакцией превышали сравниваемую группу по сохранности на 8,3 % (р < 0,05) и имели меньше аварийных опоросов, но в пределах ошибки. Анализ продуктивности свиноматок с различной РГЗТ, осемененных хряками, положительно реагирующими на аутоантиген, не выявил статистически значимых различий. Однако прослеживается тенденция, что у толерантных маток показатели мертворожденности и число аварийных опоросов ниже, чем у животных с положительной реакций.
Далее мы сочли возможным объединить свиноматок с учетом их иммунореактивности на оба антигена и изучили ее влияние на репродуктивные качества. В табл. 4 приведены данные по результатам опоросов, полученных от хряков, негативно реагирующих на собственную сперму. В группе маток с положительной реакцией на кровь и отрицательной на сперму были самые низкие показатели: по числу рожденных поросят на 1,4 гол. (р < 0,05), по массе гнезда при рождении на 2,4 кг (р < 0,05), по сохранности – на 10,9 % (р < 0,001) в сравнении со средним по выборке. В этой же группе много мертворожденных поросят (15,5 %) и аварийных опоросов (15,7 %). В случае, когда матки толерантны к обоим антигенам, выявлена высокая сохранность – 98,4 % (р < 0,05) и отсутствие аварийных опоросов в группе.
Провели анализ продуктивности свиноматок в зависимости от их реакции без учета иммунореактивности производителя (табл. 5). Группа толерантных маток имела высокую сохранность потомков. Разность со средним по выборке
Таблица 5 – Продуктивность свиноматок с учетом реакции на введенный антиген (без учета реакции хряка)
| Показатель | РГЗТ на АГ спермы и АГ крови | Среднее | |||
| +/+ | +/– | –/+ | –/– | ||
| Число опоросов | 22 | 17 | 14 | 21 | 74 |
| Родилось всего | 11,2±0,51 | 11,3±0,42 | 10,5±0,66 | 11,8±0,59 | 11,3±0,28 |
| Мертворожден-ных, % | 4,4±4,48 | 4,9±5,76 | 11,2±9,51 | 5,9±5,26 | 6,2±2,99 |
| Масса гнезда при рождении, кг | 14,9±0,65 | 15,4±0,50 | 12,5±1,06 | 14,6±0,69 | 14,5±0,37 |
| Молочность, кг | 54,2±1,77 | 51,3±2,06 | 59,2±4,12 | 54,7±1,38 | 54,6±1,09 |
| Сохранность, % | 91,4±2,62 | 80,6±4,21 | 86,8±3,59 | 97,4±1,77 | 88,7±1,78 |
| Аварийных опоросов, % | 4,5±4,42 | 16,6±8,77 | 21,4±10,96 | 4,8±4,66 | 10,9±3,62 |
составила 8,7 % (р < 0,001). Группа с отрицательной реакцией на сперму и положительной на кровь имела высокие показатели мертворожденности (11,2 %) и аварийных опоросов (21,4 %).
Следовательно, использование накожной пробы как аллергического теста для выявления антител в организме свиней позволило установить наличие аутоспермоантител у хряков, определить коррелятивную связь специфики иммунного ответа свиноматки на антигены хряка, учавствующего в осеменении, с жизнеспособностью потомков в пренатальный и постнатальный периоды развития.
ВЫВОДЫ
1. Частота аллелей генетических систем групп крови отражает изменение генетического профиля популяции во временном аспекте. Анализ динамики частоты аллелей хрячьего поголовья с 1994 г. по 2003 г. показал нарастание ср- аллеля системы А групп крови от 0,173 до 0,495 и доли На аллеля с 0,585 до 0,711. По системе Е произошло уменьшение аллеля edg c 0,363 до 0,173 и появление нового аллеля bdf (0,133). Доля аллеля bdfi системы L постепенно элиминируется – с 0,391 до 0,047.
