CC BY
112
УДК 636.2.082
ИММУНОГЕНЕТИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ПРИ ВЫВЕДЕНИИ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИИ ТИПА «СМОЛЕНСКИЙ» БУРОГО ШВИДКОГО СКОТА В СМОЛЕНСКОЙ ОБЛАСТИ
М.Е. ГОНТОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. отделом
Д.Н. КОЛЬЦОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, зам. директора
Смоленский НИИСХ
В.К.ЧЕРНУШЕНКО, доктор сельскохозяйственных наук, зав. кафедрой
Смоленская ГСХА
В.И. ДМИТРИЕВА, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Смоленский НИИСХ E-mail: [email protected]
Резюме. На базе бурого швицкого скота с использованием быков этой породы селекции США и частично джерсейской создан молочный тип «Смоленский», который сохранил желательные наследственные особенностиживотныхулучшающих пород. При его выведении и совершенствовании, начиная с 1972 г., проводится иммуногенетический мониторинг с использованием ЕАВ-локуса групп крови. Показан аллелофонд популяции нового типа, в сравнении с породой, и его изменения на этапах селекции. Наиболее распространены (37 %) гены быков селекции США - G301 Т1 Y2E'3F'2, I1Y2E'1G'ГG", ВА^А Е'ЗЗ'Р^'У и отечественных швицев - С310' и 0)' (10 %). От джерсейскихбыков унаследованы аллели G201E'1Г и В1Ю\ Сегодня аллелофонд нового типа характеризуется большим сходством с породой и значительно отличается от исходной популяции.
Ключевые слова: крупный рогатый скот, тип, бурая швицкая порода, потомок, группы крови, генотип, локус, аллели.
Бурый швицкий скот на территории Смоленской области разводят более 125 лет. Широкое распространение получил в России и в регионе (62,5 %) он получил благодаря экологической пластичности, приспособленности к условиям обитания, крепости конституции, устойчивости к заболеваниям, хорошей молочной и мясной продуктивности при высоком качестве продукции. Однако по уровню молочной продуктивности и морфо-функциональным свойствам вымени коровы этой породы уступают животным узкоспециализированного молочного направления.
В целях совершенствования продуктивных и технологических качеств животных на основе отечественного генофонда с 1981 по 2003 гг проводилась планомерная работа по выведению нового молочного типа с использованием лучшего мирового генофонда бурой швицкой породы из США и частично джерсейской породы, который сочетал бы в себе лучшие качества используемых пород.
В результате был создан молочный тип «Смоленский» бурой швицкой породы крупного рогатого скота [1], который включен в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию (патент № 1908 от 30.06.2003 г).
После создания типа, удовлетворяющего требованиям стандарта по молочной продуктивности, продолжается работа по его совершенствованию. На сегодня удой коров за полновозрастную лактацию составляет 5438 кг молока с содержанием жира 3,9 %, белка 3,3 %, средняя живая масса - 524 кг Продуктивность лучших животных превышает 11000 кг молока за 305 дней лактации при скорости молокоотдачи 2,3 кг в мин.
При создании и совершенствовании нового молочного
типа учитывали гены групп крови, которые составляют некоторую часть общего генофонда популяции. Относительная простота выявления позволяет легко идентифицировать их, в отличие от других генов, и эффективно использовать для изучения изменений в генетической структуре популяций, происходящих в процессе селекции [2].
Цель наших исследований - иммуногенетический мониторинг в процессе выведения и совершенствования типа «Смоленский» бурого швицкого скота с использованием генов групп крови.
В задачи исследований входило: определение групп крови и генетической структуры исходной популяции животных, используемых при создании нового типа быков-производителей бурой породы селекции США и джерсейской, а также их потомков в последующих поколениях;
целенаправленный подбор, контроль изменения генетической структуры и уровня генетической изменчивости популяции.
Условия, материал и методы. Исследования проводили в племенных хозяйствах Смоленской области, начиная с 1972 г., одновременно с завозом быков американской селекции. Группы крови выявляли общепринятыми методами [3] в лаборатории Смоленского НИИСХ с использованием 50...65 реагентов ВИЖ, Армавирской биофабрики и собственного производства, унифицированных с международными стандартами. Для анализа использовали ЕАВ-локус, который отличается наибольшим разнообразием аллелей и информативностью. Всего изучено 45 тысяч животных. Индекс генетического сходства между популяциями рассчитывали по формуле [4]. Достоверность различий между группами по частоте встречаемости аллелей определяли с помощью метода угла (ф) Фишера.
