Введение к работе
і.
Актуальность темы. Болезни сельскохозяйственных животных представляют одну из наиболее серьезных общебиологических, социальных и экологических проблем современности. Кроме прямого ущерба, наносимого животноводству вследствие снижения продуктивности, долголетия, нарушения воспроизводительных функций, увеличения затрат калечение и обслуживание, болезни существенно снижают темпы генетического улучшения популяций животных и качество продуктов животноводства (Эрнст Л.К.,1984,1996; Завертяев Б.П.,1982; Солдатов АП.,1986; Жигачев А.И.,1990; Прохоров И.П.,1990; Жебровский Л.С.,1992; Лунин И.М.,2000 и др.).
Интенсивная система выращивания и использования сельскохозяйственных животных, а также односторонняя селекция на продуктивность сопровождаются снижением естественной резистентности, ростом заболеваемости, в том числе внутренними незаразными болезнями, иммунодефици-тами (Кондрахш І1П.Д978; Никоноров П.Н.,1981; Костомахин H.M..19S6; Джупина СИ,, 1991; Федоров Ю.Н.,1996; Bishop S, 2002 и др.).
Особенно актуальна проблема инфекционных заболеваний, многие из которых относятся к аитропозоонозам, в связи с появлением новых форм патогенов, устойчивых штаммов возбудителя к лекарственным препаратам, ухудшением экологической обстановки (Болтов А.Е., 1980; Незави-тин А.Г., 1992; Нахмансон В.М.,1986; Дмитриев НХД986; Шишков В.П., 1988,1990; Бурба ЛХ, 1991; Смирнов П.Н., 1992; Mallard В., 2002 и др.).
Проблема выявления и использования генетической устойчивости животных кнаиболее распространенным заболеваниям с применением методов количественной генетики и теоретической селекции широко разрабатывалась многими учеными (Хатт Ф.Б., 1963; Петухов В Л., 1978; Виз-нер Э., 1979; Лэсли Дж. Ф., 1982; Уэйклин Д., 1983; Гарькавый Ф.Л.,1983; Карликов Д.В„ 1984; Кирпичников B.C., 1988; Nicholas EW.,1996 и др.).
Селекционно-ветеринарная генетика является важным и перспектив
ным направлением в совершенствовании сельскохозяйственных пород
животных. В условиях широкого распространения искусственного осеме
нения и использования ограниченного числа производителей, а также в
связи с сохранением генофонда локальных и исчезающих пород, облада
ющих уникальными адаптационными свойствами, селекция на повыше
ние резистентности животных имеет особое значение. Кроме того, созда
ние пород, устойчивых к болезням и обладающих высокой жизнеспособ
ностью, — это путь к экологически безопасным технологиям, предотвра
щающим загрязнение окружающей среды лекарственными препаратами,
санитарными средствами и уменьшающим заражение среды болезнетвор
ными вирусами, микробамии другими патогенами, которые могут повли
ять на здоровье людей (Бороздин Э.К., 1993 и др.). і - —^
і * .Л:.?1Ш. ;
Использование наследственной устойчивости животных к различным болезням невозможно без оценки ген атипического разнообразия в популяциях, изучения роли наследственности в их этиологии, генетических и фенотипических параметров устойчивости, а также разработки системы повышения резистентности к болезням. В связи с недостаточной изученностью данной проблемы и отсутствием комплексного подхода к её решению исследования в этом направлении остаются актуальными.
Цель и задачи исследований. Цель работы — изучение наследственной гетерогенности популяций крупного рогатого скота Западной Сибири по устойчивости и восприимчивости к наиболее распространенным наследствен но -сред овым болезням и разработка селекционно-ветеринарно-генетической системы сохранения и повышения жизнеспособности пород, В программе исследований предусмотрено решение следующих задач.
-
Провести ретроспективный анализ заболеваемости крупного рогатого скота в племенных хозяйствах Западной Сибири и выявить наиболее распространенные заболевания у коров и быков-производителей.
-
Изучить наследственную детерминацию устойчивости к наследств енно- сред овым болезням и генотипическое разнообразие в популяциях с учетом принадлежности крупного рогатого скота к породе, линиям и родственным группам, а также возраста и физиологического состояния.
-
Дать селекционно-генетическую оценку жизнеспособности молодняка на ранних онтогенетических стадиях развития.
