CC BY
32
УДК 636.4.082
ПРАКТИЧЕСКИЙ МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ МЯСО-ОТКОРМОЧНОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ СВИНЕЙ ПО ГЕНУ ИНСУЛИНОПОДОБНОГО ФАКТОРА РОСТА 2 (СОМАТОМЕДИНА А) - IGF 2(in-2)
Н. А. ЛОБАН
РУП «НПЦ НАН Беларуси по животноводству», г. Жодино, Минская обл., Республика Беларусь, 222160
(Поступила в редакцию 15.01.2016)
Резюме. В условиях племенных предприятий Республики Беларусь проведено ДНК-типирование плановых пород свиней по гену инсулиноподобного фактора роста 2 (со-матомедина А) —IGF 2(ln-2>. Установлена положительная и достоверная ассоциация мясо-откормочной продуктивности животных материнских пород (БКБ; БЧП и Й ) с генотипами — IGF 2ВВ по отношению к генотипам — IGF 2АА. Разработана схема подбора родительских пар, позволяющая повысить откормочную и мясную продуктивность потомства на 2,8-17,4 % (Р<0,01; 0,001).
Ключевые слова: продуктивность, свиньи, инсулиноподобный фактор роста 2, породы, селекция.
Summary. In conditions of breeding companies of Belarus a DNA typing of pig breeds was carried out by gene IGF-2 (somatomedin A) — IGF 2 (i"-2>. The positive and significant association of meat and fattening performance of animals of maternal breeds (BLW; BBM and Y) with genotypes — IGF 2вв related to genotypes — IGF 2AA. The scheme of matching the parental pairs was developed allowing to increase the fattening and meat performance of progeny at 2,8—17,4 % (P <0.01; 0.001).
Key words: performance, pigs, insulin-like growth factor 2, breeds, selection.
Введение. В практической селекции возникает ряд проблем, связанных со снижением темпов роста генетического потенциала животных при использовании традиционных классических методов оценки племенной ценности свиней, отбора и подбора родительских пар [1, 2]. Основной причиной этого является неблагоприятное влияние парати-пических факторов (условий среды) на реализацию генетического потенциала животных [3-5]. Селекционный процесс тормозит и значительная продолжительность оценки уровня продуктивности, как племенного молодняка, так и хряков и маток основного стада по качеству потомства. Это связано с тем, что нет объективной оценки генетического потенциала животных на ранних стадиях антогенеза на уровне генома. Нивелировать отрицательные факторы влияния среды на реализацию генетических возможностей животных при значительном ускорении племенной оценки и эффективности селекции возможно на основе использования комплексной системы методов классической и
геномной селекции [6-8]. Важнейшим направлением в селекции является - повышение мясо-откормочной продуктивности свиней. В ряду генных факторов, влияющих на реализацию данных параметров, рассматривается ген инсулиноподобного фактора роста IGF-2, в вариантах третьего и второго интронов (IGF-2(in-3) и IGF-2(in-2)) [9-11]. Рост и развитие животных как биологический процесс контролируется комплексом эндокринных, аутокринных и паратипических факторов. Рассматриваемый нами ген IGF-2 кодирует интенсивность выработки инсулиноподобного фактора роста 2 или соматомедин А, относящийся к группе белковых ростовых факторов наряду с инсулином и релаксином, действующих как стимуляторы роста на клеточном уровне [12].
Материал и методика исследований. Объектом исследований являлись основные хряки и матки, а также откормочный молодняк белорусской крупной белой породы свиней из ГП «СГЦ «Заднепровский»» Витебской области.
Откормочные и мясные качества молодняка свиней белорусской крупной белой породы оценивались по показателям: возраст достижения живой массы 100 кг. Мясо-откормочные и убойные качества молодняка проводили согласно «Методике контрольного убоя». Контрольный откорм и убой животных проводился в условиях контрольно-испытатель-ной станции по свиноводству ГП «СГЦ «Заднепровский»».
Тестирование хряков по генному маркеру инсулиноподобного фактора роста - IGF-2 во 2-м интроне проводилось в условиях ГП «СГЦ «Заднепровский». В качестве генетического материала использовались пробы ткани ушной раковины свиней. Из образцов выделялась ДНК для последующего анализа в лаборатории генетики животных ГНУ «Институт генетики и цитологии НАН Беларуси» полиморфизма гена IGF - 2 методом ПЦР - ПДРФ.
Статистическая обработка проводилась по стандартной компьютерной программе «Биостат».
Цель работы - изучение генетического профиля хряков плановых пород в ассоциации с мясо-откормочной продуктивностью их потомков и разработка метода селекции на повышение мясо-откормочной продуктивности свиней.
