CC BY
509
после отела, поскольку в этот период наиболее часто возникают случаи субклинической и клинической форм кетоза. Это позволит принимать своевременные управленческие решения как зоотехнической службе для контроля изменений рациона животных, так и ветеринарной - для быстрого реагирования и предотвращения выбытия животных и потерь молока.
Литература
1. Тёвс А. Краткий справочник консультанта / Под общ. ред. А. Тёвса. - Мекенхайм: «DCM Druck Center Meckenheim GmbH», 2010. - 159 с.
2. Ярован Н.И., Новикова И.А. Окислительный стресс у высокопродуктивных коров при субклиническом кетозе в условиях промышленного содержания // Вестник Орел ГАУ. -2012. - №5(38). - С. 146-148.
3. Geishauser T., Leslie K., Tenhag J., Bashiri A. Evaluation of eight cow-side ketone tests in milk for detection of subclinical ketosis in dairy cows // Journal of dairy science. - 2000. - V.83.
- P.296-299.
4. Duffield T.F., Lissemore K.D., Mcbride B.W., Leslie K.E. Impact of hyperketonemia in early lactation dairy cows on health and production // Journal of dairy science. - 2009. - V.92. -P.571-580.
5. Martens H. Ketose und die (Homeorhetische) Regulation des Energiestoffwechsels // Nutztierpraxis Aktuell. - 2013. - P. 52-56.
Literaturа
1. Tyovs A. Kratkij spravochnik konsul'tanta / Pod obsh. red. A. Tyovsa. - Mekenhajm: «DCM Druck Center Meckenheim GmbH», 2010. - 159 s.
2. YArovan N.I., Novikova I. A. Okislitel'nyj stress u vysokoproduktivnyh korov pri subklinicheskom ketoze v usloviyah promyshlennogo soderzhaniya // Vestnik Oryol GAU. -2012. - №5(38). - S. 146-148.
3. Geishauser T., Leslie K., Tenhag J., Bashiri A. Evaluation of eight cow-side ketone tests in milk for detection of subclinical ketosis in dairy cows // Journal of dairy science. - 2000 - V.83.
- P.296-299.
4. Duffield T.F., Lissemore K.D., Mcbride B.W., Leslie K.E. Impact of hyperketonemia in early lactation dairy cows on health and production // Journal of dairy science. - 2009. - V.92. -P.571-580.
5. Martens H. Ketose und die (Homeorhetische) Regulation des Energiestoffwechsels // Nutztierpraxis Aktuell. - 2013. - P. 52-56.
УДК 636.03
DOI 10.24411/2078-1318-2019-11102
Доктор ветеринар. наук О.К. СУХОВОЛЬСКИЙ (ФГБОУ ВО СПбГАУ, sokvet@mail.ru)
ЗНАЧЕНИЕ БИОТЕХНОЛОГИИ В СОВРЕМЕННОМ ЖИВОТНОВОДСТВЕ
В настоящее время в разных странах на животноводство приходится более трети валового внутреннего продукта и ожидается, что этот показатель будет продолжать расти. Животноводство играет значимую роль в жизни людей, предоставляя не только продовольствие, но и другую необходимую продукцию. Предполагается, что спрос на животный белок удвоится к 2050 году, поэтому эти продукты должны производиться максимально эффективно с учетом площадей пахотных земель и ограниченных водных и растительных ресурсов, а также реальности изменения климата, которая оказывает неблагоприятное воздействие на современные производственные системы. Это представляет
собой огромную проблему для современного животноводства, которое не может развиваться без применения соответствующих научных и технологических знаний. Одно из таких направлений - биотехнология, понимаемая как применение технологии генной инженерии и рекомбинантной ДНК для живых систем [1, 2].
Таким образом, одна из важных задач, с которой сталкивается современное скотоводство, заключается в том, чтобы обеспечить растущий спрос на производство продуктов животного происхождения не нанося вред окружающей среде. Эти проблемы можно преодолеть путем совершенствования традиционных технологий с одновременным внедрением новых научных достижений в сфере биотехнологий животноводства, так как среди наиболее признанных преимуществ биоиндустрии - увеличение производства продуктов питания и развитие методов ведения сельского хозяйства, которые являются дружественными к окружающей среде.
