Содержание к диссертации
Введение
2 Обзор литературы 7
2.1. Показатели плодовитости коров черно-пестрой породы при совершенствовании их голштинской породой 7
2.2 Репродуктивный потенциал высокопродуктивных коров 13
2.3 Структурные нарушения хромосом и их связь с воспроизводительными и продуктивными качествами у крупного рогатого скота
3 Материал и методы 30
4 Результаты исследований 33
4.1 Биологические особенности и хозяйственные признаки коров разных генераций с разной степенью сложности отела 33
4.1.1 Рост и развитие коров с разной формой отела 33
4.1.2 Молочная продуктивность у коров с разной формой отела 36
4.1.3 Репродуктивные качества коров с разной формой отела 43
4.1.4 Влияние быков-производителей на форму отела 47
4.2 Биологические особенности коров разных генераций с разной формой отела 49
4.2.1 Рост и развитие 49
4.2.2 Молочная продуктивность коров разных генераций с разной степенью сложности отела 51
4.2.3 Влияние генетических факторов на развитие репродуктивных функций 60
4.3 Хозяйственно-полезные признаки у коров разных генераций со структурными нарушениями хромосом 66
4.4 Биохимические показатели крови и их связь с воспроизводительными качествами 79
4.5 Корреляция и наследуемость биологических особенностей у коров с разной степенью тяжести отела 83
5 Заключение 100
5.1 Выводы 101
5.2 Рекомендации по использованию научных выводов 102
5.3 Перспективы дальнейшей разработки темы 103
Список литературы 104
- Репродуктивный потенциал высокопродуктивных коров
- Рост и развитие коров с разной формой отела
- Биологические особенности коров разных генераций с разной формой отела
- Биохимические показатели крови и их связь с воспроизводительными качествами
Репродуктивный потенциал высокопродуктивных коров
По мнению Новотольской О.П. (2014) с соавторами, современное молочное скотоводство стоит перед сменой приоритетов в своем дальнейшем развитии. До настоящего времени главным было повышение молочной продуктивности, теперь на первое место встает проблема воспроизводства стада и увеличение продуктивной жизни коров.
Воспроизводство стада осуществляется путем размножения животных и выращиванием молодняка до репродуктивного возраста. В зоотехнии рождаемость оценивают числом родившихся особей в популяции за определенный период времени. Различают максимальную рождаемость, то есть теоретически возможную и реализованную рождаемость - фактически существующую. Величина коэффициента рождаемости у крупного рогатого скота обусловливается плодовитостью и сроками развития эмбриона, чем выше количество новорожденных и короче стельность, тем выше коэффициент рождаемости.
Плодовитость животных является важным селекционным признаком, так как в значительной степени определяет экономический эффект животноводства (Бакай А., Голубев, А., 2011; Голубев А.А., 2012).
Под плодовитостью следует считать число родившихся телят от одной коровы, тогда как коэффициент плодовитости является показателем числа родившихся телят на 100 коров репродуктивного возраста в течение года (Красота В.Ф., 2005; Данкверт А.Г., 2011).
Плодовитость быков изучается по многим показателям, однако более широкое распространение получил показатель удельного веса коров, оплодотворившихся после первого осеменения (Эрнст Л.К., Зиновьева Н.А., 2008).
По характеру наследования показатели плодовитости можно разделить на две категории. Первая – признаки, как правило, аномалии воспроизводительной системы, наследуемые как простые качественные признаки. Вторая - признаки, наследуемые по законам наследования обычных количественных признаков (Баранова Н.С., Баранов А.В., 2008; Эрнст Л.К., Жигачёв А.И., 1990).
Наследуемость признаков плодовитости не высока (Завертяев Б.П.,1979). По некоторым данным коэффициент наследуемости плодовитости оказался равен всего 5,0 %.Невысокая степень наследуемости может быть объяснена значительной генетической выравненностью животных по этому показателю. На величину этого показателя существенное влияние может оказать искусственное регулирование его человеком (Эрнст Л.К., Чемм В.А., 1972).
Сложность определения наследственной обусловленности плодовитости заключается не только в том, что на ее проявление оказывают влияние многие факторы внешней среды, но также и в том, что этот показатель во многом зависит от характера взаимодействия воспроизводительных функций мужских и женских особей (Зиновьева Н.А., Эрнст Л.К., 2006).
В своих исследованиях Степанов Д. и Родина Н. (2010) выяснили, что у чистокровных коров черно-пестрой породы индекс плодовитости (по формуле Дохи) был наивысшим и составил 47,7, тогда как у помесных животных с разной долей кровности по голштинской породе этот показатель находился в пределах 39,1- 45,3. У коров симментальской породы индекс плодовитости по формуле Дохи составил 35,7-35,8.
