Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 9
1.1. Современные методы селекции в молочном скотоводстве
1.2. Зоотехнические требования к основным селекционным и технологическим признакам при отборе животных для молочных комплексов 23
1.3. Генетический полиморфизм белков молока и его использование в селекции 35
1.4. Сопряженность полиморфных типов белков молока коров с продуктивными и технологическими признаками отбора 42
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Краткая характеристика молочных комплексов, на которых проводились исследования 51
2.2. Методика и методы исследований 63
2.3. Биометрическая обработка полученных результатов 66
ГЛАВА 3. ОЦЕНКА СЕЛЕКЦИОННО-ГЕНЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИЗНАКОВ ОТБОРА МОЛОЧНОГО СКОТА ПРИ ПРОМЫШЛЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ
3.1. Живая масса 70
3.2. Молочная продуктивность 74
3.3. Конституция и экстерьер 79
3.4. Морфо-функциональные свойства вымени 85
ГЛАВА 4. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ ПОЛИМОРФНЫХ БЕЛКОВ МОЛОКА КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА ПРОМЫШЛЕННЫХ КОМПЛЕКСОВ ПО ОТДЕЛЬНЫМ ЛОКУСАМ 92
ГЛАВА 5. ОЦЕНКА КРЛУПОГО РОГАТОГО СКОТА ПО ПРОДУКТИВНЫМ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРИЗНАКАМ С УЧЕТОМ ИХ ГЕНОТИПА ПО ПОЛИМОРФНЫМ БЕЛКОВЫМ СИСТЕМАМ В УСЛОВИЯХ ПРОМЫШЛЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ
5.1. Полиморфные белки молока и их сопряженность с живой массой коров 108
5.2. Молочная продуктивность коров в зависимости от генетических вариантов белков молока 121
5.3. Экстерьерно-конституциональные особенности животных в связи с белковым полиморфизмом 136
5.4. Морфо-функциональные свойства вымени у коров с различными генотипами по полиморфным белкам 146
ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ 160
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ 165
ВЫВОДЫ 167
ПРЕДЛОЖЕНИЯ 171
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ УКАЗАТЕЛЬ ИСТОЧНИКОВ ЛИТЕРАТУШ 172
ПРИЛОЖЕНИЯ
- Современные методы селекции в молочном скотоводстве
- Краткая характеристика молочных комплексов, на которых проводились исследования
- Живая масса
- Полиморфные белки молока и их сопряженность с живой массой коров
Введение к работе
В решениях ХХУ1 съезда ШСС и майского (.1982 г.Пленума ЦК КПСС поставлены ответственные задачи по дальнейшему увеличению производства продуктов животноводства и совершенствованию племенных и продуктивных качеств животных в условиях дальнейшего перевода этой отрасли на промышленную основу.
Успешное внедрение высокоэффективных технологий производства молока на индустриальной основе предъявляет высокие требования к уровню племенной работы, повышению роли разработок и применения новых, более эффективных и совершенных методов селекции, опирающихся на достижения современной генетики. Всестороннее изучение особенностей и закономерностей генетических процессов, протекающих в популяциях крупного рогатого скота, использование современных методов генетико-статистического анализа хозяйственно полезных признаков с применением ЭВМ, прогнозирование возможностей генетического совершенствования скота с помощью иммуногенетических приемов позволят вести эффективную, целенаправленную племенную работу по формированию нового типа животных, хорошо приспособленных к эксплуатации в условиях промышленной технологии.
Главными составляющими приспособленности и основными критериями оценки пригодности животных к новым требованиям промыиленной эксплуатации являются высокая молочная продуктивность при жирности на уровне стандарта породы и выше, хорошая живая масса, как показатель интенсивного выращивания ремонтного молодняка, молочный тип конституции без экстерьерных недостатков, а также, что особенно важно, каче- ство вымени и пригодность к машинному доению при сохранении нормального состояния молочной железы. Поскольку генетические различия продуктивных и технологических признаков эволюционируют под влиянием искусственного отбора, наследственная основа большинства показателей пригодности животных к новым условиям эксплуатации еще не консолидирована, а их фенотипическое проявление отличается значительной вариабельностью.
Таким образом, для обеспечения эффективности селекционно-племенной работы необходимо изучение стад по их пригодности к использованию в условиях промышленной технологии. Но поскольку продуктивные и технологические признаки обусловлены не только аддитивным действием генов, а и более сложными их взаимодействиями шжду собой и окружающей средой, возможности их генетического улучшения с помощью традиционных методов селекции весьма ограничены. В связи с этим особую актуальность приобретают исследования, посвященные изысканию косвенных сигнальных биологических маркеров, позволяющих получить не только более полную информацию о наследственных особенностях и потенциальных возможностях животных, но и использовать их в качестве тестов для ранней, прогнозирующей оценки.