Результаты и обсуждение. В начале исследований у животных бурой швицкой породы было выявлено 64 ЕАВ-аллеля, что свидетельствовало о высоком наследственном разнообразии популяции. Из них 25 аллелей встречались у 86 % животных, но наиболее высокая концентрация (суммарная частота 32 %) отмечена у аллелей: Ь, В102^2Е1Р20'0'0'\ 01, Y2 , I', В111Т1А'1 (см. табл.).
Генетическая изменчивость у быков бурой швицкой породы американской селекции была значительно ниже - выявлено только 22 ЕАВ-аллеля. При этом отмечена очень высокая степень консолидации наследственного материала, маркированного аллелями В^^А^Е'^'Р^^, О3ОД^2Е'^'2, которые составляли 59 % от всех выявленных аллелей этой системы групп крови.
В швицкие стада отечественной селекции импортные быки интродуцировали новые, ранее не встречавшиеся гены, маркированные ЕАВ-аллелями: В^^Е'^'р'О'', В^^Е'^'Р^'Г, В^/^'Г, В^'^'^', Е'3Г20\ 02Е'3Р20', О3ОД^2Е'^'2 , ^Е'^'ГО''. Эти и некоторые другие аллели бурого скота американской селекции в дальнейшем получили распространение в типе «Смоленский».
Проводившийся иммуногенетический мониторинг позволил следить за движением наследственной информации на всех этапах селекции швицкого скота, поддерживать и распространять у потомков желательные маркерные гены.
На сегодняшний день у животных типа «Смоленский» установлено 70 ЕАВ-аллелей. Уровень генетической из-
Таблица. Мониторинг ЕАВ-аллелей групп крови у бурого швицкого скота Смоленской области
Порода ц *0 ф 3 * г 3 1 Тип «Смоленский» Порода, 2010 год п=3112 Порода
ЕАВ-аллель в 1976 г. селекции США 1996 г. (п=400) $ Ч? г. СО § £ 67 1 =1 г. 0 1 0 2 2010 г.
(п=2221) (п=81) (п=3112)
Ь 0,196 0,112 0,101 0,111 0,102 0,111
Джерсенская порода
В.Ш' 0,001 - 0,010 0,005 0,005 0,007
^аЕ'1!' - - 0,014 0,015 0,024 0,013
Бурая швицкая селекция США
В^2^2Е'^'20^'' - 0,012 0,005 0,017 0,015 0,010
в.охд-Е'.Др^'г 0,003*** 0.259 0,205 0,139 0,109*** 0,089
в1р.\2Ъ^- 3 - 0,006 0,117 0,100 0,034 0,044
- 0,031 0,025 0,012 0,025 0,029
е*>,Ь' 0,007 0,010 0,019 0,010 0,010 0,008
G2E'3F'2o• 0,032 0,020 0,015 0,033 0,016 0,018
G3O_LT1Y2E'3F'2 0,033*** 0,327 0,112 0,141 0,180*** 0,158
- 0,025 0,081 0,064 0,080 0,068
Бурая швицкая отечественной селекции
В^^Е'^'^'О^'' Вг!1"Т1А , 0,058 0,012 0,050 0,015 0,036 0,018
0,039*** - 0,006 0,016 0,003*** 0,005
|,0!ОХ'1 0,023 - 0,038 0,027 0,015 0,018
^0' 1 0,033 0,012 0,024 0,021 0,068 0,030
I'1 0.037 - 0,013 0,013 0,012 0,011
О, 0,044 - 0,011 0,007 0,010 0,030
о' 0,033 0,025 0,016 0,035 0,041 0,033
Р,!' 0,003 - 0,002 0,005 0,010 0,015
Y2 0.039 - 0,019 0,003 0,002 0,002
Остальных В-аллелей 49 12 48 40 50 60
Их суммарная частота 0,495 0,149 0,117 0,211 0,203 0,283
Всего выявлено 64 22 68 60 70 80
Коэффициент гомозиготности 7 19,2 9,5 7,5 7,0 5,5
Число эффективных аллелей 14 5 11 13 14 18
*** - различия между исходной породой и новым типом достоверны при р < 0,001.
менчивости, по сравнению с исходной популяцией, возрос. Кроме того, имеются значительные качественные изменения, как по составу аллелофонда, так и по частоте встречаемости отдельных генов.
При этом установлена высокая консолидация наследственного материала, маркированного 8 основными аллелями, суммарная частота встречаемости которых составляет 65 %. Из них наибольшее распространение получили аллели, привнесенные бурыми быками американской селекции - С^ОД^Е^, ^Е^ТО" Вр^^Е'^'Р^'У, среди носителей которых более 37 % животных типа и аллели, унаследованные от отечественных швицев - О1О' и О', обнаруженные у 10 % поголовья. Также на высоком уровне (11 %) поддерживается концентрация рецессивного ЕАВ-аллеля, который выявлен, как у местных швицев, так и у быков этой породы американской селекции.