Эрнстом Л.К. и Зиновьевой Н.А. (2008) установлено, что плодовитость у коров черно-пестрой породы следует считать средней (индекс плодовитости по формуле Дохи 43,9-44,5). Получить одного теленка в течение календарного года -возможно, считают Чомаев А.М., Хмылов А.Г.(2005), если продолжительность межотельного периода (МОП) не будет превышать 365 дней.
Оплодотворяемость после первого осеменения - процент животных, которые стали стельными после одного осеменения в течение определенного периода. Считается оптимальным, если этот показатель составляет 55–60% по стаду. Следует отметить, что период восстановления у крупного рогатого скота в среднем длится 28-50 дней. Эти требования являются основными для репродуктивных функций крупного рогатого скота, регулируются они независимыми наследствен 9 ными структурами, об этом писал Завертяев Б.П. (1979), это подтверждено и Но-вотольской О.П. и др. (2014).
На наследуемость продолжительности промежутка между осеменениями оказывают влияние разные факторы: неодинаковая продолжительность полового цикла, пропуск охоты (тихая охота), ранняя эмбриональная смертность (Джапаридзе Т.Г., Милюков А.К., 1988; Эрнст Л., Джапаридзе Т., Варнавский А., 2008).
При изучении промежутка между осеменениями коров черно-пестрой породы выяснилось, что лишь в 50% случаев промежуток между осеменениями укладывается в рамки полового цикла (17-25 суток). У матерей с увеличенным промежутком между осеменениями чаще встречаются дочери, которые также характеризуются ненормальным половым циклом (Эрнст Л.К., Зиновьева Н.А., 2008).
Рождение двоен является одним из показателей повышенной плодовитости коров. У дочерей, матери которых имели один двойневый отел, частота двойне-вых отелов возрастала, но незначительно. Если двойневые отелы у коровы повторяются, то это увеличивает вероятность их наследственного происхождения.
Аномалии эмбрионального развития вызываются целым рядом генетических и негенетических факторов, именно поэтому определенный интерес представляет изучение наследственной обусловленности аномалий эмбрионального развития скота. Смерть плода может наступить на разных этапах эмбрионального развития, и в значительной степени это может зависеть от негенетических факторов (Эрнст Л.К., Жигачёв А.И., 1990).
Л.К. Эрнстом и Н.А. Зиновьевой (2008) была изучена частота случаев мер-творождения у коров черно-пестрой и симментальской породы и наследуемость этого показателя. Дочери, происходящие от коров, имевших один отел мертворожденным теленком, практически не отличаются по частоте отелов мертворожденными телятами. Это подтверждает значительное влияние на появление данного вида патологии негенетических факторов.
Рост и развитие коров с разной формой отела
Научно-исследовательская работа была проведена на коровах черно-пестрой породы в ЗАО ПЗ «Повадино» Московской области. ЗАО племзавод «По-вадино» является одним из ведущих предприятий по разведению черно-пестрой породы с использованием лучших генотипов голштинской породы при совершенствовании стада. Общее поголовье (2012 г.) составляет 5775 голов, дойное стадо (элита и элита-рекорд) 2720. Удой на фуражную корову 7012 кг. Выход телят на 100 коров составляет 80 голов. В хозяйстве используется круглогодовое привязное содержание коров с моционом до 2 часов в зависимости от метеоусловий. Содержание животных и зоогигиенические параметры соответствуют существующим нормативам. Процессы доения, кормления, навозоудаления автоматизированы. Большое внимание в племзаводе уделяют кормлению. Коровы обеспечиваются высококачественными кормами, соответствующими их физиологическим потребностям в течение всего года. Рационы, используемые в хозяйстве, представлены в приложениях 1-4.
Исследования были проведены в период с 2012-2015 гг. Объектом исследований служили коровы разных генотипов и генераций. Исследования были проведены в три этапа (рисунок 1). Первый этап заключался в оценке и отборе коров с легкими и тяжелыми отелами. В первую группу отнесли коров с легкими отелами (n=261), во вторую - с тяжелой формой отела и случаями мертворождения (n=97). Второй этап заключался в оценке хозяйственно-полезных признаков. Из каждой группы матерей было отобрано 85 коров (50 голов с легкими отелами, 35-с тяжелыми), далее оценивали их дочерей. Таким образом, число пар мать-дочь составило 85, а количество всех исследованных животных составило 443 головы. Третий этап настоящих исследований заключался в сравнительном изучении особенностей роста и развития молодняка и последующей продуктивности от коров с разной степенью сложности отела и разным уровнем хромосомных аберраций. Цитогенетический анализ позволил выявить животных с разным уровнем структурных аберраций. С этой целью коровы-матери и коровы-дочери были разделены на подгруппы с сохранением пар мать-дочь. В первую подгруппу отнесли жи 31 вотных с низким уровнем хромосомных аберраций до 5,0%, во вторую от 5,1% до 10,0%, в третью более 10,1%. При этих границах соседние группы не трансгрессируют.
