Влияние генотипа на обмен веществ в организме молодняка крупного рогатого скота

Разведение, селекция, генетика

УДК 636.22/.28.082:612.015.3-053.2

Влияние генотипа на обмен веществ в организме молодняка крупного рогатого скота

Л.Ю. Овчинникова, Е.А. Бабич

ФГБОУ ВО «Южно-Уральский государственный аграрный университет»

Аннотация. Одним из путей увеличения продуктивности и качества молока является голштинизация маточного поголовья коров в хозяйстве. При этом необходимо выбрать семя быка-производителя с оптимальной адаптацией потомства к эколого-кормовым условиям хозяйства, что контролируется по живой массе ремонтного молодняка к 18-месячному возрасту и напряжённостью течения обменных процессов в организме. В научно-хозяйственном опыте на трёх группах ремонтного молодняка голштинской породы дочерей быков-производителей отечественной селекции Ямала 975 и голштинских быков-производителей американской селекции Орбита 4078 и Ло-урайдера 4129 установлено, что до 6-месячного возраста телята Ямала 975 на 3,4-5,1 % опережали в росте аналогов двух других групп. Однако к 18-месячному возрасту тёлочки быков-производителей американской селекции имели живую массу на 9,5-9,8 % выше дочерей Ямала 975. При анализе крови подопытных животных в 6-месячном возрасте установлен более высокий обмен веществ в организме дочерей Ямала 975, характеризующийся повышенным на 1,8-11,3 % уровнем окислительно-восстановительных процессов, лучшим использованием азотистых веществ и углеводов рациона. Однако к 18-месячному возрасту в крови дочерей быка-производителя Орбита 4078 в сравнении с Ямалом 975 содержание гемоглобина было выше на 9,9 %, эритроцитов — на 8,9 %, глюкозы - на 32,3 %, общих липидов - на 4,7 % с одновременным снижением уровня мочевины на 7,2 %. У дочерей быка-производителя Лоурайдера 4129 в сравнении с аналогами дочерей быка-производителя Ямала 975 в цельной крови отмечено повышение количества гемоглобина на 11,2 %, эритроцитов - на 10,1 %, общего белка - на 5,2 % и общих липидов - на 14,6 %, но использование пластического белкового и липидного материалов на анаболические цели происходило ниже в сравнении с дочерьми Орбита 4078. Полученные данные позволяют рекомендовать использовать семя быка-производителя Орбита 4078 для совершенствования генетического потенциала крупного рогатого скота чёрно-пёстрой породы отечественной селекции.

Ключевые слова: ремонтный молодняк, живая масса скота, генотип скота, морфология и биохимия крови скота, американская селекция, чёрно-пёстрая порода, голштинская порода, тип скота «Каратомар».

Введение.

Голштинизация крупного рогатого скота в Российской Федерации позволила за непродолжительное время увеличить продуктивность коров до уровня 5-6 тыс. кг молока в год и улучшить технологические качества животных [1]. При этом увеличилась интенсивность роста ремонтного молодняка, сократились затраты корма на единицу произведённой продукции, но продолжительность хозяйственного использования маточного поголовья осталась низкой - 3,1-3,5 лактации [2-6]. Аналогичная тенденция наблюдается и в странах ближнего зарубежья, в том числе и Республике Казахстан, где также для улучшения генетического потенциала чёрно-пёстрого скота используется семя голштинских быков-производителей. Итогом реализации данного проекта является новый голштинизированный тип крупного рогатого скота «Каратомар» [7].

Реализация генетического потенциала животных во многом зависит от условий окружающей среды, в том числе от природно-климатических условий, где районирована данная порода скота, а также кормовой базы хозяйств, что непосредственно влияет на обмен веществ в организме растущего молодняка, его резистентность и сохранность поголовья. В связи с чем изучение влияния генотипа животных на уровень течения обменных процессов в период постнатального развития организма является важным условием селекционной работы с новыми типами крупного рогатого скота.

38 Разведение, селекция, генетика

Цель исследования.

Изучить изменения обменных процессов в организме молодняка крупного рогатого скота разного генотипа, его рост и развитие от рождения до 18-месячного возраста.

Материалы и методы исследования.

Объект исследования. Молодняк крупного рогатого скота голштинских быков-производителей отечественной и американской селекций.

