CC BY
36
УДК 636.018 DOI 10.24411/2078-1318-2019-14100
Доктор биол. наук О.И. СТАНИШЕВСКАЯ
(ВНИИГРЖ, olgastan@list.ru) Канд. биол. наук Е.С. ФЕДОРОВА (ВНИИГРЖ, fedorova816@mail.ru)
ГЕНОФОНДНАЯ ПОПУЛЯЦИЯ РУССКИХ БЕЛЫХ КУР СЕЛЕКЦИИ ВНИИГРЖ:
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
Решение проблемы сохранения генетических ресурсов сельскохозяйственных птиц является общемировым, причём сужение генетического разнообразия наблюдается не только среди малочисленных локальных пород, но и в промышленных линиях кур [1]. Особенно остро этот вопрос стоит в генофондных породах: по данным ФАО, по состоянию на 2015 год из 1729 известных пород кур только 212 не имеют статуса риска исчезновения [2, 3].
Исчезновение локальных пород ведёт к сужению генетической изменчивости и сокращению генетического разнообразия сельскохозяйственной птицы за счет исчезновения специфических генов и их сочетаний. Теряется именно тот ценнейший генетический материал, который отличает локальные породы от промышленных, - гены, отвечающие за высокую жизнеспособность и резистентность к различным заболеваниям в отсутствие жёсткой схемы вакцинаций, неприхотливость к условиям содержания и кормления, крепость конституции и костяка, устойчивость к тем экстремальным климатическим условиям, в которых они формировались, питательную ценность продукции. К тому же локальные породы являются резервуаром различных генов, которые пока не используются, но могут быть использованы в будущем при селекционной работе или при применении методов биоинженерии. Обязательным условием надёжного сохранения той или иной генофондной породы сельскохозяйственных птиц является использование её отличительных ценных признаков или хотя бы перспектива использования для получения традиционной продукции птицеводства с повышенными качественными характеристиками (яйцо, мясо, пух-перо), или как продуцентов сырья для биопромышленности (производство вакцин и диагностикумов, лизоцима и пр.).
Работа с популяцией русских белых кур из «Генетической коллекции редких и исчезающих пород кур» ВНИИГРЖ является успешным примером такого подхода к сохранению. Эта популяция была создана А. Н. Соколовой [4, 5] во второй половине XX века путём отбора на резистентность к пониженным температурам выращивания в первые дни жизни цыплят с последующим содержанием взрослой птицы в зимний период при температуре ниже 0оС, но при сохранении яичной продуктивности на достаточно высоком уровне. В результате такой селекции в условиях критических пониженных температур появились генотипы, отличающиеся не только терморезистентностью молодняка, но и повышенной устойчивостью к ряду неопластических заболеваний, таких как болезнь Марека, лейкоз, карциномы [5, 6, 7].
Наши исследования этой популяции показали, что эмбрионы кур русской белой породы имеют отличия в эмбриональном развитии и обладают наибольшим уровнем выхода аллантоисно-амниотической жидкости (сырьё для производства вирусных эмбриональных вакцин для животных и человека), а также титром вакцинного вируса в ней, в сравнении с эмбрионами кур других генофондных пород и кур промышленных яичных кроссов [8]. Данное направление использования кур русской белой породы в качестве продуцента или в качестве модельной популяции для разработки методов создания специализированных стад имеет большие перспективы, поскольку эпидемическая и эпизоотическая обстановка в мире усложняется с каждым годом, и, как следствие, возрастает потребность в вакцинах [9, 10]. Следует отметить, что, несмотря на широкое использование культурального метода, куриный эмбрион по-прежнему необходим для производства целого ряда вакцин. Наряду с
этим, актуальной является проблема повышения экономической эффективности и снижения затрат при производстве вакцин. В России для производства вакцин используются яйца преимущественно от птицы промышленных кроссов, разводимой при жесткой схеме вакцинации, что несколько снижает затраты на сырье для биопромышленности, но в ущерб его качеству. Поэтому разработка методов создания специализированных популяций птицы для использования в отечественной биопромышленности и производства «чистого яйца» (полученного при «щадящей» схеме вакцинации птицы, что практически неприменимо в условиях промышленных яичных птицефабрик) с повышенным выходом аллантоисно-амниотической жидкости, которая служит сырьем для получения вакцин, как для животных и птицы, так и для человека, является чрезвычайно актуальной задачей.
