CC BY
41
Раздел 3. РАЗВЕДЕНИЕ, СЕЛЕКЦИЯ, ГЕНЕТИКА И ВОСПРОИЗВОДСТВО ЖИВОТНЫХ
УДК 636.2.034.082.2:575.22(477)
ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ В РЕШЕНИИ ПРОБЛЕМ ИНТЕНСИВНОЙ СЕЛЕКЦИИ СВИНЕЙ
С.А. КОСТЕНКО, М.В. ДРАГУЛЯН Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины г. Киев, Украина, 03041 П.П. ДЖУС, Л.Ф. СТАРОДУБ, Е.В. СИДОРЕНКО Институт разведения и генетики животных НААН Украины с. Чубинское, Бориспольский р-н, Киевская обл., Украина, 08321 О.Н. КОНОВАЛ Лаборатория качества и безопасности продукции АПК Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины г. Киев, Украина, 03041
(Поступила в редакцию 26.01.2012)
Введение. На сегодняшний день в мире наиболее распространенными являются пять пород, созданных в Европе и США: крупная белая (117 стран), дюрок (93 страны), ландрас (91 страна), гемпшир (54 страны) и пьетрен (35 стран) [1].
В Европе, Северной Америке и Австралии производство свинины высокоиндустриализовано, в производственной цепи господствует несколько транснациональных племенных компаний. Эти компании, взяв ограниченное число пород, создали небольшое количество линий, которые используются во всем мире благодаря перемещению замороженных спермы и эмбрионов. По мере концентрации племенной индустрии многие породы и линии изъяты из производства. В ряде регионов, включая Европу и Кавказ, Африку и Северную Америку, используется относительно немного аборигенных пород свиней [1].
В связи с этим уменьшается биологическое разнообразие, не используется генетический потенциал локальных пород, который является результатом многолетней селекции и дает уникальные свойства.
В то же время широкое перемещение спермопродукции и эмбрионов без генетического контроля может способствовать распространению нежелательных мутаций, а также накоплению генетического груза [2]. Так, при исследовании племенного молодняка во Франции было выявлено, что 0,47 % проанализированных животных являются носителями конститутивных структурных хромосомных нарушений [3]. Цитогенетический анализ уровня соматического мутагенеза позволяет также выявлять животных, устойчивых к мутагенным факторам [4].
Цель работы - охарактеризовать цитогенетическую изменчивость свиней крупной белой, крупной черной, уэльской и украинской мясной пород.
Материал и методика исследований. Исследовали 120 свиноматок крупной белой, крупной черной, уэльской и украинской мясной пород. Анализировали животных крупной белой породы, содержащихся в свинокомплексах Черкасской (СВК «Розсишске» с. Розсишки (п=7), ДСПГ «Христиновское» УААН (п=4)), Киевской области (ВАТ «Антонов», с. Круглик (п=11), ВАТ «Маки» (п=6), мясокомбинат с. Яблунивка (п=10), ТОВ Агрикор Холдинг (п=15)) и свиней ДГАУ мясного типа крупной белой породы ТОВ «Луговское» Днепропетровской области Солонянского района с. Александрополь (п=12). Племенные животные крупной черной породы (п=15) содержались в хозяйстве ПСП «Дзвеняче» Киевской области, уэльской (п=42) и украинской мясной (п=25) пород - в ДПДХ «Гонтаровка» Харьковской области Вовчанского района. Все исследованные животные содержались в условиях, отвечающих ветеринарно-санитарным нормам. Цитогенети-ческие препараты готовили согласно традиционной методике [5].
При анализе учитывали количественные нарушения кариотипа (анеуплоидию (А) и полиплоидию (1111)). а также клетки с асинхронным расщеплением центромерных районов хромосом (АРЦРХ), структурные аберрации - разрывы хромосом (ХР) и хроматид (ХМ) из расчета на 100 проанализированных метафаз. На тех же цитогенетических препаратах выявляли двуядерные лимфоциты (ДЯ), одноядерные лимфоциты с микроядрами (МЯ), митотический индекс (М1) из расчета на 1000 клеток с сохраненной цитоплазмой, исследуя у каждого животного не меньше 3000 клеток.
Результаты исследований и их обсуждение. Результаты цитоге-нетического анализа исследованных животных представлены в табл. 1.
