close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

39.Сельскохозяйственная биология №6 2007

код для вставкиСкачать
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ
БИОЛОГИЯ
СЕРИЯ
БИОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ
НАУЧНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ
Основан в январе 1966 года
Серия выходит три раза в год
6
ноябрь — декабрь
2007
МОСКВА
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
РЕДАКЦИОННЫЙ СОВЕТ
Л.К. ЭРНСТ — председатель
Р.М. АЛЕКСАХИН, В.А. БАГИРОВ, Е.М. БОРИСОВА, Е.С. ВОРОНИН, И.А.
ЕГОРОВ, Н.А. ЗИНОВЬЕВА, Б.Д. КАЛЬНИЦКИЙ, В.М. КОСОЛАПОВ, Г.Ю.
ЛАПТЕВ, А.Н. ПАНИН, А.Я. САМУЙЛЕНКО, К.Г. СКРЯБИН, А.М.
СМИРНОВ, И.Е. УГРЮМОВА (зам. главного редактора), Ю.Н. ФЕДОРОВ, Л.М.
ФЕДОРОВА (главный редактор), В.И. ФИСИНИН, Н.С. ШЕВЕЛЕВ
EDITORIAL BOARD
L.K. ERNST - Chairman of the Editorial Board
R.M. ALEKSAKHIN, V.A. BAGIROV, E.M. BORISOVA, E.S. VORONIN,
I.A. EGOROV, N.A. ZINOV’EVA, B.D. KALNITSKY, V.M. KOSOLAPOV, G.Yu.
LAPTEV, A.N. PANIN, A.Ya. SAMUILENKO, K.G. SKRYABIN, A.M.
SMIRNOV, I.E. UGRYUMOVA (assistant editor-in-chief), Yu.N. FEDOROV, L.M.
FEDOROVA (editor-in-chief), V.I. FISININ, N.S. SHEVELEV
Журнал входит в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий в Российской Федерации (Перечень ВАК), в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой
степени доктора и кандидата наук (по зоотехническим и ветеринарным
специальностям, а также по биологическим наукам).
Научные редакторы И.Е. УГРЮМОВА, Л.М. ФЕДОРОВА
Компьютерный набор Л.А. ЗАГОРСКАЯ
Корректор М.Л. ГЕНИНГ
Адреса редакции
почтовый: 117218 Москва, ГСП-7, ул. Кржижановского, д. 15, корп. 2,
Россельхозакадемия, журнал «Сельскохозяйственная биология»
редакция расположена: Москва, ул. Тимирязевская, д. 42, ком. 256
Телефон/факс (495) 977-88-19
E-mail agr.biologia@mtu-net.ru
Учредитель — Российская академия сельскохозяйственных наук
Рег. №№01019 от 23 апреля 1992 года Министерства печати и информации РФ
Типография Россельхозакадемии, 115598 Москва, ул. Ягодная, д. 12
Формат 70Ч108 1/16. Печать офсетная. Заказ
© «Сельскохозяйственная биология», 2007
Цена 300 р.
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
На ветках чудесное кружево снежное,
Наряд на деревьях сверкающий…
Пусть новой удачей и новой надеждою
Порадует год наступающий!
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2007, № 6
Обзоры, проблемы, итоги
УДК 577.2:57.086.8
НАНОТЕХНОЛОГИИ В ИЗУЧЕНИИ РАБОТЫ ГЕНОВ
(обзор)
И.Я. ШИХОВ
Обсуждаются современные технологии микроскопирования, позволяющие напрямую наблюдать генные продукты в клетках, и в частности перспективы применения нанокристаллов —
квантум-дотов (QDs). Приведены материалы флуоресцентного микроскопирования ткани молочной железы овец, трансгенных по химозину. Эти данные сравниваются с результатами использования новых методических решений для визуализации в клетке продуктов синтеза на основе
флуоресцентных проб с наночастицами. Описаны другие способы повышения эффективности
микроскопирования при выявлении следов генной активности.
Ключевые слова: ген, клетка, квантум-дот, нанокристаллы, праймер, FISH (флуоресцентная in situ гибридизация).
Геном млекопитающих состоит из 60 000-80 000 генов, из которых
в среднем на клетку активно транскрибируется лишь одна треть (1). Из
общего пула мРНК около половины синтезируется в процессе экспрессии
небольшого числа генов с выходом от 10 000 до 100 000 копий мРНК каждого вида, 15 % представлено умеренно экспрессирующимися видами (в
пределах 1000-10 000 копий на клетку), остальное приходится примерно
на 10 000 разных видов мРНК с выходом от 1 до 1000 копий на клетку (2).
In situ гибридизация (ISH) с меченой пробой дает возможность наблюдать мРНК на клеточном и субклеточном уровне и является в определенном смысле ключевым способом изучения генной экспрессии (3).
Одна из задач исследований по
биотехнологии — распознавание трансгенов в клетках подопытных животных.
Если продукт чужеродного гена явно выражен, то даже обычные гистологические
методы могут дать информативную картину генной экспрессии. Так, у овец,
трансгенных по химозину, встроенному
под ?S1-казеиновый промотор (4), в альвеолах молочной железы довольно четко
Рис. 1. Флуоресцентная микроскопия
выявляются плотные сгустки молочного
гистосрезов молочной железы овцы,
секрета. Они как бы «створаживаются»
трансгенной по химозину. Стрелкой
отмечены участки секрета, измененпод действием рекомбинантного энзима
ного под действием рекомбинантного
и забивают просветы концевых отделов
химозина (разные оттенки желтого
секреторного органа (5). В результате
цвета; в контроле цвет флуоресценживотные теряют способность нормальции зеленый). Замороженные срезы
но лактировать. Это наглядно видно на
толщиной 15 мкм, окраска акридиновым оранжевым, рН 7,0; Ѕ10.
гистопрепаратах молочной железы, окрашенных акридиновым оранжевым, при
микроскопировании в УФ-свете (рис. 1).
На снимках (рис. 1) можно видеть «заполненные» плотным содержимым молочные альвеолы у трансгенной овцы (желтая флуоресценция
по сравнению с зеленой флуоресценцией в контроле, где содержимое молочных альвеол нормальной консистенции).
Однако не во всех случаях трансгенеза столь явно обнаруживается
3
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
генно-инженерный продукт. Тем более, что нередко трансген оказывает
блокирующее действие, обусловливающее так называемый эффект посттранскрипционного генного молчания (PTGS) или РНК-интерференцию
(РНК-и) (6, 7). В связи с этим представляет интерес изучение механизма
транскрипции и трансляции в клетках трансгенных организмов.
Когда исследователи имеют дело с исключительно малыми количествами транскриптомов, то требуются, соответственно, достаточно чувствительные методы детекции проб, выявляющие одиночные таргетные
мРНК. В различных прямых и непрямых методах анализа транскриптомов
используются синтетические РНК- и ДНК-пробы. Синтезированные олигонуклеотидные пробы наиболее приемлемы в расшифровке сплайсингпродуктов либо тесно связанных с ними последовательностей. Кроме того,
программированный дизайн и синтез олигонуклеотидных проб потенциально позволяет на транскриптомном уровне устанавливать местоположение большого числа мРНК на анатомических срезах.
Новые технологии микроскопирования, описанные во многих работах, позволяют напрямую наблюдать в клетках генные продукты, визуализировать пробы клеточных функций у трансгенных животных, составлять карты тканевой организации организмов (8).
Рис. 2. Cхема подготовки квантум-дот (QD) олигонуклеотидной пробы, стратегически меченной для применения в флуоресцентной гибридизации in situ (FISH).
Однако органические флуорофоры (флуоресцеин, родамин и др.),
обычно используемые для флуоресцентной ISH (FISH), характеризуются
относительно широким спектром эмиссии и значительным светобликовым эффектом, поэтому ограничены в применении по количественному
анализу сигнала.
4
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Значительные перспективы открываются в связи с применением
нанокристаллов — квантум-дотов (QDs). Эти нанокристаллы при облучении светом даже в широком спектральном диапазоне дают узкую специфическую полосу эмиссии с ярко выраженным пиком, характеризуются
длительным жизненным циклом флуоресценции и отсутствием фотобликов (9). Квантум-доты представляют собой полупроводниковые нанокристаллы размером от 1 до примерно 10 нм. Полупроводниковый материал
отбирается преимущественно из элементов II.B и VI.A групп периодической таблицы Менделеева, в частности используется селенид кадмия
(CdSe), сульфид кадмия (CdS), селенид цинка (ZnSe) и сульфид цинка
(ZnS). QDs могут состоять из одного вещества (например, CdSе или ZnS)
или из специфически построенных компонентов коровых конфигураций
(типа CdSe-ZnS). Характерно, что меньшие по размеру частицы дают свечение с меньшей длиной волны и наоборот. Так, QDs, представленные
CdSe-наночастицами с размером 2,8 нм, показывают флуоресценцию в
области 535 нм, тогда как CdSe-наночастицы с размером 5,6 нм имеют
эмиссию с максимумом 640 нм. PbSe-QDs с разным диаметром могут
флуоресцеировать в области, близкой к инфракрасной.
Схема подготовки меченых проб для FISH с использованием QDнанокристаллов приведена на рисунке 2.
При выборе люминофоров следует учитывать их свойства, влияющие
на обработку биообъекта и информативность полученного окрашивания.
Идеальные треА
B
бования к люминесцирующим материалам и их
смесям следующие: четкая
одноволновая или монораспространенная
узкая
световая эмиссия для
каждой индивидуальной
люминесцирующей субстанции; эмиссионный
C
D
спектр, который не зависит от возбуждающего
света в определенном
диапазоне длин волн возбуждения; единый источник света для всех люминесцирующих субстанций, используемых в смеси; отсутствие взаимодейРис. 3. Флуоресцентная гибридизация in situ (FISH) нейроствия (перехода энергий)
нов cубстанции Нигра среднего мозга мыши. А — c испольмежду флуоресцирующизованием метки QD 525; B — с QD 585; С — с использоми молекулами, то есть
ванием DAPI флуорохрома для выявления ядер клеток; D
— наложение сигналов DAPI и QD 525 + QD 585. Флуокаждая люминесцируюресцентный сигнал для DAPI и QDs определялся под
щая субстанция реагирумикроскопом Zeiss Meta 510 LSM с использованием диет на возбуждающий свет
од-405 синего лазера. Шкальная полоска — 20 мкм.
независимо от другой; отсутствие влияния матричного материала на эмиссионные свойства; хорошая
смешиваемость люминесцирующей субстанции с выбранной системой «матричный материал/растворитель»; легко доступная сменяемость интенсивности и длин волн спектра флуоресценции (10).
5
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Полупроводниковые нанокристаллы соответствуют большинству
из перечисленных требований и потому максимально пригодны для работ
с использованием множественной кодирующий оптической технологии в
применении к биоанализу.
Рисунок 3 иллюстрирует использование QD-нанокристаллов в
FISH-исследованиях нейронов среднего мозга мыши. Определяли мРНК
везикулярного моноаминного транспортера (переносчика) (Vmat2) . Применялась двойная метка FISH c использованием QD 525 и QD 585 олигонуклеотидных проб для окрашивания нейронов в SN (субстанция Нигра).
FISH сигнал на мРНК был получен только в цитоплазме при достаточно
низком фоновом шуме. Следует обратить внимание на комплексное наложение QD 525 и QD 585 сигнала и довольно чистую флуоресценцию DAPI
окрашенных ядер клеток (D).
In situ гибридизация используется для локализации специфических
последовательностей нуклеиновых кислот на клеточном уровне, однако
следует отметить относительно низкую чувствительность этого метода.
In situ обратная транскрипция—полимеразная цепная реакция (IS
RT-PCR) умножает чувствительность выявления таких локализаций, в том
числе и низкокопийных мРНК в клетке. Однако применимость метода
ограничена неспецифической амплификацией фрагментов вследствие
ложного прайминга и/или вовлечения в реакцию частично переваренных
остатков геномной ДНК. В последних работах неспецифическая фоновая
амплификация преодолевается посредством предварительной обработки
образцов рестриктазами перед перевариванием ДНКазой I (11).
Принципиально схему FISH RT-PCR можно представить следующим образом. На первом этапе (фиксация и заливка блока ткани) проводят пропитку в 2 % формальдегиде на фосфатно-солевом буфере (РBS) и
заливку в парафин с предварительной спиртово-хлороформенной обработкой. Далее выполняют микротомирование (толщина срезов 7-10 мкм) и
обработку образцов ткани ферментами — рестриктазами, ДНКазой, а затем РНК-обратной транскриптазой. После этого осуществляют мечение
флуорохромом праймера-5? для РСR (первый вариант) либо введение гаптенизированного dUТP для последующего флуорохромирования (второй
вариант). Следующий этап — термоциклирование и полимеризация генного фрагмента в цепной реакции (PCR). Для этого используется термоциклер MJR PTC-100 («MJ Research», Watertown, MA), оборудованный держателем стекол. Наконец, проводят бальзамирование образца и микроскопирование на конфокальном лазерном сканирующем микроскопе Zeiss LSM
510 (Германия) с аргонным и гелий-неоновым лазерами.