Цель исследования - разработать селекционные приемы, позволяющие создать специализированную популяцию яичных кур (на основе популяции русских белых кур селекции ВНИИГРЖ) с повышенным выходом экстраэмбриональной жидкости у их эмбрионов; проверить адаптационные способности кур в условиях гипотермического стресса в эмбриональном и раннем постнатальном периоде онтогенеза, поскольку высокая степень адаптации птицы в условиях холодного климата в сочетании с хорошим уровнем яйценоскости сделала бы данную породу кур более привлекательной для содержания в фермерских и приусадебных хозяйствах.
Материалы, методы и объекты исследования. Исследования проводились на курах породы русская белая, разводимой в «Генетической коллекции редких и исчезающих пород кур» ВНИИГРЖ, в течение 4-х поколений. Одновременно с отбором на увеличение выхода экстраэмбриональной жидкости проводился отбор кур на повышение яйценоскости и массы яиц, поскольку эти показатели являются важнейшими критериями, влияющими на рентабельность содержания птицы и на объем получаемого вакцинного сырья в целом [8]. Основным признаком отбора при проведении селекции являлся средний выход экстраэмбриональной жидкости (в мл на 1 г массы яйца) от 3 - 5 штук 12,5-суточных эмбрионов от каждой курицы. Для воспроизводства оставляли только тех кур, эмбрионы которых давали не менее 0,200 мл/г массы яйца и не менее 10 мл экстраэмбриональной жидкости на эмбрион; петухов - от матерей и имеющих сестер с такими же показателями выхода аллантоисно-амниотической жидкости эмбрионов [11].
Исследования по изучению адаптационных способностей птицы проводились на эмбрионах кур русской белой породы в сравнении с эмбрионами двух других генофондных пород яичного направления: амрокс и аврора голубая, а также на неонатальных цыплятах породы русская белая и амрокс (поскольку в данной породе не проводилась селекционная работа на терморезистентность к сублетальным пониженным температурам в раннем онтогенезе). Яйца были получены от кур в возрасте 49-50 недель жизни. Яйца, а также эмбрионы и цыплят взвешивали на электронных весах НЬ-400 ЕХ. Инкубацию яиц проводили в лабораторных условиях при общепринятом режиме инкубации для кур генофондного стада в инкубаторе и выводном шкафу «Рэмил-Ц». Норма реакции 12,5-суточных эмбрионов в ответ на однократное охлаждение инкубируемых яиц (на 6-е сутки при +20оС в течение 6 часов) оценена по изменению уровня выхода экстраэмбриональной жидкости. У неонатальных цыплят измеряли ректальную температуру тела электронным термометром Microlife МТ 3001 сразу при выемке из инкубатора, а также после выдержки их в течение часа при +16оС. Достоверность различий оценивали по ^ критерию Стьюдента. Различия считали статистически значимыми при Р <0,05.
