Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время большое внимание уделяется вопросам совершенствования селекционно-генетической работы с породами скота и свиней на повышение продуктивности, устойчивости к болезням и продуктивному долголетию [Солошенко, Клименок, Хлебников, 2009; Дунин, Павлова, 2012 и др.]. Это происходит одновременно с интенсивно развивающимися технологиями, связанными с механизацией и автоматизацией животноводческого производства, и обусловливает появление определённых требований к животным. К огромному сожалению, снижаются генетическое разнообразие и число ценных, редких пород животных, «не выгодных» с экономической точки зрения [Моисеева и др., 2006]. Восстановить утраченное не представляется возможным даже с привлечением самых передовых научно-технических достижений, включая генную и клеточную инженерию [Эрнст, Зиновьева, 2008]. В свою очередь, данная тенденция также способствует увеличению частоты поражения лейкозом, туберкулёзом, бруцеллёзом и другими болезнями [Черекаев, 1997; Чугунов, 2007 и др.].
Существующие аргументы в пользу сохранения локальных пород суммированы академиком Ю.П. Алтуховым [2004] по 3 категориям: экономико-биологические, научные и культурные. Так, потребительские качества животноводческой продукции определяются соответствующими требованиями, которые, в свою очередь, очень изменчивы и не -предсказуемы. Это предполагает потребность в высокой генетической изменчивости [Моисеева, Захаров, Митичашвили, 1992; Паронян, Прохоренко, 2008 и др.], потеряв которую, можно достичь так называемого «селекционного плато», при котором деятельность селекционеров становится малоэффективной. Наряду с этим, местные породы рассматриваются как памятник общечеловеческой культуры и приравниваются по своей важности к памятникам культуры. Таким образом, исследования в этом направлении вносят важный вклад в зоотехническую науку.
К сожалению, в настоящее время в полной мере не проводится комплексное изучение генофонда и фенотипических признаков пород сельскохозяйственных животных Сибири с учётом многомерной природы их взаимодействий. Недостаточно проработаны подходы к установлению популяционных средних и оценке степени изменчивости в случае отклонений от нормального распределения количественного признака. Это, в свою очередь, не позволяет должным образом сравнивать популяции сельскохозяйственных животных и оценивать их генофонд. Не разработа-
ны достаточно эффективные методы сохранения небольших популяций животных в течение продолжительного периода времени.
Работа выполнялась в рамках госбюджетной тематики «Изучение генофонда и фенофонда пород сельскохозяйственных животных в Сибири» (РК 01201362239).
Цель и задачи исследований. Цель работы заключается в комплексной характеристике генофонда и фенофонда пород крупного рогатого скота и свиней Западной Сибири по совокупности признаков.
В связи с поставленной целью были сформулированы следующие задачи:
дать характеристику генетической структуры сибирской северной породы свиней и оценить её генетическое сходство с другими породами Западной Сибири по частотам аллелей и генотипов систем аллотипов сывороточных белков, генетических систем групп крови и эритроцитарных антигенов;
оценить эритроцитарный антигенофонд якутского и серого украинского скота и провести сравнительный анализ с другими породами Сибири;
выявить роль генотипов отцов и матерей в изменчивости витамина С в процессе онтогенеза;
исследовать возможную роль витамина С в степени аккумуляции тяжёлых металлов в щетине и варьировании ряда гематологических и биохимических параметров свиней;
определить влияние некоторых фиксированных факторов на концентрацию аскорбиновой кислоты у свиней;
оценить межпородные фенотипические отличия и вероятную роль генотипа отца в изменчивости гематологических и биохимических показателей крови свиней с учётом многомерной природы взаимодействий изучаемых показателей;
установить уровни и степень изменчивости гематологических, биохимических, цитогенетических показателей крови свиней и крупного рогатого скота, а также тяжёлых металлов в щетине свиней в свете породной принадлежности;
изучить гематологический и биохимический профили чёрно-пёстрого, якутского и серого украинского скота в условиях Западной Сибири и оценить степень их фенотипического сходства;
выявить породную дифференциацию молочного скота по восприимчивости и устойчивости к некоторым болезням в условиях Западной Сибири;
разработать способ сохранения генетического разнообразия редких и исчезающих пород крупного рогатого скота.
Научная новизна работы. Впервые выполнены исследования, включающие комплексное изучение генофонда и фенофонда ряда пород сельскохозяйственных животных по частотам эритроцитарных антигенов, аллелей и генотипов систем аллотипов сывороточных белков крови, цитогенетическим, гематологическим, биохимическим показателям и устойчивости к ряду заболеваний в условиях Западной Сибири.
Предложен метод сохранения генофонда редких и исчезающих пород скота, позволяющий сохранять малочисленные популяции в течение длительного периода времени без применения тесного инбридинга и с сохранением адаптационной реактивности животных (патент РФ №2270562).
У свиней ряда пород определено влияние генотипов разных отцов и матерей на уровень витамина С в крови в течение онтогенеза. Установлена роль некоторых фиксированных факторов в варьировании аскорбиновой кислоты у свиней разных пород и возрастов. Полученные результаты свидетельствуют о необходимости учета многомерной природы взаимодействий широкого спектра исследуемых признаков дискретного и непрерывного характера варьирования.
Показано влияние генофонда пород крупного рогатого скота молочного направления в Западной Сибири на устойчивость и восприимчивость к гинекологическим заболеваниям, болезням вымени, конечностей, лейкозу и туберкулёзу.
Разработан новый подход к получению средней арифметической, стандартной ошибки, суммы квадратов, вариансы и стандартного отклонения в случае ненормального распределения признака.