Несмотря на недоказанность безопасного использования биотехнологии для производства продуктов питания в АПК, развитие этой индустрии идет достаточно интенсивно во многих странах мира. Лидером на рынке биоиндустрии является в настоящее время США (74% от общего объема), активно он развивается и в странах ЕС, Канаде, Китае и др. В США разработаны исследовательские проекты по каждому виду животных (крупному рогатому скоту, молочным и мясным продуктам, свиньям, птицам, рыбам и др.) для характеристик экономической эффективности разных вариантов производства (производство молока, содержание жира, лактозы и белка в молоке, устойчивость к маститу, мягкость или мраморность мяса, объем биологических отходов у свиней, коэффициент овуляции у крупного рогатого скота и др.) [3, 4].
Стратегической целью России к 2020 г. в биотехнологическом секторе экономики согласно Комплексной программе развития биотехнологий в Российской Федерации является увеличение объема производства биотехнологической продукции в 33 раза; сокращение доли импорта в потреблении биотехнологической продукции на 50%; увеличение доли экспорта в производстве биотехнологической продукции более чем в 25 раз; выход на уровень производства биотехнологической продукции в России в размере около 1% ВВП к 2020 году [5]. Внедрение различных биотехнологий уже дало большие экономические выгоды сельскохозяйственному производству. Сюда можно отнести и искусственное осеменение, раннюю диагностику заболеваний, разработку вакцин, достижения в области кормления и содержания животных.
Тем не менее существует много вопросов об использовании биотехнологий в животноводстве, связанных с тем, насколько широко распространено их использование и не наносит ли это вред животным и людям, употребляющим мясомолочную продукцию. Каковы основные причины успеха или неудачи их применения в текущих условиях или какие варианты решений о внедрении соответствующих технологий, позволяющих повысить продовольственную безопасность, приходится принимать.
Цель исследования заключается в выявлении основных тенденций развития биоиндустрии в современном животноводстве и возможности их внедрения в России для решения проблемных вопросов животноводства.
Материалы, методы и объекты исследования. В последние десятилетия в основном развиваются следующие биотехнологические направления: кормление животных; генетика и воспроизводство; улучшение здоровья животных; исследования на животных с целью лечения людей и создания новых фармацевтических препаратов. Рассмотрим подробнее эти направления.
Доходы от производства молока и мяса зависят от четырех основных факторов: генетической способности, программ кормления (рационов), здоровья стада, управления производством. Причем, как считают специалисты, лактация у коров зависит от генетики на 10%, от питания - на 50 - 60% и от условий содержания и систем ведения хозяйства - на 30 -40% [6]. Для улучшения генетики коров необходимо разрабатывать специальные программы кормления и ухода, чтобы животные могли воспроизводить весь свой унаследованный
потенциал. Рациональная программа кормления для молочного стада должна учитывать количество кормов, его качество и то, как и когда они должны поставляться.
Сбалансированное кормление необходимо для правильного функционирования иммунной системы и, как следствие, для поддержания здоровых и продуктивных функций животных. Технологии, используемые в кормлении животных, разнообразны. Развиваются знания о минеральном, белковым обмене, энергетическом и других процессах, на которых основывается кормление животных. В настоящее время активно разрабатываются технологии с последующим эффективным использованием специальных растительных концентратов. Биодобавки в скотоводстве оптимизируют руминальную ферментацию для улучшения всасывания питательных веществ, а также для использования сбалансированных рационов, которые не только влияют на продуктивность животных, но и на баланс окружающей среды.
Качество и количество кормов является ключевым фактором к получению высоких удоев молока. Все основные ингредиенты, необходимые коровам для производства молока (кроме воды), содержатся в сухом веществе корма. Высокое потребление сухого вещества приводит к высокому поступлению в организм питательных веществ и высокому выходу молока. Например, корова весом 550 кг с удоем 30 кг молока в день может съесть 3,7% сухого вещества от своей массы, что составляет около 20,4 кг/день. Крупная корова (650 кг) и с тем же производством молока в день может потреблять только 3,4% от массы тела (до 22,1 кг в день) [6]. Таким образом, зная содержание сухого вещества в корме, особенности его потребления, можно влиять на лактацию.
Целью использования биотехнологии в области воспроизводства является усиление размножения особей с превосходными генетическими качествами, что приводит к увеличению генетического прогресса рассматриваемых видов пород животных. Биотехнологии животных, связанные с размножением, способствовали значительному улучшению важных характеристик скота.
