Хозяйственно-ценные признаки трансгенных и дитрансгенных свиней

жизни отмечена при посеве козлятника с междурядьями 15 см. Она была выше, чем в вариантах, посеянных через 30; 45 и 60 см соответственно на 10,9; 20,3 и 40,8 и/га (табл. 2). Эта тенденция наблюдается и в последующие годы. Сбор зеленой массы на второй год при междурядьях 15 и 30 см был на

6,6...14,4 % больше, чем при посеве через 45 и 60 см. Общая урожайность зеленой массы на 2 год жизни превысила величину этого показателя в первый в 2,3-2,9 раза Аналогичные закономерности зафиксированы и по выходу сухого вещества.

Заметное влияние на урожайность козлятника оказала норма высева семян. Она была выше при величине этого показателя 3...4 млн шт./га.

Таким образом, при выращивании козлятника восточного на зеленую массу и сено преимущество принадлежит агроценозам с междурядьями 15...30 см с нормой высева 3...4 млн семян/га. В этом случае благодаря большей продуктивности на 9,4... 14,8 % возрастает выход кормовых единиц, а также переваримого протеина.

Химический же состав корма не существенно зависел от площади питания растений. Так, содержание сырого протеина колебалось в интервале 22,14...23,86 %, сырого жира - 4,52...4,92 %, сырой клетчатки - 25,51...26,71 %, безазотистых экстрактивных веществ 43,71...45,12 %, обменной энергии 10,2... 10,7 МДЖ, а концентрация в 1 кг сухого вещества кормовых единиц составляла 0,86...0,92 и переваримого протеина 196...206 г.

Организация семеноводства козлятника восточного должна способствовать ликвидации дефицита растительного белка в регионе, так как семена традиционных для Курской области бобовых культур (люцерна, клевер, донник, эспарцет) зачастую не удается заготовить в необходимом количестве из-за неблагоприятных климатических и других причин.

В отличие от люцерны, клевера и донника, у козлятника восточного открытые цветки, нектарники которых расположены неглубоко. Поэтому он легко опыляется не только шмелями, имеющие длинные хоботки, но и обыкновенными пчелами, что обеспечивает стабильность семеноводства этой культуры. Кроме того, она более устойчива к неблагоприятным метеоусловиям.

В ходе исследований мы установили (табл. 3), что на второй год жизни число генеративных побегов в посевах с меж-

Таблица 3. Урожайность семян козлятника восточного в зависимости от способов посева и нормы высева среднее за 1991-1993гг., ц/га_____________________________________________

Междурядье, см Норма высева, млн штУга. Год Сред- нее

1 2 3

45 1 2,48 4,05 4,71 3,74

45 2 2,82 4,66 5,47 4,31

45 3 3,01 5,08 5,42 4,50

60 1 2,45 5,06 5,91 4,45

60 2 3,15 5,34 6,31 4,80

60 3 3,30 5,72 6,71 5,24

дурядьями 60 см на 15...20 % выше, чем при 45 см. Одновременно следует отметить, что больше их в обоих вариантах в случае повышения нормы высева до 3 млн шт./га.

На третий год использования число побегов увеличилось в 1,5-2 раза с сохранением прежних закономерностей.

По мере загущения посевов козлятника происходит увеличение числа цветков. Так, в первый год жизни цвели единичные растения с некоторым повышением их числа при междурядьях 60 см и повышенной норме высева.

На второй год цветение отмечалось у 35 % побегов при 45 см и 41...43 % в варианте с междурядьями 60 см.

Процент завязывания бобов увеличивался с возрастом травостоя. Кроме того, уже со второго года жизни наметилась тенденция повышения этого показателя (до 9 %) в агроценозах с междурядьями на 60 см при норме высева 3 млн шт./га. Аналогичная закономерность сохранилась и на третий год жизни козлятника.

Таким образом, по мере роста травостоя увеличивается число генеративных побегов, на которых появляется больше цветков и повышается доля завязавшихся бобов. При этом наиболее предпочтителен посев с междурядьями 60 см при норме высева 3 млн шт./га.

Урожайность семян козлятника восточного на первый год пользования была примерно равной с некоторым превышением при высеве 3 млн шт./га.

На второй год она увеличилась на 63...92 % при междурядьях 45 см и на 60...73 % — при 60 см. На третий год пользования семенная продуктивность в сравнении с первым возросла в 1,8...1,9 раза, а со вторым — на 6,7...16,2 %. При этом ежегодно урожайность была больше при посеве с междурядьями 60 см и нормой высева 3 млн шт./га.

