CC BY
4СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
УДК 636.082.22
Ерёмина Ирина Юрьевна,
кандидат биологических наук, доцент кафедры разведения, генетики, биологии и водных биоресурсов Красноярский государственный аграрный университет,
Красноярск, Россия Маяцких Валентина Дмитриевна Красноярский государственный аграрный университет,
Красноярск, Россия
СЕЛЕКЦИОННЫЕ МАРКЕРЫ У БЫКОВ-ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ
Irina Yu. Eremina
associate professor of the chair of cultivation, genetics, biology and water bioresources, candidate of biological sciences, associate professor,
Krasnoyarsk State Agrarian University, Krasnoyarsk, Russia, Mayatskikh Valentina Dmitrievna Krasnoyarsk State Agrarian University, Krasnoyarsk, Russia,
SELECTION MARKERS IN PRODUCER BULLS
Аннотация. Были рассчитаны и проанализированы частоты встречаемости антигенных факторов в герефордской, красно-пестрой голштинской, симментальской и черно-пестрой голштинской породах. Дана характеристика крови быков разных пород по иммуногенетическим маркерам. Проведен анализ продуктивности быков по показателям: количество эякулятов, объем полученной спермы, средний объем эякулята, средняя концентрация эякулята, объем спермы для использования. Установлено предполагаемое маркирование молочной продуктивности, проанализирован ее уровень у дочерей в зависимости от аллеля, унаследованного от отца.
Abstract. Frequencies of antigenic factors in Hereford, red-variegated Holstein, Simmental and black-variegated Holstein rocks were calculated and analyzed. The blood of bulls of different breeds is characterized by immunogenetic markers. The analysis of the bull productivity was carried out by indicators: the number of ejaculates, the volume of semen received, the average volume of ejaculate, the average concentration of ejaculate, the volume of semen for use. Estimated labeling of milk productivity was established, its level in daughters was analyzed depending on the allele inherited from the father.
Ключевые слова: маркеры, продуктивность, порода, быки, спермопродукция, эякулят.
Key words: markers, productivity, breed, bulls, spermoproduction, ejaculate.
Актуальность: В животноводстве одной из главных задач является получения большей продукции за счет наименьших затратах труда и материальных средств. Достичь этого можно с помощью выдающихся высокопродуктивных животных, способных стойко передавать свои признаки своим потомкам [4]. Проследить наличие признаков выдающихся родителей помогают различные зоотехнические маркеры: окрас, конституция, молочная продуктивность и так далее [3]. Но основываясь лишь на визуальных признаках и показателях продуктивности невозможно точно передать проявление высокопродуктивных признаков у потомков.
Выявление связи между определенным набором морфологических признаков и совокупностью анализируемых биохимических маркеров может зависеть от целого ряда причин: количества морфологических признаков, степени их взаимосвязи, роли выбранных биохимических маркеров в метаболических процессах,
определяющих такие взаимосвязи, и некоторых других. Однако удачи в этом направлении исследований могли бы существенно облегчить получение желательных фенотипов и внести в процесс селекции элементы строгого планирования [2].
Генетические и в том числе иммуногенетические маркеры позволяют не только более точно определить предков животных, но делать прогнозы насчет продуктивной способности их потомков [1].
Цель исследования проанализировать показатели быков- производителей АО «Красноярскагроплем» по комплексу маркеров. Для этого решались задачи: 1) анализ частоты встречаемости антигенных факторов у быков разных пород; 2) характеристика крови быков по иммуногенетическим маркерам и определение их степени дифференциации по индексам генетического сходства; 3) анализ продуктивности;
U1
4) установление возможности маркирования молочной продуктивности.
Материал и методы Анализировали показатели «Красноярскагроплем» разных
исследования.
быков АО пород:
симментальской, герефордской, черно-пестрой голштинской, красно-пестрой голштинской и двух местных типов (енисейского и красноярского). Общая схема исследования представлена ниже (табл. 1).