Для выполнения поставленной цели решались следующие задачи:
- ДНК-типирование заводских популяций хряков на полиморфизм гена IGF-2(in-2);
- изучение ассоциации генотипов хряков по гену IGF-2(in-2) с мясо-откормочной продуктивностью их откормочного молодняка;
- разработка метода селекции на повышение мясо-откормочной продуктивности свиней.
Результаты исследований и их обсуждение. Установлено, что часто-
та встречаемости хряков с предпочтительными генотипами (IGF-2ВВ) по заводским стадам и породам имела значительные вариации от 0 до 100 %.
У отечественных материнских пород количество таких животных было следующим: БКБ - 15,4 %, БЧП - 21,42 % и порода йоркшир -45,7 % (табл. 1 и 2).
Т а б л и ц а 1. Генетическая структура пород свиней по локусу гена IGF-2<ln 2)
Породы Число голов Частота генотипов, % Частота аллелей Генетическое равновесие Х2
ВВ ВА АА В А
БЧП 14 21,42 21,4 57,2 0,321 0,769 1,959
БКБ 26 15,4 26,9 57,7 0,289 0,711 1,670
Ландрас 14 7,4 64,29 28,57 0,393 0,607 1,698
ЭБ 3 - 33,33 66,67 0,167 0,813 0,119
Йоркшир 94 45,7 41,5 12,8 0,665 0,335 0,306
Пьетрен 2 100,0 - - 1,0 - 0,0
Помеси (ЛхЙ) 7 71,43 28,57 - 0,857 0,143 0,199
В среднем 160 36,25 43,13 20,62 0,578 0,422 -
Т а б л и ц а 2. Анализ генетической структуры популяций свиней по локусу гена IGF-2<ln 2)
Наименование хозяйств Породность Половозрастные группы п Количество особей с генотипами Частота генотипов, % Частота аллелей X2
ВВ ВА АА ВВ ВА АА В А
Витебское ГПП Й Хряки 64 27 27 10 42,19 42,19 15,62 0,633 0,367 0,545
Речицких КХП (Отделение «Прудок» и «Советская Белоруссия» ЭБ Хряки 3 - 1 2 - 33,33 66,67 0,167 0,833 0,113
Л Хряки 14 1 9 4 7,14 64,29 28,57 0,393 0,607 1,689
П Хряки 2 2 - - 100,0 - - 1,0 - 0
БКБ Хряки 9 4 - 5 44,44 - 55,56 0,444 0,556 9,026
Д Хряки 7 5 2 - 71,43 28,57 - 0,857 0,143 0,199
ОАО «Юбилейный» Й Хряки 13 5 6 2 38,46 46,25 15,39 0,615 0,385 0,009
КСУП «СГЦ Задне-провский» и Хряки 6 4 2 - 66,7 33,3 - 0,833 0,116 1,65
БКБ Хряки 17 - 7 10 - 41,18 58,82 0,205 0,795 1,63
ГП «ЖодиноАгро ПлемЭлита» и Хряки 11 7 4 - 63,6 36,4 - 0,818 0,182 1,93
Племзавод «Ленино» БЧП Хряки 14 3 3 8 21,4 21,4 57,2 0,321 0,679 1,95
По всем хозяйствам и Хряки 94 43 39 12 45,7 41,5 12,8 0,665 0,335 0,307
ЭБ Хряки 3 - 1 2 - 33,33 66,67 0,167 0,833 0,113
Л Хряки 14 1 9 4 7,14 64,29 28,57 0,393 0,607 1,689
П Хряки 2 2 - - 100,0 - - 1,0 - 0
БКБ Хряки 26 4 7 15 15,4 26,9 57,7 0,289 0,711 1,67
Помеси Хряки 7 5 2 - 71,43 28,57 - 0,857 0,143 0,199
БЧП Хряки 14 3 3 8 21,4 21,4 57,2 0,321 0,769 1,95
В среднем по всем породам 160 58 69 33 36,25 43,13 20,62 0,578 0,422 0,269
Количество животных с генотипом IGF-2ВВ во втором интроне по хрякам мясных пород и их помесей было от 100 % по пьетренам до 0,0 % у эстонской беконной, что указывает на уровень их селекции по мясным качествам.