У коров разных генераций и разной формой отела после первого отела изучались основные хозяйственно-полезные признаки. Учитывали молочную продуктивность: удой за первую лактацию, содержание массовой доли жира и белка в молоке, количество молочного жира и количество молочного белка.
У животных с легкой и тяжелой формой отела воспроизводительные качества оценивались по продолжительности собственного эмбриогенеза, а также учитывалась живая масса при первом осеменении и первом отеле, возраст первого осеменения, продолжительность сервис-периода и индифференс-периода, легкость отела. Динамику изменения живой массы у молодняка оценивали по живой массе при рождении в 6, 12, 18 мес.
В основу кариологического анализа была положена работа с культурой лимфоцитов периферической крови крупного рогатого скота. Уровень кариоти-пической нестабильности оценивали по частоте аберраций хромосом в клетках. Для проведения исследований использовали систему «Лимфокар-1М». Постановку культуры выполняли в несколько этапов: взятие крови, выделение лейкоцитов, приготовление культуры и культивирование, обработка культуры (гипотонизация, фиксация и окраска препаратов). Препараты хромосом тщательно просматривали под микроскопом. Метафазные пластинки с хорошим разбросом и оптимальной спирализацией хромосом фотографировали и подсчитывали число хромосом. Микроскопирование проводили под увеличением 1300-1500 раз с масляной иммерсией. В ходе цитогенетического анализа у коров было изучено всего 6000 ме-тафазных пластин.
Биохимический и клинический статус коров оценивали после отела на момент проявления первых признаков половой охоты у коров с разной продолжительностью индифференс периода. В пробах сыворотки крови определяли концентрацию белка и его фракций, глюкозы, мочевины, минеральных веществ (кальций, фосфор) и каротин, а также активность ферментов АСТ (аспартатами-нотрансфераза) и АЛТ (аланинаминотрансфераза) и щелочной фосфатазы (ЩФ). Исследования проведены в лаборатории «Шанс-Био» г.Москва.
Биометрическую обработку данных с вычислением показателей таких, как средняя величина, ошибка средней величины, среднеквадратическое отклонение, коэффициент вариации, критерий достоверности и коэффициенты корреляции и наследуемости проводили по формулам (Меркурьева, Е.К., 1970; Рокицкий П.Ф., 1978; Бакай А.В., Кочиш И.И., Скрипниченко Г.Г., 2006, 2010), с использованием компьютерных программ. Рацион кормления у всех животных соответствовал зоотехническим нормам и требованиям (приложения1-4).
Биологические особенности коров разных генераций с разной формой отела
Животные с относительно коротким сервис-периодом показали и меньшее количество продукции молочного жира и белка, чем животные всех остальных групп - 179 кг на 27, 55, 39, 33, 48 и 31 кг, соответственно.
Различия между жирностью молока коров остальных групп незначительная. Разница по массовой доле белка не достоверна. Это объясняется, проведением в течение довольно длительного времени селекционных мероприятий направленных на сохранение качественных показателей молока в ЗАО ПЗ «Повадино».
Эффективное ведение селекционной работы в молочном скотоводстве предполагает использование методов, позволяющих проводить отбор телок для ремонта стада с генетически детерминированным интенсивным ростом и развитием, ранним физиологическим созреванием и удовлетворяющими требованиями по продуктивным качествам.
Стельность коров, которая отражает длительность эмбриогенеза, является самой значимой составляющей периода воспроизводства. По мнению авторитетных ученых, срок плодоношения зависит от многих факторов и продолжительность стельности у коров не одинакова и может варьировать от 240 суток до 311 суток. В задачу исследования входило изучение продолжительности собственного эмбриогенеза и продолжительности первой стельности у коров с разной формой отела.
