Применение разработанной системы использования групп крови на этапах селекции бурого швицкого скота в Смоленской области Текст научной статьи по специальности «Животноводство и молочное дело»

УДК: 636.2.082

применение разработанной системы использования групп крови на этапах селекции бурого швицкого скота в смоленской области

М.Е. ГОНТОВ1, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. отделом

Д.Н. КОЛЬЦОВ1, кандидат сельскохозяйственных наук, зам. директора

В.А. БАГИРОВ2, доктор биологических наук, член-корреспондент РАН, зав. лабораторией

В.И. ЛИСТРАТЕНКОВА3, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. кафедрой

Н.С. ПЕТКЕВИЧ13, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник

В.К. ЧЕРНУШЕНКО1, доктор сельскохозяйственных наук, член-корреспондент РАН, главный научный сотрудник

1Смоленский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, ул. Нахимова, 21, Смоленск, 214025, Российская Федерация

2Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства им. академика Л.К. Эрнста, п. Дубровицы, 60, Подольский район, Московская обл., 142132, Российская Федерация

3Смоленская государственная сельскохозяйственная академия, ул. Б. Советская, 10/2, Смоленск, 214000, Российская Федерация E-mail: [email protected]

Резюме. Цель работы состояла в определении уровня эффективности использования разработанной системы иммуногенетического мониторинга на этапах селекции бурой швицкой породы и ее типа Смоленский, направленной на повышение молочной продуктивности коров. Исследования проводили на стадах трех племенных заводов и семи племенныхрассадников по общепринятым методикам зоотехнической науки. Для анализа взяты аллели ЕАВ-локуса, которые лучше других отражают генетическое разнообразие животных. Всего с 1972 г. протестировано более 42 тыс. голов племенных животных (быки-производители, коровы и их потомки). Постоянный мониторинг генов-маркеров групп крови на этапах селекции бурой швицкой породы крупного рогатого скота впервые позволил разработать систему их применения при совершенствовании продуктивных качеств животных и вывести новый молочный тип Смоленский этой породы с использованием лучшего отечественного и мирового генофонда бурой швицкой породы американской селекции и частично джерсейской. Анализ уровня молочной продуктивности достоверных по происхождению дочерей, унаследовавших один из альтернативных ЕАВ-аллелей отцов, позволил установить, что в 72% случаев разница за первую лактацию составляет по удою 500-800 кг молока, по содержанию молочного жира - 0,04-0,22%, белка - 0,06-0,26% (оценены 112 быков-производителей по продуктивности 2642 их дочерей). Выявлены также достоверные различия между полусестрами по скороспелости, продолжительности первой лактации, живой массе и скорости молокоотдачи. По уровню молочной продуктивности коровы нового типа превосходят материнскую породу на 36%, достоверность проводимой селекции повышена на 22%. Ключевые слова: бурая швицкая порода, тип Смоленский, аллели групп крови, аллелофонд, генотип, селекция, молочная продуктивность, высокопродуктивные стада, экономическая эффективность.

Для цитирования: Применение разработанной системы использования групп крови на этапах селекции бурого швиц-кого скота в Смоленской области/М.Е. Гонтов, Д.Н. Кольцов,

B.А. Багиров, В.И. Листратенкова, Н.С. Петкевич, В.К. Черну-шенко //Достижения науки и техники АПК. 2015. Т. 29. № 10.

C. 86-89.

Местный скот Смоленской губернии плохо отзывался на улучшение кормления и не удовлетворял растущий спрос на продукты животноводства, поэтому с восьмидесятых годов XIX столетия из Швейцарии, Австрии и Германии начали завозить более продуктивный бурый швицкий скот, который получил широкое распространение благодаря своей экологической пластичности, крепости конституции, хорошей молочной и мясной продуктивности. Однако эти животные уступали другим породам комбинированного направления по жирномолочности и морфо-функциональным свойствам вымени [1]. Поэтому с 1981 г. начали планомерную работу по выведению нового высокопродуктивного молочного типа этой породы, более приспособленного к местным условиям кормления и содержания и устойчивого к заболеваниям. Эксперименты проводили с использованием лучшего отечественного и мирового генофонда бурой швицкой породы американской селекции и частично джерсейской, а также групп крови в качестве генетических маркеров на этапах селекции [2]. В результате всего за 20 лет был выведен новый тип бурой швицкой породы Смоленский [3]. Уровень молочной продуктивности коров нового типа на 59% превышает показатели сверстниц-аналогов, а степень генетического сходства с исходной породой составляет 0,61,что свидетельствует о его своеобразии, подтвержденном иммуногенетическим мониторингом по группам крови [4].