В результате проводимой селекционной работы значительно сократилось количество особей с маркерами отечественных швицев В111Т1А'1, I', О1, Y2.
Индекс генетического сходства животных типа «Смоленский» с исходной породой, рассчитанный по ЕАВ-аллелям групп крови, составляет 0,61, что свидетельствует о своеобразии генетической структуры популяции нового типа.
О поддержании наследственных особенностей джер-сейских быков, участвовавших в выведении Смоленского типа, свидетельствуют характерные для них маркеры О2О1Е'11', В^^' (см. табл.), а также О^Т^Е'Д^К'.
Генетическая структура популяции нового типа скота со времени его утверждения в 2003 г под влиянием используемых в стадах быков-производителей изменилась незначительно. Отмечается снижение количества животных с аллелями В2О^2А'2Е'3О'Р^Т', В^Д^'У и повышение доли особей с аллелями О3ОД^2Е'Д'2 , О1О', О'.
Целенаправленный отбор и подбор пар с учетом групп крови позволил сохранить во всех поколениях типа маркерные гены бурого американского скота. Так, ЕАВ-аллель О3ОД^2Е'Д'2 был привнесен в местную популяцию
быками Легенд ЗШ-2347 и Дьюке ЗШ-2293 еще в 70-е годы ХХ века, а также несколько позже - Хайглоу МШ-448. Сейчас его концентрация находится на уровне 18 %. Также сохранены, поддерживаются и распространяются в типе гены джерсейского скота, маркируемые ЕАВ-аллелем О2О1Е'11'.
Проводимая работа по совершенствованию типа «Смоленский» и породы в целом, разведение более высокопродуктивных животных с генами улучшающих пород в племенных хозяйствах области нивелировала генетические различия между типом «Смоленский» и бурой швицкой породой в регионе в целом. По аллелофон-ду ЕАВ-локуса индекс генетического сходства между животными всей породы (п=3112 гол) и особям нового типа (п=1675 гол.) составляет 0,9. Но размах генетической изменчивости в породе выше (выявлено 80 ЕАВ-аллелей).
В результате совершенствования бурой швицкой породы региона также произошли изменения в ее генофонде, выявляемые с помощью маркерных генов групп крови. Индекс генетического сходства породы в 2010 г., по сравнению с 1976 г составил только 0,6.
Выводы. Таким образом, иммуногенетический мониторинг с использованием групп крови при выведении и совершенствовании скота позволяет направленно изменять генетическую структуру популяции, сохранять в потомстве наследственные особенности исходного поголовья и используемых быков-производителей.
Различия генетической структуры нового типа и исходной породы подтверждаются величиной индекса генетического сходства между ними, который равен 0,61.
Сегодня наследственные различия между типом «Смоленский» и породой в целом незначительны (индекс генетического сходства составляет 0,9).
Широкий размах наследственной изменчивости животных нового типа и породы (выявлено 70 и 80 ЕАВ-аллелей соответственно) представляет большие возможности для дальнейшего совершенствования популяции по молочной продуктивности.
Литература.
1. Авторское свидетельство 38458 Россия, МКИ Крупный рогатый скот Смоленский (Россия). Государственный реестр селекционных достижений допущенных к использованию: Породы животных. Москва, 2004. - с 6-46,
2. Машуров А.М. Генетические маркеры в селекции животных. Изд. «Наука», 1980. - 318 с.
3. Сороковой П.Ф. Методические рекомендации по исследованию и использованию групп крови в селекции крупного рогатого скота. - Дубровицы, 1974.
4. Maijala K., Lindstrm G. Freguencies of blood group genes and factors in the Finish cattle breeds with special regard to breed comparisons. //Ann. agric. fenn. - 1966. - v.5. - N 2. - p. 65-70.
IMMUNOGENETICS MONITORING BY RAISING AND IMPROVEMENT OF THE TYPE “SMOLENSKY”
BROVNSWISS LIVE-STOCK IN SMOLENSKOY AREA.
M.E.Gontov, D. N.Kolcov, V.I.Dmitrieva, V.K. Shernushenko
Summary. On the base of brown Swiss cattle with use of american brownswiss and Jersey bulls is created new milk type “Smolensky”. During its creation and improvement from 1972 Jear is conducted immunogenetics monitoring with use EAB - locus blood types. The allelofond of type “Smolensky” and changing is shown im comparison with base breeds on different stage of selection, at this time was remained better hereditary peculiaritis of animals of improvement breeds. In type “Smolensky” more wide - spread (37 %) genes of brown swiss oxen of USA: : G3O1T1Y2E'3F'2, I1Y2E'1GTG", B2O3Y2A'2E'3G'P'Q'Y' and native swiss breed: G1O' и O' (10 %). Fvam Jersey bulls were inherited alleles G2O1E'1I' и B1I'Q'. At present time allelofond of type “ Smolensky” has great likenes witth Swiss breed. But wastly differs from source population of animals. At process of the monitoring it was realized control of level of hereditary variability. Key words: cattle, type, brown Swiss cattle, descendant, blood groups, genotype, locus, alleles.