Таблица 1
Схема исследования
Объект исследования n Анализируемые показатели
Быки-производители 4-х пород и 2-х типов 86 антигенный спектр аллельный состав индекс антигенного сходства продуктивность (количество эякулятов, объем полученной спермы, средний объем, средняя концентрация, объем спермы для использования)
Дочери быков-производителей 30 антигенный спектр аллели по системам групп крови молочная продуктивность (удой, кг; жир, %; белок., % за 305 дн. макс. лактации)
Применяли иммуногенетический и зоотехнический метод. Для расчета использовалась подпрограмма v1_7 (надстройка к Exel), были рассчитаны частоты встречаемости антигенов и аллелей групп крови у этих животных. Аллельный анализ проводился на основе данных о родстве выбранных из программы СЕЛЭКС. Индекс генетического сходства (родства) пород быков был рассчитан по формуле Нея. В качестве сравнения анализировали данные по быкам, представленные в анализе в 2015-2016 гг [5]. Поиски иммуногенетических маркеров осуществляли на коровах ПАО «Красный маяк» (п=30), которые являются дочерями быков Дубль и Доклад.
Проведен анализ частот групп крови: сортированные частоты были разбиты на три группы: редко встречающиеся - с частотой до 0,3; группу распространённых антигенов, часто встречающихся- с частотой более 0,5 и группу антигенов с частотой от 0,3 до 0,5.
Результаты исследования и их обсуждение. Частоты встречаемости антигенов и их набор представляют специфическую характеристику, складывающийся из материнского и отцовского генотипов. Антигенный профиль представляет
собой спектр антигенных характеристик, выстроенный по мере убывания частоты.
У быков черно-пёстрой голштинской породы присутствуют три антигена: Q; O4; D, в то время как, у быков красно-пёстрой голштинской породы эти антигены отсутствуют. Также, у красно -пёстрых голштинов выявилось наличие антигена B'. При этом, у черно-пёстрых голштинов этот антиген найден не был.
Общим для всех животных оказалось то, что у обеих пород отсутствуют следующие антигены: Z'; А3; B; B1; D2; D3; Е1; G; G1; J3; ^ Ю; P'; T2; C (всего 15).
Для черно-пёстрых голштинов среди редко встречающихся выявлено двадцать семь антигенов: А1=0,059; B"=0,059; D=0,059; ^=0,059; Y1=0,059; 0=0,059; J=0,059; 04=0,118; P2'=0,118; R2=0,118; Uм=0,118; A1=0,177; I'=0,177; П=0,177; П=0,177; Q=0,177; M=0,177; E2'=0,235; G2=0,235; J2'=0,235; 01=0,235; Y'=0,235; Hм=0,235; U'=0,235; 02=0,294; L'=0,294; S1=0,294 (39% антигенного спектра), среди часто встречающихся - тринадцать антигенов: G3=0,529; 03=0,529; V=0,529; L=0,529; D'=0,647; Y2=0,647; X2=0,647; A2=0,706; Q'=0,706; C2=0,765; H'=0,824; E3'=1,000; F=1,000, что составляет19% антигенного спектра (рис. 1).
1,000
.....ттт
"ТТТТТТТ
МЫ
тип
0,800 к
о О
0,600 в
<и
0,400 н
PQ eö
0,200 ё н о eö
0,000 ^
во
Рисунок 1 - Антигенный профиль крови быков черно-пестрой голштинской породы
Для красно -пёстрых голштинов редко встречающихся: B'=0,090; A'1=0,060; B"=0,030; T1=0,030; Y1=0,182; «=0,121; J=0,030; P2'=0,030; U"=0,090; A1=0,273; I'=0,182; 11=0,152; M=0,182; E2'=0,242; G2=0,182; J2'=0,152; 01=0,242; Y'=0,212; H"=0,242; 81=0,212; 0'=0,182; S2=0,242; U=0,212; X1=0,242; ^'=0,273 (всего 25 или 36% антигенного спектра), среди часто встречающихся: Р2=0,576; Е=0,636; Я1=0,606; W=0,606; 2=0,727; 03=0,697; Ь=0,697; Х2=0,667; А2=0,758; С2=0,636; Н'=0,758; Е3'=0,788; Б=1 (всего 13 или 19% антигенного спектра).