Цель работы - определить уровень эффективности использования разработанной системы иммуногенетического мониторинга на этапах селекции бурой швицкой породы и типа Смоленский, направленной на повышение молочной продуктивности коров.

Условия, материалы и методы. Исследования проводили в стадах трех племенных заводов и семи племенных репродукторов по совершенствованию бурого швицкого скота и его нового типа Смоленский с 1972 г. На сегодняшний день в них сосредоточено более 6 тыс. коров (60% от поголовья коров этой породы в области) со среднегодовым удоем 5 тыс. кг молока с содержанием жира 3,87% и белка 3,29%, средняя живая масса одной коровы - 529 кг. При стойловом содержании процессы доения, кормления и навозоуда-ления механизированы, обязателен моцион коров на выгульных площадках. В пастбищный период доение коров проводят на передвижных доильных установках с подкормкой зелеными и концентрированными кормами.

Для осеменения коров и телок использовали глубоко охлажденное семя высококлассных быков-производителей. Средний удой их матерей за полновозрастную лактацию составлял 8337-8549 кг молока с содержанием жира 4,01-4,02%, белка - 3,38%; матерей отцов соответственно - 8525-8752 кг, 4,09-4,13% и 3,34-3,46%. В 2013 г. в расчете на 100 коров получен 91 теленок (в среднем по хозяйствам области - 75). Селекционно-племенную работу с использованием групп крови проводили по программам, разработанным в Смоленском

Таблица 1. Частота аллелей ЕАв-локуса групп крови у бурого швицкого скота (%)

Порода Быки из Тип Смоленский

ЕАВ-аллель 1980 г. 2013 г. США, 1980 г. 1990 г. 2013 г.

(п = 2221) (п = 3112) (п = 81) (п = 400) (п = 938)

Ь 19,6 11,0 11,2 10,1 11,1

B1G1KY2E1'F2'(G')0'G''* 5,8 1,6 2,4 5,0 6,4

в>6'**2 1 2 - 0,7 - 1,0 0,5

B103Y2A1'E3'G'P'Q'Y'* B1P1Y2G'Y'* 0,3 8,9 25,9 20,5 11,3

- 4,4 0,6 4,0 4,4

B2I2A1'D'G'Q* B1I1T1A1' - 2,9 3,1 2,7 3,8

3,9 0,5 - 0,2 0,5

3,3 5,1 1,2 7,5 9,6

G201E1'I 3,9 2,6 - 2,6 2,5

- 1,3 - 1,4 2,3

GOTYE'F '* GoO6A1Y2EзF2 3,3 2,3 15,8 1,8 32,7 11,3 2,3 19,9 7,5

- 6,8 2,5 7,1 7,4

3,7 1,1 - 1,0 1,0

01 4,4 3,0 - 1,1 1,5

010' 3,3 3,3 2,5 2,3 3,4

Р1Х|' 0,3 1,5 - 0,8 1,0

число остальных

ЕАВ-аллелей 52 58 13 46 43

суммарная частота остальных ЕАВ-аллелей 45,9 27,7 17,9 19,1 5,9

всего выявлено

ЕАВ-аллелей 64 75 22 63 60

коэффициент гомозигот-ности 7,0 5,8 19,2 6,8 9,2

* - аллели-маркеры, привнесенные в породу быками-производителями бурой швицкой породы американской селекции

** - аллели-маркеры, привнесенные в породу быками-производителями джерсейской породы

НИИСХ совместно с учеными Смоленской ГСХА и специалистами ОАО «Смоленское» по племенной работе. Такие программы существуют для каждого племенного хозяйства, породы и типа на каждые 5 лет. Бонитировку животных осуществляли в соответствии с действующей инструкцией МСХ РФ [5], а оценку быков-производителей по качеству потомства - по инструкции МСХ РФ [6] с использованием компьютерных программ СЕЛЭКС и Регион.

