Гематологические особенности помесных карпов на фоне проявления эффекта гетерозиса

Гематологические особенности помесных карпов на фоне проявления эффекта гетерозиса

Г.И. Пронина, д.б.н., А.В. Лабенец, к.с-х.н.,

ВНИИР РАСХН

Под гетерозисом понимают превосходство потомства первого поколения над родительскими формами по жизнеспособности, выносливости, продуктивности, возникающее при скрещивании разных рас, пород животных и их зональных типов [1]. Селекция на получение гетерозиса непосредственно связана с теорией и практикой племенного отбора и подбора и служит одним из путей повышения продуктивности животных.

Генетическими проблемами гибридизации рыб с целью повышения их хозяйственной ценности и жизнеспособности занимались многие исследователи. Однако физиологические, в т.ч. иммунные, особенности полученных кроссов, влияющие на устойчивость к заболеваниям и неблагоприятным условиям выращивания, остаются малоизученными.

Цель настоящей работы — выявить физиологические отличия гибридов первого поколения от исходных групп карпа для оценки гетерозисного эффекта.

Материал и методы. Исследуемым материалом послужили:

1. Помеси первого поколения между немецким и татайским карпами [2]. Помесь НТ: самки немецкие, самцы татайские; помесь ТН: самки татайские, самцы немецкие — I гр.

2. Кросс Петровский получен путём скрещивания производителей чувашской чешуйчатой и анишской зеркальной пород (патент № 4805 от 22.06.2009 г.) — II гр. Кросс имеет большую массу, чем исходные формы, и высокий уровень жизнестойкости [3].

3. Кросс Волжский — помесь от реципрок-ного скрещивания карпов волжского рамчатого и чувашского чешуйчатого (южный зональный тип) из р/х «Флора» — III гр.

В качестве референтных групп рассматриваются рыбы родительских (исходных) пород, содержавшиеся в тех же условиях.

Рыб I гр. выращивали в бассейнах производственной системы оборотного водоснабжения с биологической очисткой и оксигенацией воды при стабильной и близкой к оптимальной для роста карпа (26,06±0,10°С; Cv=2,57%) температуре. Кормление полнорационными гранулированными кормами осуществлялось из автокормушек.

Рыбы II гр. выращивались в прудовых условиях по технологии умеренной интенсивности при кормлении зерном и зерноотходами. Условия среды были в целом характерны для прудовых хозяйств второй рыбоводно-климатической зоны.

Карпов III гр. выращивали в условиях пятой рыбоводной зоны. Кормление также производили гранулированными комбикормами из автокормушек.

Физиологическое состояние и вскрытие рыб оценивали в соответствии с утверждённой инструкцией и методикой оценки селекционных групп рыб [4]. Кровь для гематологических анализов отбирали из сердца пастеровской пипеткой, обработанной раствором антикоагулянта (цитрат натрия, 2 мг/л), а также из хвостовой вены одноразовым шприцем с соблюдением правил асептики. Для определения гематокрита применялась микрогематокритная центрифуга МГЦ-8. Показатели эритропоэза и дифференциальный подсчёт лейкоцитов рыб (лейкоформула) определяли в окрашенных по Паппенгейму мазках периферической крови микроскопически на цифровом микроскопе Optika DM 15. Уровень гемопоэза рыб оценивался по доле незрелых форм эритроцитов.

Содержание общего белка в плазме крови рыб устанавливали рефрактометрическим методом на приборе ИРФ-22 [5]. Полный биохимический анализ осуществляли на анализаторе Chem Well Awarenes Technology с использованием реакти-

вов VITAL. Концентрацию гемоглобина крови устанавливали с помощью гемометра Сали ГС-3. Для определения количества эритроцитов в 1 мм3 цельной крови применялся меланжерный метод. Подсчёт эритроцитов вёлся под микроскопом (увеличение 10 х40) в счётной камере Горяева. Для выражения степени насыщенности эритроцитов гемоглобином в каждом анализе крови вычисляли содержание гемоглобина в одном эритроците — СГЭ. Скорость оседания эритроцитов определяли методом Панченкова.

Фагоцитарная активность нейтрофилов рыб оценивалась по содержанию неферментного катионного белка в лизосомах нейтрофилов цитохимическим методом по М.Г. Шубичу [6], адаптированному для рыб Г.И. Прониной [7]. Средний цитохимический коэффициент (СЦК) рассчитывали по формуле: СЦК=(0 х Н0 + 1 х Hi + 2 х Н2 + 3 х Н3) / 100, где Н0, Нь Н2, Н3 - количество нейтрофилов с активностью 0, 1, 2 и 3 балла соответственно.