Определён подход для оценки степени фенотипического сходства популяций животных по комплексу признаков с применением методов многомерной статистики.
Предложен способ замещения хромосом для получения высокоценных быков-производителей (патент РФ №2414124).
Практическая значимость. Результаты исследований легли в основу плана селекционно-племенной работы с крупным рогатым скотом (2013-2023 гг.) в ЗАО племзавод «Ирмень» - ведущем племенном хозяйстве Новосибирской области.
Разработанный метод сохранения редких и исчезающих пород животных позволяет сохранять генетическое разнообразие замкнутых малочисленных популяций в течение продолжительного времени (патент РФ №2270562).
Установленные источники изменчивости концентрации витамина С у свиней с учётом генетической и паратипической компонент вносят важный вклад в область биохимии животных и позволяют на более глубоком уровне иметь представление об особенностях обмена аскорбиновой кислоты и других органических и неорганических химических соединений в животном организме.
Материалы исследований включены в монографии «Генофонд скороспелой мясной породы свиней», «Генофонд и фенофонд сибирской северной породы и сибирской чёрно-пёстрой породной группы свиней», «Черно-пестрый скот Сибири», а также в учебное пособие «Витамины» и используются в курсах лекций для студентов во многих сельскохозяйственных вузах, обучающихся по направлениям: «Зоотехния» и «Ветеринария» по дисциплинам: «Разведение сельскохозяйственных животных», «Генетика и биометрия», «Ветеринарная генетика», «Биохимия», «Статистические методы обработки экспериментальных данных» и слушателей факультета повышения квалификации ФГБОУ ВПО «НГАУ» по программе подготовки «Основы создания ЭОР в учебном процессе и научной деятельности преподавателя ВПО с использованием информационных технологий».
Основные положения, вынесенные на защиту.
-
Выявлены внутри- и межпородные отличия по комплексу интерьер-ных признаков (частоты аллелей и генотипов систем аллотипов сывороточных белков, эритроцитарных антигенов, цитогенетические, биохимические и гематологические показатели крови) свиней и крупного рогатого скота Западной Сибири.
-
Установлены комплексы частот аллелей АМ-аллотипов сывороточных а-макроглобулинов, эритроцитарных антигенов, G-аллотипов иммуноглобулинов класса G, аллотипов липопротеидов и эритро-цитрных антигенов крови, по которым можно дифференцировать породы Западной Сибири.
-
Высокий уровень хромосомной нестабильности является следствием продолжающихся процессов адаптации и нарастающего уровня го-мозиготности интродуцированных в Западную Сибирь пород сельскохозяйственных животных.
-
Генотип отца, матери и породная принадлежность влияют на уровень витамина С в разные периоды онтогенетического развития у свиней.
-
Породная принадлежность и генотип отца играют важную роль в варьировании уровней гематологических и биохимических показателей у свиней с позиций многомерной природы взаимодействий таких признаков.
-
Разработанный метод сохранения редких и исчезающих пород крупного рогатого скота позволяет сохранять генофонд малочис-
ленных популяций в замкнутых условиях в течение продолжительного периода времени. 7. Устойчивость и восприимчивость крупного рогатого скота Западной Сибири к гинекологическим заболеваниям, болезням вымени, конечностей, туберкулёзу и лейкозу зависит от породной принадлежности животных. Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на 17 конгрессе американской ассоциации свиноводства (США, 2002), международной конференции «Ветеринарная генетика, селекция и экология» (Новосибирск, 2003), 55-й, 56-й и 57-й международных конференциях Европейской ассоциации животноводства (Словения, 2004; Швеция, 2005 и Турция, 2006), конференции молодых ученых и аспирантов «Аграрная наука в России в новом тысячелетии» (Омск, 2004), 13-й Международной конференции по тяжёлым металлам в окружающей среде - ICHMET (Бразилия, 2005), научно-практической конференции «Актуальные проблемы животноводства: наука, производство и образование» (Новосибирск, 2006), научной конференции «Биология, образование и экология» (Новосибирск, 2008), 20-м Международном конгрессе по генетике (Германия, 2008), XVI международной научно-практической конференции «Пути интенсификации отрасли свиноводства в странах СНГ» (Беларусь, 2009), научной-практической конференции «Современные тенденции развития ветеринарной медицины и инновационные технологии в ветеринарии и животноводстве» (Казань, 2009) и 2-м международном симпозиуме «Экологические проблемы животных и человека» (Новосибирск, 2010).
Публикация результатов исследований. Материалы диссертации опубликованы в монографиях «Генофонд скороспелой мясной породы свиней» [2005], «Генофонд и фенофонд сибирской северной породы и сибирской черно-пестрой породной группы свиней» [2012], «Черно-пестрый скот Сибири» [2010]; в журналах: «Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук», «Сельскохозяйственная биология», «Сибирский вестник сельскохозяйственной науки», «Вестник НГАУ», «Вестник Красноярского государственного аграрного университета», «Вестник Алтайского государственного аграрного университета», «Главный зоотехник», «Аграрная Россия», «Journal de Phisique IV», Франция (из списка Web of Science); патентах на изобретения; материалах международных конференций и др. Всего опубликовано 53 работы, включая 5 патентов. По материалам диссертации опубликовано 50 научных работ, в том числе 2 патента и 3 монографии. Результаты исследований отражены в двух учебных пособиях.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 440 страницах машинописного текста, содержит 112 таблиц и 37 рисунков. Список
литературы включает 685 источников, в том числе 334 иностранных. Диссертация состоит из следующих разделов: введение, обзор литературы, материал и методы исследований, результаты исследований, обсуждение, выводы, предложения, библиографический список и приложения.