Методы, используемые с середины прошлого века, позволили использовать высококачественный генетический материал во всем мире. Первым инструментом в биотехнологии, применяемым для улучшения воспроизводства и распространения высшей генетики, было искусственное осеменение. В рамках репродуктивной биотехнологии можно упомянуть событие, когда в 1997 году исследователи Института Розалина в Шотландии объявили о клонировании овец из взрослой клетки путем множественной овуляции и трансплантации эмбрионов. В настоящее время успешно проводятся исследования по оплодотворению in vitro, секреции эмбрионов и криоконсервации. Полезность репродуктивной биотехнологии объясняется, главным образом, тем, что она позволяет увеличить интенсивность отбора без необходимости ограничиваться скоростью воспроизведения или длительным периодом генерации.
Размножение животных, генетика и разведение, введение искусственного осеменения продолжает свое практическое развитие в традиционном животноводстве. В этой области цитогенетика играет важную роль в мониторинге хромосомных аберраций у сельскохозяйственных животных с проблемами бесплодия. Использование молекулярных методов позволяет выполнять отбор превосходных индивидуумов, быстрое введение полезных генов в конкретную популяцию и генетическое улучшение, основанное на выборе генов. Идентификация пола эмбрионов также позволяет предварительно отбирать особей одного или другого пола в соответствии с целями программ отбора. С помощью этих инструментов проверяется эффективность методов воспроизведения. Генетическое улучшение предполагает получение животных с продуктивными качествами выше, чем у их производителей, более устойчивых к болезням или к экстремальным условиям окружающей среды.
В сфере ветеринарии основной целью программ исследований является охрана здоровья животных, снижение инфекционных заболеваний. Наличие статистических методов, компьютерных программ привело к лучшему пониманию и правильному принятию решений при определенных заболеваниях, особенно новых. Примером биотехнологий в ветеринарии является получение вакцин методами генной инженерии, путем индукции
микроорганизмов для формирования только необходимых и специфических иммуногенов для создания иммунитета к интересующему заболеванию. Таким образом, в вакцине используются только иммуногены, снижающие нежелательные побочные эффекты.
Кроме того, с развитием биотехнологии успешно внедряются гормоны роста крупного рогатого скота на переносчиках глюкозы в молочную железу, мышцы и жир коровы. Получать данные гормоны традиционными методами экономически не выгодно, поэтому были разработаны модифицированные, генетически измененные бактерии, которые производят гормон в соответствующих количествах.
Еще одним очень полезным открытием является использование живых дрожжей, которые в соответствующих концентрациях делают более эффективной работу микроорганизмов рубца и позволяют добиваться высоких удоев молока у крупного рогатого скота, а также получать лучшие приросты веса у молодых быков. Эти модифицированные дрожжи метаболизма являются весьма эффективными в снижении концентрации кислорода в рубце, они стимулируют рост анаэробных бактерий, продуцирующих клетчатку.
Большинство биотехнологий, используемых в области питания и выращивания животных, основаны на использовании микроорганизмов, как природных, так и полученных рекомбинантным путем, для изменения моделей пищеварения и переработки пищи, главным образом жвачных. С другой стороны, большое количество продуктов, обрабатываемых биотехнологиями, часто добавляют в корм для повышения эффективности животноводства. Это научные направления, которые востребованы в производстве.
Еще один важный момент, на котором следует остановиться, - это то, что с развитием скотоводства, а также с ростом взаимодействия между человеком и животными возникли новые ситуации риска для животноводства и поддержания здоровья животных. Это область, где биотехнология представляет собой фундаментальный инструмент, так как научные исследования предлагают новые разработки в диагностике, эпидемиологии и вакцинации. Данные вопросы имеют жизненно важное значение в секторе животноводства.
Результаты исследования. Фундаментальные исследования в области биотехнологий достаточно затратные, они требуют значительных инвестиций. Но, учитывая тот факт, что не каждое фундаментальное открытие может найти практическое применение и, следовательно, дать экономический эффект, предлагаем в первую очередь развивать те направления, для которых уже имеется определенная материально-техническая база и которые не вызывают сомнений в возможности их реального осуществления и получения экономического эффекта.
На основании опубликованных в специальной литературе материалов по развитию биотехнологий, текущего состояния животноводческого сектора, а также имеющегося научного потенциала в области биотехнологии мы предлагаем следующие первоочередные направления по дальнейшему развитию и совершенствованию биоиндустрии в животноводстве.