Результаты исследований и обсуждение. Масса тела рыб I гр. на разных этапах технологического цикла увеличивалась неравномерно, так как рыбы различного происхождения неоднозначно реагировали на складывающиеся условия выращивания. Однако уже на 1-м этапе стало очевидным превосходство помесей НВ, преимущество которых сохранилось до конца выращивания (табл. 1).

С наибольшей эффективностью использовали корма татайские карпы и помеси НТ. Затраты корма на получение 1 кг прироста у этих групп были практически одинаковыми — около 1,9 кг

корма. Максимальную рыбопродукцию получили при выращивании помесей НТ и татайского карпа.

Превосходство помесей НТ подтверждается физиологическими показателями. Анализ результатов гематологических исследований показал, что большинство изученных параметров находилось в пределах физиологической нормы у рыб всех опытных групп (табл. 2).

Максимальная концентрация гемоглобина была отмечена у татайских карпов и помесей НТ, различия достоверны (Р<0,05). Гематокрит у всех карпов I гр. был несколько ниже нормального — 27—32%. Достоверные различия по показателю установлены только между помесными карпами. Высокие концентрации белков сыворотки свидетельствуют о достаточной обеспеченности пищей и интенсивном росте выращиваемых рыб. Содержание белка в сыворотке крови татайских карпов было большим, чем у немецких (Р < 0,05). По содержанию гемоглобина в одном эритроците (СГЭ) помеси ТН и немецкие карпы уступали помесям НТ (Р<0,05).

У чешуйчатых годовиков кросса Петровский (II гр.) интенсивнее идёт эритропоэз, чем у исходных пород (табл. 3). Средний цитохимический коэффициент содержания неферментного катионного белка в лизосомах нейтрофилов достоверно не отличался у изучаемых клинически здоровых линий и кросса Петровский.

У трёхлеток (табл. 4) наблюдается аналогичная тенденция — у кросса Петровский несколько выше эритропоэз, однако различия не достоверны. У кросса присутствуют промиелоциты

1. Показатели весового роста карпов I группы

Этап Происхождение рыб Среднесуточный прирост, г/сут Относительный прирост, % Удельная скорость роста Коэффициент массонакопления

1-й татайские немецкие помеси НТ помеси ТН 0,13 012 0,21 0,11 196.8 195.9 190,2 195.9 0,150 0,143 0,115 0,143 0,126 0,122 0,135 0,114

2-й татайские немецкие помеси НТ помеси ТН 0,58 0,66 0,82 0,64 135.2 143,7 127,6 136.2 0,038 0,042 0,035 0,039 0,120 0,129 0,129 0,124

3-й татайские немецкие помеси НТ помеси ТН 3,76 3,45 4,43 2,81 160.7 176,9 175,0 167.7 0,022 0,021 0,020 0,018 0,158 0,153 0,166 0,142

2. Гематологические показатели карпов I группы в возрасте 148 сут.

Показатель Происхождение рыб

татайские немецкие НТ ТН

Гемоглобин, г/л Гематокрит, % Белок сыворотки, г/л Эритроциты, млн/мкл СГЭ, пг СОЭ, мм/час 80,2±2,1 29±2 47,8±2,1 1,82±0,12 46,7±3,2 4,07±0,34 71,5±1,9 31±2 41,2±1,5 1,85±0,12 39,6±2,4 7,60±1,44 82,9±1,3 32±1 44,4±3,3 1,72±0,12 39,9±2,7 4,57±0,33 2 ,,,, , 9302 1

3. Сравнительная гематологическая характеристика годовиков кросса Петровский и исходных пород