Результаты исследований. Возможность включения в селекционные программы признаков повышенной резистентности к заболеваниям и неблагоприятным условиям среды ограничена рядом факторов, такими как низкая наследуемость данных свойств, трудность их оценки, а также антагонистичностью этих признаков с показателями продуктивности. Несмотря на это, в течение 4-х лет в популяции русских белых кур была проведена успешная селекционная работа на увеличение уровня выхода аллантоисно-амниотической жидкости (в
абсолютном и относительном объеме) у 12,5-суточных эмбрионов при одновременном сохранении особенностей терморегуляции цыплят. Отбор по данному показателю позволил увеличить за 4 поколения число кур с выходом жидкости 0,200 мл/г массы яйца и выше. При сравнении по этому признаку петухов, оцененных в Fo, с их потомками в F4 установлено, что частота встречаемости кур-дочерей с высоким выходом экстраэмбриональной жидкости практически во всех гнездах увеличилась в среднем на 25,2% (табл.). Это доказывает, что селекция кур на увеличение выхода вакцинного сырья от их эмбрионов (аллантоисно-амниотической жидкости) эффективна. Положительный эффект достигнут как за счет увеличения выхода экстраэмбриональной жидкости от эмбриона, так и за счет увеличения общего числа эмбрионов от селекционируемой популяции в связи с повышением яйценоскости кур-матерей. Увеличение массы яиц также позволяет повысить получаемый от популяции объём вакцинного сырья (табл.). В данных исследованиях не проводилась оценка титров вакцинного вируса в связи с повышением объёма аллантоисно-амниотической жидкости, но в исследованиях прошлых лет было установлено отсутствие отрицательной корреляции между этими признаками [8].
Таблица. Сравнительная характеристика кур трех генофондных пород в различных поколениях отбора по яичной продуктивности, выходу экстраэмбриональной жидкости и реакции их эмбрионов на гипотермический стресс, M±m
Породы (Рэ) Породы (р4)
Показатель Русская белая Амрокс Аврора Русская белая Амрокс Аврора
Яйценоскость за 7 мес. 134а± 113^ 117^ 157^ 129а± 124а±
кладки, шт. 0,9 1,0 1,1 0,9 0,9 1,1
Масса яиц в 46 нед. 54,2а± 54,6а± 55,0а± 59,5^ 60,4^ 60,0^
жизни, г 0,4 0,4 0,3 0,2 0,3 0,3
Общепринятый режим инкубации (контроль)
Число кур в опыте 30 20 25 60 30 30
Экстраэмбриональная
жидкость:
- мл 10,9а± 11,0± 10,4± 12,4с± 11,7± 11,0±
0,3 0,4 0,3 0,2 0,3 0,4
- мл/г 0,201с± 0,200± 0,189± 0,210е± 0,194± 0,185±
0,003 0,004 0,004 0,002 0,003 0,004
Охлаждение яиц на 6-е сутки инкубации до +20оС в течение 6 часов (опыт)
Число кур в опыте 30 20 30 60 30 30
Экстраэмбриональная
жидкость: - мл 11,9Ь± 10,8± 10,5± 13,1^ 12,4± 10,8±
0,3 0,4 0,3 0,2 0,2 0,4
- мл/г 0,219^ 0,198*± 0,192а± 0,219^ 0,206е± 0,179*±
0,003 0,004 0,003 0,002 0,004 0,003
* каждая курица оценена минимум по 3 яйцам; аЬ, cd, се Р<0,05; а£ bd, ed Р<0,01; ас, ad,df Р<0,001
Как видно из таблицы, интенсивная селекционная работа с популяцией кур русская белая привела к повышению яйценоскости за 4 поколения отбора на 14,6%, массы яиц - на 8,9%. Объем аллантоисно-амниотической жидкости увеличился на 12,1% в абсолютной величине (мл) и на 4,3% - в относительной, что на 7,6 и 11,9% выше, чем у эмбрионов F4 кур амрокс и аврора голубая соответственно. У этих двух пород абсолютный объем экстраэмбриональной жидкости также несколько увеличился за счет повышения массы яиц, в то время как относительный - снизился.