Обслуживание животных и экспериментальные исследования были выполнены в соответствии с инструкциями и рекомендациями Russian Regulations, 1987 (Order No.755 on 12.08.1977 the USSR Ministry of Health) and «The Guide for Care and Use of Laboratory Animals (National Academy Press Washington, D.C. 1996)». При выполнении исследований были предприняты усилия, чтобы свести к минимуму страдания животных и уменьшения количества используемых образцов.

Схема эксперимента. Научно-хозяйственный опыт был проведён в ТОО «Опытное хозяйство Заречное» Костанайской области Республики Казахстан на трёх группах голштинизирован-ных тёлок чёрно-пёстрой породы, отёла коров зимне-стойлового периода 2014-2015 гг., по 15 голов в каждой, полученных от быка-производителя голштинской породы отечественной селекции Ямала 975 (I- контрольная группа) и быков американской селекции Орбита 4078 (II опытная группа) и Лоурайдера 4129 (III опытная группа). Всем подопытным животным были созданы одинаковые условия кормления и содержания, которые соответствовали зоогигиеническими и зоотехническими требованиям.

Изменения живой массы молодняка учитывали путём ежемесячного индивидуального взвешивания каждого животного с последующим расчётом абсолютного и среднесуточного приростов живой массы.

По достижению животными 6, 12 и 18 месяцев от 5 животных из каждой группы брали кровь с последующим определением в ней морфологических элементов и отдельных метаболитов обмена веществ.

Оборудование и технические средства. Исследования выполнялись на сертифицированном оборудовании материально-технической базы межкафедральной лаборатории Института ветеринарной медицины ФГБОУ ВО «Южно-Уральский государственный аграрный университет».

Статистическая обработка. Результаты исследований обработаны методом вариационной статистики с помощью офисного программного комплекса «Microsoft 0£йсе» с применением программы «Excel» («Microsoft», США). Степень достоверности полученных данных отражена соответствующими обозначениями: * - Р<0,05; ** - Р<0,01; *** - Р<0,001.

Результаты исследования.

Анализ динамики живой массы тёлочек, происходящих от быков-производителей разных генотипов, от рождения до 18-месячного возраста показал их неодинаковую интенсивность роста (табл. 1).

Таблица 1. Динамика живой массы тёлочек от рождения до 18 месяцев

Группа

Показатель I II III

Живая масса, кг:

при рождении 32,7±0,40 35,3±0,30 34,5±0,50

в возрасте 6 мес. 165,5±2,30 160,0±1,50 157,5±2,30

в возрасте 12 мес. 274,7±1,40 285,5±0,90 283,9±1,10

в возрасте 18 мес. 358,4±1,19 393,1±0,82*** 391,1±1,13***

Среднесуточный

прирост, г 603±20 662±17 660±20

в % к I группе 100,0 109,8 109,5

Разведение, селекция, генетика

Так, дочери быков американской селекции при рождении превосходили сверстниц дочерей Ямала на 5,5-7,95 %. Однако в молочный период выращивания преимущество в росте имели дочери быка-производителя голштинской породы отечественной селекции Ямала 975. Их живая масса в 6-месячном возрасте была выше дочерей быка Орбита 4078 на 3,4 %, Лоурайдера 4129 - на 5,1 %. Однако в послемолочный период превосходство в росте наблюдается у дочерей быков американской селекции. И уже к 12-ти месяцам различие по живой массе между изучаемыми группами тёлок увеличилось и составило 3,9 % между II и I контрольной группой, 3,3 % - между III и I группой, а в 18 месяцев оно было 9,7 и 9,1 % (Р<0,001) соответственно. При этом среднесуточный прирост живой массы тёлочек II и III групп в сравнении с I за весь период выращивания был выше 9,8 и 9,5 %.

Исследование морфологического состава крови подопытных животных в 6-месячном возрасте показало (рис. 1-2), что у тёлочек I группы в сравнении со II и III в крови отмечено повышение окислительно-восстановительных процессов, характеризующихся более высоким уровнем гемоглобина на 2,9 и 3,7 %, а также эритроцитов - на 11,3 и 1,8 % соответственно.