Кросс Петровский Порода

Показатель чешуйчатая чувашская анишская

группа чешуйчатая зеркальная

Масса тела, г 215±57 111±11 213±13

Эритропоэз, %

Гемоцитобласты, эритробласты 0,8±0,3 0,3±0,1 0,5±0,1

Нормобласты 3,6±0,4* 1,0±0,2* 0,8±0,2*

Базофильные эритроциты 11,9±1,7 6,5±2,5 7,1±2,3

Сумма зрелых и полихроматофильных эритроцитов 83,8±1,9* 92,2±2,6* 91,6±2,1*

Лейкоцитарная формула, %

Миелобласты 0,2±0,2 0,2±0,1 0,3±0,2

Промиелоциты 0,4±0,2 0,3±0,3 -

Миелоциты 0,5±0,2 0,4±0,3 0,2±0,3

Метамиелоциты 1,3±0,3* 1,7±0,5 2,9±0,4*

Палочкоядерные нейтрофилы 1,2±0,6 0,4±0,5 1,5±0,5

Сегментоядерные нейтрофилы 2,7±0,6 2,3±0,8 1,3±1,1

Всего нейтрофилов 3,9±0,6 2,7±1,4 2,8±0,7

Эозинофилы 0,3±0,2 0,4±0,3 -

Базофилы 0,2±0,1 0,6±0,3 0,6±0,2

Моноциты 1,4±0,5 3,1±0,4 2,7±0,6

Лимфоциты 91,7±0,8 91,6±0,8 88,6±2,1

Фагоцитарная активность

СЦК, ед 1,85±0,06 1,62±0,12 1,75±0,17

Примечание: здесь и далее * различия достоверны

4. Сравнительная гематологическая характеристика трёхлеток кросса Петровский и исходных пород

Кросс Петровский Порода

Показатель чешуйчатая чувашская анишская

группа чешуйчатая зеркальная

Масса тела, кг 2,2±0,1* 1,9±0,2 1,8±0,1*

Эритропоэз, %

Гемоцитобласты, эритробласты 0,8±0,3 0,6±0,3 0,9±0,3

Нормобласты 3,6±0,4 2,8±0,4 3,2±0,42

Базофильные эритроциты 11,9±1,7 9,8±1,8 8,6±3,1

Сумма зрелых и полихроматофильных эритроцитов 83,8±1,9 86,8±2,2 87,3±3,6

Лейкоцитарная формула, %

Промиелоциты 0,1±0,2 - -

Миелоциты 1,3±0,3 - 0,2±0,2

Метамиелоциты 2,0±0,6 5,0±0,8 7,4±1,6

Палочкоядерные нейтрофилы 0,3±0,2* 4,4±1,3* 5,2±1,7*

Сегментоядерные 1,0±0,5 3,6±1,4 1,8±0,9

Всего нейтрофилов 1,3±0,6* 8,0±1,1* 7,0±1,5*

Эозинофилы 0,1±0,2 0,4±0,3 0,2±0,2

Базофилы 0,4±0,2 - 0,2±0,2

Моноциты 2,1±0,7 1,4±1,4 3,4±0,8

Лимфоциты 92,4±1,2* 83,0±1,9* 81,6±3,1*

Фагоцитарная активность

СЦК 1,85±0,06 1,65±0,13 1,69±0,07

(лейкопоэз), в отличие от исходных пород. Усиление лейкопоэза у карпов, как правило, наблюдается осенью. У кросса достоверно меньше доля нейтрофилов, в основном за счёт палочкоядерных форм. Соответственно акцент смещается в сторону лимфоцитов.

По массе тела трёхлетки кросса Петровский превосходят одновозрастных рыб исходных пород, по сравнению с анишской зеркальной различия достоверны.

Доля нейтрофилов в лейкоформуле кросса достоверно ниже, чем у исходных групп (табл. 5).

Потенциальная фагоцитарная активность по содержанию катионного белка в лизосомах нейтрофилов периферической крови кросса выше, чем исходных групп. По сравнению с чешуйчатой группой различия достоверны (t=4,3; P<0,05).

У Волжского кросса отмечается высокий уровень АЛХ свидетельствующий об интенсивном белковом росте (табл. 6). Активность креатинкиназы, напротив, в 2—3 раза снижена по сравнению с исходными группами. Уровень триглицеридов и холестерина у кросса выше, что, вероятно, связано с накоплением жира

5. Морфометрическая и гематологическая характеристика двухгодовиков кроссбредных карпов и рыб исходных групп