Праймер-шаблоны с присоединенными флуоресцентными красителями, например Су5, в РСR позволяют идентифицировать комплементарные мРНК под флуоресцентным микроскопом. Такие приемы помогают
увеличивать специфичность и ускорять детекцию клеточной мРНК и тем
самым расширять возможности метода в генодиагностике (11). Особое
значение в этих исследованиях имеет конфокальный лазерный сканирующий микроскоп Zeiss LSM 510, применение которого стало неотъемлемой
частью современных биотехнологических исследований, позволяющих
контролировать манипуляции на генном уровне (рис. 4).
Некоторые принципиальные особенности этого устройства следующие. Объектив микроскопа фокусирует лазерный луч на образце, являющемся источником флуоресценции. Флуоресцентный пучок собирается на детекторе, проходя через полупрозрачное зеркало. Эмиссионный
фильтр отбирает интересующие области спектра. Пинхоль (конфокаль6
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
ная апертура) расположен против детектора в плоскости, конъюгированной с фокальной плоскостью объектива. Свет, проходящий через эту
плоскость выше или ниже фокальной плоскости, выходит за фокус и не
попадает на пинхоль, в результате чего не участвует в формировании
изображения.
Особенностью конфокального лазерного сканирующего микроскопа по
сравнению с обычным является конфокальная апертура (или пинхоль), расположенная в плоскости, конъюгированной с промежуточной плоскостью изображения и, таким образом, с плоскостью объекта. В результате на детекторе
(фотоумножителе) регистрируется только
то, что прошло через пинхоль. Диаметр
пинхоля может быть различным, в идеале — бесконечно малым, и таким образом детектор улавливает точку (точковая
Рис. 4. Конфокальный путь луча при
лазерном микроскопировании: 1 —
детекция). Поскольку луч лазера сфокудетектор (фотоумножитель), 2 — эмиссирован на дифракционно ограниченсионный фильтр, 3 — пинхоль, 4 —
ное пятно, которое высвечивает только
дихроическое зеркало, 5 — растяжитель
точку объекта в данное время, то свелуча, 6 — лазер, 7 — объектив микроскопа, 8 — среда, 9 — фокальная плостящаяся точка и наблюдаемая точка
кость, 10 — определяемый объем; x и z
(точки объекта и изображения) форми— соответственно плоскость и глуруются в конъюгированной плоскости, то
бина анализа.
есть они фокусируются одна по отношению к другой, что и называется конфокальным путем луча (см. рис. 4).
В обычном световом микроскопе оптический переход «объект–
изображение» происходит одновременно и параллельно во всех точках.
Напротив, образец в конфокальном лазерном сканирующем микроскопе освещается способом «точка за точкой», то есть серийно, и физическое взаимодействие между лазерным лучом и светящимися элементами
образца (в том числе люминесцентными) также измеряется «точка за
точкой». Для получения информации о целом образце необходимо вести лазер через образец или двигать образец относительно лазерного луча — это процесс, известный как сканирование. Соответственно конфокальные системы осуществляют сканирование по точкам, а для получения изображения всего объекта подключается компьютерная цифровая программа.
Итак, мы попытались описать ключевые особенности новой технологии изучения работы генов в клетках и тканях живых организмов. Предоставляемые этими технологиями возможности составляют основу для
прорыва в исследованиях эффективности развития тех или иных признаков сельскохозяйственных животных. В частности, с помощью современной технологии детекции мРНК в клетках можно получить объективные
свидетельства функциональной активности интегрированных генов у
трансгенных животных, что во всех отношениях является одной из актуальнейших проблем биотехнологии в животноводстве.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
Л ь ю и н Б. Гены. М., 1997.
D i r k s R.W. RNA molecules lighting up under the microscope. Histochem. Cell Biol.,
1996, 106: 151-166.
7
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
3.
A n t e q u e r a F., B i r d A. Predicting the total number of human genes. Nature Genet.,
1994, 7: 345-346.
4. Г о л ь д м а н И.Л., Э р н с т Л.К., Б р е м Г. и др. Получение трансгенных овец —
продуцентов молока, содержащего физиологически активные белки, в условиях племенной фермы. С.-х. биол., 1994, 6: 46-53.
5. Ш и х о в И.Я. Структурные изменения в молочной железе трансгенных по химозину
овец. В сб.: Мат. конф. ВИЖ «ДНК-технологии». Дубровицы, 2001: 98-100.
6. B a s s B. Double-stranded RNA as a template for gene silencing. Cell, 2000, 101(3): 235-238.
7. F i r e A.Z., M e l l o C.C. The Nobel Prize in physiology or medicine 2006. http//nobelprize.org.
8. C h a n P.M., Y u e n T., R u f F. е.а. Method for multiplex cellular detection of mRNAs
using quantum dot-fluorescent in situ hybridization. Nucl. Acids Res., 2005, 33(18): 161.
9. P i n a u d F., M i c h a l e t X., T s a y J.M. е.а. Advances in fluorescence imaging with
quantum dot bio-probes. Biomaterials, 2006, 27(9): 1670-1687.
10. С h a n g S., Z h o u M., G r o v e r C.P. Information coding and retrieving using
fluorescent semiconductor nanocrystals for object identification. Optic Express, 2004, 12(1):
143-148.
11. K h e r R., B a c a l l a o R. Direct in situ reverse transcriptase-polymerase chain reaction
Am. J. Physiol.-Cell Physiol., 2001, 281: 726-732.
ГНУ Всероссийский НИИ животноводства
Россельхозакадемии,
Поступила в редакцию
31 мая 2007 года
142132 Московская обл., Подольский р-н, пос. Дубровицы,
e-mail: I_Shihov@mail.ru
NANOTECHNOLOGIES FOR INVESTIGATIONS OF GENE ACTIVITY
(a review)
I.Ya. Shikhov
Summary
This article presents the results of fluorescence microscopy of mammary gland tissue in
sheeps transgenic on chemosin. These data are comparing with new technical approaches for visualization in cell of synthesis products on the basis of fluorescence samples with nanoparticles.
Other methods for an increase of efficiency in study of products of gene activity by microscopy
were described also.
Новые книги
Ш е й к о И.П., Е п и ш к о Т.И. Генетические методы интенсификации селекционного процесса в свиноводстве. Жодино:
РУП «Институт животноводства НАН
Беларуси»», 2006, 197 с.
В монографии обобщены данные
литературы и результаты собственных исследований авторов, направленные на ускорение селекционного процесса в свиноводстве. Основное внимание уделено совершенствованию генетического потенциала свиней отечественных пород, созданию новых высокопродуктивных генотипов животных на основе методов популяционной генетики, иммуногенетики, биохимического полиморфизма и ДНК-технологий (маркерзависимой селекции).
Рассматривается роль искусственного и
естественного отбора в иммуногенетических процессах доместикации и породообразования. Охарактеризован аллелофонд
различных популяций свиней белорусской
мясной породы. Описаны характерные зависимости полиаллельных групп крови с
продуктивными качествами различных
пород свиней. Уделено внимание биохи-
8
мическим маркерам сыворотки крови, межпородной дифференциации различных популяций
свиней по трансферинам и гаптоглобинам. Дана
оценка возможности использования генетических резервов скрытой мутационной изменчивости в селекционной практике.
К о р с а к М.Н., М о ш а р о в А.С., П е с р я к о в А.П. и др. Экология. Уч. пос. /Под
ред. С.В. Белова. Изд. 2-е, исправл. М.: Изд-во
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007, 240 с.
В учебном пособии изложены основы
общей экологии. Описаны закономерности действия экологических факторов, особенности
экологии популяций, сообществ и экосистем.
Освещены основные экологические, абиотические, биотические, антропотехногенные факторы
среды, формы биологических отношений в сообществах. Рассматриваются биогеохимические
циклы важнейших биогенных элементов, способы адаптации организмов к различным условиям.
Обсуждаются принципы экологического мониторинга и нормирования, а также вопросы
влияния неблагоприятных экологических факторов на здоровье человека, глобальные экологические проблемы.
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2007, № 6
УДК 574.4/.5:575
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ КОМПОНЕНТА И УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ
АГРОЭКОСИСТЕМ
В.И. ГЛАЗКО
Обсуждается концепция устойчивого развития, центральной проблемой которого являются взаимоотношения эко- и агросистем. Конфликт между ними приводит к уменьшению биоразнообразия, что несовместимо не только с развитием, но и с устойчивостью таких систем. Увеличение их продуктивности и качества продукции определяется особенностями генетической
компоненты, основной вклад в которую вносят генофонды сельскохозяйственных видов животных и растений. Отмечается необходимость исследований этих генофондов с целью разработки
генетически обоснованных программ использования, совершенствования и сохранения внутривидового биоразнообразия сельскохозяйственных видов.
Ключевые слова: устойчивое развитие, агроэкосистемы, генофонды, биоразнообразие.
Термин «устойчивое развитие» (sustainable development) введен в
1989 году, более точный перевод этого словосочетания — «развитие, способное непрерывно поддерживаться». Главный смысл термина предполагает
развитие, не ставящее под угрозу жизнеобеспечение следующих поколений, и совместимость с экологической устойчивостью, под которой понимают, что объем вредных выбросов не превышает ассимиляционных возможностей природы, а скорость использования невозобновляемых ресурсов уравновешена их возмещением за счет замены возобновляемыми компонентами и т.д. Концепция развития включает также понятия «устойчивого роста», «устойчивого использования», признание ограниченности и
пределов использования ресурсов и т.д. Все эти понятия до сих пор остаются в значительной степени неопределенными, несмотря на широкое
обсуждение необходимости разработки подходов к достижению такого устойчивого состояния (1).
Агросфера — часть биосферы, которую человек использует для
сельскохозяйственного производства. В настоящее время агросфера вступила в очевидный конфликт со стабильностью биосферы. Так, пашней
занято 10, сенокосами и пастбищами — еще 20 % суши, во многих районах планеты ее ресурсы исчерпаны и дальнейшее увеличение доли агросферы невозможно, в некоторых странах уже сейчас доля агросферы превышает предел, совместимый с воспроизводством агроэкобиоценозов (1).
Однако народонаселение Земли увеличивается, растет и потребность в
продуктах питания.
Развитие сельскохозяйственных технологий и распространение их
на все континенты неизбежно уменьшает биоразнообразие. Продуктивность агроценозов уступает продуктивности и устойчивости естественных
экосистем. Без участия человека агроценозы зерновых и овощных культур
существуют не более года, многолетних трав — 3-4 года, плодовых культур — 20-30 лет. В агробиогеоценозах (например, пшеничного поля) складываются те же пищевые цепи, что и в природной экосистеме: продуценты (пшеница и сорняки), консументы (насекомые, птицы, полевки, лисы)
и редуценты (грибы и бактерии). Обязательное звено этой пищевой цепи
— человек, который создает каждый агроценоз и обеспечивает его высокую продуктивность, а затем собирает и использует урожай. В биогеоценозе первичная продукция растений (урожай) потребляется в многочисленных цепях питания и вновь возвращается в систему биологического круговорота. В агроценозе такой круговорот элементов резко нарушается, по9
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
скольку значительную их часть человек изымает с урожаем. По сравнению
с естественными биогеоценозами агроценозы имеют ограниченный состав
растительных и животных компонентов, не способны к самообновлению и
саморегулированию. Они подвержены угрозе гибели от массового размножения вредителей или болезней и требуют со стороны человека постоянной деятельности по поддержанию. При интенсивном использовании (агробиогеоценозы, занимающие 10 % территории, дают человечеству около
90 % пищевой энергии) по подсчетам специалистов в экосистемах, где
доминирует человек, теряется до трети первичной продукции, не говоря о
том, что современные сельскохозяйственные технологии ведут к разрушению почвы, загрязнению воды и т.д.
Фактором, существенно ограничивающим продуктивность сельскохозяйственных видов, являются болезни, распространение которых в значительной степени связано с особенностями ведения сельского хозяйства,
глобализацией использования небольшой части видового разнообразия,
распространением вместе с высокопродуктивными сортами и породами
новых для аборигенных представителей патогенов. Так, для 3-4 тыс. используемых человеком культурных растений известно около 30 тыс. видов
возбудителей, из которых 25 тыс. — грибы, 600 — черви-нематоды, более
200 — бактерии, более 300 — вирусы. Кроме того, их поражают сорняки,
насекомые-вредители, грызуны. В результате предуборочные, послеуборочные потери и потери при транспортировке и хранении в сумме в развитых странах достигают 40, а в развивающихся, по вполне понятным
причинам, превышают 50 % возможного урожая (2).
Другая существенная причина общей потери продуктивности сельского хозяйства — эрозийные процессы: за последние 100 лет деградация почв
вывела из пользования 27 % (2 млрд га) сельскохозяйственных угодий.
Процесс опустынивания охватил 19 % (около 30 млн км2) поверхности суши и распространяется на новые территории со скоростью 50 тыс.
км2 в год, представляя прямую угрозу сельскому хозяйству по меньшей
мере 150 стран. Принято считать, что 87 % ежегодного прироста пустынь
обусловлено антропогенным давлением на природу и только 13 % — естественными факторами. Именно в местах возникновения аграрной цивилизации (центрах доместикации) сейчас на земном шаре обнаруживается
наибольшая деградация почв, находятся современные пустыни и отмечается их последующий рост. Становится очевидным, что за 10 тысячелетий
существования сельского хозяйства имевшиеся технологии использования
земель исчерпали себя. Разрушение экосистем ускоряется увеличением поступления в окружающую среду веществ индустриального происхождения.