1 1 1 1 1 1 1 ^>0\0\0\0\0\0\С 1( Ii )0 3 Ii 1

yj 1 гру] 1 ппа 3 1 гру ппа 3

Рис. 1 — Содержание эритроцитов Рис. 2 — Содержание гемоглобина в крови телят, 1012/л в крови телят, г/л

Анализ отдельных биохимических показателей крови подопытных животных (табл. 2) свидетельствует, что у тёлочек I группы содержание общего белка было на уровне 78,40 г/л и уступало аналогам II группы на 12,2 %, III группе - на 13,3 %. Несмотря на это, он лучше использовался, уровень мочевины в сыворотке крови животных I группы был ниже на 17,5 % и 5,0 % его содержания у тёлочек II и III групп.

Существенных различий в липидном, минеральном и в отдельных показателях энергетического обмена в сыворотке крови подопытных животных всех групп отмечено не было, как и не отмечено достоверных различий в значениях щелочного резерва крови. Однако самое высокое содержание каротина наблюдалось в сыворотке крови животных II и III групп. Оно превышало аналогов I контрольной группы на 50,0 и 60,0 %.

Повторные исследования крови подопытных животных в 12-месячном возрасте (табл. 3) показали, что наилучшие показатели обмена веществ наблюдались у тёлочек американской селекции.

40 Разведение, селекция, генетика

Таблица 2. Отдельные биохимические показатели крови телят

в 6-месячном возрасте

Группа

Показатель I II III

Общий белок, г/л 78,40±4,10 88,00±4,50 88,80±6,70

Мочевина, ммоль/л 4,17±0,26 4,90±0,10* 4,38±0,36

Креатинин, мкмоль/л 137,94±8,18 139,10±2,90 144,12±23,88

Общие липиды, г/л 3,25±0,07 3,50±0,27 3,40±0,29

Холестерин, ммоль/л 2,90±0,12 3,00±0,35 3,10±0,001

р-липопротеиды, мг% 48,84±7,41 48,20±7,49 44,00±6,72

Глюкоза, ммоль/л 2,77±0,46 2,20±0,51 2,67±0,43

Пировиноградная кислота (ПВК),

ммоль/л 0,23±0,02 0,22±0,06 0,22±0,06

Щелочной резерв, % об. СО2 45,70±2,98 40,30±6,08 41,20±6,48

Каротин, мкмоль/л 7,6±2,85 11,4±0,95 12,16±0,76

Кальций, ммоль/л 2,42±0,05 2,50±0,44 2,39±0,44

Фосфор, ммоль/л 1,93±0,20 1,60±0,57 1,48±0,60

Таблица 3. Отдельные биохимические показатели крови телят в 12-месячном возрасте

Показатель Группа

I II III

Гемоглобин, г/л 99,78±0,78 95,86±2,67 97,68±1,98

Эритроциты, 1012/л 5,91±0,04 6,13±0,30 6,16±0,04

Общий белок, г/л 71,3±0,50 78,7±1,20*** 72,2±1,10

Мочевина, ммоль/л 4,13±0,26 3,74±0,19*** 3,66±0,28

Креатинин, мкмоль/л 100,28±1,98 102,28±6,67 114,08±2,40

Общие липиды, г/л 3,34±0,09 3,14±0,10 3,21±0,06

Холестерин, ммоль/л 2,72±0,13 3,03±0,15 2,97±0,16

р-липопротеиды, мг% 46,79±4,09 51,29±3,60 46,80±4,22

Глюкоза, ммоль/л 2,70±0,11 2,33±0,09* 2,40±0,11

Пировиноградная кислота (ПВК),

ммоль/л 0,19±0,002 0,22±0,001* 0,21±0,002

Щелочной резерв, % об. СО2 55,56±1,08 48,38±2,61 54,66±3,58

Каротин, мкмоль/л 8,93±0,76 8,74±0,76 7,22±0,95

Кальций, ммоль/л 2,62±0,02 2,68±0,05 2,68±0,02

Фосфор, ммоль/л 1,86±0,02 1,92±0,05 1,98±0,04

Так, в сравнении с I группой животных отечественной селекции в сыворотке крови тёлочек II группы, полученных от использования семени быка-производителя Орбита 4078, наблюдается увеличение общего белка на 10,4 %, бета-липопротеидов - на 9,6 %, ПВК - на 15,6 %, снижение уровня мочевины - на 9,5 % и глюкозы - на 13,7 %, что свидетельствует о более интенсивных анаболических процессах, протекающих в организме животных данной группы. У аналогов III группы, дочерей быка-производителя Лоурайдера 4129, обменные процессы в организме протекали менее выражено в сравнении с тёлочками II группы. В показателях минерального обмена различий между группами подопытных животных отмечено не было.