В селекционной практике наиболее важна характеристика генеалогических структур (линий и родственных групп хряков) для разработки рабочих схем индивидуального и группового подбора с целью создания специализированных мясных линий и экспрессии предпочтительного аллеля IGF-2В в заводских и породных популяциях. Это очень важно в товарном свиноводстве, поскольку использование хряков и их спермы с генотипом IGF-2ВВ в скрещиваниях и гибридизации позволяет значительно повышать мясную продуктивность помесного и гибридного молодняка. Анализ генетической структуры хряков материнских пород (БКБ, БЧП и Й) показал их значительную дифференциацию по генотипам и частоте аллелей гена ЮF-2(lnt2) (рисунок).
Тестирование на полиморфизм гена 1СЕ-2(|п-2) свиней крупной белой породы (ПЦР ПДРФ)
Хряки
ВВ ВВ АВ
1
Разрешается подбор
АА
Желательный отбор Генотип-ЮЕ-2ВВ-100 %
Рекомендуемый отбор Генотипы-ЮЕ-2ВВ иГСЕ-2ВА
Нежелательный отбор Генотип-ЮЕ-2АА 100 %_
Р и с. Схема подбора на повышение мясных качеств свиней по генотипам гена - ЮР-2(ш2), для племенных хозяйств
Установлено, что в двух популяциях породы йоркшир (канадского и французского происхождения) при примерно равной концентрации аллеля В (0,83 и 0,82) наиболее выровненными по распределению генотипов в линиях были животные французской селекции (от 50 до 75 % по генотипу IGF-2ВВ). У хряков канадского происхождения выделяется дифференциация линий Кречета 222 и Кадета 22158 как специализированных мясных со 100 % генотипом IGF-2ВВ и материнских линий Ковбоя 13126, Командора 277 с наличием животных в гетерозиготной форме IGF-2ВА. У хряков специализированных материнских пород отечественной селекции (БКБ и БЧП) встречаемость предпочтительных генотипов и концентрация аллеля- ЮР-2В, детерминирующего высокие мясные качества, значительно ниже.
По хрякам БКБ породы, только в линиях Сябра 903; Смыка46706 и Свитанка 3884 отмечаются генотипы IGF-2ВА, генотипы IGF-2ВВ отсутствуют. Более ровное распределение генотипов и аллелей отмечается у свиней БЧ породы, что связано с использованием метода вводного скрещивания с породой дюрок при создании специализированных линий. Следовательно, у животных отечественных пород генетическая структура в линиях по гену IGF-2 требует оптимизации и корректировки в плане повышения мясности.
По результатам контрольного откорма потомков хряков БЧП породы нами установлено преимущество молодняка с генотипом IGF-2ВВ по отношению к животным IGF-2АА (табл. 3).
Т а б л и ц а 3. Генотипы хряков БЧП породы по гену-10К-2<1п-2) и продуктивность их потомков
Продуктивный признак Генотипы хряков Отклонения, ± ВВ к АА
ВВ ВА АА
Количество хряков, гол. 3 3 8
Количество потомков, гол. 14 18 22
Возраст достижения 100 кг, дн. 185,5±1,17 187,3±2,34 190,7±0,98 - 5,2**
Среднесуточные приросты, г 737±3,81 715±6,58 693±5,34 44*
Затраты корма, к. ед. 3,44±0,05 3,53±0,10 3,85±0,03 - 0,41***
Убойный выход, % 69,7±0,65 67,5±0,98 65,9±0,36 3,8*
Толщина шпика, мм 27,3±0,87 28,2±0,96 28,9±0,34 - 1,6**
Масса задней 1/3 полутуши, кг 10,9±0,07 10,7±0,10 10,3±0,08 0,6**
Длина туши, см 99,5±0,58 98,9±0,79 96,3±0,35 3,5
Площадь «мышечного глазка», см2 33,5±0,25 32,7±0,54 30,5±0,21 3,0**
Выход мяса в туше, % 59,1±0,51 58,9±0,97 57,7±0,38 1,4***
Примечание: разница между показателями генотипа IGF-2ВВ и IGF-2АА достоверна при: * - Р < 0,05, ** - Р < 0,01, *** - Р < 0,001.
По комплексу откормочных качеств разница составила: по возрасту достижения живой массы 100 кг - 5,2 дней, или 2,8 % (Р<0,01), среднесуточным приростам - 44 г, или 6,3 % (Р<0,05), и затратам корма -0,41 к. ед., или 11,9 % (Р<0,001).
Преимущество генотипов IGF-2ВВ над IGF-2АА установлено и по убойным и мясным качествам: по убойному выходу - на 3,8 п. п. (Р<0,01), массе задней трети полутуши - на 0,6 кг (Р<0,05), площади «мышечного глазка» - на 3,0 см2 (Р<0,01) и выходу мяса в туше - на 1,4 п. п. (Р<0,001). При этом у молодняка с генотипом IGF-2ВВ была ниже толщина шпика на 1,6 мм, или 5,5 % (Р<0,01), по отношению к своим аналогам с генотипом IGF-2АА.