Кросс Волжский Группа

Показатель чешуйчатая чувашский волжский

группа чешуйчатый рамчатый

Масса тела, кг 2,8±0,12* 1,6±0,07* 1,5±0,05*

Эритропоэз, %

Гемоцитобласты, эритробласты 0,7±0,4 0,9±0,4 0,8±0,2

Нормобласты 2,7±0,4 2,6±0,5 3,2±0,4

Базофильные эритроциты 8,3±3,3 8,1±1,8 11,3±2,8

Сумма зрелых и полихроматофильных эритроцитов 88,3±4,1 88,4±2,2 84,8±3,1

Лейкоцитарная формула, %

Миелоциты 2,7±1,6 0,9±0,3 1,5±0,3

Метамиелоциты 4,0±1,4 3,7±0,4 2,5±0,3

Палочкоядерные нейтрофилы - 3,0±0,6 1,1±0,4

Сегментоядерные 2,3±1,8 3,6±0,7 2,3±0,7

Всего нейтрофилов 2,3±1,8 6,6±1,1 3,4±0,9

Эозинофилы - - 0,3±0,2

Базофилы - - 0,6±0,2

Моноциты 4,3±0,8 3,7±0,6 3,3±0,5

Лимфоциты 86,7±2,8 85,1±0,8 88,5±1,4

Фагоцитарная активность

СЦК, ед 2,19±0,02* 1,79±0,09* 2,02±0,06

6. Гематологические показатели двухгодовиков

Показатель Кросс Волжский Исходная группа

чешуй- чатый чувашский чешуйчатый волжский рамчатый

АЛТ, ед/л 51,8±6,8 33,5±2,6 26,8±1,4

АСТ, ед/л 78±26 221±17 163±9

Глюкоза, ммоль/л 6,4±1,5* 1,9±0,3* 1,8±0,5*

КК, ед/л 922±476* 1723±306 2453±139*

Лактатат, мг/дл 17,6±6,1* 38,0±5,6* 18,3±5,7*

Мочевая кислота, 35,7±5,9* 93,1±33,5 152,5±18,1*

мкмоль/л

ЩФ, ед/л 30,7±12,0 26,4±7,09 45,0±5,16

Альбумин, г/дл 18,1±0,4 10,3±0,49 12,7±1,11

Мочевина, мг/дл 10,5±1,4 10,0±0,78 10,8±1,32

Общий белок, г/л 27,4±1,3 24,4±0,7 29,1±2,5

Триглицериды, 162±15 124,8±7,6 120,0±6,2

мг/дл

Холестерин, мг/дл 160±7 116±3 105±10

Гемоглобин, г% Не опред. 8,9±0,82 10,3±0,85

(энергетическое депо). Содержание глюкозы в крови кроссов было более чем в три раза выше, чем у исходных форм.

Показатели метаболизма отражают динамику роста рыб: кросс опережает по массе исходные группы. Активность креатинкиназы кросса более чем в два раза снижена по сравнению с исходными линиями. Такое снижение актив -ности фермента, вероятно, связано с меньшей подвижностью кросса, получающего достаточное количество корма, так как фермент участвует в процессах энергетического обмена, преимущественно в клетках мышечной ткани. Накопление мочевой кислоты у волжских рамча-тых карпов исходных линий было выше, чем у

других групп, по сравнению с кроссом различие достоверно.

Таким образом, в первом поколении карпов при скрещивании чешуйчатых и зеркальных линий (или пород) независимо от интенсивности выращивания, уровня кормления и климатических условий (рыбоводной зоны) проявляется гетерозисный эффект, регистрируемый по физиологическим параметрам. Как следствие, изучаемые гибриды превосходят исходные формы по морфометрическим и весовым характеристикам. Масса тела кроссов разных групп была различной и обусловлена сочетанием многих факторов: зоной рыбоводства, плотностью посадки, уровнем кормления.

Литература

1. Меркурьева Е.К., Абрамова З.В., Бакай А.В. и др. Генетика: учеб. для высш. с.-х. учебн. завед. М.: Агропромиздат, 1991. 446 с.

2. Лабенец А.В. Двухлинейное разведение карпа — резерв повышения эффективности производства рыбы: рекомендации. М.: Изд-во Россельхозакадемии, 2005. 42 с.

3. Маслова Н.И., Петрушин А.Б. Биологические основы создания промышленного кросса карпа и храктеристика чувашского карпа // Рациональное использование пресноводных экосистем — перспективное направление реализации национального проекта «Развитие АПК»: Междунар. науч.-практич. конф. М.: Изд-во Россельхозакадемии, 1997. С. 259-276.

4. Лиманский В.В., Яржомбек А.А., Бекина Е.Н. и др. Инструкция по физиолого-биохимическим анализам рыбы. М.: ВНИИПРХ, 1986. 52 с.

5. Лебедев П.Т., Усович А.Т. Методы исследования кормов, органов и тканей животных. М.: Россельхозиздат, 1976. 267 с.

6. Шубич М.Г. Выявление катионного белка в цитоплазме лейкоцитов с помощью бромфенолового синего // Цитология. 1974. № 10. С. 1321-1322.

7. Пронина Г.И. Использование цитохимических методов для определения фагоцитарной активности клеток крови или гемолимфы разных видов гидробионтов для оценки состояния их здоровья // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2008. № 4 (20). С. 160-163.