Гематологические исследования, проведённые у животных по достижению ими 18-месячного возраста, представлены в таблице 4 и свидетельствуют о сохранившейся закономерности в обмене веществ, что и в предыдущий возрастной период выращивания ремонтного молодняка.

Разведение, селекция, генетика

Таблица 4. Отдельные биохимические показатели крови телят в 18-месячном возрасте п=5)

Показатель Группа

I II III

Гемоглобин, г/л 97,63±2,61 107,26±1,53*** 108,58±0,85***

Эритроциты, 1012/л 5,75±0,15 6,26±0,29 6,33±0,31

Общий белок, г/л 76,20±0,10 70,90±0,10*** 80,2±0,10***

Мочевина, ммоль/л 4,03±0,16 3,74±0,05 4,78±0,16***

Креатинин, мкмоль/л 112,08±3,63 91,44±2,94*** 126,88±3,63

Общие липиды, г/л 3,22±0,05 3,37±0,06* 3,69±0,06***

Холестерин, ммоль/л 3,34±0,08 3,42±0,04 4,27±0,17***

р-липопротеиды, мг% 51,22±2,80 48,66±2,28 52,15±1,54

Глюкоза, ммоль/л 1,33±0,11 1,76±0,06** 1,19±0,11

Пировиноградная кислота (ПВК),

ммоль/л 0,20±0,005 0,23±0,005** 0,21±0,008

Щелочной резерв, % об. СО2 51,10± 1,10 45,7±0,90* 46,6±1,10*

Каротин, мкмоль/л 9,69±0,19 6,84±0,19*** 8,17±0,19***

Кальций, ммоль/л 2,37±0,03 2,54±0,03 2,44±0,07

Фосфор, ммоль/л 1,57±0,02 1,79±0,05 1,88±0,10

У тёлочек II группы в сравнении с I наблюдается достоверное повышение в цельной крови гемоглобина на 9,9 % и увеличение числа эритроцитов на 8,9 %, что подтверждает повышенный уровень в организме окислительно-восстановительных процессов. Но при этом отмечено достоверное снижение общего белка на 7,0 %. Однако у животных данной группы азотистые вещества, поступившие в кровь, более лучше использовались, на что указывает низкий уровень мочевины в сыворотке крови (3,74 ммоль/л). Основные энергетические процессы в организме животных II группы протекают за счёт повышенного использования липидов и углеводов рациона, о чём свидетельствует высокий уровень общих липидов и глюкозы в цельной крови, а также распада креатинина в клетках мышечной ткани. При этом разница по содержанию глюкозы составила 32,3 % с I группой и 47,9 % - с III группой тёлочек, а по креатинину - 22,6 и 38,8 %. Количество общих липидов превалировало над аналогами I группы на 4,7 %. Кроме этого у животных данной группы в сравнении с I группой отмечено снижение щелочного резерва на 10,6 %, что, по всей вероятности, повлияло на уровень каротина в крови, содержание которого снизилось на 35,7 %.

У дочерей быка-производителя Лоурайдера 4129 в сравнении с контрольной группой дочерей быка-производителя Ямала 975 отечественной селекции в цельной крови также отмечено повышение количества гемоглобина на 11,2 % и эритроцитов - на 10,1 %, общего белка - на 5,2 % и общих липидов - на 14,6 %, но использование пластического белкового и липидного материалов на анаболические цели происходило ниже в сравнении с животными II группы, о чём свидетельствует высокий уровень мочевины в сыворотке крови (4,78 ммоль/л) и количественное содержание бета-липопротеидов (52,15 мг%). Однако у животных данной группы наблюдается повышенный уровень холестерина в сыворотке крови, что, по всей вероятности, связано с синтезом стероидных гормонов у половозрастных животных, влияющих на обмен веществ.