У быков герефордской породы присутствуют три антигена: А1; 02; С1, отсутствующие у быков симментальской породы. В свою очередь у симменталов присутствуют: В; В"; Т1; Y1; 0; V; G"; 03; Б'; С'; Х1; Н''; и'; 82; и; В'; 11; G2; J2'; 0'; А'2; G3; Я2; Ь'; Ь; 04; Е3'; V; 81. При этом у герефордов эти антигены найдены не были. Общих антигенов двадцать три: 2'; А'3; В1; Б2; Б3; Е'1; G; G1; J3; К; К'; Р'; Т2; А'1; Б; Р2'; 12; Е2'; 01; В2; J; М;
и'.
У герефордов среди часто встречающихся - 12 антигенов: А1=1; С1=0,667; С2=0,667; Н'=1; А2=1,000; 0'=0,667; 1'=0,667; Х2=0,667; 2=0,667; W=0,667; Е=0,667; Б=1 (17% антигенного спектра), редко встречающихся антигенов не выявлено.
У симменталов редко встречающихся: В=0,143; В''=0,143; Т1=0,143; Y1=0,143; 0=0,143; Y'=0,143; Р2=0,143; G''=0,143; 03=0,143; Б'=0,143; С'=0,143; Х1=0,143; Я1=0,143; Н''=0,143; и'=0,143; 82=0,143; и=0,143; В'=0,286; 11=0,286; G2=0,286; J2'=0,286; 0'=0,286; А'2=0,286; G3=0,286; Я2=0,286; Ь'=0,286; С2=0,286; Ь=0,286; Н'=0,286 (всего 29, 42% антигенного спектра), среди часто встречающихся: 1'=0,571; Х2=0,571; 2=0,571; Y2=0,714; W=0,714; 81=0,714; Е=0,857; Б=1 (всего 8, 12% антигенного спектра). Общими антигенами для обеих пород являются: В2, А'2 и G', среди часто встречающихся: 03; Ь; Х2; А2; С2; Н'; Е3'; Б.
У животных енисейского типа присутствуют тринадцать антигенов: Р'; 0; Т2; С', 2'; А'3; В1; Е'1; G1; J3; К; К'; 04 (20% антигенного спектра), а у голштинов отсутствует десять антигенов Y1; 2'; А'3; В1; Е'1; G1; J3; К; К'; 04 (14% антигенного спектра).
Общим для всех животных оказалось то, что у обеих пород (красно-пестрой голштинской, енисейского типа) отсутствуют следующие антигены: 2'; А'3; В1; Е'1; G1; J3; К; К'; 04 (всего 9).
Для енисейского типа среди редко встречающихся выявлено двадцать шесть антигенов: А1=0,214; А'1=0,143; В'=0,071; G'=0,286; ^'=0,143; G2=0,143; 1'=0,143; 11=0,143; 12=0,214; Г2=0,286; 0'=0,286; 01=0,286; 02=0,143; 03=0,286; Р'=0,071; Р2=0,214; Р'2=0,143; Т1=0,214; Т2=0,071; Y'=0,286; С'=0,143; С1=0,214; С2=0,214; Я1=0,286; и'=0,286 (40% антигенного спектра), среди часто встречающихся- 20 антигенов: А2=0,857; А'2=0,714; Е'2=0,5; В2=0,5; Е'3=0,5; G3=0,5; 0=0,5; 0'=0,5; Y2=0,643; Е=0,714; Ь'=0,571;
W=0,571; Н'=1; Н''=0,571;Х2=0,571; и''=0,5 (31% антигенного спектра).
Для красно-пестрых голштинов редко встречающихся: А1=0,273; А'1=0,06; В'=0,09; В''=0,03; Е'2=0,242; G''=0,273; G2=0,182; 1'=0,182; 11=0,152; J'2=0,152; 0'=0,182; 01=0,242; Р'2=0,03; Т1=0,03; Y'=0,212; Y1=0,182; С1=0,121; Х1=0,242; Н''=0,242; 81=0,212; 82=0,242; и=0,212; и''=0,09 (всего 25), среди часто встречающихся: А2=0,758; Е'3=0,788; 03=0,697; Р2=0,576; С2=0,636; Е=0,636; Я1=0,606; W=0,606; Х2=0,667; Н'=0,758 (всего 13).