Оценивая репродуктивные качества коров (таблица 5), установлено, что продолжительность собственного эмбриогенеза достоверной большей оказалась у коров второй группы 277 сут. против 270 сут. (Р 0,99). Достоверно значимых различий по продолжительности первой стельности между группами с разными формами отела не выявлено, параметры находились в пределах физиологической нормы. При сравнении двух групп с разной степенью сложности отела по величине сухостойного периода между группами нет различий, но по продолжительности сервис-периода эти животные отличаются. Больший по продолжительности сервис-период имели коровы второй группы 158 суток, что достоверно больше чем у коров первой группы на 58 сут. с легкими отелами (Р 0,999), соответственно легкость отела дает быстрое восстановление коров, поскольку не наблюдается последующих осложнений. Величина продолжительности межотельного периода зависит от продолжительности сервис-периода, в результате исследований установлено, что наиболее продолжительный период между отелами имели коровы второй группы 433 суток, что является нежелательным, так как нет возможности получить одного теленка за расчетный период, то есть календарный год.
В хозяйствах принято считать, что количество получаемых в стаде телок зависит в основном от уровня отела. Этот фактор показывает, насколько изменяется ожидаемое количество отелов, если интервал между отелами не равен 12 месяцам. С увеличением интервала отела ожидаемое количество новорожденных телок за год уменьшается.
Лучший коэффициент воспроизводительной способности (Р 0,99) имели коровы первой группы с легкими отелами и непродолжительным периодом собственного эмбриогенеза, коэффициент воспроизводительной способности составил 0,99.
Вопрос влияния тяжести отела на воспроизводительные функции коров ранее не изучался, нам представилась возможность оценить продолжительность сервис-периода у коров с разной формой отела. С этой целью коровы с разной степенью тяжести отела были разделены на группы по продолжительности сервис-периода (таблица 6). Установлено, что среди всех исследуемых коров с сервис-периодом до 60 сут., оказалось 45 гол, с легкой формой отела. Вторая группа с тяжелой формой отела, сервис-период которых до 60 суток представлена только одной коровой. У коров с легкой формой отела, с сервис-периодом до 60 суток, продолжительность индифференс-периода составила 47 суток., что достоверно меньше, чем у всех коров (Р 0,99). Таблица 6 - Воспроизводительные качества коров с разной формой отела в зависимости от продолжительности сервис-периода Показатели Продолжительность сервис-периода, суток До 60 61-90 91-120 Более 121 1(п=45) П(п=1) 1(п=91) П(п=6) 1(п=55) П(п=18) 1(п=70) П(п=72) Продолжительностьиндифференс-периода 47±1 - 69±1 70±3 69±2 70±2 65±1 67±1 Продолжительность стельности 275±1 - 274±1 276±2 273±1 273±2 274±1 274±1 Продолжительность сухостойного периода 62±2 - 70±2 67±8 69±2 62±3 77±3 73±2 Продолжительность межотельного периода 323±2 - 352±1 351±3 373±1 383±3 436±5 453±6 Коэффициент воспроизводительной способности 1,13±0,01 - 1,04±0,01 1,04±0,01 0,98±0,01 0,95±0,01 0,84±0,01 0,81±0,01 При увеличении продолжительности сервис-периода с 61 до 90 суток, мы отмечаем в группе коров с легкой формой отела большее число коров 91 гол, во вторую группу коров с тяжелой формой отела вошло 6 гол. Продолжительность индифференс-периода в группах была примерно равной 69 и 70 сут.
Среди всех коров с разной формой отела и разной продолжительностью сервис-периода достоверно значимых различий по продолжительности первой стельности не выявлено.
Продолжительность сервис-периода определяет продолжительность межотельного цикла. Достоверно большим межотельный цикл оказался у коров второй группы с тяжелой формой отела 453 сут, что больше чем у коров первой группы с относительно коротким сервис-периодом на 130 сут., и на 101 сут. больше, чем у коров с легкой формой отела и продолжительностью сервис-периода от 61 до 90 суток (Р 0,999).
В группе коров с сервис-периодом более 121 суток оказалось равное количество животных, так легкая форма отела выявлена у 70 гол., тяжелая форма - у 72 гол. Следует отметить, что по продолжительности межотельного периода в пределах этой группы у животных выявлена достоверная разница, на 17 суток межотельный цикл был короче у коров с легкой формой отела (Р 0,99). Лучшим коэффициент воспроизводительной способности оказался у коров с легкой формой отела, у которых продолжительность сервис-периода составила до 60 суток.
Биохимические показатели крови и их связь с воспроизводительными качествами
У крупного рогатого скота известен обширный спектр структурных нарушений хромосом, возникающих из-за спонтанных или индуцированных ломок, разрывов и дальнейшим соединением хромосом новым способом (Кленовицкий П.М и др., 2007; Бакай Ф.Р., Семенов А.С., 2009; Бакай А.И., Булусов К.А., 2010; Кочнева М.Л. и др., 2011;).