Как у и животных II группы у тёлок дочерей быка-производителя Лоурайдера 4129 наблюдается снижение в сыворотке крови щелочного резерва, который также так же повлиял на уровень каротина в сыворотке крови.

Обсуждение полученных результатов.

Полученные результаты исследований показывают, что генотип животного оказывает непосредственное влияние на постнатальное развитие организма. На ранних этапах онтогенетического развития преимущество в росте до 6-месячного возраста имеют особи отечественной селек-

42 Разведение, селекция, генетика

ции, дочери быка-производителя Ямала 975, превосходившие по живой массе на 3,4-5,1 % аналогов, дочерей быков-производителей американской селекции Орбита 4078 и Лоурайдера 4129, которые к 18-месячному возрасту имели превосходство по живой массе на 9,8 и 9,5 % соответственно, и согласуются с данными при использовании голштинских быков-производителей при создании поволжского типа красной степной породы [8-9]. В организме дочерей Орбита 4078 наблюдается более высокий уровень обменных процессов, характеризующийся более высоким белковым, ли-пидным и энергетическим обменами веществ в сравнении с дочерьми Лоурайдера 4129. Аналогичные результаты были получены с чистопородными чёрно-пёстрыми и помесными (У4 и %) первотёлками, в крови которых с повышением доли голшстинской крови наблюдается увеличение на 2,9-3,3 % содержание глюкозы [10], а у помесей симментальского скота с голштинами [11-12] отмечен более высокий на 20,0 % углеводный, на 39,5 % - белковый и 6,9 % - липидный обмен веществ, как и у полукровного молодняка комбинированных пород [13]. При этом даже у голштини-зированных коров-первотёлок разной линейной принадлежности имеется отличие в морфологических и биохимических показателях обмена веществ, что необходимо учитывать при адаптации животных к эколого-кормовым условиям региона [14].

Выводы.

Для совершенствования генетического потенциала крупного рогатого скота чёрно-пёстрой породы отечественной селекции целесообразно использовать семя быка-производителя Орбита 4078, что позволит повысить интенсивность роста ремонтного молодняка и сократить период его выращивания.

Литература

1. Прохоренко П.Н., Егиазарян А.В. Ленинградский тип - высшее достижение в селекции молочного скота России // Достижения науки и техники АПК. 2010. № 4. С. 49-50.

2. Продуктивность коров-дочерей голштинских быков немецкой селекции / И. Дунин, А. Баль-цанов, А. Матюшкин, Н. Рыжова, П. Абрашкин // Молочное и мясное скотоводство. 2008. № 4. С. 13-15.

3. Кавардаков В. Я., Кайдалов А.Ф. Интенсивное выращивание ремонтных тёлок - важнейший фактор реализации генетического потенциала продуктивности молочного стада // Эффективное животноводство. 2009. № 2(39). С. 14.

4. Эффективность использования симментальского и лимузинского скота для производства говядины при чистопородном разведении и скрещивании: монография // В.И. Косилов, А.И. Кувшинов, Э.Ф. Муфазалов, С.С. Нуржанова, С.И. Мироненко. Оренбург: Издат. центр ОГАУ, 2005. 313 с.

5. Овчинникова Л.Ю. Продолжительность хозяйственного использования коров чёрно-пёстрой породы в хозяйствах Челябинской области // Известия Оренбургского государственного агарного университета. 2014. № 4(48). С. 127-129.

6. Овчинникова Л.Ю., Бабич Е.А. Сравнительная характеристика чёрно-пёстрого скота разных генотипов // Известия Оренбургского государственного агарного университета. 2014. № 5(49). С. 132-135.

7. Формирование высокопродуктивных племенных стад голштинизированного чёрно-пёстрого скота в Костанайской области / А.С. Алентаев, В.П. Попов, Н.И. Апенько, Е.А. Бабич // Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана. 2013. № 1. С. 47-50.

8. Вельматов А.П., Вельматов А.А., Неяскин Н.Н. Эффективность использования голштин-ских быков голландской селекции при создании поволжского типа красно-пёстрой породы // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2011. № 6(80). С. 49-53.

9. Совершенствование красно-пёстрой породы крупного рогатого скота голштинскими производителями голландской селекции / А.П. Вельматов, А.А. Вельматов, А.М. Гурьянов, Н.Н. Неяскин // Достижения науки и техники АПК. 2010. № 3. С. 47-48.