Исходя из вышеизложенного целью настоящего исследования^ являлось изучение черно-пестрого скота в условиях промышленной технологии по живой массе, молочной продуктивности, экстерьеру и типу конституции и пригодности к машинному доению методами статистического анализа, а также возможности использования генетически детерминированных полиморфных типов белков молока для анализа наследственной обусловленности - б - специфики и закономерностей вышеперечисленных критериев оценки скота в условиях промышленной эксплуатации и для разработки методов прогнозирования продуктивных и технологических признаков с целью их ранней оценки.
Основные задачи работы заключались в изучении:
1. Разведения черно-пестрого скота в условиях промышлен- / [С. ottpa к о/ к yj. ной технологаиУпсПшвой массе, молочной продуктивности, зкс- ^ терьеру, типу конституции и пригодности к машинному доению, 1 выявитьИвариабельность селекционных признаков и оценить степень их отселекционированности;
Генетической структуры молочного скота по полиморф- ' ным типам белков молока при промышленной эксплуатации, оце-і ^j нить степень их консолидации, дифференциации и генетической і общности и проанализировать вариабельность частоты аллелей, встречаемости генотипов и концентрации комплексных сочетаний полиморфных вариантов белков молока;
Исследовать возможности косвенного взаимодействия /% полиморфных систем белков молока и их комбинаций с показателями живой массы, молочной продуктивности, типом конституции, экстерьера и морфо-функциональными свойствами вымени;
Определить, исходя из генетико-статистического ана- /J лиза степени и структуры изменчивости продуктивных и техноло-J гических признаков, возможности применения полиморфных типов белков молока и их комбинаций для расширения и углубления информации о пригодности животных к промышленной технологии производства молока, совершенствования перспективного планирования племенной работы, а также использование их в качестве маркеров для ранней оценки коров с целью повышения эффективности селекции по выведению животных, отвечающих требованиям промышленной технологии.
В результате проведенных исследований впервые проведена широкая программа изучения животных по продуктивным и технологическим признакам в условиях промышленной технологии, а также выявлены особенности генетической структуры, разнообразие и сходство стад по полиморфным системам белков молока. Получены новые данные о вариабельности комплексных сочетаний по ряду локусов полиморфных белков молока в разных условиях эксплуатации животных.
В работе впервые была исследована косвенная взаимосвязь полиморфных систем белков молока и их комбинаций с морфологическими и функциональными свойствами вымени в условиях промышленной технологии производства молока.
Применение биохимических и генетико-статистических методов анализа позволило обогатить представления о характере варьирования, значении отдельных компонентов детерминации ^ этого варьирования и степени консолидации продуктивных и технологических признаков животных в условиях промышленной .технологии.
Изучение проявления селективных факторов на фоне сложного наследственного многообразия популяции позволяет обогатить представления о биологической сущности полиморфизма и о механизмах его поддержания в популяции, а также создается возможность на этой основе анализировать взаимодействия искусственного и естественного отбора и их роль в селекционном процессе.
Практическая значимость работы заключается в возможности использования полученных результатов в селекции по формированию нового типа животных, хорошо приспособленных к экс- плуатации в условиях промышленной технологии.
Выявление некоторых особенностей генетической структуры стад и возрастных групп по полиморфным системам белков молока в различных условиях содержания и эксплуатации животных и выяснение взаимосвязи полиморфных белков и их комбинаций с хозяйственно полезными признаками позволяют укавать на возможность их применения в селекционной работе для повышения эффективности оценки, отбора и подбора, и увеличения темпов генетического совершенствования молочного скота по продуктивным и технологическим признакам, а также для их прогнозирования с целью ранней оценки. X X X
Исследования проводились в соответствии с научно-технологическим заданием МСХ СССР 0.СХ.77 "Усовершенствовать системы селекционной работы и повышение продуктивности с.-х. животных с использованием молекулярно-генетических, имму-ногенетических и физиолого-биологических методов исследований" по заданию 03.01. Hta. Разработать методы использования генетических обуеловленных полиморфных систем крови и других биологических жидкостей организма животных в племенной работе. Разработать методы использования полиморфизма групп крови, белков молока как показателей для оценки генетической структуры популяций с.-х. животных (крупный рогатый скот).
Номер государственной регистрации 81020343.
Современные методы селекции в молочном скотоводстве
Повышение эффективности селекции в условиях интенсификации животноводства имеет важное значение для совершенствования существующих пород животных, их приспособленности к условиям промышленной технологии.