-
Изучить роль наследственных факторов в устойчивости животных к БЛКРС — инфекции и лейкозу и разработать метод оценки степени негативного влияния техногенного загрязнения на инфидированность и заболеваемость.
-
Исследовать биохимический, иммунологический, цитогенетичес-кий, гормональный статусы, аминокислотный состав крови у больных и здоровых животных.
-
Установить связь продуктивных и воспроизводительных признаков с заболеваемостью животных, а также между различными болезнями.
-
Разработать систему комплексной оценки и отбора генотипа производителей по жизнеспособности потомства, устойчивости дочерей к наследственно-средавым болезням, по долголетию и продуктивности.
Научная новизна. Впервые в популяциях крупного рогатого скота разного экогенеза в условиях Западной Сибири установлена наследственная гетерогенность по устойчивости и восприимчивости к наиболее распространенным заболеваниям. Выявлена внутри-имежпородная дифференциация по резистентности к болезням, а также временная динамика и структура заболеваемости в ведущих племенных стадах региона. На ос-
нове генетико-популяцио иного анализа установлена доля генетической компоненты в этиологии заболеваний воспроизводительной, локомоторной, пищеварительной и других систем организма.
Разработаны система оценки устойчивости и восприимчивости линий, семейств и пород к наследственно-средовым болезням и методология создания резистентных стад с низким контролируемым генетическим грузом. Предложена схема селекционно-ветеринарно-генетического мониторинга сельскохозяйственных популяций с целью сохранения их биоразнообразия и адаптивности в условиях интенсивного использования.
Унифицирована поэтапная комплексная оценка генотипа производителей по жизнеспособности потомства (патент РФ № 2216170), устойчивости дочерей к различным болезням, в том числе антропозоонозам (патент РФ № 2083102), а также по долголетию и продуктивности, способствующая формированию фонда «ценных*- генотипов. Установлены наследственная обусловленность и генотипическое разнообразие в популяциях по эмбриональной смертности и фитнеса телят в разные периоды постнатального развития, а также половые различия в смертности особей. Предложен метод оценки дифференциальной жизнеспособности генотипа производителей, позволяющий на основе данных пре- и постна-тальной гибели потомства получить универсальный показатель для оценки адаптивности популяций и величины потенциального отбора.
Обоснована концепция оценки негативного влияния радиационного загрязнения территорий на частоту заболеваемости животных (патент РФ № 2202809).
Дана интерьерная оценка больных и здоровых животных с применением биохимических, цитогенетических, гематологических, иммунологических и химических методов исследования. Выявлены особенности функционирования отдельных звеньев обмена веществ при разных заболеваниях. Показана ассоциация с определенными качественными и количественными патогенетически значимыми для заболеваний признаками.
Предложены методы сохраненияи повышения «жизнеспособности^- генофонда отечественных и импортированных пород крупного рогатого скота, учитывающие комплекс этиологических факторов заболеваний, в том числе генотипическое разнообразие в популяциях, биологические особенности протекания и эколого-эпизоотологическуго ситуацию в зонах разведения.
Практическая значимость. Установленные селекционно-генетические параметры устойчивости к конкретным нозологическим формам являются исходной основой научно обоснованного планирования племенной работы с популяциями крупного рогатого скота в Западной Сибири.
С целью повышения резистентности крупного рогатого скота разработан комплекс селекционно-генетических мероприятий, основанный на
оценке генетической устойчивости к различным заболеваниям и неблагоприятным факторам среды, сохранности молодняка и продолжительности продуктивного использования животных.
Разработаны способы оценки и отбора быков-производителей и семейств (патент РФ № 2191506) по устойчивости дочерей к туберкулезу, бруцеллезу, лейкозу, мертворождаемости потомства, атакже метод селекции крупного рогатого скота на повышение устойчивости к кетозу (а.с № 1703006). Предложен способ оценки влияния загрязнения окружающей среды на степень проявления лейкозогенных потенций ВЛКРС. Модифицированы методы повышения концентрации аллелей «устойчивости», в популяциях животных при отсутствии инфекционных агентов. Предлолсен селекционный показатель для оценки жизнеспособности генотипа производителя.