Таблица 1. Показатели цитогенетической изменчивости свиней разных пород, %о
Количество клеток, %о
Хозяйство МЯ ДЯ МИ
Крупная белая порода
а СВК «Розсишске» с. Розсишки (п=7) 1,3±0,3*** 4,2±0,3*** 5,1±0,2
Ь ДСПГ «Христиновское» УААН (п=4) 3,2±0,3** 4,3±0,4*** 10,4±0,4
с с. Яблунивка (мясокомбинат) (п=10) 3,3±0,2*** 4,1±0,1*** 8,3±0,5
а ВАТ «Антонов», с. Круглик (п=11) 4,2±0,1*** 3,1±0,5*** 9,3±0,6
е ВАТ «Маки» (п=6) 4,1±0,4*** 5,2±0,3*** 8,2±0,1
1' ТОВ Агрикор Холдинг (п=15) 2,3±0,17*** 0,72±0,27*** 1,5±0,53
Р В среднем для породы (п=53) 3,06±0,05* 3,6±0,07** 7,13±0,14
к Мясной тип крупной белой породы ТОВ «Луговское» (п=12) 2,50±0,29**1 1,53±0,14*** 1,97±0,34
Крупная черная порода
1 ПСП «Дзвеняче» (п=15) 1,00±0,31*** 3,7±0,45* 0,8±0,43
Уэльская порода
т ДПДХ «Гонтаровка» (п=42) 4,66+0,19** | 2,50+0,17* 6,3+0,37
Украинская мясная порода
п ДПДХ «Гонтаровка» (п=25) 3,85±0,36*** 2,4±,19** 4,40±0,27
*Р<0,95 - статистически достоверные отличия между частотой клеток с микроядрами популяций п и т, g и п; **Р<0,99 - статистически достоверные отличия между ча-
стотой клеток с микроядрами популяций а и Ь, к и 1, к и п; *** Р>0,999 - статистически достоверные отличия между частотой клеток с микроядрами популяций а и с, а и d, а и е, а и £ Ь и d, с и d, с и £ d и f, е и £
2. *0,95<Р<0,99 - статистически достоверные отличия между частотой двухъядер-ных клеток популяций 1 и т; ** 0,99<Р<0,999 - статистически достоверные отличия между частотой двухъядерных клеток популяций g и п, 1 и п; *** Р>0,999 - статистически достоверные отличия между частотой двухъядерных клеток популяций а и £ Ь и £ с и е, с и £ d и е, d и f, е и £ g и к, g и т, к и 1, к и т, к и п.
Количество клеток с микроядрами (рис. 1, а) в разных популяциях свиней крупной белой породы колебалось в пределах от 1,3 (СВК «Розсишское») до 4,2 %% (ОАО «Антонов»). В среднем для этой породы обнаружили (3,06±0,05) % клеток с микроядрами. Частота клеток с микроядрами у животных мясного типа крупной белой породы была в пределах внутрипородной изменчивости по этому показателю. Следует отметить, что частота клеток с микроядрами является интегральным показателем мутагенеза. В формировании микроядер принимают участие как отдельные хромосомы, так и их фрагменты.
Млекопитающие при отсутствии действия мутагенных факторов характеризуются частотой клеток с микроядрами в пределах от 2,7 до 5,6 %. Таким образом, обнаруженные частоты клеток с микроядрами у исследованных животных крупной белой породы и ее мясного типа находятся в пределах контроля.
Рис. 1. Фотографии лимфоцитов свиноматок in vitro: а - лимфоцит с микроядром, б - двухъядерный лимфоцит, в - метафазная пластинка, г - метафазная пластинка с асинхронным расщеплением центромерных районов хромосом 5
Сравнение частот клеток с микроядрами у животных исследованных пород (рис. 2) свидетельствует о том, что наименьшее значение этого показателя было характерно для крупной черной породы (1,00±0,31) %0.
Рис. 2. Частоты лимфоцитов с микроядрами и двуядерных лимфоцитов у свиней разных пород, %
Статистически достоверная разница между частотами клеток с микроядрами крупной черной и других пород свидетельствует о том, что эта порода характеризуется уникальными свойствами, которые свидетельствуют о низком уровне спонтанных мутаций. В пользу этого указывают другие цитогенетические показатели, представленные в табл. 2.
Таблица 2. Показатели цитогенетической изменчивости свиней крупной черной и белой пород
б
а
Порода А, % ПП, % АРЦРХ, % ХР, % ХМ, %
Крупная черная 0,1±0,10 - 0,4±0,31 - -
Крупная белая 4,0±0,42*** 0,3±0,21 2,3±0,68* 1,6±0,96 0,9±0,64
*Р>0,95; *** Р>0,999.