Селекция как наука прошла долгий путь своего развития, так как отбор в той или иной форме существовал с самых истоков зарождения животноводства, с периода одомашнивания диких форм. За многие века работы человечество путем длительного отбора в ряде поколений создавало многочисленные породы животных и сорта растений. При этом постепенно накапливались представления на основе эмпирических данных о наследственности и изменчивости, хотя природа этих явлений оставалась неизвестной. Однако процесс улучшения животных и растений основывался на чисто эмпирических знаниях и поэтому был очень медленным, продолжавшимся многие века.
Во второй половине XIX века, обобщенные результаты этого процесса легли в основу замечательного труда Ч.Дарвина "Происхождение видов" с изложением его теории эволюции органического мира, об изменчивости организмов и роли отбора, как могучего фактора в создании пород и видов [49], Открытие Ч.Дарвином естественного отбора привело к быстрой эволюции методов селекции и значительному ускорению темпов селекционной работы.
Крупнейший советский ученый, видный теоретик селекции животных П.Н.Кулешов высоко ценил капитальный труд Дарвина и считал его родоначальником науки о селекции. В своей статье "Методы племенного разведения домашних животных" (1922-1923 гг.) он писал: "Решительное привлечение дарвинизма в качестве основного принципа построения системы племенного дела должно дать те результаты, которые нам сейчас так необходимы" [98],
С началом XX столетия, когда произошло так называемое вторичное открытие законов Менделя, зародилась и стала успешно развиваться генетика, изучающая закономерности наследственности и изменчивости.
Виднейший генетик и селекционер Н.И.Вавилов в 1935 г. писал: "Установление законов Менделя явилось поворотным моментом в истории селекции животных и растений. До 1900 года селекция носила сугубо эмпирический характер. С этого года она получает научную основу [25].
Генетика помогла объяснить селекционерам сущность классических методов селекции, раскрыть генетическую природу разных форм отбора, процессов, происходящих при различных видах скрещивания и вооружить селекцию рядом новых методов.
Таким образом к началу XX в. на смену эмпирических методов селекции животных приходят методы селекции, основанные на законах наследственности и изменчивости, на ясном понимании факторов эволюции.
Краткая характеристика молочных комплексов, на которых проводились исследования
Перевод молочного скотоводства на промышленную основу влечет за собой не только существенные изменения в системе содержания животных, но и предъявляет к ним повышенные требования. При комплектовании поголовья животноводческих комплексов необходимо стремиться к максимальной однородности стада по продуктивности, живой массе, конституциональным особенностям и пригодности к машинному доению. Для проведения успешной селекции крупного рогатого скота необходимо изучение всего поголовья по признакам их пригодности к эксплуатации на промышленных комплексах с использованием этих данных при отборе и подборе.
По мнению ряда авторов [177], сравнительные исследования специализированных молочных пород показывают, что черно-пестрый скот в наибольшей степени отвечает требованиям промышленной технологии. Черно-пестрая порода является одной из наиболее древнейших и высокопродуктивных пород крупного рогатого скота. Благодаря высокой молочной продуктивности пригодности.к машинному доению, хорошей адаптационной способ-ности к индустриальной технологии, крепости конституции, высокой оплате корма продукцией и достаточно хороших показателей мясной продуктивности, она .завоевала широкую популярность среди животноводов всех стран.
Исходя из вышеизложенного, в качестве материала для проведения наших исследований были выбраны стада коров черно-пестрой породы пяти промышленных молочных комплексов Ленинградской области: комплексы совхозов "Копорье", "Кировский", "Красногвардейский", "Котельский" и "Мгинекий". а этих комплексах созданы наиболее благоприятные условия кормления и содержания молочного скота, которые позволяют обеспечить более полное использование генетического потенциала животных.
Молочный комплекс совхоза "Копорье" Ломоносовского района Ленинградской области мощностью на 1200 коров был построен и пущен в эксплуатацию в конце 1974 г. На комплексе принята стойлово-пастбищная система содержания коров. Для выпаса используются долголетние культурные пастбища.
Доение коров двукратное, на доильных установках АДМ-8 со сбором молока в молокопровод. В каждом коровнике, вмещающем 480 коров, работают два звена доярок. За каждым звеном из трех человек закреплено 240 коров.
Живая масса
Дальнейшее развитие молочного скотоводства в условиях всемирной его интенсификации, специализации и концентрации ставит перед наукой и практикой новые задачи, среди которых все более .важное значение приобретает выращивание ремонтного молодняка для ферм и комплексов промышленного типа.
Установлено, что увеличение живой массы коров положительно влияет на молочную продуктивность. Тяжеловесные коровы легче выдерживают повышенную физиологическую нагрузку, связанную с секрецией молока на молочных комплексах. Однако чрезмерное увеличение живой массы отрицательно сказывается на уровне мо- . лочной продуктивности. Рыхлые, склонные к ожирению коровы, как правило, маломолочны.
Одним из важных условий повышения продуктивности молочного скота и эффективности отрасли в целом является повышение интенсивности роста ремонтных телок, что позволит ускорить их развитие, сократить сроки выращивания и повысит живую массу первотелок.