Бессознательная деятельность человека привела к тому, что возникла угроза уничтожения биосферы. Вызванный антропогенным воздействием темп вымирания видов превышает все, что известно на этот счет
из палеонтологической летописи (2, 3).
Наиболее опасна общая эрозия генофонда планеты. В обычных условиях каждый вид существует 1,5-2 млн лет, после чего либо исчезает, но
на смену ему приходит новый, либо трансформируется в более или менее
высокоорганизованный. В условиях техногенного давления современной
цивилизации этот процесс нарушен и его направленность изменилась: виды исчезают с необратимой быстротой. Вымерли (или близки к вымиранию) до 25 тыс. видов высших растений и более 1 тыс. видов позвоночных. Утрачены тысячи уникальных пород домашних животных (3). Катастрофический темп вымирания до ХХ века был неизвестен и не характерен для Земли. Компенсировать потери с такой же скоростью природа не
10
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
в состоянии, вследствие чего вид насильственно элиминируется и восстановить его невозможно. Кроме того, это влечет за собой вымирание всей
сопутствующей цепочки видов, что приводит к упрощению видового состава биосферы. Опустевшая экологическая ниша или не заполняется, или
ее занимает более примитивная группа. Генофондное разнообразие сужается, и со временем это теоретически должно привести к тому, что в природе останутся лишь виды, полностью зависящие от человека, и паразиты,
сопутствующие человеку, размножение которых уже не будет сдерживаться
природными антагонистами. Упрощение и обеднение суммарного генофонда биосферы снижает ее устойчивость как системы по отношению к
земным и космическим стрессирующим факторам. Это по принципу обратной связи неизбежно сказывается на человеческих популяциях. И в то
же время прямое и опосредованное разрушение генофонда происходит
главным образом именно под влиянием деятельности человека в разных ее
проявлениях, порожденных цивилизацией. Так, война есть экологическая
катастрофа, спрессованная во времени, период, ей предшествующий, —
экологическая катастрофа, растянутая во времени.
У отдельных исследователей и научных коллективов еще четверть
века назад начало складываться понимание опасности все убыстряющегося процесса эрозии генофонда и оскудения видового состава биосферы.
Выдвигались проекты создания хранилищ семян растений, а также соматических и половых клеток животных для предотвращения исчезновения
видов, сохранения возможности их восстановления в будущем, когда условия для этого станут более благоприятными.
Парадокс современной ситуации состоит в том, что научнотехнический прогресс углубляет кризис биосферы, поскольку человечество
предпочитает вкладывать средства в программы, направленные на удовлетворение своих сиюминутных потребностей, не думая о будущем. На каждого человека ежегодно добывают и выращивают примерно 20 т сырья,
которое при затратах энергии и воды (2,5 кВт и 800 т) перерабатывается в
конечные продукты массой 2 т, идущие на прямое потребление. То есть
90 % первоначально добытого сырья превращается в прямые отходы, а из
оставшегося конечного продукта в течение того же года — еще не менее
половины. Результат такого потребления — сокращение площади лесов,
опустынивание, эрозия и засоление почв, изменение состава газов атмосферы, сокращение числа и разнообразия видов животных и т.д. В индустриальный период к этому добавляются постоянные и аварийные физико-химические воздействия, приводящие к загрязнению природной среды
и способствующие росту социальной напряженности, заболеваемости,
стрессам и т.д. Экологические катастрофы могут принять необратимый и
невосстановимый характер. Пример этого — разрушение замкнутости геобиохимического цикла углерода (глобальное потепление): биота не поглощает его избыток из атмосферы, то есть перестала (или потеряла способность) компенсировать антропогенное давление, что, в свою очередь, меняет среду обитания человечества.
Необходимо подчеркнуть, что эти драматические изменения не сопровождаются решением проблемы голода. Достижения науки позволили
повысить мировое производство продовольствия на душу населения на
20 % и несколько поднять качество питания в развивающихся странах.
Прямое и косвенное душевое потребление зерновых колеблется в современном мире от 200 до 900 кг в год — в развитых странах урожай зерновых
потребляется главным образом в виде мяса, молока и яиц, у населения
стран третьего мира диета весьма скудная, 830 млн человек страдают от го11
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
лода. Предполагается, что к 2015 году около 2 млрд человек будут жить в
бедности.
Кроме явных, есть гораздо менее заметные, но не менее опасные
изменения в биосфере, ведущие к постепенной утрате способности компенсировать неблагоприятные антропогенные геофизические процессы,
что в конечном счете ведет к утрате структурной и глобальной устойчивости биосферы, то есть к ее гибели. К такого рода процессам экология относит истощение невозобновимых ресурсов, утрату биологического разнообразия, снижение биопродуктивности.
Биосфера планеты является суперорганизмом, где человечество –
лишь небольшая его часть. Между численностью отдельных видов и их
биологической активностью существует динамическое равновесие, сложившееся в ходе эволюции биосферы. Сейчас это равновесие нарушено.
Нарушен хрупкий почвенный покров (при освоении месторождений нефти,
газа, добыче каменного угля, цветных металлов и др.), происходит деградация и снижение биологического разнообразия растительного покрова. С
разрушением биоценозов и загрязнением их пестицидами, радиоактивными, химическими отходами нарушаются биохимические циклы и не остается места и условий для выживания обитающих в них животных и растений.
Как известно, популяции любых видов (бактерий, растений, животных), попав в благоприятные условия, увеличивают свою численность
по экспоненте. Когда численность превышает значение, соответствующее
биологической емкости среды обитания вида, среда истощается и разрушается. Наступает экологический кризис, в течение которого численность
популяции снижается до уровня, более низкого, чем уменьшившаяся емкость среды. За время коллапса среда постепенно восстанавливается, вслед
за этим возрастает численность популяции и она входит в фазу стабилизации, когда численность будет колебаться на уровне, определяемом возможностями среды. Человеческие популяции унаследовали эту биологическую особенность.
Ослабить конфликт человека с биосферой можно только путем сохранения генетического разнообразия видов, восстановлением тех из них,
чья структура нарушена, и созданием новых систем взаимодействующих
популяций. Прежние подходы к решению экологических проблем, когда
главное внимание уделяется только охране животного и растительного
мира, недостаточны, так как само воздействие человека не является внешним — оно включено в целостную систему. Становятся необходимыми
экономические расчеты эффективности планируемых природных мероприятий с учетом временных перспектив долгосрочного развития всей
биосферы (2, 4, 5).
В связи с тем, что биологическое разнообразие планеты исчезает с
угрожающей быстротой, особое значение приобретает новая область знаний — экологическая биотехнология (экобиотехнология), задачами которой является поиск и глубокое изучение факторов, влияющих на экосистемы и контролирующих генетическую изменчивость выживающих видов. Биологизация хозяйственной деятельности человека — важнейшее
условие принципиальной возможности формирования устойчивых агросистем и устойчивого развития в целом.
К настоящему времени удалось спасти и выпустить в природу
представителей некоторых исчезающих видов — популяции зубров, бизонов, аравийского орикса, белого носорога, лошади Пржевальского и ряда
других. Для большинства видов, разводимых в зоопарках, существует проблема, связанная с их численностью. Для таких популяций характерно
12
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
снижение жизнеспособности, уменьшение генетического разнообразия.
Это типично и для видов, сохраняющихся на специальных фермах (например, крокодиловые или черепаховые).
Нет сомнения, что усилия по спасению мест обитания и отдельных
видов должны предприниматься параллельно. Тем не менее, все большую
роль в вопросах сохранения биоразнообразия будут играть методы экобиотехнологии — долговременное сохранение генетической информации в
виде глубокозамороженных половых клеток, эмбрионов животных и растений, позволяющие восстанавливать и планировать их последующее существование в биогеоценозе. Это направление имеет принципиальное
значение, поскольку при создании охраняемых естественных биоценозов
нужно учитывать, что они могут изменяться во времени и необходимо
контролировать общую ситуацию, например неблагоприятное воздействие
со стороны соседних территорий.
В отдельную проблему выделяется сохранение пород сельскохозяйственных видов. Необходимо отметить, что одним из важных аспектов целенаправленного формирования устойчивого развития агроэкосистем является не только понимание роли генетической компоненты, но и поиск
эффективных способов управления ею. Увеличение продуктивности агроэкосистем, качество получаемой продукции определяются особенностями
генетической компоненты, основной вклад в которую вносят генофонды
сельскохозяйственных видов растений и животных. Важным звеном служит мониторинг различных эколого-географических регионов разведения
животных с неодинаковой антропогенной нагрузкой для определения скорости и прогнозирования изменений различных характеристик генофонда
под давлением экологических факторов.
Одна из загадок популяционной и общей генетики — то, что число
основных доместицированных видов животных и растений не увеличилось
за время существования аграрной цивилизации, и его не удается увеличить, несмотря на непрерывные попытки доместикации дополнительных
видов, которые продолжаются до сих пор. То есть те виды, которые были
доместицированы 10 тыс. лет назад, остаются основой современной аграрной цивилизации. Наглядным примером служат зоопарковые виды и
древний опыт дрессировки диких животных. Из видов растений основных,
как и 10 тыс. лет назад, два — пшеница и рис, животных — шесть: козы,
овцы, свиньи, лошади, крупный рогатый скот и куры. Иными словами, из
этого следует, что способность к доместикации — уникальная видовая характеристика, которая редко встречается в имеющемся видовом многообразии многоклеточных организмов. Есть основания предполагать, что доместикации крупных млекопитающих препятствуют проблемы с обеспечением животных соответствующего вида необходимой пищей; достаточно
медленный рост и длительный репродуктивный цикл животных относительно человека; высокая скорость движения по сравнению с человеком;
неспособность к размножению в неволе; отсутствие у вида социальной
иерархии (отсутствие лидера); склонность к панике и стрессам при контакте с человеком; сниженная способность к адаптации к изменяющимся
условиям окружающей среды.
Из перечисленного понятно, что практически все причины тесно
связаны с поведенческими особенностями самого человека. Это позволяет
предположить, что способность к доместикации у вида определяется наличием в его генофонде предрасположенности, условно говоря, к симбиотическим взаимоотношениям с человеком, из чего следует, что обеднение
генофондов доместицированных видов при исчезновении пород и сортов
13
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
сопоставимо с деградацией почв, заменить которые нечем. С такой позиции необходимость сохранения генофондов доместицированных видов
представляется основой аграрной цивилизации. И если задача пополнения
генофондов культурных растений близкородственными дикими видами в
центрах происхождения теоретически возможна (хотя бы на основе коллекций, начало сбора которых было положено экспедициями Н.И. Вавилова), то обогащение видовых генофондов сельскохозяйственных видов
животных дикими близкородственными формами практически исключено
прежде всего из-за исчезновения диких предковых видов. Именно этим
обстоятельством объясняется возросший во всем мире интерес к генофондам аборигенных пород животных, поскольку исчезновение породы является фактом обеднения генофонда соответствующего вида. Процесс снижения внутривидового генетического разнообразия, в первую очередь, касается сельскохозяйственных видов животных в связи с вытеснением и
утратой аутохтонных, высокоадаптированных к локальным условиям разведения пород. Их сохранение необходимо, поскольку постоянно меняются требования к сельскохозяйственным видам (новые виды продуктов питания, их себестоимость и т.д.), изменяются технологические условия в
животноводстве (механизация), гигиенические и экологические требования (новые болезни, вакцины, факторы окружающей среды). Практически
каждая аутохтонная порода или сорт — это генофондный резерв, содержащий ряд потенциальных возможностей, использование которых пока не
представляется необходимым, но может понадобиться в будущем. Такие
признаки аутохтонных пород, как приспособленность к местным условиям
воспроизводства, устойчивость к биотическим и абиотическим факторам
экологического стресса, легкость отелов, крепкая конституция, плодовитость, могут найти применение при создании новых пород, приспособленных к меняющимся технологиям и условиям воспроизводства. Изучение генофонда аутохтонных пород необходимо для поиска генных ассоциаций, связанных с отсутствием нежелательных негативных корреляций
между разными характеристиками продуктивности, наличием устойчивости к широкому спектру экологических факторов, что в дальнейшем может быть использовано в селекции.
Важно подчеркнуть, что чем интенсивнее животноводство, тем
сильнее межпородная конкуренция, в результате которой породный состав
обновляется. Так, за последние 80-100 лет в мире исчезло 150 пород, из
них 30 — крупного рогатого скота, 80 — овец, 30 — лошадей, 10 — свиней. Расширение ареала лучших пород привело к резкому сокращению
поголовья и поставило под угрозу исчезновения многие местные породы.
По данным Европейской ассоциации животноводов, в Европе при
обследовании 1200 пород установлено, что 200 пород не доживут до середины XXI века, а 70 % пород находятся на грани исчезновения. Аналогичное
положение в странах бывшего СССР: из 19 аборигенных пород крупного
рогатого скота численность 13 доведена до критического предела. Очевидно, что ограничение генофонда всего вида Bos taurus в таком масштабе недопустимо, поскольку не только ставит сам вид в перспективе под угрозу
исчезновения, но и блокирует возможности дальнейшей селекционной работы, связанной с появлением новых требований к хозяйственно ценным
признакам и быстрыми изменениями экологической обстановки.