ХОЗЯЙСТВЕННО-ЦЕННЫЕ ПРИЗНАКИ ТРАНСГЕННЫХ И ДИТРАНСГЕННЫХ СВИНЕЙ

Л.К ЭРНСТ, академик Россельхозакадемш

НА ЗИНОВЬЕВА, доктор биологических наук

НА ВОЛКОВА кандидат биологических наук

И А РАЛКОВ

ВНИИ животноводства

Г.БРЕМ, иностранный член Россельхозакадемии

Генетический потенциал сельскохозяйственных животных складывался на протяжении тысячелетий в результате последовательного отбора по желательным признакам (экстерьеру, продуктивности, устойчивости к заболеваниям и др.).

Бурное развитие биотехнологии открыло новые пути решения ряда прикладных задач в сельском хозяйстве. Благодаря генной инженерии появилась возможность искусственного конструирования генома млекопитающих, что позволило получать эффект по отдельным признакам значительно быстрее, чем при использовании классических методов селекции. Новый подход дает с одной стороны возможность создания генетических вариантов, которые раньше отсутствовали у животных этого вида (интеграция трансгена) или до последнего времени не поддавались селекции (устойчивость к инфекциям), с другой - позволяет вводить в геном животных отдельный ген или их группу, определяющие конкретный признак,

Таблица 1. Показатели роста подопытных и контрольных свиней

Группа Число голов, п Постановка на откорм Снятие с откорма Среднесуточный привес, г.

возраст, дн. живая масса, кг возраст, дн. живая масса, кг

Ill поколение (свинки) [2]

Трансгенные. 5 1 1,27 240 111,4 458,9

Дитрансгенные 5 1 1,32 240 112,6 463,7

Контроль 5 1 1,18 240 100,7 414,7

IV поколение [3]

Трансгенные 3 178 61,0 353 162,6 580,5

Дитрансгенные 3 178 50,6 353 167,5 668,2

Контроль 4 178 49,0 353 150,? 578,1

VI поколение

Трансгенные 3 116 23,3 280 100,0 501,6

Контроль 3 116 25,5 280 104,0 496,2

не комбинируя, как при естественном спаривании, с множеством неизвестных и нежелательных генов.

Трансгенные технологии находят применение в различных областях животноводства. С практической точки зрения несомненный интерес представляет введение генов, кодирующих белки каскада гормона роста. На сегодняшний день уже получены модифицированные таким образом кролики, свиньи и овцы [ 1,4...9]. Предполагается, что дополнительный синтез в организме животных белков каскада гормона роста приведет к увеличению привесов и улучшению мясных качеств получаемой продукции. С целью проверки этой гипотезы во ВНИИ животноводства были получены и изучены свиньи, трансгенные по генам гормона роста и релизинг-фактора гормона роста человека.

Для изменения генома свиней были использованы конструкции WAP-hGH и MT1-GRF. Первая их них включала структурную часть гена гормона роста человека (human gmwth hormon, hGH) и промотор гена кислого сывороточного белка мышей (whey acidic protein, WAP) длиной 2,6 т.п.о. В конструкцию MTl-GRF6huia введена структурная часть гена релизинг-фактора гормона роста человека под контролем гена метало-тионеина мыши.

Первое поколение (F) трансгенных по конструкции WAP-hGH свиней было получено в результате искусственного осеменения обычных ремонтных свинок крупной белой породы семенем модифицированного хряка № 6660 (семя животного предоставлено профессором Готгфридом Бремом, Австрия). Кроме того, были получены животные, трансгенные одновременно по двум конструкциям WAP-hGH и МТ1-GRF (дитрансгенные).

Модифицированные особи во всех исследованных поколениях (табл. 1) превосходили своих аналогов по темпам роста. Причемтакаятенденция наблюдалась на протяжении всего периода выращивания. По всей видимости, это связано с воздействием гормона роста человека на белковый обмен, что проявляется в усилении анаболизма белков и, как следствие, стимуляции увеличения массы свиней.

В то же время трансгенность мало влияла на скорость роста поросят на ранних этапах развития. Специфические особенности наблюдались у модифицированных животных в большей степени с возрастом, что проявлялось прежде всего

в значительном увеличении их среднесуточного привеса по сравнению с контролем (табл. 2).

В возрасте 180 дн. у поросят с конструкцией №ЯР-/?С//, живая масса составила 80 кг и была выше на 19,1 %, а у дитрансгенного молодняка—78,9 кг, или на 17,5 % больше, чем у обычных аналогов. Самый интенсивный в эксперименте прирост живой массы у модифицированных свиней наблюдался в период 121...180 дн. соответственно 633 и 617 г, или на 36,7 и 33,2 % выше контроля. Трансгенные и дитрансгенные особи III поколения достигали живой массы 100кгна27и32 дня раньше (табл. 3), а среднесуточный их привес за это время был выше на 13,2 и 14,3 %, по сравнению с контрольными особями (Р<0,001). Аналогичная картина отмечена и по среднесуточным привесам за период с 2-х месяцев до достижения живой массы 100 кг.