При исследовании влияния гипотермического стресса на эмбрионы были установлены межпородные различия в степени реакции на данный стресс-фактор. В качестве индикатора,
характеризующего реакцию организма эмбриона на охлаждение, использовали объем аллантоисно-амниотической жидкости, поскольку, согласно литературным данным [12], снижение температуры инкубации вызывает увеличение размера амниона в качестве защитного механизма. В Fo эмбрионы амрокс и аврора голубая почти не отреагировали на охлаждение изменением объема экстраэмбриональной жидкости, в то время как эмбрионы русской белой породы увеличили этот показатель на 8,4 и 3,6% в абсолютной и относительной величине соответственно. В F4 эмбрионы аврора отреагировали на охлаждение небольшим снижением объема экстраэмбриональной жидкости, а эмбрионы амрокс и русская белая, наоборот, увеличили объем аллантоисно-амниотической жидкости в среднем на 5%. При этом эмбрионы русской белой превосходили эмбрионов амрокс по абсолютному объему жидкости на 5,3%, а по относительному - на 5,9%. Хотя в результате селекционной работы по увеличению выхода экстраэмбриональной жидкости в русской белой породе за 4 поколения отбора удалось увеличить данный показатель при общепринятом режиме инкубации, тем не менее норма реакции эмбрионов в ответ на воздействие пониженных температур как в нулевом, так и в четвертом поколениях одинакова - 0,219 мл/г.
В результате исследований также были установлены межпородные различия в реакции на охлаждение (+16оС) неонатальных цыплят пород русская белая и амрокс. Изначально, при выемке из инкубатора, цыплята русской белой породы, в сравнении с цыплятами амрокс, имели более низкую ректальную температуру (на 2,4оС, Р<0,001). После выдержки цыплят в течение часа при 16оС ректальная температура у цыплят русской белой породы снизилась на 3,7% (или на 1,4оС) от первоначальной, в то время как у цыплят амрокс - на 12,7% (или на 5,1оС, Р<0,001), что на 3,6% ниже, чем у русской белой (Р<0,05). Воздействие гипотермического стресса у цыплят амрокс проявляется остро в виде характерных поведенческих реакций: мышечная дрожь, сонливость, оцепенение. У цыплят русской белой в процессе охлаждения наблюдается лишь мышечная дрожь, при этом птенцы активно двигаются и ищут корм.
Выводы. В результате проведённых на протяжении 4-х поколений исследований в популяции русских белых кур из коллекции ВНИИГРЖ была доказана эффективность селекции на повышение объёма вакцинного сырья (аллантоисно-амниотической жидкости эмбрионов) для производства вирусных эмбриональных вакцин. Основными критериями отбора кур при формировании гнёзд должны служить: яйценоскость, масса яиц, средний выход экстраэмбриональной жидкости от 3-5 эмбрионов не менее 0,200 мл/г массы яйца. При отборе петухов в гнёзда необходимо учитывать те же показатели их матерей и сестёр. Селекционная работа с популяцией привела к повышению яйценоскости за 4 поколения отбора на 14,6%, массы яиц - на 8,9%. Объем аллантоисно-амниотической жидкости увеличился на 12,1% в абсолютной величине (мл) и на 4,3% - в относительной. Частота встречаемости кур с высоким (более 0,200 мл/г) выходом экстраэмбриональной жидкости увеличилась в среднем на 25,2%. Технологическим приёмом повышения выхода экстраэмбриональной жидкости от кур данной популяции может служить изменение температурного режима инкубации (охлаждение на 6-е сутки при +20оС в течение 6 часов).
Подтверждено сохранение особенностей терморегуляции птицы данной популяции в раннем постнатальном периоде - высокие адаптационные способности к пониженной температуре. Эта отличительная способность делает кур русской белой породы селекции ВНИИГРЖ более привлекательной для содержания в условиях фермерских и приусадебных хозяйств, что будет способствовать сохранению породы.
Исследования проведены по теме госзадания АААА-А18-118021590129-9
Литература
1. Muir W.M., Wong G.K., Zhang Y. Genome-wide assessment of worldwide chicken SNP genetic diversity indicates significant absence of rare alleles in commercial breeds // PNAS -2008. - vol.105 (45). - P. 17312-17317 doi:10.1073pnas.0806569105
2. Гальперн И.Л., Сегал Е.Л., Федоров И.В. Проблема сохранения генетических ресурсов сельскохозяйственной птицы и возможные пути ее решения // Инновационное обеспечение яичного и мясного птицеводства России: матер. XVIII междунар. конф. - Сергиев Посад, 2015.- С. 45 - 48.