1. Увеличение производства молока за счет отбора животных через идентификацию и / или проверку маркеров, что влияет на такие качества животных, как продуктивность, улучшение усвояемости кормов, репродуктивные параметры, легкость отела, количество лактаций, профилактика заболеваний и др.
2. Улучшение фенотипов, связанное с искусственным оплодотворением, что позволяет получать телят, хорошо приспособленных к экологическим и фитосанитарным условиям конкретного региона.
3. Разрабатывать и совершенствовать отечественные репродуктивные технологии, такие как экстракорпоральное оплодотворение, перенос эмбрионов и определение пола спермы.
4. Дифференцировать продукты, получая увеличение добавленной стоимости за более качественную продукцию. Например, производство безопасного молока с высоким или низким содержанием жира, лактозы, с высоким уровнем содержания омега-3, с антиаллергенными свойствами.
5. Изменение питания животных, которое является ключом к эффективному преобразованию кормов в молоко за счет руминальной функции.
6. Разработка микробиологических тестов, позволяющих определять бактериальную флору рубца и устанавливать коэффициент конверсии пищи и образование загрязняющих веществ, как способ поддержания экологической составляющей. Кроме того, идентифицировать бактерии или штаммы с предполагаемыми пробиотическими свойствами (например, идентификация биологически активных соединений по протеомному анализу) для улучшения технологических процессов, а также для нормализации ферментативных процессов в преджелудках.
7. Профилактика и ранняя диагностика болезней за счет развития и внедрения методов количественной и качественной диагностики патогенов на основе молекулярной биологии при таких заболеваниях, как туберкулез, бруцеллез, чума, мастит, диарея и др., что обеспечит здоровье стада и гигиенические качества продукции.
В заключение можно отметить, что Россия находится в начальной стадии развития биотехнологии. К основным проблемам, препятствующим активному процессу их внедрения, можно отнести: недостаточную организацию исследований на государственном уровне; дефицит специалистов; малое количество специализированных научных и учебных центров.
Для активизации развития биоиндустрии можно рекомендовать следующее:
- максимально способствовать международному научно - техническому сотрудничеству, создавать совместные научные лаборатории и исследовательские центры;
- усилить участие российских специалистов в зарубежных проектах в области биологических исследований;
- внедрять новые инновационные образовательные программы, вводить новые специальности в высших учебных заведениях, тем самым формируя у молодежи интерес к освоению современных профессией.
Выводы. В секторе животноводства есть сильные стороны, такие как современная система контроля и мониторинга ряда заболеваний, внедрение высокотехнологического оборудования и др. Но высокие производственные затраты на корма и содержание животных, сложные климатические особенности являются существенным препятствием его развитию. Поэтому, как уже отмечалось, эффективное развитие современного производства, повышение его конкурентоспособности невозможно без внедрения передовых научных исследований, в том числе и в сфере биотехнологии.
Поэтому современные биотехнологии должны сочетаться с традиционными технологиями, которые уже внедрены и используются в хозяйствах. Это гарантирует учет базового уровня технического потенциала животноводческих предприятий и возможность получения стабильного дохода.
Литература
1. Википедия. Биотехнология. [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/ Биотехнология (дата обращения: 17.01.2019).
2. Никульников В. С. Биотехнология в животноводстве: учеб. пособие для студентов вузов/ - М.: КолосС, 2007. - 534 с.
3. Bremel R.D., Yom H.C., Bleck G.T. Alteration of milk composition using molecular genetics // J. Dairy Sci. - 1989. - V. 72. - Р. 2826-2833.
4. Fadiel A., Anidi I., Eichenbaum K. Farm animal genomics and bioinformatics: an update // Nucleic Acids Research. - 2005. - V. 33 - P. 6308-6318.
5. Комплексная программа развития биотехнологий в Российской Федерации на период до 2020 года (от 24 апреля 2012г. № 1853п-П8) [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/70068244 (дата обращения: 28.01.2019).
6. Жигачев А.И., Эрнст А. О накоплении груза мутаций в породах крупного рогатого скота при интенсивных технологиях воспроизводства и улучшения по целевым признакам: о новых подходах к оценке племенного материала, углубленного генетического анализа результатов селекции на основе достижений биотехнологии // Сельскохозяйственная биология. - 2008. - № 6. - С. 25-32.