Таблица 2. Динамика среднесуточных приростов трансгенных и нетрансгенных свиней III поколения

Среднесуточный привес, г

Дни WAP-hGH WAP-hGH и mMTI-hGRF нетрансген- ные

60...120 442±23,2 447±21,7 403±19,3

121...180 633±35,3ХХХ 617±32,5ХХХ 463±22,5

181...240 532±28,2 571±27,1 569±30,7

— Р< 0,001 в сравнении с контролем

Подопытные свиньи IV и VI поколения также характеризовались повышенными темпами роста в заключительный период откорма (при живой массе более 120 кг), однако по сравнению с особями III поколения эти различия были несколько сглажены.

Интересные данные получены потолщине шпика. У трансгенных и дитрансгенных свиней III поколения при достижении живой массы 100 кг величина этого показателя составляла 2,45±0,35 и 2,70+0,25 см, что было ниже соответственно на 23,7 и 15,9 %, чем у обычных особей, у которых она достигала

3,21+0,23 см. Модифицированные животные IV поколения при откорме до бсшее тяжелых кондиций (выше 120 кг), наоборот, превосходили аналогов по толщине шпика на

2,5...97,4 % в зависимости отточки замера, причем у дитрансгенных особей она была больше (табл. 4). У свиней VI поколения величина этого показателя над холкой, последним ребром и поясницей была выше, чем у животных контрольной

Таблица 3. Откормочные и мясные показатели трансгенных и нетрансгенных свиней III поколения

Показатель Группа

трансген- ные дитранс- генные нетранс- генные

Число особей 14 11 10

Живая масса в 2 мес., кг 16,0±0,8 17,3±0,9 15,7±0,6

Возраст достижения живой массы 100 кг 212,2±5,2““ 207,4±6,2ХХХ 239,9±3,8

Среднесуточный привес, г:

с рождения до 100 кг 468,5tt11,5xxx 473,1±12,4ХХХ 413,7±6,3

с 2 месяцев до 100 кг 543,2t21,5x*x 567,6t16,2i“0< 470,&11,5

Длина туловища при массе 100 кг, см 137,3±2,3 137.3±1,3 137,3±2,3

— Р < 0,001 в сравнении с контролем

группы соответственно на 17,1,4,8 и 9,5 %. По толщине шпика над 6...7 ребром и крестцом трансгенные особи лишь незначительно уступали своим немодифицирова нным сверстникам (на 1,6 и 1,8 %, соответственно).

Согласно результатам морфологических исследований туш существенные различия по содержанию мяса и сала между животными экспериментальных и контрольной групп отсутству-

Таблица 4. Толщина шпика у трансгенных и нетранс-генных свиней разных поколений

ют. В качестве положительной тенденции следует отметить уменьшение доли костей в тушах трансгенных животных IV поколения на 12,2 %. Вместе с тем, удитрансгенных особей IV поколения установлена тенденция увеличения содержания сала (+16,1 %) и уменьшения мяса (-24,2 %). Доля костей в тушах подопытных свиней этой группы была больше на 35,3 % (табл. 5). Модифицированные животные VI поколения при откорме до 100 кгтакже уступали контрольным по выходу мяса на 8,7 % и характеризовались повышенным содержанием сала (+16,9 %). Однако, у них наблюдалась тенденция к снижению доли костей в туше (-6 %).

Выявленные закономерности по изменению содержания сала согласуются с изложенными ранее данными по толщине шпика (см. табл. 4).

Существенные показатели мясных качеств — масса внутреннего жира и содержание жира в фарше после обвалки туши. У исследованных подопытных животных отмечалась тенденция увеличения доли внутреннего жира, которая была более выражена удитрансгенных особей. При этом между трансгенными и обычными свиньями не было выявлено значительных различий по количеству жира и белка в фарше. А дитрансгенные животные характеризовались значительным увеличением содержания жира в фарше (в среднем на 24,6 %) и резким снижением доли белка (на 29,4 %). Эго еще раз подтверждает, что интегрированное действие двух генов вызывает усиление липогенеза и уменьшение синтеза протеина.

Наряду с оценкой продуктивных и мясных качеств модифицированных свиней были изучены весовые показатели внутренних органов. Если трансгенные животные характеризова-

Таблица 5. Морфологический состав туш опытных и контрольных свиней IV поколения.