3. FAO. 2015. The Second Report on the State of the World's Animal Genetic Resources for Food and Agriculture, edited by B.D. Scherf & D. Pilling. FAO Commission on Genetic Resources for Food and Agriculture Assessments. Rome (available at http://www.fao.org/3Za-i4787e/index.html)
4. Соколова А.Н. Генетико-селекционные методы создания популяции кур с повышенной устойчивостью к неоплазмам: автореф. дис... канд.с.-х. наук. - СПб, 1999. - 56 с.
5. Соколова А.Н. Селекция кур по функции терморегуляции и продуктивности:сб.тр. XIII Всемирного конгресса по птицеводству. -Киев, 1966. - С.151 - 155.
6. Коновалова Е.Л. Технология выращивания кур, свободных от возбудителей инфекционных болезней и их использование при диагностике вирусных заболеваний: автореферат дис... канд. с.-х. наук / Ур. гос. акад. ветерин. медицины. - Троицк, 2002. - 20 с.
7. Somes, Ralph G. Jr., «International Registry of Poultry Genetic Stocks» (1988). Storrs Agricultural Experiment Station. 29. http://digitalcommons.uconn.edu/saes/29
8. Лапа М.А. Влияние генотипа матерей, отцов и возраста развивающихся эмбрионов кур на объем и качество аллантоисно-амниотической жидкости // Генетика и разведение животных. - 2015. - №1. - С. 14-21.
9. Федорова Е.С., Станишевская О.И. Особенности популяции русской белой породы кур селекции ВНИИГРЖ // Мировые и российские тренды развития птицеводства: реалии и вызовы будущего: матер. XIX Международной конф. - Сергиев Посад, 2018. - С. 131-132.
10.Митрофанова О.В., Дементьева Н.В., Федорова Е.С., Дысин А.П. Ассоциация замены RS13730111 в геноме кур русской белой породы с уровнем выхода экстраэмбриональной жидкости в эмбрионах // Аграрный вестник Урала. - 2019. - №6 (185). - С. 34 - 38.
11.Федорова Е.С., Станишевская О.И., Силюкова Ю. Л. Эффективность селекции кур породы русская белая на повышение выхода вакцинного сырья // Генетика и разведение животных. - 2018. - № 3. - С. 46-50.
12. Romanoff A.L. Membrane growth and function //Ann. N.Y. Acad. Sci.. - 1952. - Vol. 55. - P. 2-288
Literatura
1. Muir W.M., Wong G.K., Zhang Y. Genome-wide assessment of worldwide chicken SNP genetic diversity indicates significant absence of rare alleles in commercial breeds // PNAS -2008. - vol.105 (45). - P. 17312-17317 doi:10.1073pnas.0806569105
2. Galpern I.L., Segal E.L., Fedorov I.V. Problema soxraneniya geneticheskix resursov seFskoxozyajstvennoj pticy i vozmozhnye puti ee resheniya // Innovacionnoe obespechenie yaichnogo i myasnogo pticevodstva Rossii: mater. XVIII mezhdunar. konf. - Sergiev Posad, 2015. - S. 45 - 48.
3. FAO. 2015. The Second Report on the State of the World's Animal Genetic Resources for Food and Agriculture, edited by B.D. Scherf & D. Pilling. FAO Commission on Genetic Resources for Food and Agriculture Assessments. Rome (available at http://www.fao.org/3/a-i4787e/index.html)
4. Sokolova A. N. Genetiko-selekcionny'e metody' sozdaniya populyacii kur s povy'shennoj ustojchivost'yu k neoplazmam: avtoref. dis... kand.s.-x. nauk. - SPb, 1999. - 56 s.
5. Sokolova A.N. Selekciya kur po funkcii termoregulyacii i produktivnosti: sb.tr. XIII Vsemirnogo kongressa po pticevodstvu. -Kiev, 1966. - S.151 - 155.