Анализ антигенных профилей показал, что у животных нового внутрипородного енисейского типа отсутствует антиген Y1, невысокая концентрация антигенов Р', Т2 и в высокая частота 0, в то время как у голштинской породы Y1 присутствует в малом количестве, а наличие антигенов Р', Т2, 0 не выявлено вовсе. Кроме того, в енисейском типе найдено большое количество антигенов Е2', и'', Н'' и небольшое: Р2, С2, 03, Я1, в то время как у красно-пёстрой породы часто встречаются антигены Р2, С2, 03, Я1 и редко Е2', и'', Н''.
Это является следствием процесса выделения внутрипородного типа, на которое оказало влияние генофонда шведской красно-пестрой породы и местного скота симментальской породы
Далее был проведен аллельный анализ систем «В», «С» и «8и» групп крови быков исследуемых пород.
У животных черно-пестрой и красно-пестрой голштинской пород в «В» - системе аллелями, общими для обеих групп являются: Б'03; E'3G'; Е'3Р2; Б'Е'3. При этом аллель Б'Е'3 можно обозначить маркером, так как частота её встречаемости в первой группе больше, чем во второй. Также различия пород можно наблюдать при наличии во второй группе аллелей: А'2Р2; Б'Р2; 0203; В2Е'3; В203; Е'312; G3P2; 03Y2; P2Y2; А'203; 03Р2; Е'303. Остальные же аллели обнаружились только в первой группе, во второй группе их нет.
В «С» - системе аллели, которые встречаются в обеих группах, говорят об общих корнях этих пород. Для первой группы характерны аллели Я^, Х1Х2, которые можно использовать в качестве маркера этой породы. Во второй группе маркерами служат аллели: C2EW; С2Я1Х2; C2WX2; ЕЯ1Х2; С2ЕЯ1Х2; EW; С2ЕХ2; ЕХ2.
По «8и» - системе аллели во второй группе не выявлены. «8и» - система может быть использована в качестве индикатора для характеристики состояния популяции.
У быков герефордской и симментальской пород в «В» - системе аллелями, общими для обеих групп являются: Б'03; E'3G'; Е'3Р2; Б'Е'3. При этом аллель Б'Е'3 можно считать маркером.
В «С» - системе одинаковые аллели, встречающиеся в обеих группах указывают на общность этих пород. Для герефордов характерны аллели R1W, Х1Х2, которые можно использовать в качестве маркера этой породы.
По «SU» - системе аллели во второй группе не выявлены.
Интегральным селекционным маркером может служить индекс генетического сходства, рассчитанный на основании частот антигенов или аллелей. Наибольшее генетическое сходство наблюдается между быками красно-пестрой и черно-пестрой голштинской пород, коэффициент сходства между которыми равен 0,946 (табл. 2).
Коэффициенты генетического сходства
Относительно низкий коэффициент наблюдается между симментальской и герефордской породами -0,645. Наименьшее сходство наблюдается между герефордской породой и енисейским типом, коэффициент сходства равен 0,619. Также можно проследить невысокий коэффициент генетического сходства между быками герефордской мясной породы и быками молочного направления -от 0,619 до 0,691.
Таблица 2
Породные группы - 2 3 4 4 6
Герефордская 1 0,691 0,645 0,653 0,619 0,635
Красно-пестрая 2 - 0,799 0,946 0,895 0,868
Симментальская 3 - - 0,814 0,798 0,816
Черно-пестрая 4 - - - 0,894 0,869
Енисейский тип 5 - - - - 0,897
Красноярский тип 6 - - - - -
Далее проведен анализ продуктивности быков АО «Красноярскагроплем», результаты анализа представлены в таблице (табл. 3).
Наибольший показатель среднего количества эякулятов отмечен у быков симментальской породы - 54,5±6,64, что на 6,89 больше, чем у быков черно-пестрой голштинской породы, у которых данный показатель равен 47,61±5,05, что является наименьшим показателем.