Группа Число голов Вес туши, кг Выход, %

мясо сало кости

IV поколение

Трансгенные 3 122,4 48,6 39,2 12,2

Дитрансгенные 2 119,8 35,4 45,8 18,8

Контроль 4 113,3 46,7 39,4 13,9

VI поколение

Трансгенные 3 67,2 51,4 36,6 11,6

Контроль 3 71,4 56,3 31,3 12,3

лись уменьшением массы всех исследованных органов (за исключением матки), то удитрансгенных наблюдалась обратная картина (табл. 6). Следует особо подчеркнуть существенные различия по воспроизводительным органам самок, а именно, массе матки с яичниками. У трансгенных и дитрансгенных свинок IV поколения величина этого показателя возросла по сравнению с контролем соответственно на 17,0 и 40,1 %, у трансгенных особей VI поколения — в 2 раза.

Таким образом, интеграция генов каскада гормона роста в геном сельскохозяйственных животных оказывает воздействие на многие признаки организма, причем оно варьирует в зависимости от поколения. Однако некоторые изменения проявляются в виде четкой тенденции во всех поколениях. Например, уменьшение массы внутренних органов и повышение среднесуточных привесов у трансгенных животных в более позднем возрасте, когда экспрессия эндогенного со-матотропина снижается. Этот фактор позволяет рассматри-

вать вариант технологии выращивания и откорма трансгенных свиней до более высоких, по сравнению с общепринятыми, ковдиций. Вместе с тем, следует отметить, отсутствие стабильно наследуемых достоверных различий по показателям роста в раннем возрасте. Одной из причин такой ситуации может быть длительная селекция свиней на ускорение темпов роста, что значительно снизило естественные резервы повышения этого показателя.

Точка измерения Группа

контроль | трансгенные дитрансгенные

IV поколение

Холка 8,00±0,71 8,50 8,20

6...7 ребро 6,75+1,06 7,50 8,00

12...13 ребро 3,85+0,64 4,40 7,60

Крестец 4,50+0,71 5,00 5,50

VI поколение

Холка 4,07±0,38 4,77±1,06 -

6...7 ребро 3,22+0,43 3,17+0,36 -

12...13 ребро 2,10±0,37 2,20±0,35 -

Поясница 2,95±0,39 3,23+0,47 -

Крестец 2,78±0,62 2,73+0,45 -

Таблица 6. Масса внутренних органов трансгенных свиней по сравнению с контрольными животными

Группы

Масса внутренних органов, кг

сердце | легкие \ печень \ почки \селезенка\ матка

IV поколение

Трансгенная 0,41+0,07 0,62±0,09 2,2±0,21 0,50±0,04 0,24±0,04 1,0±0,18

Дитрансгенная 0,63+0,04 0,93+0,18 2,5+0,18 0,50±0,06 0,32±0,07 1,2+0,05

Контроль 0,46+0,03 0,65+0,04 2,3+0,16 0,53±0,03 0,25+0,04 0,9±0,12

VI поколение

Трансгенная 0,32±0,04 0,63±0,14 1,7±0,23 0,24±0,02 0,13±0,02 0,46±0,19

Контроль 0,34±0,01 0,76±0,07 1,6±0,04 0,26±0,02 0,15±0,01 0,23±0,10

Литература

1. Эрнст Л. К., Гольдман И.Л., Кадулин С.Г. // Биотехнология . 1993. V.5. С.2-14.

2. Эрнст Л.К., Полтавцева Р. Биологические и продуктивные качества свиней//М.: РАСХН, 2001, 132 с.

3. Эрнст Л.К., Шатайло В.Н. Влияние интеграции чужеродных генов на фенотип свиней//Москва, РАСХН, 2001, 160 с.

4. Hammer R.E., Pursel KG., RexroadJr. el al. // Nature. 1985. V.3I5. P.680-683.

5. Murray J.D., Nancarrow C.D., Marshall J.T. etal.//J. Reprod. Fertil. Dev. 1989. VI. P. 147-155.

6. Pursel V., Cambell R., Miller K. el al. // J. Anim. Sci. 1988. V.66. P.267.

7. Pursel V.G., Pinkert C.A., Miller K.F.et al.//Science. 1989. Vol. 244, S. 1281 - 1288.

8. Rexroad C.E., Hammer R.E., Behringer R.R. etal.//J. Reprod. Fert. Suppl. 1990. V.41. P. 119-124.

9. Wieghart М., Hoover J.L, McGrane M.M. et al. //Journal of Reproduction and Fertility. 1990. Vol. 41. Suppl. S. 89 — 96.