Содержание жира и белка в молоке коров определяли ежемесячно на высокопроизводительных аппаратах «Милкоскан», «Промилк», «Милкотестер» в Смоленском НИИСХ и его филиале в г. Гагарин. Линейную оценку типа телосложения коров и племенных быков-производителей проводили по общепринятым методикам с использованием метода индексной селекции [7]. Для определения групп крови животных по усовершенствованной методике [8] использовали моноспецифические реагенты собственного производства, унифицированные в международных сравнительных испытаниях каждые 2-3 года, которые позволяют выявить 63 антигена эритроцитов 11 -ти генетических систем групп крови. Для анализа взяты аллели ЕАВ-локуса, которые лучше других отражают генетическое разнообразие животных [9]. Всего с 1972 г. протестировано более 42 тыс. голов племенных животных (быки-производители, коровы и их потомки).

Результаты анализов обработаны биометрически по методам вариационной статистики [10] с использованием современных компьютерных программ.

результаты и обсуждение. Генетическая экспертиза происхождения животных по группам крови позволила выявить и устранить причины ошибочных записей в племенном учете. В результате за период исследований количество недостоверных животных

снижено с 23-27% до 6-9%, а благодаря установлению истинных родителей у недостоверных по происхождению животных 6-8% из них возвращены для использования на этапах селекции.

До начала создания нового типа у бурого швицкого скота выявлено 64 ЕАВ-аллеля групп крови. Это свидетельствует о широком генетическом разнообразии, достаточном для дальнейшего совершенствования породы. По уровню концентрации выявлены 15 основных ЕАВ-аллелей, которые встречали у 49% животных. Генофонд использованных для выведения нового типа быков-производителей бурой швицкой породы американской селекции был более консолидирован: у них выявлено всего 22 ЕАВ-аллеля (табл. 1).

Также при выведении типа ограниченно использовали быков джерсейской породы с маркерными ЕАВ аллелями: В^^'^О^'Г, (02)Е3Т2'0', В21202А1', В^^Е'^^'К'О'. Частота последних двух аллелей крайне незначительна, и можно сказать, что за период исследований они элиминировали из аллелофонда животных бурой швицкой породы крупного рогатого скота

В результате селекции породы был создан внутри-породный тип бурого швицкого скота Смоленский, который по структуре ЕАВ-аллелофонда значительно отличается от исходной материнской породы - индекс генетического сходства (га) между ними равен 0,61 (61%).

Из 60 ЕАВ-аллелей, выявленных у животных типа, наибольшее распространение получили 8, унаследованных от быков бурой швицкой породы селекции США и их потомков. На сегодняшний день они присутствуют в генотипах 60% животных.

Мы проанализировали 2642 достоверных по происхождению первотелок - дочерей 112 быков-производителей бурой швицкой породы смоленской селекции, бурой швицкой породы селекции США и джерсейской пород по уровню молочной продуктивности. У 81 быка-производителя (72%) первотелки-полусестры по отцу, унаследовавшие один любой из альтернативных ЕАВ-аллелей отца, превосходили по показателям продуктивности полусестер, унаследовавших другой альтернативный ЕАВ-аллель отца. Положительная разница между полусестрами по удою за первую лактацию варьировала от 500 до 800 кг молока, по содержанию жира - от 0,04 до 0,22%, по содержанию белка - от 0,06 до 0,26%. Например, удой по первой лактации 17 дочерей быка-производителя Голден 69785 (генотип по ЕАВ локусу групп крови - 010'' О^Д^Е'^'^'^), унаследовавших ЕАВ-аллель 01О', характерный для отечественных швицев, был выше, чем удой 17

Таблица 2. Частота маркерных ЕАв-аллелей групп крови в высокопродук тивных стадах и молочная продуктивность коров

Бурая швицкая порода Тип Смоленский

1980 г. I 2013 г. 1990 г. I 2013 г.