Таким образом, в настоящее время очевидно развитие глобального
экологического кризиса, ведущими факторами которого является исчерпанность в глобальном масштабе возможностей почв для устойчивого
дальнейшего развития аграрной цивилизации и сужение биоразнообразия,
14
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
уменьшение которого несовместимо с устойчивым развитием. Причем само уменьшение биоразнообразия в биосфере имеет два аспекта: с одной
стороны, уменьшение биоразнообразия диких видов ускоряет деградацию
почв, с другой — уменьшение внутривидового разнообразия доместицированных видов снижает возможность их адаптации к текущим процессам.
Иными словами, лимитирующим фактором устойчивого развития агроэкосистем является сокращение биоразнообразия. Сельскохозяйственные
виды животных и растений являются частью генофонда биосферы, непосредственно связанной с генофондом человека, уникальность которой заключается в способности к «симбиозу» с человеком. Сокращение их биоразнообразия неизбежно снижает устойчивость всей агросферы, включая
принадлежащего к ней человека. И если уменьшение внутривидового разнообразия культурных растений в какой-то степени можно было бы компенсировать генофондами диких близкородственных видов, то для животных такой источник генетического разнообразия все менее и менее вероятен в связи с уменьшением разнообразия диких видов. Программы по сохранению биоразнообразия конкретных видов требуют особого внимания
к решению вопроса о выборе исходного материала, нуждающегося в целенаправленном сохранении. Такой выбор возможен при наличии информации об имеющихся ресурсах вида, о его генофонде. Сама подготовка к консервации групп организмов тем или иным методом требует детальных генетических исследований своеобразия генетической структуры группы, а также изучения генетических последствий использования соответствующих
биотехнологических методов их сохранения. Современные методы молекулярной генетики и нанобиотехнологий позволяют разрабатывать такие программы, но их реализация ограничивается недооценкой фактора времени
для сужения биоразнообразия и его глобальных последствий.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
5.
Г л а з к о В.И. Генетически модифицированные организмы: от бактерий до человека.
Киев, 2002.
Ж у ч е н к о А.А. Адаптивная система селекции растений. М., 2001, т. 1, т. 2.
Динамика популяционных генофондов при антропогенных воздействиях /Под ред. Ю.П.
Алтухова. М., 2004.
Б а у т и н В.М. Инновационная деятельность в АПК. М., 2006.
Г л а з к о В.И. Агроэкологический аспект биосферы: проблема генетического разнообразия. Киев, 1998.
ФГОУ ВПО Российский государственный аграрный
университет — Московская сельскохозяйственная
академия им. К.А. Тимирязева,
Поступила в редакцию
6 июня 2007 года
127550 г. Москва, ул. Тимирязевская, 49,
e-mail: vglazko@yahoo.com
GENETIC UNIT AND SUSTAINABLE DEVELOPMENT OF
AGROECOSYSTEM
V.I. Glazko
Summary
The author discussed the conception of sustainable development which has as a central
problem the interrelations between eco- and agrosystem. The conflict between these systems results in
the reduction of biovariability that is incompatible not only with development but with stability of such
systems. Its increasing and quality of production are determining by features of genetic unit, and here
the genofonds of agricultural species of plants and animals make principal contribution. The author
marks the barest necessity of studying these genofonds for a development of genetic grounded programs
of the use, the perfection and the conservation of intraspecies biodiversity of agricultural species.
15
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2007, № 6
УДК 636:575.144.015.3.
СОВРЕМЕННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОНЯТИЯ «ПОРОДА»
Н.С. МАРЗАНОВ, Ф.К. АПИШЕВА, Л.К. МАРЗАНОВА,
Ю.В. САМОРУКОВ, Р.М. КЕРТИЕВ
Обсуждается современная характеристика понятия породы. Предлагается классификация пород, оценка их генетической структуры. Рассмотрены некоторые биологические особенности пород и видов сельскохозяйственных животных. Приводится материал видового и породного
разнообразия в России, анализируются тенденции развития животноводства, принципы сохранения биоресурсов животных.
Ключевые слова: порода, животное, биоразнообразие, ген, генетические маркеры.
Исследования биоразнообразия сельскохозяйственных животных
показывают, что около половины генетических различий внутри каждого
вида обусловлены на уровне породы. Поэтому ключевым вопросом сохранения генетических ресурсов становится вопрос сохранения породного
многообразия (1-3). Среди основных направлений изучения и эффективного использования генетических ресурсов сельскохозяйственных видов
животных следует выделить оценку статуса пород или популяций и необходимости их сохранения; исследование и анализ биоразнообразия пород
и популяций с использованием ДНК-технологий, биохимических и морфологических (фенетических) маркеров, выявление ценных генетических
комплексов; обязательную генетическую паспортизацию отечественных и
завозимых зарубежных пород и популяций сельскохозяйственных видов на
основе генетических и фенотипических данных; исследования по частной
генетике сельскохозяйственных видов и пород животных; создание компьютерной базы данных по локальным и широко распространенным породам Российской Федерации; разработку методов сохранения генетических ресурсов пород; разработку теоретических и прикладных аспектов
управления отечественными биоресурсами, в том числе на региональном
уровне и конкретно в определенном регионе.
В каждой породе есть признак, важный в селекционном плане и
отличающий ее от других консолидированных групп животных. Эти ценнейшие свойства обусловлены различными ассоциациями, или блоками,
генов. Безусловно, потеря пород будет означать утрату уникальных породных генных ассоциаций, что неотвратимо приведет к обеднению отечественного и мирового генофонда домашних животных, агроэкосистем, потере генетической изменчивости — основы для устойчивого развития животноводства.
Большое число объектов, нуждающихся в сохранении, ставит
проблему выбора, что предполагает проведение оценки пород — кандидатов на сохранение. Основными критериями для определения приоритетов
сохранения биоресурсов являются: угроза полного исчезновения; уникальность генотипических и фенотипических характеристик; адаптационная
способность и резистентность к заболеваниям; особые условия окружающей среды, где была создана порода; ее экономическое значение.
Существует ряд характеристик и определений понятия «порода» (46). В излагаемых материалах нет сомнения по поводу этого определения.
Тем не менее, с точки зрения достижений современной зоологической и
зоотехнической науки требуется его соответствующее переосмысление.
Мы считаем, что порода — это совокупность животных, созданных чело16
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
веком, которые формируют отдельный подвид, обладают одинаковыми,
стойко наследуемыми морфологическими признаками в поколениях и
имеют определенный ареал (формулировка доработана по сравнению с
приводимой ранее) (3).
Особое значение в этом определении уделяется месту породы в
зоологической иерархии, то есть ее выделению в подвид: порода действительно может считаться полноценной зоологической структурой в том случае, если у нее будут отличные от других признаки (морфологические, например масть, телосложение, длина конечностей, форма головы, рогов,
ушей, сережек в области шеи, хвоста, наличие или отсутствие шерсти, качество шерсти и шкуры, плодовитость и т.д.), стойко передающиеся потомству. Вместе с тем исключаются неизменность и полная гомозиготность, хотя
инбридинг при чистопородном разведении абсолютно неизбежен.
Порода — это своего рода единство непохожих индивидуумов, дающих определенную продукцию, сочетание гомозиготности целого при гетерозиготности частного. В то же время порода представляет собой не смесь
генотипов, а цельную, упорядоченную генетическую систему, способную
при необходимости и соответствующих условиях совершенствоваться и изменяться в нужном направлении в силу определенной пластичности. Создание новых пород животных — один из процессов внутривидовой дивергенции, то есть микроэволюции, и принцип эффективного использования
сельскохозяйственных животных. Любой эволюционный фактор базируется
на обеспечении равновесия между новыми вовлеченными генами и сложившейся в популяции генетической структурой, адаптации вновь образовавшихся генных комплексов к условиям внешней среды.
Своеобразие упорядоченности генотипов в породе показано на основе анализа большого объема фактического материала и использования
современных методов. Характеристика пород по генетическим маркерам
выявила особенности структур локусов маркирующих систем. Так, у пород
овец тексель и романовская характерной особенностью является отсутствие антигенов А системы групп крови. У пород североказахстанской
кроссбредной, опаринской и бозах комбинирование аллелей по локусу
трансферина свидетельствует о неконсолидированности исследованных
популяций. Выявленный эффект «бутылочного горлышка» свидетельствует
об использовании небольшого числа производителей-основателей у грозненской и карачаевской пород овец (7).
Приведенные данные показывают, что у древних или стародавних
пород происходило однотипное неслучайное формирование генофонда в
результате многолетней деятельности человека. Подобный результат также
является следствием взаимодействия искусственного отбора, формирующего интеграцию в генотип породы определенных генных комплексов, и
естественных эволюционных процессов.
Порода, в первую очередь, — сложное биологическое явление,
группа животных с определенными признаками, выведенная человеком на
основе использования в качестве исходного материала как сельскохозяйственных животных, так и диких видов. Любая порода как средство производства создавалась в течение длительного времени с учетом потребности человека (получение определенной продукции — молока, мяса, шкуры, как источник тягловой силы или культовое животное). На специализацию и формирование породы большое влияние оказывала географическая среда. Особенно четко это прослеживается на примере изученных
нами пород овец. Так, эдильбаевская, лезгинская, массивные курдючные
породы создавались для степных регионов; карачаевская, тушинская, ан17
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
дийская — для предгорных и горных районов Северного Кавказа и Закавказья; финский ландрас и романовская высокоспециализированные породы — фактически для лесостепных и лесных зон с долгими зимами.
Многоплодие у породы финский ландрас и романовских овец в условиях продолжительной зимы позволяло более эффективно использовать
коровье или козье молоко, получать дополнительно баранину, однотипные
шкуры и шерсть для изготовления теплой одежды. Многоплодие как биологическое явление у пород и вида Ovis является своеобразным генетическим дефектом. В силу особенностей строения вымени овца чаще всего
может прокормить только двух ягнят. Безусловно, это создает определенные проблемы с разведением многоплодных овец, что хорошо иллюстрирует пример разведения многоплодной мериносовой породы боорола в условиях не только самой Австралии, но и некоторых стран Европы. Для этой
породы при высокой плодовитости характерны слабые материнские инстинкты у овцематок, низкая молочная продуктивность, частые маститы. В
настоящее время в Великобритании проводятся работы по получению «коровообразных» животных с четырьмя функционирующими долями вымени.
Принцип разведения животных конкретной породы состоит в поддержании внутрипородного биоразнообразия, сохранении и рациональном
использовании для получения максимального количества требуемой продукции. Чаще всего с этой целью применяются различные методы селекции: создаются отродья, породные группы, типы, линии, семейства. Дифференцируя породу на определенные, зачастую «тупиковые» и вместе с
тем эффективные по хозяйственным признакам структурные единицы,
человек мог проводить межлинейные и другие скрещивания. Любая внутри- и межпородная дивергенция, которой соответствует изменение зоологической или производственной классификации, прежде всего является
результатом умственной деятельности человека.
Главная задача зоологической или производственной классификации — облегчение работы с породами через систему племенных и технологических мероприятий. Породы могут быть молодыми (красно-пестрая,
СМ1), старыми (ярославская, холмогорская, симментальская, швицкая,
карачаевская), стародавними (калмыцкая, якутская, андийская) и древними (ахалтекинская и арабская, зебу, императорские породы свиней Китая). Различают породы с широким ареалом разведения (черно-пестрая),
региональные (костромская), межрегиональные (калмыцкая) и локальные,
или аборигенные, (якутская).
По данным ФАО, порода считается полноценной в том случае, если в ней представлено 1000 и более женских особей и 20 производителей.
В Государственном реестре селекционных достижений, допущенных к использованию в Российской Федерации, приводится 392 породы, 94 типа,
125 кроссов и 147 линий 45 видов сельскохозяйственных животных (8).
Какие из них являются настоящими породами, обладающими комплексом
отличительных особенностей, какие утрачены, а с какими требуется продолжить селекционную работу — все это, по нашему мнению, должно
быть тщательно проанализировано по фактическому состоянию пород в
хозяйствах. Ведь, к сожалению, ни одна порода в нашей стране не застрахована от исчезновения. Как нам видится, необходим комплекс мероприятий на государственном и региональном уровнях, позволяющих однозначно определять утрату породы или перекрытие одной породы другой.
В этой связи предлагается следующая классификация отечественных пород различных видов (9) (на основании определений ФАО с некоторыми сформулированными нами уточнениями).
18
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
И с че зн у вша я . Порода относится к этой группе, если в перспективе нет возможности ее восстановления (отсутствуют живые производители, их семя, самки, ооциты, эмбрионы). Классический пример — красная тамбовская и юринская породы крупного рогатого скота, опаринская
порода овец.
Кр ит и че ска я. Порода имеет этот статус при числе женских особей меньше 100, самцов — не более 5 гол. либо при размере популяции
больше 100 гол. При этом численность животных уменьшается, а доля чистопородных самок составляет менее 80 %. Яркий пример — серая степная
порода крупного рогатого скота, породы овец горьковская и ромни-марш.