Максимальный общий объём полученной спермы был выявлен у быков красно-пестрой голштинской породы - 214,39±16,88, что на 31,28 больше наименьшего показателя 183,11±20,25, полученного у породы голштинской черно-пестрой. Самый большой средний объем эякулята
представлен у герефордской породы, он равен 3,93±0,26, что превышает наименьший показатель на 0,2 у красно-пестрой голштинской породы (3,73±0,07 мл).
Наибольшая средняя концентрация эякулята отмечена у симменталов, она равна 1,23±0,05, это на 0,03 превышает показатель герефордской породы (1,14±0,05 мл), который является наименьшим.
Объём используемой спермы больше всех у красно-пестрой голштинской породы, он равен 181,29±16,07, что на 30,29 больше показателя герефордской породы, который равен 151±23,6, наименьшего среди представленных.
Таблица 3
Биотехнологические показатели спермопродукции быков-производителей,
Показатель К-во эяк, шт. Получе-но, мл Ср. объем эяк., мл Ср. конц.млрд/мл Объем для использ.,мл
Симментальская
X 54,50 208,00 3,83 1,23 173,79
m 6,64 24,95 0,16 0,05 25,54
5 24,86 93,36 0,61 0,19 95,55
Черно-пестрая голштинская
X 47,61 183,11 3,79 1,17 154,31
m 5,05 20,25 0,08 0,05 17,80
5 30,31 121,48 0,47 0,27 106,80
Красно-пестрая голштинская
X 53,91 214,39 3,73 1,19 181,29
m 3,77 16,88 0,07 0,02 16,07
5 37,10 166,23 0,68 0,23 158,32
Герефордская
X 47,67 188,33 3,93 1,14 151,00
m 3,11 20,52 0,26 0,05 23,60
5 7,61 50,27 0,64 0,11 57,80
X - среднее значение; m - стандартная ошибка; 5 - стандартное отклонение.
Полученные данные были сопоставлены с данными исследования Е.В. Четвертаковой, 2015г, изложенными в монографии «Научно-
Следует отметить, что в 2015 г. показатели продуктивности быков красно-пестрой и черной пород практически не отличаются. На современном этапе, по данным 2021 г. наблюдается уменьшение общего объема полученной спермы у черно-пестрых быков.
Таким образом, проведенный анализ продуктивности быков показал, что:
- у быков симментальской наибольший показатель среднего количества эякулятов -54,5±6,67; наибольшая средняя концентрация спермы - 1,23±0,05;
- черно-пестрой голштинской породы наименьшие значения продуктивности: среднее количество эякулятов - 47,61±5,05 и средний показатель полученной спермы - 183,11±20,25;
- красно-пестрой голштинской породы выявлен максимальный общий объём полученной спермы - 214,39±16,88 и наибольший объём
У дочерей Доклада первой группы превышает удой второй группы на 1197,2 кг молока, а у дочерей Дубля удой первой группы превышает удой второй группы на 2202,1 кг молока.
Установлено статистически достоверное маркирование молочной продуктивности. У
практические методы контроля генофонда крупного рогатого скота Красноярского края», (рис. 2).
используемой спермы - 181,29±16,07, наименьший средний объем эякулята - 3,73±0,07;
- герефордской породы самый большой показатель - средний объем эякулята - 3,93±0,26 и минимальные показатели значений: средняя концентрация спермы - 1,14±0,05, и количество спермы для использования - 151±23,6.
Для поиска маркеров молочной продуктивности были взяты два быка из племпредприятия АО «Красноярскагроплем»: Доклад А'1А'2Е'3Е'201 и Дубль Е'3ЕЭТ2. Установлены аллели, которые передались дочерям (ПАО «Красный маяк»). В связи с этим коровы-дочери были разделены на группы: у Доклада 1 -ая группа коров с аллелью Е'3Е'201 (10 коров), 2-ая группа коров с аллелью А'1А'2 (5 коров), у Дубля 1-ая группа коров с аллелью Е'3Е'2 (10 коров), 2-ая группа коров с аллелью Y2 (4 коровы).