2. Аллелофонд хряков европейских и сибирских типов отличался относительным постоянством встречаемости аллелей. У животных сибирской селекции отмечены отклонения в сторону увеличения доли аллеля Еbdg (0,280 – 0,350). По системе L происходило уменьшение доли аллеля bcgi и увеличение – bdfi. В аллелофонде европейских типов снижалась концентрация аллелей Eaeg – с 0,380 до 0,210 (р < 0,05), Lbcgi – с 0,820 до 0,630 (р < 0,01), Ha – с 0,570 до 0,420 (р < 0,05) и увеличение доли аллелей Lbdfi – с 0,140 до 0,330 (р < 0,05), Ebdg – с 0,120 до 0,270 (р < 0,05).
3. Индекс генетического сходства между маточным и хрячьим поголовьем – 0,837, между матками и хряками сибирских типов – 0,763, европейских – 0,932. Индекс генетического сходства между сибирскими и европейскими типами с 1994 по 1997 г. существенно не изменился и составлял 0,903 – 0,895.
4. Хряки европейских типов, имеющие в генотипе аллель Аср превосходили негативных по этому аллелю животных по числу родившихся поросят на 0,5 гол. (р < 0,01), живой массе гнезда при рождении на 0,7 кг (р < 0,001), оплодотворяемости на 9,5 % (р < 0,001), по концентрации спермиев в эякуляте на 5,2 млрд (р < 0,001), концентрации спермиев в 1 мл на 4,2 млн (р < 0,001) и объему эякулята на 5,2 мл (р < 0,001). Хряки сибирских типов с фактором Аср имели показатели оплодотворяемости на 3,4 % (р < 0,001) выше и мертворожденных поросят у них было на 1,5 % (р < 0,01) меньше.
5. Оплодотворяющая способность хряков изучаемых типов, с генотипами Acp/- Ha/- Kb/- Ebdg/edf, достоверно выше (на 3,4% – 17,5%) по сравнению с альтернативными вариантами.
6. Производители европейской селекции, носители генотипов Ga/b и Eaeg/edg, имели самый большой объем эякулята – 245 и 247 мл соответственно. Высокой концентрацией спермиев в эякуляте и в 1 мл отличались хряки с генотипами E bdg/edg – 48,69 млрд и 205,6 млн, L bdfi/bdfi – 45,04 млрд и – 203,9 млн; самый высокий показатель концентрации спермиев в 1 мл был у носителей генотипов G a/a – 223,2 млн.
7. В группе хряков сибирской селекции самые высокие показатели объема эякулята наблюдали у носителей генотипов Ка/- – 290 мл, E aeg/edf – 295 мл, L bcgi/bdfi – 271 мл; по концентрации спермиев в эякуляте лучшими были животные с генотипами Нb/- - 53,44 млрд, E aeg/edf – 64,05 млрд и E edf/edf – 55,53 млрд. Лучшими по концентрации спермиев в 1 мл были особи с генотипами Ga/a – 215,5 млн, E aeg/edf – 232 млн, E edf/edf – 250,8 млн.
8. На спермиях и лейкоцитах имеются антигены, индентичные эритроцитарным. Из 25 наименований, к которым использованы антиэритроцитарные сыворотки, выявлено 10.
9. Определена разрешающая доза антигена для выявления наибольшего иммунного воздействия на организм животного. Самая высокая иммунореактивность наблюдалась при введении 0,5 мл3 не разведенной цельной спермы.
10. У толерантных к аутоантигену хряков объем эякулята и число живых спермиев в эякуляте выше на 21,4 мл (р < 0,05) и 9,3 млрд (р < 0,01) соответственно, чем в группе животных, реагирующих на аутоантиген. Производители с положительной реакцией на собственную сперму имели больше патологических эякулятов: азоспермия – на 1,5 % (р < 0,05) и тератоспермия на 2,5 % (р < 0,001)
11. У маток, толерантных к антигенам производителя, сохранность выше на 8,2 – 9,5 % (р < 0,05, р < 0,01), аварийные опоросы отсутствовали или происходили редко, что, возможно, связано с отсутствием иммунологического конфликта между спариваемыми животными.