В ыз ы вающа я опа сен ие . В этом случае число женских особей
— от 100 до 1000 гол., самцов — от 6 до 20 гол. При этом численность
животных уменьшается, а доля чистопородных самок составляет менее
80 %. Пример — истобенская порода крупного рогатого скота.
Кр ит и че ски по дде р жи вае ма я . В эту категорию попадают породы с угрозой сокращения и последующего исчезновения. У них число
женских особей — от 1000 до 5000 гол., общее число производителей —
менее 20 гол. (тушинская порода овец, все породы коз).
Под дер живае ма я. Для пород этой группы характерно число женских особей от 5000 до 10 000 гол., общее число производителей — от 20
гол. Существуют и активно выполняются программы по разведению таких
пород, поддерживаемые научными центрами.
Но р маль на я. В породе число женских особей более 10 000 гол.,
популяция имеет тенденцию к увеличению, а доля чистопородных животных составляет 100 %. Общее число производителей — более 20 гол. К
этой группе относятся черно-пестрая, красно-пестрая, симментальская
породы крупного рогатого скота, практически все породы тонкорунных и
полутонкорунных овец.
Может быть, повторимся, нужны государственные программы по
типу европейского проекта «Биоразнообразие». В связи с этим необходимы организационные мероприятия, долгосрочные экспедиции по местам
разведения пород, ведение конкретного учета, работа со специалистами на
местах, реализация породоведческих мероприятий, регулярные тематические конференции, создание банка семени и эмбрионов, генетическое
маркирование, широкое освещение состояния проблемы не только в научной литературе, но и в средствах массовой информации. Требуется активизировать исследования по проблемам гибридизации и гетерозиса для
ведения селекционно-племенной работы на современном уровне. В целом
в научных, организационных и финансовых вопросах следует обращать
больше внимания на животноводство и состояние пород, поскольку животноводство — это породы.
В основном разводимые на территории России современные породы сельскохозяйственных животных представляют собой синтетические
образования (10). Все локальные породы практически уничтожены или
подвергнуты бессистемным скрещиваниям, от некоторых осталось только
название. Особенно это касается всех генеалогических корней крупного
рогатого скота, свиней, птицы, тонкорунных и полутонкорунных пород
овец. Исключением является дагестанский горный скот, калмыцкая, якутская породы крупного рогатого скота, хотя и в них встречаются гены других пород (11).
Постоянный ввоз животных из-за рубежа привел к созданию массива однотипных животных. В Европе 70 % пород животных эрозированы,
то есть характеризуются ослаблением конституции, низкой оплодотворяе19
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
мостью, появлением уродств, наследственными заболеваниями (12, 13).
Как следствие, аналогичная ситуация складывается с породами в нашей
стране. Пренебрежительное отношение к объективным законам природы
вызывает прогрессирующую эрозию генофонда отечественных пород животных. Темпы сокращения генетического разнообразия приняли настолько серьезный характер, что увеличение численности животных той или
иной породы не в состоянии сдержать интенсивность этого процесса. Генетическими исследованиями установлено, что за последние годы полиморфизм по числу аллелей В-локуса групп крови в популяции симментальской породы сократился на 15-20, черно-пестрой — на 30-35, ярославской — на 35-40, холмогорской — на 40-45, а айрширской — на 50-60 %.
При этом за последние годы численность животных айрширской и чернопестрой пород в нашей стране увеличивалась (5).
Известно, что в странах с развитым животноводством генофонд
используемых пород в ряде случаев характеризуется узким спектром генетической изменчивости. Однако необходимо учитывать, что в этих
странах генофонд специализирован на производство продукции определенного вида и качества при оптимальных условиях кормления, содержания, технологиях ведения животноводства. Вместе с тем в условиях
нашей страны и большинства стран СНГ генетическое разнообразие в
популяциях животных, обеспечивая необходимую степень гетерозиготности, способствует повышению их жизнеспособности. Замечено, что животные с высокой гетерозиготностью по локусу DRB3 и другим системам
главного комплекса гистосовместимости (BoLA) меньше болеют лейкозом (14). Все это позволяет нам заявить, что определение «генотип животного» в условиях жесткой селекционной работы и влияния окружающей среды требует более широкого понимания: это не только совокупность генов организма, но и степень гетерозиготности как потенциал по
основному направлению продуктивности.
Исследования овец породы тексель по семи системам групп крови
(A, B, C, D, M, R, I) и трем полиморфным белкам (трансферин, преальбумин, гаптоглобин) показали, что достоверно высокую продуктивность
имели особи с числом гетерозиготных генотипов более 3 на одну голову,
или степенью гетерозиготности выше 40 % (p < 0,001). При этом не отмечали зависимость между молочной продуктивностью и сочетанием какихлибо конкретных аллелей исследованных систем. Скорее всего наблюдаемый эффект обусловлен исторически сложившимся комплементарным
взаимодействием структурно и функционально связанных комплексов генов, которое достигается в результате редкого сочетания подходящих друг
другу родительских генотипов (15).
Поскольку овцы породы тексель очень чувствительны к легочным
заболеваниям, провели также серологическое обследование поголовья на наличие антител к вирусу диареи (n = 115) и установили широкое распространение инфекции. Титр сывороточных нейтрализующих антител к антигенам вируса диареи варьировал от 1:4 до 1:256. Отмечено влияние полового
диморфизма на титры антител: у баранов они были в 2-3 раза ниже, чем у
овцематок. О широком распространении инфекции свидетельствовал высокий уровень серопозитивности к возбудителю данного заболевания.
Из 11 исследованных локусов наиболее полиморфными оказались
В- и TF-системы. Число реактивных особей, гомозиготных и гетерозиготных по локусам трансферина, оказалось одинаковым, из них на типы СС
и ВС приходилось 80,6 %, однако не выявлено конкретной связи между A,
В, С, D аллелями и титром антител в сыворотке крови, что говорит об от20
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
сутствии какой-либо корреляции между иммунореактивностью и наличием аллелей трансферина и В-системы.
Порода тексель является главным источником возбудителя скрепи
и ряда генетических дефектов (выпадение матки, чувствительность к легочным заболеваниям). Есть мнение, что с возбудителем скрепи связано
возникновение коровьего бешенства. В Европе начато тестирование овец
на устойчивость к скрепи, однако в ЕЭС заявили о необходимости дальнейших исследований влияния устойчивого гомозиготного генотипа АRR
по PrP-белку на другие признаки. Вместе с тем недавно выявлен норвежский тип возбудителя скрепи, который встречается у 25 % «здоровых» животных. В этой связи мы считаем разведение отечественных пород овец,
адаптированных к местным условиям, предпочтительным. В случае необходимости завоза той или иной породы необходим анализ ее формирования, положительных и отрицательных качеств не только по продуктивным
показателям, но и с учетом требований ветеринарной генетики и совместимости экологических условий, в которых она разводилась, с теми, в которых будет содержаться в дальнейшем.
Существует механизм сохранения уровня гетерозиготности, который един у всех одомашненных животных. Первое, с чем сталкивается исследователь, — это презиготический отбор: спермии не способны
оплодотворять или, наоборот, по какой-то причине яйцеклетка нежизнеспособна. В случае нормы, когда при образовании зиготы происходит
объединение разнообразной генетической информации родителей, после рождения потомства вступает в действие естественный отбор.
Исследования на разных видах сельскохозяйственных животных
показали доминирующее действие стабилизирующего отбора при сочетании с движущим. За счет выбытия из каждой генерации сначала больных
и низкопродуктивных животных, а затем из-за вынужденной выбраковки
высокопродуктивных особей формируется заданная популяция. Таким образом, два разнонаправленных вектора отбора создают эффект стабилизации. В итоге складывается цельная генетическая система с упорядоченными генотипами и определенным пулом генов. Малейшее вмешательство в
эту систему или популяцию приводит к разрушению системы или завершается формированием нового генотипа в изменившихся условиях среды.
Создание пород или породных групп животных представляет собой активный и целенаправленный процесс формообразования, внутривидовой дивергенции, поддержания уровня гетерозиготности, то есть микроэволюции, образования ниши для нового подвида или породы.
Особую значимость приобретает вопрос районирования пород, рационального использования имеющегося генофонда разных видов животных. Полезным может быть дозированное приобретение скота не только
из стран с развитым скотоводством, но и из «нетрадиционных» в этом отношении — Китая, Японии, ЮАР, Австралии, стран Скандинавии и др.
Большое значение имеет переосмысление технологической концепции животноводства. Так, в скандинавских странах оптимальными для
содержания определенных пород крупного рогатого скота считаются малые хозяйства. В Финляндии проводятся мероприятия по сохранению генофонда местных видов и пород животных с акцентом на экологическую
безопасность технологий при активном использовании пенитенциарной
системы (общественные работы). В отношении редких пород здесь практически решены сложные организационные и технологические вопросы,
определены места разведения. В Сельскохозяйственном центре Финской
академии наук (г. Йокиоинен) и Ассоциации животноводов накоплен бо21
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
гатейший опыт. То же можно сказать о Швеции, где многие проблемы
решаются подразделениями Министерства сельского хозяйства, а по работе с некоторыми видами и породами проводится сотрудничество даже с
соседними странами.
В Российской Федерации животноводство в целом остается лидирующей сельскохозяйственной отраслью, сохранены его региональные
особенности. Однако развитие отрасли должно происходить с привлечением современных достижений науки и практики, последних этнографических изысканий и с учетом накопленного национального опыта.
В заключение отметим, что стимулом написания данной работы
явилась необходимость переосмысления накопленного материала, казавшихся в некоторых случаях классическими зоологических и зоотехнических понятий, а также оценки новых экспериментальных данных по частной генетике, молекулярной биологии животных и результатов селекционной практики животноводства.
Таким образом, порода — это сложное биологическое явление. Она
представляет собой совокупность созданных человеком животных, которые
формируют отдельный подвид, обладают одинаковыми, стойко наследуемыми в поколениях морфологическими признаками и имеют определенный
ареал. Потеря пород будет означать утрату уникальных породных генных
ассоциаций, что неотвратимо приведет к обеднению отечественного и мирового генофонда домашних животных, агроэкосистем, потере генетической
изменчивости — основы для устойчивого развития животноводства. Основными критериями для определения приоритетов сохранения биоресурсов
являются: угроза полного исчезновения; уникальность генотипических и
фенотипических характеристик; адаптационная способность и резистентность к заболеваниям; особые условия окружающей среды, где была создана порода; ее экономическое значение. Особую значимость приобретает
вопрос районирования пород, рационального использования имеющегося
генофонда разных видов животных.
ЛИТЕРАТУРА
1.
А м е р х а н о в Х.А., М а р з а н о в Н.С. Генетики работают на будущее. Племенное
дело, 1999, 1: 7-9.
2. С у л и м о в а Г.Е., С т о л п о в с к и й Ю.А., К а ш т а н о в С.Н. и др. Методы
управления генетическими ресурсами доместицированных животных. М., 2005: 331-342.
3. М а р з а н о в Н.С., А п и ш е в а Ф.К., К е р т и е в Р.М. Исторические факты разведения крупного рогатого скота на территории Южного Федерального округа. В сб. науч.
тр. Всерос. науч.-прак. конф. «Молочное и мясное скотоводство: состояние и перспективы
развития в Южном Федеральном округе». Нижний Архыз, 2007: 27-31.
4. К р а с о т а В.Ф., Л о б а н о в В.Т., Д ж а п а р и д з е Т.Г. Разведение сельскохозяйственных животных. М., 1990.
5. Д у н и н И.М., О х а п к и н С.К. Порода и породообразование. Теоретические аспекты. М., 1999.
6. А н т и п о в Г.П. Некоторые аспекты развития теории разведения животных в современных условиях. В сб. мат. Междунар. науч.-практ. конф., посвященной 150-летию со
дня рождения проф. П.Н. Кулешова. М., 2006: 75-79.
7. О з е р о в М.Ю. Характеристика аллелофонда у различных пород овец по микросателлитам. Автореф. канд. дис. М., 2004.
8. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в РФ
/Под ред. В.В. Ш м а л ь. М., 2006, т. 4.
9. С т о л п о в с к и й Ю.А. Консервация генетических ресурсов сельскохозяйственных
животных: проблемы и принципы их решения. М., 1997.
10. С а м о р у к о в Ю.В., М а р з а н о в Н.С. Сохранение и рациональное использование
генофонда молочного скота Российской Федерации. Быково, 2002.
11. П о п о в Н.А., Е с к и н Г.В. Аллелофонд пород крупного рогатого скота по ЕАВлокусу. М., 2000.
22
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
12. М а р з а н о в Н.С. Значение популяционно-генетических исследований в животноводстве. Мат. I Всерос. науч.-практ. конф. «Роль науки Южного Федерального округа в развитии животноводства по реализации приоритетного национального проекта «Развитие
АПК». Черкесск, 2006: 115.
13. М а р з а н о в Н.С., С а м о р у к о в Ю.В., Е с к и н Г.В. и др. Сохранение биоразнообразия. Генетические маркеры и селекция животных. С.-х. биол., 2006, 4: 3-19.
14. М а р з а н о в Н.С. Изучить приемлемость полиморфизма ДНК для оценки биоразнообразия и хозяйственно-биологических качеств сельскохозяйственных животных. Отчет.