Исходя из вышеизложенного и учитывая тот факт, что величина живой массы ремонтного молодняка, выступая в качестве универсального показателя интенсивности роста и развития животных, позволяет в какой-то мере судить о его продуктивных возможностях, нами были проведены исследования, характеризующие живую массу животных в различные возрастные периоды на пяти молочных комплексах Ленинградской области (табл.3).
Генетическая вариабельность полиморфных белков молока крупного рогатого скота промышленных комплексов по отдельным локусам
Перевод молочного скотоводства на промышленную основу требует более совершенных методов повышения эффективности селекции животных как в племенных стадах, так и на комплексах промышленного типа. Одним из таких методов является косвенное использование в селекции полиморфных белковых систем молока и крови, которые имеют кодоминантный характер наследования, постоянны в онтогенезе и, как установлено в ряде исследований, взаимосвязаны с продуктивными качествами животных.
Выявление генетического полиморфизма в популяциях сельскохозяйственных животных позволяет планировать отбор и подбор животных разной селективной ценности встречающихся генотипов, а также использовать его при неучений генеалогической структуры пород, характеристике линий и семейств.
Генетическая структура популяций отражает специфику,направление и интенсивность действия отбора, мутационного процесса, дрейфа генов, миграции и изоляции и является устойчивой ив то же время динамичной системой, в которой непрерывно идут процессы повышающие, понижающие или стабилизирующие уровень генетической изменчивости.
Применительно к сельскохозяйственным животным, оценка генетической структуры популяции и изучение показателей внутри-межпопуляциоиного разнообразия могут оказаться весьма полезными для разработки новых методов направленного воздействия на генофонд популяций с целью получения групп животных, наиболее полно отвечающих предъявляемым к ним требованиям.
Полиморфные белки молока и их сопряженность с живой массой коров
С целью изучения возможностей применения генетически обусловленных полиморфных систем белков молока для решения вопроса сопряженности их с живой массой животных, нами были проанализированы особенности данного показателя в зависимости от полиморфных вариантов белков молока и их комплексных сочетаний в разрезе отдельных стад молочных комплексов.
Проведенный анализ по живой массе животных в возрасте до 12 мес. с наиболее распространенными комбинациями полиморфных типов белков молока (табл.13) показал, что на молочном комплексе совхоза "Кировский" первый ранг по этому показателю имеет группа животных с шифром комбинации полиморфных белков 1111, а последний ранг - с сочетанием полиморфных типов 1123. Всего на этом комплексе обнаружено пять наиболее многочисленных групп с комбинациями полиморфных типов белков молока 1111, 1112, 1121,4, 1122 и 1123. Изменчивость живой массы по группам варьировала в пределах от 10,1$ (с комбинацией 1112) до 26,2$ (с комбинацией 1111). В стаде молочного комплекса "Красногвардейский" обнаружено четыре наиболее многочисленные группы с сочетанием белков 1111, 1112, 1121 и 1122. Наиболее высокую живую массу 225,1 кг имеет группа коров с комбинацией полиморфных белков 1112 и коэффициентом вариации 15,6$. Самая низкая живая масса 213,5 кг на этом комплексе наблюдается в группе животных с комбинацией белков 1111. Стандартное отклонение С б ) по группам коров с различными комбинациями варьирует от 35,3 кг до 52,9 кг.
На молочном комплексе "Котельский" живая масса животных варьирует по наиболее многочисленным группам от 240,4 кг с комбинацией белков 1122 до 267,2 кг с сочетанием белков 1121. В этом стаде наблюдается самый широкий размах изменчивости от 7,5% в группе коров с сочетанием полиморфных типов белков молока 1113 до 33,7% в группе с комбинацией белков 1121.
Молочные комплексы совхоза "Мгинский" и "Копорье" характеризуются по живой массе в возрасте до 12 мес.соответственно двумя и одной наиболее многочисленными группами телок, имеющие в первом случае комбинации полиморфных типов белков молока 1111 и 1122, а во втором случае - комбинации белков 1122. Несколько более высокую живую массу по этим комплексам имеет группа животных с комбинацией белков 1122 (220,8 кг) на комплексе совхоза "Мгинский" по сравнению с комбинациями 1111 и 1122 на комплексе совхоза "Копорье".
Аналогичный анализ живой массы телок был проведен нами в возрасте до 18 мес. по различным комбинациям полиморфных типов белков молока (табл.14). Данные табл.14 показывают, что на молочном комплексе совхоза "Копорье" наиболее высокую живую массу (314,3 кг) имеет группа животных с комбинацией по- . диморфных белков молока 1121 по сравнению с группами коров, имеющих сочетание белков 1122 и 1112.