64 15 501 305 4159 ± 76 4230 ± 82 3,74 ± 0,03 3,81 3,21 3,24 ± 0,01 569 ± 3 576 ± 2

± 0,04 ± 0,01

всего ЕАВ-аллелей групп крови

75 63

в т.ч. ЕАВ-аллелей маркеров 15 15

всего коров, гол. 800 326

из них носителей маркеров, гол. 680 250

средний надой за полновозрастную лактацию 4910±90 5300±110

в том числе у носителей маркеров, кг

5200±102* 5612±126*

среднее содержание жира в молоке, % 3,91 ± 0,01 3,78 ± 0,03

в том числе у носителей маркеров, %

3,94 ± 0,02 3,91 ± 0,01***

среднее содержание белка в молоке, %

3,33 ± 0,02 3,22 ± 0,01

в том числе у носителей маркеров, % 3,35 ± 0,01 3,25 ± 0,02

средняя живая масса коровы, кг 514 ± 3 622 ± 9

в том числе у носителей маркеров, кг

524 ± 2** 578 ± 8***

кг

60 15 715 650 5766 ± 85 6051 ± 96* 3,96 ± 0,01 3,99 ± 0,02 3,34 ± 0,02 3,34 ± 0,01 571 ± 4 570 ± 5

маркерные ЕАВ-аллели групп крови: Ь, B1G1KY2E1'F2'(G')O'G'', B1O3Л2'E3'G'P'Q'Y' В,Р^'Г, G1O', G2O1E1'I', ^^Е^'О', 1/Орл;, G3O1T1Y2E3'F1, в/л/йЪЪ', О,

Р111', I', О' (суммарно встречаются у 93% коров) * - Р < 0,05; ** - Р < 0,01; *** - Р < 0,001

полусестер-сверстниц, но унаследовавших другой альтернативный ЕАВ-аллель отца (О^Д^Е'^'^'^) на 776 кг (р < 0,01).

В остальных 28% случаев разница в молочной продуктивности полусестер была недостоверной. Выявлены также достоверные различия между полусестрами по скороспелости, продолжительности первой лактации, живой массе и скорости молокоотдачи. Достоверные различия использовали для получения животных «желательных» генотипов и отборе их для воспроизводства.

В высокопродуктивных стадах и в типе сохраняется тенденция к росту удоя коров-носителей маркерных аллелей, по сравнению со средними показателями по стаду. Разница между всеми коровами типа и носителями 15 маркеров составила 285 кг (р < 0,05). По остальным показателям продуктивности (содержание жира, белка) наблюдали только тенденцию к превосходству животных-носителей маркеров (табл. 2). Живая масса коров-носителей маркерных ЕАВ-аллелей в породе была выше, чем средняя по стаду, а в смоленском типе - ниже.

Таким образом, результаты наших исследований свидетельствуют о целесообразности использова-

ния групп крови в качестве маркеров на этапах селекции при характеристике популяций животных, в том числе новых селекционных форм, для контроля над сохранением и накоплением в потомстве желательных аллелей высокопродуктивных животных с целью дальнейшего повышения молочной продуктивности. Кроме того, накопленные данные по использованию групп крови в процессе совершенствования породы и ее нового молочного типа позволили ускорить процесс создания новых заводских линий, типа Смоленский и высокопродуктивных стад на 4-6 лет.

выводы. Применение на этапах селекции бурого швицкого скота разработанной системы групп крови позволило:

повысить эффективность селекции на 22%, исключив животных с ошибками в родословных;

провести иммуногенетический мониторинг с использованием ЕАВ-локуса групп крови и определить структуру аллелофонда породы и смоленского типа на современном этапе совершенствования бурой швицкой породы крупного рогатого скота;

оценить 112 быков-производителей бурой швицкой породы и смоленского типа по молочной продуктивности дочерей-первотелок с учетом наследования альтернативных ЕАВ-аллелей отца. У 72% оцененных быков выявлены желательные наследственные факторы, маркированные ЕАВ-аллелями групп крови, которые необходимо учитывать при подборе пар и отборе первотелок для производства молока;

определить 15 основных маркерных ЕАВ-аллелей, типичных для бурой швицкой породы и смоленского типа, установить целесообразность их сохранения и распространения в потомстве;

повысить молочную продуктивность коров смоленского типа, по сравнению с исходной бурой швицкой породой, по удою на 28-31%, по содержанию жира в молоке - на 5%, белка - на 3-4%.