Дубровицы, 2006, раздел 2.
15. M a r z a n o v N.S., M a r z a n o v a L.K., L y u t s k a n o v P.I. e.a. Sheep allelpool of
Texel Breed. In: Book of abstracts of the 51th Annual meeting of the European Association for
Animal Production. Hague, Netherlands, 2000: 286.
ГНУ Всероссийский НИИ животноводства
Россельхозакадемии,
Поступила в редакцию
28 августа 2007 года
142132 Московская обл., Подольский р-н, пос. Дубровицы,
e-mail: nmarzanov@yandex.ru;
ФГОУ ВПО Майкопский государственный
технологический университет,
352700 Республика Адыгея, г. Майкоп, ул. Первомайская, 191;
ФГОУ ВПО Российская академия менеджмента
в животноводстве,
142142 Московская обл., Подольский р-н, пос. Быково;
Министерство сельского хозяйства
Российской Федерации,
107139 г. Москва, Орликов пер., 1/11
CURRENT DESCRIPTION OF «BREED» CONCEPT
N.S. Marzanov, F.K. Apisheva, L.K. Marzanova, Yu.V. Samorukov, R.M. Kertiev
Summary
The current description of «breed» concept is discussed. The classification of breeds and
evaluation of their genetic structure are proposed. The few biological features of breeds and species of agricultural animals were considered. The facts of a variety of species and breeds in Russia,
the trends in development of cattle-breeding and the principles of preservation of animal’s bioresources are presented.
Новые книги
Б е л у г и н Ю.Н. Формирование программы
повышения эффективности и устойчивости
функционирования
сельскохозяйственных
предприятий за счет их экологизации. Ставрополь: изд-во «Сервисшкола», 2006, 152 с.
В монографии раскрыты экологоэкономические аспекты производства сельскохозяйственной продукции отрасли молочного животноводства. Предложены подходы по анализу и оценке эколого-экономического состояния молочного скотоводства в соответствии с особенностями рыночной экономики и изменениями отношений собственности хозяйствования. Дана
оценка влияния основных внешних факторов на эколого-экономическое состояние
предприятий молочного животноводства.
Сформулированы предложения по совершенствованию структуры цен на экологически чистые молочные продукты питания.
Описаны эколого-экономические факторы,
от которых зависит количество и качество
получаемого молока. Приведен экономический расчет новых экологически выгодных
ветеринарных мероприятий, оказывающих
влияние на увеличение объемов производства
экологически чистого молока. Показано, что
использование методик экологически чистых
и экономически эффективных терапевтических мероприятий позволит повысить продуктивность молочного поголовья и качество
производимого молока в Ставропольском
крае и других регионах страны.
Инструкция по бонитировке маралов с основами селекционно-племенной работы. Науч.метод. реком. РАСХН, Сиб. отд., ВНИИПО.
Барнаул, 2006, 32 с.
Изложены основы селекционноплеменной работы в племенных и товарных
хозяйствах, занимающихся разведением маралов. Приведенная инструкция позволяет
проводить комплексную оценку рогачей,
маралух и молодняка на основе учета животных по экстерьеру и конституции, упитанности, живой массе, пантовой продуктивности, качеству спермопродукции.
23
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2007, № 6
УДК 636.2:575.17
ОБ АДАПТИВНОЙ ВНУТРИПОПУЛЯЦИОННОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ
ХОЛМОГОРСКОЙ ПОРОДЫ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА
В.С. МАТЮКОВ
Исследовали полиморфизм белков молока и антигенов групп крови в популяции крупного рогатого скота холмогорской породы, расселенной в нескольких природно-климатических зонах. Тенденции распределения частот генов локусов ?-Сn и ?-Cn согласуются с их клинальным
распределением в мировой популяции вида Bos taurus L. Географическая клина, полученные доказательства селективной элиминации отдельных аллелей, несоответствие внутрипопуляционной
дифференциации системе разведения породы, ассоциация антигенов «простых» систем групп крови с аллелями высокополиморфного В-локуса свидетельствуют о вовлечении проанализированных полиморфных признаков в процесс отбора.
Ключевые слова: порода, популяция, генотип, аллель, полиморфизм, отбор, адаптация.
Большинство работ, посвященных анализу генетической адаптации, выполнено на природных популяциях (1-7). Сельскохозяйственные
животные в этом отношении менее изучены (1, 8, 9). Их генофонд в отличие от естественных популяций, кроме эволюционного давления, испытывает влияние искусственного отбора, поэтому адаптационные комплексы
генов (АКГ) формируются в результате взаимодействий с селективными
факторами обоих типов. При каждом конкретном сочетании воздействующих условий и генофонда в популяции отбираются специфичные АКГ.
Выявив АКГ по сцепленным с ними маркерным генам, можно реализовать программу адаптивной селекции (10).
Анализ полиморфизма белков и ферментов показал, что по средней степени и размаху генетической изменчивости природные популяции
и популяции сельскохозяйственных животных сходны (8, 11). Следовательно, принципиальных различий генетического ответа популяции на
действие искусственного и естественного отбора не существует. При этом
тот и другой могут действовать одновременно как на одни, так и на разные полиморфные генетические системы.
Наиболее общим индикатором адаптивности полиморфных признаков в естественных популяциях считается географическая клина, которая служит косвенным подтверждением градиента естественного отбора
(3). У сельскохозяйственных видов механизмы формирования географической изменчивости частот генов (полиморфных признаков) сложнее, поскольку увеличивается число взаимодействующих факторов, от которых
зависит геногеографическая характеристика популяции. Поэтому изучение
изменчивости частот генов в терминах генетической адаптации у сельскохозяйственных видов возможно только в многочисленной популяции,
обитающей на обширном географическом пространстве в нескольких природно-климатических зонах. Одной из таких популяций, на наш взгляд,
являлась холмогорская порода крупного рогатого скота. Это, пожалуй,
единственная отечественная порода, которая длительное время не подвергалась интенсивному межпородному скрещиванию. В ХХ веке она поглотила отдельные отродья и популяции крупного рогатого скота, обитающие
на пространстве от Кольского полуострова до Чукотки и Камчатки и от
побережья Северного Ледовитого океана до центральных районов европейской части России и Сибири. В формировании генофонда холмогорского скота на протяжении нескольких столетий главенствующую роль иг24
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
рали племенные стада Архангельской, позднее и в меньшей степени —
Московской, Кировской и Ленинградской областей, Республики Коми,
Татарстана и Карелии. Если пренебречь влиянием на генофонд холмогорской породы не поддающихся точному учету эпизодических репродуктивных связей со скотом из низменных районов Западной Европы, то вплоть
до конца 60-х годов ХХ века ее разведение в первичном очаге холмогорского скотоводства характеризовалось полной эндогамией, в остальной
части популяции на протяжении примерно 20 поколений — частичной
или полной экзогамией, поскольку поток генов был односторонним и направленным из первичного очага к периферии ареала породы. Таким образом, до середины 70-х годов ХХ века геногеография холмогорской породы в чистом виде отражала взаимодействие генофонда крупного рогатого
скота севера России с интегрирующим потоком генов из племенных стад
и дифференцирующим воздействием экологических и селекционных факторов, которые адаптировали генофонд региональных популяций к территориальным условиям.
В последние десятилетия холмогорский скот, в первую очередь его
лучшие по продуктивности стада, подверглись интенсивной ассимиляции
голштинской породой. Однако это, на наш взгляд, еще более повышает
ценность ретроспективного обсуждения геногеографической характеристики и эколого-генетической дифференциации холмогорской породы до
ее скрещивания с голштинами, что и послужило целью настоящей работы.
Методика. Анализировали материалы, собранные за период с 1968
по 2002 годы при выборочных обследованиях скота холмогорской породы
в хозяйствах Республики Коми и Карелии, Архангельской и Московской
областей (ведущие стада племенных заводов, репродукторов и товарных
хозяйств, расположенных в нескольких природно-климатических зонах).
База данных содержала сведения о группах крови по девяти полиморфным
системам у 4590 коров и 260 быков-производителей, а также о полиморфных белках молока у 3600 коров. В нескольких поколениях коров учитывали происхождение (генеалогию), молочную продуктивность за ряд лактаций, годы рождения и отела, продолжительность жизни, причины выбытия, плодовитость и другие признаки, необходимые для генетического
анализа. Группы крови определяли в отделе животноводства Научноисследовательского и проектно-технологического института агропромышленного комплекса (НИПТИ АПК) Республики Коми, а также частично
использовали результаты проведенной нами генетической экспертизы происхождения, выполненной по племенным хозяйствам в Ветеринарной лаборатории Республики Коми. Методика определения соответствовала
принятым инструкциям (12). Антигены групп крови в индивидуальных
образцах типировали с помощью наборов реагентов (производство Армавирской биофабрики и Самарской областной лаборатории иммуногенетики) согласно рекомендациям по применению (13). Для генетикопопуляционного анализа по группам крови использовали также опубликованные данные (14) и записи в документах на производителей, завезенных
в Республику Коми из других регионов Российской Федерации. Электрофоретический анализ белков молока в крахмальном геле в щелочной буферной системе проводили по общепринятой методике (15), в кислой —
как описано (16) в нашей модификации (17).
Частоты антигенов, генов и генотипов рассчитывали по П.Ф. Рокицкому (18), оценку неравновесного сцепления генов выполняли по
Р. Левонтину (2). Генетико-популяционные параметры по маркерным
признакам, а также выживаемость и плодовитость определяли с использо25
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
ванием соответствующих алгоритмов (5, 19). Для подсчета антигенов, генов и генотипов в выборках результаты определения групп крови и полиморфных белков у животных заносили в таблицы на листы MS Excel с последующей сортировкой и расчетом частоты встречаемости (в долях единицы или процентах) отдельных генотипов, генов и антигенов по специально разработанной в НИПТИ АПК Республики Коми программе (зарегистрирована в отраслевом фонде алгоритмов и программ 4.12.2006). Эколого-генетический анализ заключался в сопоставлении показателей и выявлении различий между генерациями, генеалогическими (генетическими)
группами животных и генотипами по количественным признакам и частотам генов в идентичных и градиентных экологических условиях. Для
оценки животных по признакам молочной продуктивности использовали
данные за первую лактацию, так как она в наибольшей степени характеризует популяцию (репродуктивную группу животных) до отбора.
Как известно, при исследовании частной генетики любого объекта,
особенно медленно размножающегося и долго живущего вида, требуется
проведение многолетних наблюдений (20). Кроме того, поиск прямых доказательств селективного значения полиморфизма предполагает ревизию выборок до и после отбора. В экспериментах с крупным рогатым скотом применить такой подход сложно, поскольку приходится анализировать выборки, составленные из особей разного возраста, то есть в разной степени подвергшихся отбору, и происходящие от сравнительно небольших по численности групп самцов. Поэтому в настоящей работе животных аттестовали по
генетическим вариантам полиморфных белков молока и группам крови,
формируя по каждой природной зоне выборки из нескольких репродуктивно и пространственно разобщенных стад и продолжая наблюдения до естественного выбытия всех аттестованных животных.
Результаты. Г е н е т и к о - п о п у л я ц и о н н а я х а р а к т
е- р и с т и к а х о л м о г о р с к о й п о р о д ы п о п о л и м о р ф
-ным системам белков молока и группам кров
и. К апп а- ка з еин (?-Cn). В молоке чистопородных холмогорских коров
выявили два генетических варианта ?-казеина — А и В, синтез которых
соответственно контролируют кодоминантные аллельные гены ?-CnА и ?CnВ. Средняя частота ?-CnА по обследованной популяции составляла
0,689, ?-CnВ — 0,311 (табл. 1). Некоторое повышение частоты ?-CnВ обнаружили в субпопуляции из Республики Коми и северо-таежной зоны.
Встречаемость редкого и хозяйственно наиболее ценного генотипа ?-CnВВ
(20) в целом по выборке составила 0,087, в субпопуляциях Республики
Коми — 0,099 и Архангельской области — 0,081. По отдельным регионам
нарушения генетического равновесия по генотипам ?-Cn не выявили, однако в целом по исследованной выборке нарушение равновесия было
близким к достоверному за счет избытка гетерозигот (0,10 > Р > 0,05).
Бета-казеи н (?-Cn). При гель-электрофорезе в кислой буферной
системе выявили три варианта ?-казеина: A1, A2 и В. Наиболее часто
встречался A2, затем A1, реже других — В. По частоте аллелей ?-Cn заводские и репродукторные стада различались незначительно. Проявлялась
некоторая тенденция к повышению частоты встречаемости аллеля ?-СnА1
в субпопуляциях Республики Коми и лесотундровой зоны.
Различия по частотам аллелей ?-Cn между массивами холмогорского скота Республики Коми, Архангельской области и в среднем по племенным заводам оказались несущественными. Однако при формировании
выборки по природным зонам для лесотундровой частота аллеля ?-СnА2
снижалась до 0,45, ?-СnВ — до 0,10, а ?-СnА1 — возрастала до 0,45 (см.
26
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
табл. 1), что достоверно отличало животных этой группы от скота племенных заводов и таежной зоны (Р < 0,01).