УДК 636.082.12
МОНИТОРИНГ АЛЛЕЛОФОНДА ГРУПП КРОВИ В ПРОЦЕССЕ СЕЛЕКЦИИ И СОЗДАНИЯ НОВОГО ТИПА СЫЧЕВСКОГО СКОТА
Д.Н. KОЛЬЦОB, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, зам. директора Смоленский НИИСХ
BX. ЧЕРНУШЕНКО, член-корреспондентРоссельхоза-кадемии, зав. кафедрой Смоленская ГСХА
Ю.Д.PОMAНОB, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, старший научный сотрудник
М.Е. ГОНТОB, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. отделом
Смоленский НИИСХ E-mail: [email protected]
Резюме. Совершенствование крупного рогатого скота сычевской породы путем «прилития» крови краснопестрой голштинской породы, начатого в 1985 г., в 2008 г. завершилось созданием нового типа «Вазузский». Генетический контроль селекционных изменений осуществляли с помощью 63 антигенных факторов эритроцитов групп крови из 11 генетических систем. На раннихэтапах тестирования индекс генетического сходства между симментальской и сычевской породой составлял 0,74. В системе В было обнаружено до 70 % сходных аллелей. При этом одни аллели (О3РА'2Е ^ У; BGKEtG' О и др.) встречались только у симменталов, другие(11К', В11Р идр.) только у животных сычевской породы. К 2003 г. генофонд популяции по В-аллелям групп крови существенно изменился. Увеличился общий набор аллелоформ. Генная частота маркерных аллелей В-системы голштинской породы краснопестрой масти В2О1У2; Врур О ; Оур О О ; Е 30'; G2Y1D; О1А'; О2А' 2У К О; У А',; уА 1' , ранее не встречавшихся в сычевской породе, составила 0,1832.
На сегодня индекс генетического сходства популяции нового типа и исходной породы, рассчитанный по В-аллелям, равен 0,74. Доля животных с маркерными генами ЕАВ-локуса краснопестрых гол-штинов в типе «Вазузский» достигла 30 %. При этом в маточном поголовье сохранен генофонд приспособленного кместным условиям сычевского скота, маркированного характерными для него аллелями ВЮ,, Врр,, 02Т2У2А'ВРО'ОУВ'Ч'Р, ^уро", \у!р,, О/Р1Р и др., хотя суммарная частота их встречаемости ниже, чем в исходной популяции. Установленное генетическое разнообразие типа (выявлено 70 ЕАВ-аллелей) позволяет продолжить совершенствование стада в направлении повышения молочной продуктивности.
Ключевые слова: группы крови, аллелофонд, аллели, В-система групп крови, ЕАВ-локус, индекс генетического сходства, сычевская порода, голштинская порода красно-пестрой масти.
Сычевская порода относится к палево-пестрому крупному рогатому скоту и выведена в результате длительного и целенаправленного скрещивания местного скота симментальской породы в хозяйствах Смоленской области. Как самостоятельная она признана в 1949 г и сегодня в структуре пород скота Смоленской области ее доля составляет 32,5 %. Животные сычевской породы хорошо приспособлены к местным условиям кормления и содержания. Коровы хорошо раздаиваются, отличаются высокими воспроизводительными качествами и продолжительностью использования.
В то же время у них наблюдаются некоторые недостатки экстерьера и слабая приспособленность к промышленной технологии производства молока. Для решения этих проблем в Смоленской области с 1985 п ведется планомерная селекционная работа по созданию нового молочного типа сычевского скота с использованием лучших мировых генетических ресурсов красно-пестрой голштинской породы. Новый тип «Вазузский» был утвержден в 2008 п и соединил в себе положительные качества обеих пород.
Основное племядро нового типа «Вазузский» составляют 637 коров со средней живой массой - 540 кг, удоем по наивысшей лактации - 5043 кг, содержанием жира -3,86 %, белка - 3,39 %, скоростью молокоотдачи -1,8 кг/мин.
Для контроля селекционных процессов при создании нового типа использовали 11 генетических систем групп крови с помощью 63 моноспецифических сывороток (реагентов) для определения антигенных факторов эритроцитов.
Неизменность на протяжении всей жизни животного, кодоминантный характер наследования, большое разнообразие и различные сочетания факторов групп крови позволяют использовать их в качестве маркеров при анализе селекционных процессов на разных этапах совершен-