Литература.

1. Цысь В. И. Повышение эффективности селекции швицкого скота с использованием пород мирового генофонда: автореф. дисс.... докт. с.-х. наук. Дубровицы, 1995. 48 с.

2. Чернушенко В.К., Петкевич Н.С. Эволюция и современное состояние пород крупного рогатого скота Смоленской области. Бурая швицкая порода. Смоленск: ФГУ «Смоленская городская типография», 2004. Часть II. 124 с.

3. Белозерова Л.М., Богданова В.Н., Васильев Ф.С. [и др.] Крупный рогатый скот Смоленский / Патент на селекционное достижение 1908 РФ МПК2002. Опубл. в Государственном реестре селекционных достижений, допущенных к использованию: Породы животных, 2004. С. 6, 46

4. Иммуногенетический мониторинг при выведении и совершенствовании типа «Смоленский» бурого швицкого скота в Смоленской области / М.Е. Гонтов, Д.Н. Кольцов, В.К. Чернушенко, В.И. Дмитриева //Достижения науки и техники АПК. 2011. № 3. С. 56-59.

5. Инструкция по бонитировке крупного рогатого скота молочных и молочно-мясных пород. М.: Изд-во МСХ СССР, 1975. 31 с.

6. Инструкция по проверке и оценке быков-производителей молочных и молочно-мясных пород по качеству потомства. М.: Изд-во МСХ СССР, 1980. 40 с.

7. Индексная селекция крупного рогатого скота бурой швицкой и сычевской пород: методическое пособие / В.И. Ли-стратенкова, Д.Н. Кольцов, Н.В. Кузьмина, О.В. Татуева, В.К. Чернушенко, В.А. Яковлева. Смоленск: Смоленская ГСХА,

2009. 48 с.

8. Сороковой П.Ф. Методические рекомендации по исследованию и использованию групп крови в селекции крупного рогатого скота. Дубровицы: Издательство ВИЖ, 1974. 40 с.

9. Система иммуногенетических маркеров при совершенствовании новых молочных типов бурого швицкого и сычевского скота: практическое руководство/В.К. Чернушенко, М.Е. Гонтов, Д.Н. Кольцов, В.И. Дмитриева, В.И. Ли-стратенкова, А.Р. Камошенков, В.И. Цысь, Н.С. Петкевич. Смоленск: Изд-во «Смоленская городская типография»,

2010. 50 с.

10. Плохинский Н.А. Руководство по биометрии для зоотехников. М.: Колос, 1969. 256 с.

APPLICATION OF DEVELOPED SYSTEM OF BLOOD GROuPS uSAGE AT BREEDING STAGES OF BROwN SwISS CATTLE IN SMOLENSK REGION

M.E. Gontov1, D.N. Koltsov1, V.A. Bagirov2, V.I. Listratenkova3, N.S. Petkevich13, V.K. Chernushenko1

'Smolensk Research Institute of Agriculture, ul. Nakhimova, 21, Smolensk, 214025, Russian Federation

2All-Russian Research Institute of Animal Husbandry named after L.K. Ernst, pos. Dubrovitsy, Podolsky r-n, Moskovskaya obl., 142132, Russian Federation

3Smolensk State Academy of Agriculture, ul. B. Sovetskaya, 10/2, Smolensk, 214000, Russian Federation.