Молочная продуктивность представлена в таблице 4.
Таблица 4
дочерей Доклада с аллелем Е'3Е'201 удой молока составил 5445,8 кг, что на 1197,2 кг больше, чем удой дочерей с аллелем А'1А'2.
А у дочерей быка Дубль удой группы с аллелем Е'3Е'2 составил 6388,1 кг, что превышает удой группы с аллелем Y2 на 2202,1 кг (р>0,999).
Рисунок 2 - Сравнительная характеристика показателей продуктивности быков-производителей,
А - данные 2015г., Б - данные 2021г.
Характеристика молочной продуктивности дочерей быков, унаследовавших разные аллели, X± ш
Показатель Доклад Л,1Л,2 / F3F2O1 Дубль F3F2 / Y2
1 группа E3E2O1 (n=10) 2 группа ЛЧ1ЛЧ2 (n=5) 1 группа E'3E'2 (n=10) 2 группа Y2 (n=4)
Удой, кг 5446± 451** 4249± 418 6388±362*** 4186±316
Жир, % 3,87±0,01 3,90±0,02 3,87±0,03 3,79±0,04
Белок,% 3,047± 0,01 3,05±0,01 3,03±0,01 3,02±0,01
**- p>0,99; ***- p>0,999
Выводы. Таким образом, по результатам исследований установлены антигенные профили крови быков, отражающие особенности антигенофонда пород.
Маркирующими антигенами голштинской черно-пёстрой породы являются: Q; O4; D; красно-пёстрой B'; герефордской породы: A1; O2; И; симментальской породы: A'2; G3; R2; L'; L; O4; G'; E3'; V; S1 (10); маркирующими аллелями голштинской черно-пестрой и красно-пестрой пород являются: D'E'3; DO3; E'3G'; E'3P2; R1W; X1X2.
Наибольшее генетическое сходство наблюдается между быками красно-пестрой и черно-пестрой голштинской пород, коэффициент генетического сходства между которыми равен 0,946. Наименьшее сходство наблюдается между герефордской породой и енисейским типом, коэффициент сходства равен 0,619.
Проведенный анализ продуктивности быков не выявил существенных породных отличий по показателям: средний объем и концентрация эякулятов. Установлено преимущество красно-пестрых голштинов по объему полученной спермы, который составил 214,39±16,88 мл за год.
Установлено статистически достоверное маркирование молочной продуктивности. У дочерей Доклада с аллелем E'3E'2O1 удой молока составил 5445,8 кг, что на 1197,2 кг больше, чем удой дочерей с аллелем A'1A'2. А у дочерей быка
Дубль удой группы с аллелем E'3E'2 составил 6388,1 кг, что превышает удой группы с аллелем Y2 на 2202,1 кг ф>0,999).
Список литературы
1. Аржанкова, Ю. В. Практикум по дисциплине «Племенное дело в животноводстве» направление подготовки 36.03.02 Зоотехния, профиль «Технология производства продуктов животноводства»: учебное пособие / Ю. В. Аржанкова, А. В. Харитонов. — Великие Луки: Великолукская ГСХА, 2021. — 83 с.
2. Глазко, В.И. Биохимическая генетика овец / В.И. Глазко. - Новосибирск: Наука, 1985. -С. 132-137.
3. Кахикало, В.Г. Разведение животных: учебник / В.Г. Кахикало, Н.Г. Фенченко, О.В. Назарченко, С.А. Гриценко. — Санкт-Петербург: Лань, 2020. — 336 с.
4. Кузнецов, А.Ф. Крупный рогатый скот. Содержание, кормление, разведение / А.Ф. Кузнецов, В.Г. Тюрин; Под ред.: Кузнецов А.Ф. — 2-е изд., стер. — Санкт-Петербург: Лань, 2022. — 300 с.
5. Четвертакова, Е.В. Научно-практические методы контроля генофонда крупного рогатого скота Красноярского края / Е.В. Четвертакова; Краснояр. гос. аграр. ун-т. - Красноярск, 2016. - 216 с.