Literatura
1. Vikipediya. Biotekhnologiya. [Elektronnyjy resurs] - Rezhim dostupa: https://ru.wikipedia.org/wiki/ Biotekhnologiya (data obrashcheniya: 17.01.2019).
2. Nikul'nikov V. S. Biotekhnologiya v zhivotnovodstve: ucheb. posobie dlya studentov vuzov. -M.: KolosS, 2007. - 534 s.
3. Bremel R.D., Yom H.C., Bleck G.T. Alteration of milk composition using molecular genetics // J. Dairy Sci. - 1989. - V. 72. - R. 2826-2833.
4. Fadiel A., Anidi I., Eichenbaum K. Farm animal genomics and bioinformatics: an update // Nucleic Acids Research. - 2005. - V. 33 - P. 6308-6318.
5. Kompleksnaya programma razvitiya biotekhnologij v Rossijskoj Federacii na period do 2020 goda (ot 24 aprelya 2012g. № 1853p-P8) [Elektronnyj resurs] - Rezhim dostupa: http://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/70068244 (data obrashcheniya: 28.01.2019).
6. Zhigachev A.I., Ernst A. O nakoplenii gruza mutacij v porodah krupnogo rogatogo skota pri intensivnyh tekhnologiyah vosproizvodstva i uluchsheniya po celevym priznakam: o novyh podhodah k ocenke plemennogo materiala, uglublennogo geneticheskogo analiza rezul'tatov selekcii na osnove dostizhenij biotekhnologii // Sel'skohozyajstvennaya biologiya. - 2008. - № 6. - S. 25-32.
УДК 636.52/.58:579.62:571.27 DOI 10.24411/2078-1318-2019-11107
Аспирант А.В. ДУБРОВИН
(ФГБОУ ВО СПбГАУ, ООО «БИОТРОФ+», dubrovin@biotrof.ru)
Канд. биол. наук Л.А. ИЛЬИНА (ФГБОУ ВО СПбГАУ, ООО «БИОТРОФ+», ilina@biotrof.ru) Канд. ветеринар. наук О.Б. НОВИКОВА (ВНИВИП - филиал ФНЦ «ВНИТИП» РАН, ksuvet@mail.ru)
ВЛИЯНИЕ КОРМОВОЙ ДОБАВКИ НА ОСНОВЕ ЭФИРНЫХ МАСЕЛ НА ЯИЧНУЮ ПРОДУКТИВНОСТЬ И ИММУННЫЙ ОТВЕТ КУР-НЕСУШЕК ПРИ ЗАРАЖЕНИИ ЭПИЗООТИЧЕСКИМ ШТАММОМ SALMONELLA ENTERITIDIS
Известно, что здоровье и продуктивность птицы во многом зависят от состояния пищеварительной системы. У сельскохозяйственных животных и птиц слизистая оболочка кишечника формирует большую поверхность контакта с внешней средой и представляет собой основные ворота для проникновения антигенов [1]. Одна из наиболее распространённых инфекционных болезней в птицеводстве в Российской Федерации - это сальмонеллез, вызываемый бактериями рода Salmonella. Данный микроорганизм также нередко ассоциируется со вспышками болезней пищевого происхождения и у людей [2]. Патологический процесс, вызванный некоторыми видами сальмонелл, инициирует у макроорганизма экспрессию генов, в том числе цитокинов (IL-1ß, IL-6, IL-17, IL-22), которые составляют основу системы врожденного иммунитета и способствуют развитию воспалительной реакции. Важную роль в контроле сальмонеллеза играют также антимикробные пептиды дефензины [3], которые подразделяются на два основных класса: а-дефензины и ß-дефензины. У птиц были обнаружены только ß-дефензины, аналогами которых являются галлинацины: Gal-1, Gal-1a, Gal-2, Gal-4 и др. [4]. Известно, что дефензины обладают антимикробными свойствами в отношении грамотрицательных и грамположительных бактерий, грибов и ряда вирусов [5] и способны стимулировать приобретенный иммунный ответ против патогенов. Однако целостного представления о формировании иммунного ответа у птицы в ответ на поражение патогенными сальмонеллами до сих пор не сформировалось.
В последние годы научно доказано [6,7], что достойной альтернативой применению антибиотиков могут стать эфирные масла и препараты на их основе. Один из таких примеров - кормовая добавка Интебио®, основанная на смеси натуральных эфирных масел, которые в