Результаты исследований вносят существенный вклад в развитие научного направления — ветеринарной генетики и селекционно-генетических методов повышения устойчивости сельскохозяйственных животных к болезням.
Материалы используются в учебном процессе сельскохозяйственных вузов Сибири в курсах «Генетика и биометрия», «Разведение сельскохозяйственных животных*., «Скотоводство и молочное дело». Они вошли во всероссийский учебник «Ветеринарная генетика с основами вариационной статистики» (М.: Колос, 1996), учебные пособия «Гигиена, оценка и отбор коров-первотелок по пригодности кинтенсивнойтехнологии производства молока» (Новосибирск, 1996), «Селекционно-ветеринарная генетика*- (Новосибирск, 2000).
Апробация. Материалы диссертации представлены на научно-практических конференциях: «Проблемы реализации продовольственной программы Сибирского региона в новых условиях хозяйствования» (Новосибирск, 1989); 3-й школе-семинаре по генетике и селекции животных (Горно-Алтайск, 1989); межвузовской конференции ученых и специалистов Казахского государственного университета (Алма-Ата, 1990); «Проблемы науки и производства в условиях аграрной реформы» (Новосибирск, 1993); «Анализ современных аграрных проблем» (Новосибирск, 1995); международном симпозиуме по иммунологии (США, 1995); «Животноводство на Европейском Севере: фундаментальные проблемы и перспективы развития» (Петрозаводск, 1996); «Проблемы АПК в условиях рыночной экономики» (Новосибирск, 1996); 25-й международной конференции по генетике животных (Франция, 1996); «Конкурентоспособное производство продукции животноводства в Республике Беларусь* (Жо-дино, 1998); «Сибирский стандарт жизни: экология питания» (Новоси-
бирск, 1998); международной конференции по генетике устойчивости к болезням (Австралия, 1998); «Молекулярно-генетические маркеры животных^ (Киев, 1999); «Проблемы стабилизации и развития сельскохозяйственного производства Сибири, Монголии и Казахстана в XXI веке» (Новосибирск, 1999); «Проблемы сельскохозяйственной экологии» (Новосибирск, 1999); 11-м Сев еро-Американском коллоквиуме по цитогене-тике (США, 1999); «Селекционно-генетические методы повышения продуктивности сельскохозяйственных животных» (Москва, 2000); «Проблемы современного высшего аграрного образования*- (Новосибирск, 2000); 2-м съезде ВОГиС (Санкт-Петербург, 2000); 1-й и 2-й международной кон-ференции-* Ветеринарная генетика, селекция и экология*" (Новосибирск, 2001,2003); 7-м Всемирном конгрессе по генетике (Франция, 2002); международных конференциях Европейской ассоциации по производству продуктов животноводства (Чехия, 1995; Норвегия, 1996; Австрия, 1997; Польша, 1998; Швейцария, 1999).
Публикация результатов исследований. Материалы диссертации опубликованы в 3 монографиях; «Ветеринарная генетика и селекция сельскохозяйственных животных*- (1994), «Проблемы адаптации сельскохозяйственных животных в Сибири» (1995), «Проблемы селекции сельскохозяйственных животных» (1997); в журналах: «Генетика», «Сельскохозяйственная биология», «Доклады Россельхозакадемии», «Сибирский вестник сельскохозяйственной науки»; 5 патентах на изобретения; сборниках научных трудов НГАУ, СибНИПТИЖ СО РАСХН и других. По теме диссертации опубликовано 120 научных работ.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 335 страницах, содержит 89 таблиц. Состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов, обсуждения, выводов и предложений, содержит приложения. Библиографический указатель включает 550источников, втом числе 182 иностранных.
Основные положения, выносимые на защиту
-
Установлена наследственная гетерогенность в популяциях крупного рогатого скота по устойчивости к заболеваниям органов репродукции, конечностей, молочной железы, инфицированности ВЛКР'С и лейкозу, кетозу, атакже по частоте абортов, мертворождений, показателям сохранности телят в постиаталькый период и продолжительности продуктивного использования коров.
-
Внутрипопуляциоиное генотипическое разнообразие по устойчивости и восприимчивости крупного рогатого скота к наследственно-ере-
довым болезням позволяет применять селекционно-генетические методы повышения резистентности скота на основе оценки генотипа производителей, генофонда линий и семейств.