10. Сивков А.И. Гематологические и биохимические показатели крови коров различных генотипов // Известия Оренбургского государственного аграрного универститета. 2006. № 2(52). С. 7273.

Разведение, селекция, генетика

11. Катмаков П.С., Кузьмина Н.М. Селекционно-генетические факторы повышения продуктивного долголетия коров // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2007. № 1. С. 56-59.

12. Катмаков П.С., Хаминич А.В. Хозяйственное долголетие и биохимический статус крови симментальских коров разных генетических групп // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2014. № 4(28). С. 120-123.

13. Юнушева Т.Н., Хакимов И.Н., Сеитов М.С. Влияние генотипа на морфологические и биохимические показатели крови животных // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2006. № 10-2. С. 371-373.

14. Сулыга Н.В., Ковалева Г.П. Физиолого-биохимический статус коров-первотёлок голштинской чёрно-пёстрой породы в адаптационный период в зависимости от линейной принадлежности // Ветеринарная патология. 2013. № 2(44). С. 82-86.

Овчинникова Людмила Юрьевна, доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры генетики и разведения сельскохозяйственных животных ФГБОУ ВО «Южно-Уральский государственный аграрный университет», 457100, Челябинская область, г. Троицк, ул. Гагарина 13, тел.: 8(35163)2-00-10, e-mail: L.U.Ovchinnikova@bk.ru

Бабич Елена Анатольевна, аспирант кафедры генетики и разведения сельскохозяйственных животных ФГБОУ ВО «Южно-Уральский государственный аграрный университет», 457100, Челябинская область, г. Троицк, ул. Гагарина 13, тел.: 8(35163)2-00-10, e-mail: elena._76@mail.ru

Поступила в редакцию 1 марта 2017 года

UDC 636.22 /.28.082: 612.015.3-053.2

Ovchinnikova Lyudmila Yurievna, Babich Elena Anatolievna

FSBEIHE «South Ural State Agrarian University», e-mail: L.U.Ovchinnikova@bk.ru The influence of genotype on the metabolism of young cattle

Summary. One way to increase the productivity and quality of milk is crossing broodstock cows with Holstein animals in the farm. At the same time, it is necessary to select the semen of the sire with the optimal adaptation of the progeny to the ecology and fodder conditions of the farm, which is monitored by the live weight of the replacement young cattle at the age of 18 months and by the intensity of the flow of metabolic processes in the body. Using a scientific and economic test on three groups of replacement young cattle of the Holstein breed, the daughters of the sires of the domestic selection Yamal 975 and the Holstein sires of American selection Orbit 4078 and Lowrider 4129 it was established that up to 6 months calves of Yamal 975 by 3,4-5,1 % advanced in growth their analogues in other two groups. However, by the age of 18 months, heifers from sires of the American selection had a live weight by 9,5-9,8% higher than daughters of Yamal 975. When analyzing the blood of experimental animals at 6-month age, higher metabolism in the body of Yamal 975's daughters is established, characterized by an elevated level of oxidation-reduction processes by 1,8-11,3 %, the best use of nitrogenous substances and carbohydrates of the diet. However, by the age of 18 months in the blood of the daughters of sire Orbit 4078 in comparison with Yamal 975, the hemoglobin content was higher by 9,9 %, red blood cells - by 8,9 %, glucose - by 32,3 %, total lipids - by 4,7 % with a simultaneous decrease in the level of urea by 7,2 %. Daughters of the sire Lowrider 4129 in comparison with the daughters of sire Yamal 975 were characterized by the increase in the amount of hemoglobin by 11,2 % and red blood cells - by 10,1 %, total protein - by 5,2 % and total lipids - by 14,6 %, but the use of flexible protein and lipid material for anabolic purposes was lower in comparison with the daughters of Orbit 4078. The data obtained make it possible to recommend the use of semen from the sire Orbit 4078 to improve the genetic potential of cattle of Black Spotted breed of Russian selection.

Key words: replacement young cattle, live weight of cattle, genotype of cattle, morphology and biochemistry of cattle blood, American breeding, Black Spotted breed, Holstein breed, cattle type «Karatomar».