1. Частота аллелей по локусам ?-Cn и ?-Cn в субпопуляциях коров холмогорской породы в зависимости от региона, природной зоны и направления разведения
Группа животных
n
?-Cn
?-Cn
А1
А2
В
A
В
Популяция в целом
2907
0,37±0,008
0,50±0,008
0,13±0,006 0,69±0,006 0,31±0,006
Субпопуляция региона:
Архангельская область
1236
0,35±0,010
0,51±0,011
0,14±0,007 0,71±0,009 0,29±0,009
Республика Коми
1495
0,37±0,012
0,50±0,013
0,13±0,009 0,67±0,009 0,33±0,009
Субпопуляция природной зоны:
лесотундровая
549
0,45±0,015
0,45±0,015
0,10±0,009 0,75±0,013 0,25±0,013
северо-таежная
1674
0,34±0,010
0,51±0,010
0,15±0,008 0,66±0,008 0,34±0,008
средне-южная таежная
684
0,35±0,017
0,51±0,017
0,14±0,012 0,71±0,012 0,29±0,014
Стадо племенных заводов
916
0,34±0,011
0,51±0,012
0,15±0,009 0,71±0,010 0,29±0,010
П р и м е ч а н и е. По Московской области и Республике Карелия данные включены в группу «Племенные заводы», поскольку обследовали по одному племенному хозяйству.
А н тигены с ис т е м г руп п к ро ви ( э р и т ро ц и т а р ны е а нт и ге ны
— ЕА). По системе А (ЕАА) у холмогорского скота из Республики Коми
выявлены антигены А и Z' (табл. 2). Наибольшей частотой антигенов А и
Z' характеризовалось голштинизированное стадо из ГУП «Южное». У чистопородного холмогорского скота трех племенных заводов частота антигена А колебалась в пределах от 0,328 до 0,471, антигена Z' была низкой (см.
табл. 2).
В системе С (ЕАС) обнаружили семь антигенов: С и Е с частотой встречаемости по 0,650, W — 0,386, R — 0,234, X — 0,272, L —
0,230. Наибольшие колебания показателя по стадам установлены для
антигенов W, R и X.
Система S (EAS) была представлена антигенами S1, H', U, U', H" с
максимальной частотой антигена H' — 0,770. Вариация частот антигенов в
стадах зависела от абсолютных значений частот: наибольшие величины
коэффициентов вариации установили для антигенов с низкими, наименьшие — с высокими частотами.
В системе F-V (ЕАF-V) преобладал аллель F, соответствующий антигену F с частотой 0,843. По системам EAJ, EAL, EAM, EAZ частота
представленных антигенов J, L, M, Z составила соответственно 0,214;
0,244; 0,176 и 0,317.
В н у т р и- и м е ж п о р о д н а я д и ф ф е р е н ц и а ц и я
п о п у л я ц и и. Данные о распределении частот антигенов по восьми системам групп крови у животных холмогорской породы в хозяйствах Республики Коми, Архангельской и Московской областей (см. табл. 2) указывают
на зависимость внутрипопуляционной дифференциации холмогорского скота от региона разведения. Так, в популяции Республики Коми частота наиболее распространенных антигенов, как правило, имела промежуточное
значение относительно показателей в популяциях Архангельской и Московской областей, а в системе групп крови EAC частота антигенов W и X была
соответственно существенно выше и ниже, чем в этих популяциях.
Внутри субпопуляции холмогорского скота Республики Коми генетически выделялись два стада: одно — чистопородное стадо ООО «Большая Инта» в лесотундровой зоне, другое — стадо ГУП «Южное» на крайнем юге Республики Коми (см. табл. 2). Анализ частоты распределения аллелей антигенов отдельных систем групп крови и генов, контролирующих
синтез белков молока (см. табл. 1), показал, что внутрипопуляционная
дифференциация холмогорского скота зависит также от природной зоны
разведения. В частности, генетически выделялись стада лесотундровой зо27
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
ны: по частотам генов, контролирующих синтез белков молока, по сравнению со скотом из таежной зоны (а также племенных заводов) они в
большей степени приближались к северному европейскому (North European) скоту и черно-пестрому скоту низменностей Европы (Black Pied
Lowland) (12).
X±sx_,
(n = 4590)
CV
Московская область (n = 479)
Голштинизированное стадо,
ГУП «Южное» (n = 252)
ОOО «Большая Инта»
(n = 786)
ООО «Изваильский-97»
(n = 2194)
ООО «Ухта-97»
(n = 805)
ОАО «Пригородный»
(n = 553)
Антиген
Система групп крови
Республика Коми
чистопородный скот
1
2
3
Архангельская область (n = 423)
2. Характеристика крупного рогатого скота холмогорской породы из разных
регионов разведения и с неодинаковой кровностью по частотам антигенов
систем групп крови
А
0,414
0,471
0,373
0,539
0,429±0,0343
17,8
0,333
0,401
А
0,3500
0,001
0,0005
0
0,019
0,005±0,0037
203,4
0
0
Zґ
0,585
0,529
0,627
0,461
0,570±0,0342
13,4
0,667
0,599
—
0,650
0,584
0,691
0,630
0,733
0,610
0,650±0,0273
9,4
0,619
0,814
C
C
0,602
0,664
0,624
0,641
0,718
0,650±0,0199
6,8
0,598
0,793
E
0,425
0,325
0,332
0,289
0,560
0,386±0,0489
28,3
0,163
0,184
W
0,215
0,188
0,155
0,398
0,214
0,234±0,0424
40,5
0,184
0,365
R
0,201
0,188
0,303
0,304
0,366
0,272±0,0339
27,8
0,348
0,503
X
0,087
0,090
0,098
0,079
0,065
0,084±0,0056
14,9
0
0
Cґ
0,246
0,234
0,207
0,289
0,175
0,230±0,0191
18,6
0,116
0,405
Lґ
0,005
0,014
0,025
0,005
0
0,010±0,0044
100,9
0,083
0,008
—
F
0,829
0,783
0,892
0,817
0,896
0,843±0,0220
5,8
0,777
0,828
F
0,171
0,217
0,108
0,183
0,104
0,157±0,0220
31,4
0,223
0,172
V
J
0,162
0,188
0,237
0,303
0,181
0,214±0,0254
57,0
0,163
0,261
J
0,838
0,812
0,763
0,697
0,819
0,786±0,0254
10,4
0,837
0,739
—
L
0,263
0,261
0,201
0,230
0,267
0,244±0,0127
11,6
0,203
0,466
L
0,651
0,739
0,746
0,770
0,733
0,728±0,0202
6,2
0,797
0,354
—
M
0,147
0,193
0,168
0,087
0,283
0,176±0,0321
40,8
0,168
0,501
M
0,852
0,807
0,832
0,914
0,717
0,824±0,0322
8,7
0,832
0,499
—
0,151
0,181
0,128
0,210
0,18
0,170±0,0140
18,5
0,314
0,280
S
S
0,830
0,806
0,708
0,732
0,772
0,770±0,0226
6,6
0,811
0,937
Hґ
0
0,006
0,004
0,003
0,062
0,015±0,0118
175,8
0
0
U
0,02
0,061
0,099
0,190
0,227
0,119±0,0389
72,9
0,167
0,192
Uґ
0
0,031
0
0
0
0,006±0,0062
223,6
0
0,006
Uґґ
0,001
0,002
0
0,001
0,006
0,002±0,0010
117,3
0
0
Hґґ
0,171
0,234
0,164
0,202
0,173±0,0230
29,7
0,083
0,016
—
0,096
Z
0,406
0,331
0,126
0,347
0,317±0,0495
34,9
0,329
0,221
Z
0,377
0,594
0,669
0,874
0,592
0,670±0,0528
17,6
0,671
0,779
—
0,623
П р и м е ч а н и е. 1, 2 и 3 — соответственно южная, центральная и северная часть Республики Коми.
В Архангельской и Московской областях для расчета частот антигенов использовали племенные документы и каталоги. Прочерк означает отсутствие антигена.
Внутрипопуляционную дифференциацию холмогорской породы
нельзя объяснить системой разведения, поскольку ранее было показано,
что дифференциация генеалогических линий быков по частотам генов,
контролирующим полиморфизм белков молока, была незначительной, а
интенсивность использования производителей, судя по среднему числу
дочерей от одного быка в стаде, — невысокой.
Что касается оценки генетического сходства холмогорского скота с
другими породами, отметим, что по частотам генов, контролирующих
синтез белков молока, полиморфных белков и ферментов сыворотки крови, антигенов «простых» систем групп крови, у холмогорского скота наибольшее сходство наблюдается с близкой по географической зоне разведе28
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
ния ярославской породой. От черно-пестрого скота заводская популяция
холмогорской породы уклоняется в сторону пород красного корня (22-24),
а по частотам генов многоаллельного локуса ЕАВ она равноудалена от
ярославской и черно-пестрой пород (13).
3. Распределение дифакториальных генотипов по локусам ?-Lg и ?-Cn в разных популяциях скота холмогорской породы (Республика Коми)
?-Lg
?-Cn
А1А1
А1А2
А2А2
А1В
А2В
ВВ
В целом
п л е м е н н о г о з а в о д а О А О «П р и г о р о д н ы й»
2,0
6,0
1,0
6,0
1,0
16
5,6
5,3
1,2
2,0
0,6
27,0
27,0
7,0
12,0
3,0
АВ
86
30,2
28,5
6,5
10,5
3,4
63,0
54,0
12,0
14,0
6,0
160
ВВ
56,1
53,1
12,2
19,5
6,1
В целом
92
87
20
32
10
262
Популяция в целом
14,0
31,0
19,0
4,0
14,0
1,0
АА
83
12,0
29,0
22,0
7,0
11,0
2,0
226,0
152,0
67,0
74,0
10,0
91,0
620
АВ
80,0
230,0
159,0
61,0
78,0
12,0
135,0
415,0
301,0
107,0
144,0
27,0
ВВ
1129
148,0
413,0
291,0
110,0
143,0
24,0
В целом
240
672
472
178
232
38
1832
П р и м е ч а н и е. Над и под чертой — соответственно фактическое и теоретическое распределение
генотипов. Для стада племенного завода ОАО «Пригородный» частоты аллелей ?-Cn: A1 — 0,294, A2 —
0,529, B — 0,177; ?-Lg: A — 0,225, B — 0,775. Критерий соответствия и уровень значимости
?2 = 0,078; Р > 0,999. Для популяции в целом коэффициент неравновесия сцепления D1 = fAA1?fBA2 ?
? fAA2?fBA1 = 0,0070; D2 = fAA1?fBB ? fAB?fBA1 = 0,0028; D3 = fAA2?fBB ? fAB?fBA2 = 0,0015.
Критерий соответствия и уровень значимости нарушения независимого комбинирования генотипов по
локусам ?-Lg и ?-Cn ?2 = 8,9; Р > 0,5.
АА
Стадо
0
1,3
10,0
6,9
11,0
13,0
21
Неравновесное сцепление генов в попул я ц и и. Наблюдения выполняли в популяции холмогорского скота Республики Коми в целом и в стаде ОАО племенного завода «Пригородный»,
в котором длительное время проводилась оценка быков-производителей
по качеству потомства. Методика оценки быков исключала ассортативные
спаривания, то есть была гарантирована рандомизация выборок быков, и
в стаде реализовывался принцип панмиксии. Полученные данные (табл. 3)
опровергают гипотезу об ассоциированном комбинировании генотипов по
несцепленным локусам ?-Lg и ?-Cn в дигибридной популяции.
Распределение генотипов в дигибридной популяции по сцепленным локусам ?-Сn и ?-Cn в стаде племенного завода ОАО «Пригородный»
и популяции в целом (табл. 4) достоверно отклонялось от теоретического,
рассчитанного, исходя из гипотезы о независимом комбинировании аллелей этих локусов.
Анализ распределения антигенов по шести системам групп крови в
пределах отдельных феногрупп EAВ-локуса выявил ассоциированное комбинирование аллелей антигенов J и М с феногруппами системы групп
крови B в четырех стадах из пяти (табл. 5).
По чистопородному (племенной репродуктор, ООО «Большая Инта», лесотундровая зона) и голштинизированному стаду (ГУП «Южное»,
зона средней тайги) нарушение свободного комбинирования антигенов
наблюдали соответственно по пяти и четырем системам из шести. Кроме
того, в стаде племенного репродуктора нарушение свободного комбинирования аллелей антигенов системы ЕАА и EAB оказалось близким к достоверному. По другим стадам ассоциация антигенов была не столь очевидна
и затрагивала антигены одной-двух систем групп крови. Ассоциированное
распределение аллелей антигенов «простых» систем групп крови с аллелями ЕАВ-локуса в стаде ГУП «Южное», по-видимому, является следствием
29
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
скрещивания скота холмогорской и голштинской пород, то есть исходным
различием аллелофонда и антигенной характеристики коров холмогорской
породы и голштинских быков. В этом стаде нарушение независимого комбинирования антигенов может быть обусловлено и случайным отклонением распределения генов у голштинских быков из-за малочисленности их
выборки. В чистопородном стаде племенного репродуктора ООО «Большая Инта» система разведения скота исключает подобную детерминацию
неравновесия сцепления.