Хромосомные аберрации, затрагивающие все клетки организма, называют конституциональными. Если же аберрации затрагивают только часть клеток, то тогда такие мутации относят к неконституциональным. Разным стадам и популяциям присуща определенная степень спонтанных неконституциональных хромосомных нарушений.
Это дает возможность наметить подходы к поиску вариантов установления нормального уровня (адаптивного оптимума) и аномалий количественных показателей кариотипической нестабильности в стадах. Высокая хромосомная изменчивость в некоторых случаях бывает связана с генетической склонностью животных к аномалиям развития и наследственным болезням (Эрнст Л.К., Жигачёв А.И., 1990; Бакай А.В., Бакай Ф.Р., Бакай А.И., 2014).
Мы провели исследования связи кариотипической нестабильности у коров разных генераций с легкими и тяжелыми формами отела в условиях ЗАО ПЗ «По-вадино». Группы дочерей были сформированы после отела матерей. В первой группе с легкой формой отела выявлено 50 пар. Вторая группа оказалась значительно меньше 35 пар. Сформированные группы потомков представляли научный интерес при изучении уровня кариотипической изменчивости.
Рассматривая влияние различных факторов на проявление репродуктивных функций, мы сочли целесообразным изучить уровень хромосомных аберраций у коров с разной степенью сложности отела (рисунок 4). Доля клеток с нарушениями хромосом в первой группе оказалась достоверно ниже и составила 5,1%, у коров второй группы 8,3%. Причем доля клеток с хроматидными пробелами, предвестников хроматидных разрывов оказалась высокой у коров с тяжелыми отелами 6,4%. Дальнейшее изучение показателей кариотипической нестабильности (рисунок 5) у коров с разной степенью сложности отела, показало, что потомки коров разных групп имеют разную долю клеток с нарушениями хромосом.
В первой группе коров-матерей, не имеющих осложнений родовых путей, отелы которых проходили легко имели потомков с низкой долей аберрантных клеток 3,3%, против 7,9% у коров с тяжелой формой отела (Р 0,99).
Во второй группе у коров-дочерей доля клеток с разрывами хроматид составила 4,3% тогда как у матерей 1,9 % (Р 0,99).
Таким образом, коровы с разной степенью сложности отела отличались по уровню структурных нарушений хромосом. Доля клеток с хроматидными пробелами большей оказалась у коров с тяжелыми отелами.
Коровы-матери и коровы-дочери были разделены на подгруппы с сохранением пар мать-дочь. В первую подгруппу отнесли животных с низким уровнем хромосомных аберраций до 5,0%, во вторую от 5,1% до 10,0%, в третью более 10,1%. При изучении особенностей роста и развития матерей с разным уровнем структурных нарушений хромосом установлено (таблица 15), что у коров с низким уровнем структурных нарушений хромосом (до 5,0%) живая масса при рождении была достоверно меньшей 27,2 кг они же имели с легкую форму отела (Р 0,999). Наибольшая живая масса 31,4 кг выявлена у коров с тяжелой формой отела, они отличались высоким уровнем структурных нарушений хромосом.
Нами отмечено, что в возрасте 6 месяцев животные с легкой формой отела первой подгруппы превосходили сверстниц с тяжелой формой отела по живой массе 141 кг против 132 кг. Уровень структурных нарушений хромосом сказался и на возрасте первого осеменения. Животные первой подгруппы с низким уровнем аберраций имели возраст первого осеменения 18,1 мес. с легкой формой отела и 18,9 мес. с тяжелой формой отела. У коров третьей подгруппы с высоким уровнем аберраций возраст первого осеменения составляет 20,3 мес. при наличии легких отелов и при тяжелых отелах возраст первого осеменения возрастает до 21,4 мес.
Детальный анализ особенностей роста и развития дочерей (таблица 16) в разных группах показал, что дочери матерей имевших легкие отелы и низкий уровень структурных нарушений хромосом при рождении имели достоверно меньшую живую массу 26,1 кг, против тех дочерей, матери которых имели тяжелую форму отела и также низкий уровень структурных нарушений хромосом 29,3 кг (Р 0,99).
Среди всех животных большая живая масса при рождении (31,1 кг) оказалась у потомков коров с тяжелой формой отела и высоким уровнем хромосомных аберраций более 10,1%, они превосходят коров первой группы с высоким уровнем аберраций хромосом на 4,1 кг (Р 0,999). В возрасте 6 месяцев большая живая масса (170 кг) отмечена у животных первой группы с низким и средним уровнем структурных нарушений хромосом