Следовательно, целесообразно проводить генетический анализ хряков БЧП породы на полиморфизм гена ЮF-2(m" 2) и использовать эти результаты в селекционном отборе племенных хрячков.
По результатам контрольного откорма и убоя потомков хряков БКБ породы по генотипам гена ЮF-2(ln"2) нами установлено преимущество откормочного молодняка с генотипом IGF-2ВВ по отношению к животным IGF-2АА (табл. 4).
Т а б л и ц а 4. Генотипы хряков БКБ породы по гену IGF-2<ln -2) и продуктивность их потомков
Продуктивный признак Генотипы хряков ± ВВ к АА
ВВ ВА АА
Количество хряков, гол. 4 7 15
Количество потомков, гол. 12 19 24
Возраст достижения 100 кг, дн. 175,9±1,17 178,3±0,75 183,6±0,90 -7,7***
Среднесуточные приросты, г 803±5,43 773±7,81 745±4,39 5 00
Затраты корма, к. ед. 3,03±0,06 3,28±0,04 3,34±0,02 -0,31
Убойный выход, % 73,6±0,26 71,5±0,71 69,1±0,63 4,5**
Толщина шпика, мм 21,8±0,33 23,5±0,77 25,6±0,54 -3,8***
Масса задней 1/3 полутуши, кг 11,5±0,78 11,1±0,67 10,9±0,91 0,6**
Длина туши, см 100,5±0,27 99,1±0,59 98,7±0,88 1,8***
Площадь «мышечного глазка», см2 37,8±0,21 34,5±0,43 32,9±0,58 4,9**
Выход мяса в туше, % 62,8±0,63 60,7±0,88 59,8±0,31 3,0***
Примечание: разница между показателями генотипов IGF-2ВВ и IGF-2АА достоверна при: ** - Р < 0,01, *** - Р < 0,001.
По комплексу откормочных качеств разница составила: по возрасту достижения живой массы 100 кг - 7,7 дней, или 15,5 % (Р<0,001), среднесуточным приростам - 58 г, или 7,8 % (Р<0,001), и затратам корма - 0,31 к. ед., или 10,2 % (Р<0,001). Преимущество генотипов
ЮР-2ВВ над IGF-2АА установлено и по убойным и мясным качествам: по убойному выходу - на 4,5 п. п. (Р<0,001), массе задней трети полутуши - на 0,6 кг (Р<0,01), площади «мышечного глазка» - на 4,9 см2 (Р<0,01) и выходу мяса в туше - на 3,0 п. п. (Р<0,001).
При этом у молодняка с генотипом IGF-2ВВ была ниже толщина шпика на 3,8 мм, или 17,3 % (Р<0,001) по отношению к своим аналогам с генотипом IGF-2АА.
Следовательно, целесообразно проводить генетический анализ хряков БКБ породы на полиморфизм гена ЮF-2(ln-2) и использовать эти результаты в селекционном отборе племенных хрячков.
У хряков белорусской популяции свиней породы йоркшир не было животных с генотипом IGF-2АА. Поэтому анализировались результаты контрольного откорма и убоя потомков хряков заводского типа «Дне-пробугский» в породе йоркшир по генотипу IGF-2ВВ по отношению к животным генотипа IGF-2АВ (табл. 5), при этом установлено отсутствие животных с генотипом IGF-2АА.
Т а б л и ц а 5. Генотипы хряков породы йоркшир по гену 10К-2<1п-2) и продуктивность их потомков
Продуктивный признак Генотипы хряков Отклонения, ± ВВ к ВА
ВВ ВА
Количество хряков, гол. 7 4
Кол-во их потомков, гол. 12 10
Возраст достижения 100 кг, дн. 165,9±0,95 168,3±1,15 -2,4*
Среднесуточные приросты, г 913±7,9 875±5,3 3 00
Затраты корма, к. ед. 3,03±0,05 3,25±0,03 -0,22***
Убойный выход, % 77,3±0,35 74,9±0,46 2,4*
Толщина шпика, мм 11,5±0,53 13,5±0,78 -2,0***
Масса задней 1/3 полутуши, кг 12,1±0,37 11,6±0,27 0,5*
Длина туши, см 101,5±0,71 100,7±0,66 0,8
Площадь «мышечного глазка», см2 47,1±0,97 43,9±0,41 3,2*
Выход мяса в туше, % 64,8±0,73 62,9±0,64 1,9***
Примечание: разница между генотипов показателями генотипа IGF-2ВВ и IGF-2ВА достоверна при: * - Р < 0,05, ** - Р < 0,01, *** - Р < 0,001.