Summary. The aim of the research was to determine the level of efficiency of the developed system of immunogenetic monitoring at stages of breeding of Brown Swiss breed and its type Smolensky, in order to improve milk productivity of cows. The investigations were carried out on herds of three pedigree farms and seven breeding reproducers according to conventional methods of zoo technical science. We analyzed alleles of EAB-locus that better reflect the genetic diversity of animals. Since 1972 it was tested more than 42 thousand head of breeding animals (stud bulls, cows and their offspring). The constant monitoring of gene-markers of blood groups at the stages of breeding of brown Swiss breed of cattle enabled to develop a system of their use in the improvement of the productive qualities of animals and develop a new milk type Smolensky of this breed using the best domestic and world gene pool of Brown Swiss breed of American selection and partly of Jersey breed. The analysis of the level of milk production of reliable origin daughters, who inherited one of the alternative EAB-alleles of fathers, enabled to establish that in 72% of cases the difference during the first lactation in the yield of milk was 500-800 kg, the content of milk fat-0.04-022% and of protein-0.06-0.26% (it was estimated 112 stud bulls by productivity of their 2642 daughters). We also identified significant differences between half-sisters on early maturing, length of the first lactation, live weight and rate of milk flow. According to the level of milk productivity the cows of new type surpass parents by 36%; the accuracy of breeding was increased by 22%.

Keywords: Brown Swiss, type Smolensky, alleles of blood groups, allele pool, genotype, breeding, milk productivity, high-productive herds, economic efficiency.

Author Details: M.E. Gontov, Cand. Sc. (Agr.), head of division ([email protected]); D.N. Koltsov, Cand. Sc. (Agr.), deputy director; V.A. Bagirov, D. Sc. (Biol.), corresponding member of the RAS, head of laboratory; V.I. Listratenkova, Cand. Sc. (Agr.), head of department; N.S. Petkevich, D. Sc. (Agr.), leading research fellow; V.K. Chernushenko, D. Sc. (Agr.), corresponding member of the rAs, senior research fellow.

For citation: Gontov M.E., Koltsov D.N., Bagirov V.A., Listratenkova V.I., Petkevich N.S., Chernushenko V.K. Application of Developed System of Blood Groups Usage at Breeding Stages of Brown Swiss Cattle in Smolensk Region. Dostizheniyanaukii tekhnikiAPK. 2015. Vol. 29. No 10. pp. 86-89 (in Russ.).

Требования к оформлению статей в журнале «достижения науки и техники АПк»

В статье должно быть кратко изложено состояние дел по изучаемой проблеме со ссылками на публикации (желательно не менее трех ссылок). Затем указаны цели, задачи, условия и методы исследований. Подробно представлены результаты экспериментов и их анализ. Сделаны выводы и даны предложения производству. В статье следует по возможности выделять следующие блоки: введение; цель и задачи исследований; условия, материалы и методы исследований; результаты исследований; выводы.

Вместе со статьей должны быть представлены перевод названия на английский язык; аннотация (200-250 слов) на русском и английском языках; ключевые слова на русском и английском языках; полные почтовые адреса всех учреждений, в которых работают авторы, на русском и английском языке; ученые степени и должности авторов на русском и английском языке код УДК; библиографический список.

В тексте ссылка на источник отмечается соответствующей цифрой в квадратных скобках в порядке цитирования. В списке литературы приводятся только те источники, на которые есть ссылка в тексте. Использование цитат без указания источника информации запрещается.

Материал для подачи в журнал набирается в текстовом редакторе Word версия не ниже 97 файл с расширением *.rtf.

Объем публикации 10-14 стр. машинописного текста набранного шрифтом Times New Roman, размер кегля 14 с полуторным интервалом. На 2,5 страницы текста допускается не более 1 рисунка или таблицы.

Статьи необходимо направлять с сопроводительным письмом с указанием сведений об авторах (фамилия, имя, отчество -полностью, ученая степень, место работы и занимаемая должность) на русском и английском языке, контактных телефонов и адреса электронной почты для обратной связи.

На публикацию представляемых материалов необходимо письменное разрешение и рекомендация руководства организации, на средства которой проводились исследования. Его вместе с одним экземпляром рукописи, подписанным авторами, и статьей в электронном виде нужно отправлять по адресу: 101000, г. Москва, Моспочтамт, а/я 166, ООО «Редакция журнала «Достижения науки и техники АПК». Для ускорения выхода в свет материалы в электронном виде можно направлять по адресу: [email protected].

Плата с аспирантов за публикацию рукописей не взимается.

Несоответствие статьи по одному из перечисленных пунктов может служить основанием для отказа в публикации.

Все рукописи, содержащие сведения о результатах научных исследований, рецензируются, по итогам рецензирования принимается решение о целесообразности опубликования материалов.