12. Свиноматки с отрицательной реакцией на сперму и положительной на кровь толерантных на аутоспермоантиген хряков, участвующих в их оплодотворении, имели более низкие показатели в сравнении со средним по выборке: по числу рожденных поросят на 1,4 гол. (р < 0,05), по массе гнезда при рождении на 2,4 кг (р < 0,05), сохранности на 10,9 % (р < 0,001). В этой же группе много мертворожденных поросят (15,5 %) и аварийных опоросов (15,7 %).
ПРЕДЛОЖЕНИЯ
1. С целью определения фертильности хряков-производителей и оценки их воспроизводительных способностей можно использовать экспресс-метод, основанный на РГЗТ.
2. Для повышения продуктивности свиней целесообразно проводить подбор родительских пар путем определения их иммунологической совместимости по реакции свиноматки на спермальные и эритроцитарные антигены спариваемого с ней хряка методом накожной пробы.
3. Использовать иммуногенетический анализ в свиноводстве с целью прогнозирования и оценки генетического потенциала, воспроизводительных и репродуктивных качеств животных, что позволит повысить эффективность селекционно-племенной работы.
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Акулич, Е.Г. Повышение эффективности селекции свиней с использованием иммуногенетических методов / Е.Г. Акулич // Повышение эффективности производства в Сибири: сб. науч. тр. – Новосибирск, 1997 – С.106 – 109.
2. Дмитриева, Г.Л. Иммунологические факторы в воспроизводстве свиней / Г.Л. Дмитриева, Е.Г. Акулич, Г.М. Гончаренко // Совершенствование технологии производства продуктов животноводства: сб. научн. тр. – Новосибирск, 1998. – С.105 – 109.
3. Дмитриева, Г.Л. Влияние иммуносовместимости спариваемых животных на репродуктивные показатели / Г.Л. Дмитриева, Е.Г. Акулич // Совершенствование технологии производства продуктов животноводства: сб. научн. тр. – Новосибирск, 1998. – С.109.–.112.
4. Акулич, Е.Г. Влияние иммунологических факторов на воспроизводительные показатели свиней / Е.Г. Акулич // Вклад молодых ученых в развитие Сибирской аграрной науки: Материалы конф. научн. молодежи СО Россельхозакадемии (23 апреля 1998 г., Краснообск). – Новосибирск, 1998. – С.105 – 106.
5. Akulich, E.G. The immunologic factors in pig production / E.G. Akulich // Abstracts of the 50-th Annual Meeting of the European Association for Animal Production, Zurich, 1999, P. 284.
6. Акулич, Е.Г. Генотипическая структура хряков крупной белой породы и ее изменения в процессе селекции / Е.Г. Акулич, Г.М. Гончаренко // Актуальные проблемы животноводства: наука, производство и образование: Материалы II международной науч.-практ. конф., посвященной 70-летию зооинженерного факультета НГАУ. – Новосибирск, 2006. – С.96 – 101.
7. Акулич, Е.Г. Влияние А-ср фактора на продуктивные качества свиней крупной белой породы / Е.Г. Акулич, Г.М.Гончаренко // Повышение эффективности животноводства в Сибири: сб. научн. тр. РАСХН Сиб. отд.-ние ГНУ СибНИПТИЖ.- Новосибирск, 2006. – С.84 – 89.
8. Гончаренко, Г.М. Влияние гетерозиготности по группам крови на продуктивные качества свиней / Г.М. Гончаренко, Е.Г. Акулич, Н.Б. Гришина // Сиб. вестн. с.-х. науки. – 2008. – № 8. – С.69 – 74.
9. Акулич, Е.Г. Сравнительная оценка хряков крупной белой породы сибирских и европейских типов с учетом генотипов групп крови / Е.Г. Акулич // Адаптация, здоровье и продуктивность животных: сб. науч. тр. – Новосибирск: ФГОУ ВПО «НГАУ», 2008. – С. 69 – 74.
10. Акулич, Е.Г. Влияние иммуногенотипов групп крови на показатели спермопродукции хряков-производителей / Е.Г. Акулич, Г.М. Гончаренко // Технологии производства продуктов животноводства в современных условиях Сибири: сб. научн. тр. Россельхозакадемии СибНИПТИЖ.- Новосибирск, 2008. – С.96 – 98.