По комплексу откормочных качеств разница составила: по возрасту достижения живой массы 100 кг - 2,4 дней, или 1,5 % (Р<0,05), среднесуточным приростам - 38 г, или 4,3 % (Р<0,01) и затратам корма -0,22 к. ед., или 7,3 % (Р<0,001). Достоверное преимущество генотипов ЮР-2ВВ над IGF-2АА установлено и по убойным и мясным качествам: по убойному выходу - на 2,4 п. п. (Р<0,05), массе задней трети полу-
туши - на 0,5 кг (Р<0,05), площади «мышечного глазка» - на 3,2 см2 (Р<0,05) и выходу мяса в туше - на 1,9 п. п. (Р<0,001).
При этом у молодняка с генотипом IGF-2ВВ была ниже толщина шпика на 2,0 мм, или 17,4 % (Р<0,001), по отношению к животным с генотипом IGF-2АА.
Заключение. Анализируя полученные результаты исследований, следует сделать выводы:
1. Установлено, что по всем материнским породам (БКБ, БЧП и Й) необходимо проводить генетическое тестирование и селекционный отбор по гену ЮF-2(m"2), что позволит повысить откормочную и мясную продуктивность свиней на 2,8-17,4 % (Р<0,01; 0,001).
2. Разработана и апробирована схема подбора на повышение мясных качеств свиней по генотипам гена ЮF-2(m"2).
ЛИТЕРАТУРА
1. Введение в молекулярную генную диагностику сельскохозяйственных животных / Н. А. Зиновьева [и др.]; ВИЖ. - Дубровицы, 2002. - С. 68-70.
2. Использование методов молекулярной генной диагностики для повышения откормочных и мясных качеств свиней белорусской крупной белой породы / Н. А. Попков [и др.] // Весщ Нацыянальнай акадэмп навук Беларуси Серыя аграрных навук. - 2008. -№ 4. - С. 70-74.
3. Костюнина, О. В. Ген IGF-2 - потенциальный ДНК-маркер мясной и откормочной продуктивности свиней / О. В. Костюнина, А. Н. Левитченков, Н. А. Зиновьева // Животноводство России. - 2008. - № 1. - С. 12-14.
4. Лобан, Н. А. Влияние полиморфизма гена IGF-2 на откормочные и мясные качества свиней / Н. А. Лобан, А. С. Чернов, Н. А. Зиновьева // Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. - 2008. - N° 2. - С. 78-80.
5. Лобан, Н. А. Карта генетического профиля свиней белорусской крупной белой породы / Н. А. Лобан, О. Я. Василюк // Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии: сб. науч. тр. - Горки, 2010. - № 2. - С. 116-121.
6. Лобан, Н. А. Ассоциация полиморфных генотипов хряков с мясо-откормочной продуктивностью / Н. А. Лобан // Вестник НГАУ. - 2010. - № 3(15). - С. 79-85.
7. Лобан, Н. А. Способ маркерной селекции для повышения мясо-откормочных качеств свиней на основе скрининга гена IGF-2 / Н. А. Лобан, И. П. Шейко // Проблемы зооинженерии и ветеринарной медицины: сб. науч. тр. - Харьков, 2010. - Вып. 21, ч. 1: Сельскохозяйственные науки. - С. 179-186.
8. Лобан, Н. А. Геномная селекция в свиноводстве: моногр. / Н. А. Лобан, И. П. Шейко. - Жодино, 2013. - 272 с.
9. Повышение откормочных и мясных качеств молодняка свиней белорусской крупной белой породы: методические рекомендации / И. П. Шейко [и др.]. - Жодино, 2013. - 16 с.
10. Полиморфизм гена IGF-2 у свиней мясных пород в Республике Беларусь и его влияние на откормочные и мясные качества / О. В. Костюнина [и др.] // Сельскохозяйственная биология. - 2009. - № 2 (март-апрель). - С. 27-30.
11. Селекционно-генетические способы и методы оценки откормочных и мясных качеств свиней белорусской крупной белой пород / И. П. Шейко [и др.] // Зоотехническая наука Беларуси: сб. науч. тр. - Жодино, 2014. - Т. 49, ч. 1 - С. 200-208.
12. Эрнст, Л. К. Биологические проблемы животноводства в XX веке / Л. К. Эрнст, Н. А. Зиновьева. - М.: РАСХН, 2008. - 508 с.