Так, у крупной черной породы был отмечен статистически достоверно низкий уровень метафазных клеток с анеуплоидией и асинхронным расщеплением центромерных районов хроматид (рис. 1, в) в сравнении с крупной белой породой. У исследованных животных крупной черной породы не были обнаружены клетки с хромосомными и хрома-тидными аберрациями, отмеченные у крупной белой породы.
Анеуплоидия хромосом у свиней крупной белой породы с достоверностью разницы средних величин Р>0,999 была больше, чем у животных крупной черной породы. Следует отметить, что в соотвествии с данными И.Г. Кобидзе (1989), частота метафазных пластинок с анеуплоидией у животных крупной белой породы в контрольных услови-
6
ях колеблется в пределах 4,5-19,4 % [6]. Таким образом, полученный нами показатель отвечает спонтанному уровню, характерному для крупной белой породы.
Статистически достоверные отличия между исследованными породами могут быть обусловлены особенностями, присущими крупной черной породе, которые способствуют уменьшению уровня клеток с анеуплоидией. Это может касаться механизмов обеспечения точного расхождения хромосом, о чем свидетельствует разница в частоте асинхронного расщепления их центромерных районов.
Наивысший процент клеток (2,3 %) с асинхронным расщеплением центромерных районов хромосом, который отображает предпосылки возникновения числовых нарушений, наблюдали у свиней крупной белой породы, что в 6 раз больше при Р>0,95, чем у животных крупной черной породы. Не были обнаружены также полиплоидные клетки у исследованных животных крупной черной породы.
Другой причиной отличий по уровню клеток с анеуплоидией может служить разная прочность цитоплазматической мембраны, поскольку при приготовлении цитогенетических препаратов нарушение ее целостности приводит к потерям хромосом.
Отсутствие структурных нарушений хромосом у животных крупной черной породы свидетельствует о низком уровне соматического мутагенеза у исследованных животных и может служить признаком того, что проанализированные животные имеют естественную породо-специфичную высокую антиоксидантную активность ферментов. Наши данные подтверждают результаты исследований В.В. Дзицюк относительно лучшей приспособленности локальных пород к «жестким» условиям среды и стабильности их генома [7].
Были найдены статистически достоверные отличия по частоте клеток с микроядрами между исследованными животными крупной белой породы и уэльской (Р>0,999), а также украинской мясной (Р>0,95) пород. Следует отметить, что уэльская порода имела самое высокое количество клеток с микроядрами. Наличие статистически достоверной разницы между уэльской и украинской мясной породами (Р>0,95) животных, которых содержат в одном хозяйстве, свидетельствует о том, что отличия обусловлены не паратипическими факторами, а наследственными особенностями метаболизма исследованных животных.
Таким образом, микроядерный тест обнаружил ряд специфических для разных пород свиней особенностей соматического мутагенеза. Самый низкий уровень клеток с микроядрами был характерен для крупной черной породы, а наивысший - для уэльской породы.
Количества двухъядерных клеток (рис. 1, б), характерные для разных пород свиней, отображены на рис. 2. В отличие от митотических индексов, по которым не были найдены статистически достоверные отличия между животными разных пород, выявлены породоспецифич-ные особенности по частоте двуядерных клеток. Самая высокая частота двухъядерных клеток была характерна для животных крупной чер-
7
ной породы, которая статистически не отличалась от такого же высокого показателя крупной белой.
Следует отметить, что крупная белая порода имела самый высокий митотический индекс. Это согласовывается с прямым пропорциональным соотношением этих двух параметров (МЯ и ДЯ), которые касаются длительности разных стадий митоза. Непонятным является относительно низкий митотический индекс, характерный для крупной черной породы в целом и в сравнении с высокой частотой двухъядерных клеток. Этот феномен может быть обусловлен как особенностями культивирования клеток, так и породными особенностями, которые на сегодня остаются практически неизученными для крупной черной породы.
Крупная черная порода свиней была выведена на южном западе Англии во второй половине XIX в., ее называют одной из лучших пород в мире. В Украине эта порода является плановой с 1947 г. Свиньи крупной черной породы принадлежат к животным мясосальной продуктивности, характеризуются целым рядом непревзойденных эксте-рьерных физиологических, морфологических, физиологических и хозяйственно ценных признаков. Животных крупной черной породы использовали для создания таких пород, как кемеровская, северокавказская; в Югославии - моравская и славонская черная; в Украине - миргородская [8].
Положительным является опыт по изучению и сохранению манга-лицкой породы свиней. У животных этой породы были выявлены уникальные биохимические особенности продукции, связанные с содержанием витаминов [9].
Таким образом, последующее исследование биологических особенностей животных разных пород и их продукции может дать возможность получения качественно новой информации, которая позволит повысить конкурентную способность аборигенных пород и будет залогом их сохранения.