6. Konovalova E.L. Texnologiya vy'rashhivaniya kur, svobodny'x ot vozbuditelej infekcionny'x boleznej i ix ispol'zovanie pri diagnostike virusny'x zabolevanij: avtoreferat dis... kand. s.-x. nauk / Ur. gos. akad. veterin. mediciny'. - Troiczk, 2002. - 20 s.
7. Somes, Ralph G. Jr., «International Registry of Poultry Genetic Stocks» (1988). Storrs Agricultural Experiment Station. 29. http://digitalcommons.uconn.edu/saes/29
8. Lapa M.A. Vliyanie genotipa materej, otczov i vozrasta razvivayushhixsya e'mbrionov kur na ob''em i kachestvo allantoisno-amnioticheskoj zhidkosti // Genetika i razvedenie zhivotny'x. -2015. - №1. - S. 14-21.
9. Fedorova E.S., Stanishevskaya O.I. Osobennosti populyacii russkoj beloj porody' kur selekcii VNIIGRZh // Mirovy'e i rossijskie trendy' razvitiya pticevodstva: realii i vy'zovy' budushhego: mater. XIX Mezhdunarodnoj konf. - Sergiev Posad, 2018. - S. 131-132.
10.Mitrofanova O.V., Dementeva N.V., Fedorova E.S., Dysin A.P. Associaciya zameny' RS13730111 v genome kur russkoj beloj porody' s urovnem vy'xoda e'kstrae'mbrional'noj zhidkosti v e'mbrionax // Agrarny'j vestnik Urala. - 2019. - №6 (185). - S. 34-38.
11.Fedorova E.S., Stanishevskaya O.I., Silyukova Yu. L. E'ffektivnost' selekcii kur porody' russkaya belaya na povy'shenie vy'xoda vakcinnogo sy'r'ya // Genetika i razvedenie zhivotny'x.
- 2018. - № 3. - S. 46-50.
12.Romanoff A.L. Membrane growth and function // Ann. N.Y. Acad. Sci.. - 1952. - Vol. 55.
- P. 2-288
УДК 636.5.034 DOI 10.24411/2078-1318-2019-14105
Доктор с.-х. наук И.Л. ГАЛЬПЕРН (ВНИИГРЖ, odormidonova@mail.ru) Канд. биол. наук О.Ю. ПЕРИНЕК (ВНИИГРЖ, odormidonova@mail.ru)
МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ ЯИЧНО-МЯСНОГО КРОССА КУР С ПОВЫШЕННЫМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ КАЧЕСТВА БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ И ПИЩЕВОЙ ПРОДУКЦИИ ДЛЯ ФЕРМЕРСКИХ И ПРИУСАДЕБНЫХ ХОЗЯЙСТВ
В яичном птицеводстве (ведущие компании мира Lohmann Tierzucht и Hendrix) селекция направлена на более раннюю половую зрелость - 130 -140 дней, на дальнейшее увеличение периода плато кладки - не менее 90 - 95%, продолжительность возраста кур с процентом снесения яиц не ниже 85%, увеличение массы яиц и повышение их энергетической ценности.
В первые два десятилетия XXI века ведущие западные селекционно-генетические компании Aviagen и Cobb создали кроссы мясной птицы, позволяющие получать 38 - 42-дневного бройлера массой 2,6 кг при затратах корма 1,66 кг/кг, у которого масса грудных мышц от живой массы составляет 17,8%. Появились отцовские линии, способные обеспечивать среднесуточный прирост свыше 80 г при затратах корма 1,3 -1,4 кг на 1 кг прироста.
Для решения задачи продовольственной независимости России в этой области производства продуктов птицеводства необходимо возрождение племенных заводов и создание отечественных кроссов. Но при этом необходимо учитывать, что дальнейшее повышение уже достаточно высокой продуктивности птицы с каждым годом дается селекционерам все труднее и труднее. D.W. Burt указывает, что генетический прогресс имеет свои биологические лимиты и в ближайшие 25 лет они могут быть достигнуты [1]. Поэтому уже в настоящее время традиционные методы селекции должны быть дополнены современными методами оценки и отбора генотипов, а особенностью племенной работы в