Традиционно свинина - одна из важных составляющих в питании населения Украины и Беларуси. Высококачественная продукция с уникальными антиоксидантными свойствами, полученная с помощью аборигенных пород, будет способствовать повышению иммунитета населения, значительная часть которого проживает в условиях влияния низкодозового ионизирующего облучения, химического загрязнения окружающей среды.
Заключение. В результате проведенных исследований были обнаружены породоспецифические особенности соматического мутагенеза животных пород крупная белая, крупная черная, уэльская и украинская мясная. Полученные данные свидетельствуют, что генотип крупной черной породы свиней обеспечивает большую стабильность кари-отипа по сравнению с другими исследованными породами. Уэльская порода характеризуется наивысшим уровнем соматического мутагенеза. Последующее исследование биологических особенностей аборигенных и локальных пород будет способствовать их использованию в качестве источника высококачественной продукции, а также их популяризации и сохранению.
ЛИТЕРАТУРА
1. Состояние всемирных генетических ресурсов животных в сфере продовольствия и сельского хозяйства / ФАО, 2010. ВИЖ РАСХН, 2010. - Москва, 2007. - C. 67.
2. Эрнст, Л.К. Мониторинг генетических болезней животных в системе крупномасштабной селекции / Л.К. Эрнст, А.И. Жигачев. - Москва, 2006. - 383 с.
3. Ducos, A. Chromosomal control of pig populations in France: 2002-2006 survey / A. Ducos, H.M. Berlad, N. Bonnet, A. Calgaro, S. Billoux // Genet. Sel. Evol. - 39 (2007). -P. 583-597.
4. Прогноз продуктивносп первюток укра!нсько! чорно-рябо! молочно! породи на ос-новi цитогенетичних та молекулярно-генетичних маркерiв / С.О. Костенко, К.В. Копилов, Л.Ф. Стародуби [и др.] // Науковi доповщ. - Ки!в, 2010. - № 6 (22). - 13 с.
5. Шельов, А. В. Методика приготування метафазних хромосом лiмфоцитiв пери-фершно! кровi тварин / А.В. Шельов, В. Дзщюк. - Кшв: Аграрна наука, 2005. - 240 с.
6. Кобидзе, И.Г. Цитогенетическое обследование племенных хрячков пород крупная белая и ландрас / И.Г. Кобидзе // Вопросы производства свиней. Бюллетень научных работ ВИЖа, 1989. - Вып. 93. - С. 56-58.
7. Дзщюк, В.В. Хромосомний полiморфiзм локальних порщ сшьськогосподарських тварин Укра!ни / Дзщюк В.В. // Науковий вюник нащонального ушверситету бюресурав i природокористування Укра!ни. - 2011. - N° 160. - С. 300-303.
8. Крилова, Л. Збереження генофонду локальних i зникаючих порщ / Л. Крилова. Пропозищя: Укра!нський журнал з питань агробiзнесу. - 2005. - № 8/9 (123). - С. 122-123.
9. Стойко, Ф. Опыт выращивания органических свиней - порода Мангалица в Карпатском регионе / Ф.Стойко // Развитие органического сектора в Центральной, Восточной Европе и странах Средней Азии: материалы 2-й междунар. конф., 10-11 сентября 2009 г.
УДК 636.5.082.47:598.221
ИЗМЕНЧИВОСТЬ ФИЗИКО-МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ ЯИЦ У СТРАУСОВ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА РЕЗУЛЬТАТЫ ИНКУБАЦИИ
Ю.В. ОСАДЧАЯ
Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины г. Киев, Украина, 03041
(Поступила в редакцию 26.01.2012)
Введение. Воспроизводительные способности страусов при разведении их на фермах почти не исследованы, хотя и обнаружено влияние на выводимость яиц страусов некоторых показателей их качества. В частности, установлена зависимость выводимости яиц от их массы и толщины скорлупы [2, 8, 12]. В свою очередь, по мнению ряда авторов, масса яиц у страусов зависит от их индивидуальных особенностей, возраста, принадлежности к определенному подвиду, а также других факторов, например, алиментарных или технологических и составляет в среднем 1522 г, с колебанием от 1228 г до 1608 г. Яйцо страуса массой 1500 г, как правило, имеет длину 16 см, ширину -13 см [2]. По данным других авторов [1], масса яиц может варьировать в пределах от 700 г до 2300 г. Вместе с тем доказана возможность результативной инкубации яиц массой 1000-1800 г и даже 700-1800 г [9].