Из всех об4. Распределение дифакториальных генотипов по
следованных
групп
локусам ?-Сn и ?-Cn в разных популяциях скота
стадо
ООО
«Больхолмогорской породы (Республика Коми)
шая Инта» содер?-Сn
жалось в наиболее
В целом
?-Cn
А1А1 А1А2
А2А2
А1В
А2В
ВВ
жестких условиях,
С т а д о п л е м е н н о г о з а в о д а О А О «П р и г о р о д н ы й»
14,0
59,0
46,0
1,0
0
1,0
так как хозяйство
АА
121
10,2
43,8
39,2
9,0
14,6
4,2
расположено в ле8,0
31,0
34,0
17,0
25,0
0
АВ
115
сотундровой зоне, с
9,8
41,6
37,1
8,5
14,0
4,0
0
3,0
3,0
1,0
6,0
8,0
чем связаны трудВВ
21
1,8
7,6
6,8
1,6
2,5
0,7
ности в обеспечеВ целом
22
93
83
19
31
9
257
Популяция в целом
нии полноценного
102
83,0
1,0
1,0
0
35,0
222
АА
кормления и ухода
26,0
81,5
67,3
16,6
24,6
6,0
за животными.
24,0
78,0
61,0
34,0
43,0
0
АВ
240
29,6
89,0
70,8
18,0
26,5
6,0
Как показа2,0
7,0
7,0
3,0
12,0
13,0
ВВ
44
но, у коров молоч5,4
16,4
12,9
3,4
4,9
1,0
В целом
61
187
151
38
56
13
503
ная продуктивность
П р и м е ч а н и е. Критерий соответствия и уровень значимости накосвенно характерирушения независимого комбинирования генотипов по локусам ?-Cn и
?-Cn для стада племзавода и популяции в целом — соответственно
зует напряженность
?2 = 176,6; Р < 0,001 и ?2 = 242,1; Р < 0,001. Для стада племзавода часобмена веществ и
тота аллелей ?-Сn: А1 — 0,303; А2 — 0,564, В — 0,133; ?-Cn: A — 0,692,
B — 0,308; для популяции в целом — ?-Cn: А — 0,135, В — 0,865; ?-Cn:
физиологическую наА — 0,679, В — 0,321. Над чертой — фактическое, под чертой — ожигрузку на организм.
даемое значение.
Следовательно, можно считать, что молочная продуктивность тесно связана с жизнеспособностью и плодовитостью, то есть комплексной приспособленностью генотипов, обусловленной балансом действия искусственного и естественного
отбора. При этом естественный отбор направлен на стабилизацию обильномолочности на уровне, достаточном для оптимального воспроизводства
популяции в конкретных условиях среды, а искусственная селекция — на
5. Оценка ассоциированного распределения аллелей антигенов «простых»
систем групп крови с аллелями В-локуса по критерию ?2 в популяциях
скота холмогорской породы из разных хозяйств (Республика Коми)
Хозяйство
Аллель
A
F **
J
L
M
Z
ОАО «Пригородный»
2,82
0,57
7,10*
2,19
4,99*
0
ООО «Ухта-97»
0,01
8,79
23,44*
1,05
1,32
0,01
ООО «Изваильский-97»
5,29*
0,01
0
2,30
8,90*
0,52
ООО «Большая Инта»
7,89
13,37*
23,63*
17,77*
23,52*
20,99*
ГУП «Южное»
21,80*
24,39*
10,53*
1,87
20,33*
0,96
* Нулевая гипотеза о соответствии фактической частоты антигена теоретической отвергается при уровне значимости Р < 0,05.
** Частота генов.
максимальную продукцию молока. Анализу взаимосвязей полиморфных
систем с признаками приспособленности посвящены многочисленные исследования, которые дали противоречивые результаты. На наш взгляд, одной из основных причин неопределенности, кроме сложности механизмов
30
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
генетической детерминации маркерных эффектов, является отсутствие
эколого-генетического подхода при интерпретации результатов. Попытаемся показать это на примере взаимосвязей вариантов ?-Сn с уровнем молочной продуктивности.
Известно, что компоненты молока синтезируются «на экспорт»,
иначе говоря, затраченные на синтез питательные вещества не могут быть
повторно использованы организмом в качестве резервных или для покрытия возникающего дефицита. Показано, что полиморфные локусы, ответственные за синтез белков молока, тесно сцеплены. Генетические варианты
белков имеют дифференцированную технологическую (20) и, следовательно, биологическую ценность для вскармливания приплода. Аминокислотные различия генетических вариантов белков в зависимости от экологических (например, кормовых) условий могут коррелировать с уровнем продуктивности и дифференциальной жизнеспособностью матери и приплода.
Данные об удое за
305 сут первой лактации в
зависимости от генотипов
по ?-Сn (получены на выборке, составленной из
коров пяти ведущих племенных заводов по холмогорской породе из таежной
зоны) (рис.) показывают,
что максимальный удой
был получен от особейА2А2
А1В
А2В
ВВ
А1А1
А1А2
гомозигот с генотипом ?СnА2А2, минимальный — с
Молочная продуктивность у коров холмогорской породы
генотипом ?-СnА1А1. Гетев зависимости от генотипа по локусу ?-казеина. Выборрозиготы ?-СnА1А2 уклока сформирована из животных пяти ведущих племеннялись в сторону наиболее
ных заводов по холмогорской породе из таежной зоны (Архангельская и Московская области, Республика
обильномолочного генотипа
Карелия).
?-СnА2А2. В гетерозиготном
сочетании с аллелем ?-СnВ ранги маркерных эффектов ?-СnА2 и ?-СnА1 не
менялись, но удои у животных соответствующих генотипов были ниже полусумм удоев альтернативных гомозигот (25). Результаты популяционного
анализа взаимосвязей полиморфного и количественного признаков в целом
совпали с результатами сегрегационного анализа в потомстве 11 гетерозиготных по локусу ?-Сn (А1А2) быков: у 64 дочерей с аллелем А1 удой и
продукция молочного жира за лактацию составили соответственно
3716±99 и 139,1±3,8 кг, у 58 дочерей, унаследовавших аллель А2, — соответственно 3930±103 и 150±4,1 кг. При оценке зависимости удоя коров за
305 сут первой лактации от их генотипа по локусу ?-Cn в трех стадах из
лесотундровой зоны (n = 648) оказалось, что у животных с генотипами ?CnА1А1, ?-CnА1А2, ?-CnА2А2, ?-CnА1В и ?-CnА2В показатель составил соответственно 2306±65, 2450±86, 2374±120, 2245±173 и 2500±181 кг (различия между генотипами по удою недостоверны).
Эти данные и результаты, представленные на рисунке, свидетельствуют, что ранги удоев различных генотипов по локусу ?-Cn в стадах лесотундровой зоны хорошо согласуются с рангами, установленными на выборке коров из пяти племенных заводов таежной зоны.
В данном случае независимо от того, что разница в удоях коров
разных генотипов недостоверна, вероятность случайного совпадения результатов крайне низкая, поскольку они получены на двух рандомизиро31
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
ванных репрезентативных выборках из двух субпопуляций, содержащихся
в разных природных зонах и хозяйственных условиях.
Можно предположить, что дифференциация генотипов по удою
связана с различиями кодируемых аллельными генами вариантов ?-Cn по
аминокислотному составу. Например, генетический вариант ?-CnА1 отличается от ?-СnА2 заменой одного остатка пролина на частично лимитирующий синтез белков молока гистидин. Для синтеза одной молекулы варианта ?-казеина А2 нужно на 20 % меньше гистидина, чем для синтеза
варианта А1. Тогда при содержании скота на рационах, дефицитных по
гистидину, повышенная частота ?-СnА2 в стадах племенных заводов поддерживается одновременно естественным отбором и селекцией коров на
обильномолочность. Однако такая гипотеза плохо согласуется с более высокой частотой ?-CnА1 в стадах лесотундровой зоны, где естественный и
искусственный отборы не только должны быть направлены против генотипа ?-CnА1, но их суммарная интенсивность должна превосходить давление аналогичных факторов в стадах племенных заводов.
Поскольку ранги удоев коров-аналогов по генотипам ?-Cn в стадах
племенных заводов и лесотундровой зоны совпадали, вероятно, направление векторов естественного и искусственного отборов по обильномолочности тоже совпадает. Возможно, в поколении лактирующих животных
вектор направлен против аллеля ?-СnА1. Однако механизм, регулирующий
частоты генов в популяции, более сложен, например не исключено, что он
обусловливает дифференциальную выживаемость потомства различных генотипов на основании взаимосвязей мать—потомок. Теоретически в стадах племенных заводов элиминация аллеля ?-СnА1, связанного с низкой
продуктивностью, должна происходить интенсивнее, чем в стадах из зоны
лесотундры, вследствие селекции по обильномолочности. В балансе сил,
регулирующих частоту генов в стадах из лесотундровой зоны, скорее всего,
возрастает вклад естественного отбора. При этом роль и вклад естественного отбора в поддержание внутрипородной дифференциации популяции
по частотам аллелей ?-Сn в зависимости от условий обитания существенно
меняется и, по-видимому, выражается не только в дифференцированном
эффекте аллелей ?-Сn по уровню молочной продуктивности. Скорее всего,
невыгодное с точки зрения селекции снижение удоя у генотипов ?-СnА1А1
компенсируется более высокой выживаемостью потомства и достижением
паритетной с альтернативными гомозиготами жизнеспособности за счет
признаков, подконтрольных естественному отбору.
Вопрос о том, почему в стадах лесотундровой зоны частота, казалось бы, селективно невыгодного аллеля повышена по сравнению со стадами племенных заводов, пока остается открытым. В обсуждаемом случае
генетико-автоматические процессы вряд ли можно рассматривать в качестве ведущего фактора, обусловившего сложившуюся геногеографическую
ситуацию, поскольку выборка животных, представляющая холмогорский
скот лесотундровой зоны, была сформирована из нескольких стад, репродуктивно изолированных между собой, но связанных опосредованно через
заводскую популяцию. Анализ показал отсутствие упорядоченной динамики частот генов в зависимости от возраста (26).
Отметим, что распределение частот аллелей ?-Cn в популяции холмогорского скота из Республики Коми согласуется с общей тенденцией
распределения их частот в мировой популяции (хотя нельзя исключить
случайность такого совпадения). Так, с юга на север в мировой популяции
прослеживается увеличение частоты встречаемости ?-CnA1 и снижение —
32
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
?-CnA2; в мировой популяции индийского зебу частота встречаемости варианта ?-CnA2 составляет 0,9 и более, а варианта ?-CnA1 — не превышает
0,1; у североевропейских пород и пород низменностей черно-пестрого
корня частота ?-CnA2 снижается до 0,4-0,5; повышение частоты «селективно невыгодного» аллеля ?-CnA1 установлено у многочисленных и наиболее обильномолочных пород крупного рогатого скота, хотя прямая селекция по генетическим вариантам ?-казеина никогда не проводилась.
Лесотундровая субпопуляция на геногеографической карте холмогорской породы выделялась не только по структуре локусов, контролирующих полиморфизм белков молока (22, 25, 27) и групп крови.
П.Н. Шубин (1968 год, персональное сообщение) у коров из совхоза
«Большая Инта» (лесотундровая зона) обнаружил чрезвычайно редкий для
европейских пород полиморфизм сывороточного альбумина и гемоглобина, который не был выявлен у чистопородного холмогорского скота в других природных зонах. Кроме того, в массиве чистопородный холмогорский скот из лесотундры отличался от скота племенных заводов высокой
частотой Tf Е (24). Наконец, установленная нами ассоциация аллелей антигенов «простых» систем групп крови c аллелями несцепленного высокополиморфного В-локуса локально приурочена к той же природной зоне и
субпопуляции. Накопленные факты позволяют сделать вывод о том, что
распределение генотипов и частот генов в обследованной популяции холмогорского скота не согласуется с системой его разведения, поскольку
длительный по времени и непрерывный поток генов из заводской популяции не нивелировал генетическую специфику массива чистопородного
холмогорского скота лесотундровой зоны. Такую внутрипородную дифференциацию нельзя объяснить случайными причинами, поэтому повышенная частота аллелей ?-LgA и ?-СnА1, а также ассоциированное распределение генов несцепленных локусов, контролирующих полиморфные группы
крови, в региональной экзогамной субпопуляции могут служить индикатором селективного давления.
Выводы о вовлечении различных маркерных систем в селективные
процессы, полученные в Приполярье, по существу сходны с выводами о популяционно-генетических последствиях акклиматизации и скрещивания
зебу с местным скотом на Африканском континенте, сделанными при
оценке распределения частот аллелей мтДНК в африканской популяции
Bos taurus (28).
Таким образом, результаты многолетних исследований полиморфизма белков молока и антигенов групп крови в популяции скота холмогорской породы, расселенной в нескольких природно-климатических зонах, подтверждают возможность разработки важного для практики способа
генетико-популяционного прогноза перспектив акклиматизации популяций (пород) крупного рогатого скота в новых экологических условиях по
этим маркерным системам.
Настоящая работа стала возможной благодаря бескорыстной помощи зоотехников-практиков В.В. Яковенко, Н.А. Артеевой, В.К. Доможирова, главного государственного инспектора Республики Коми в области племенного животноводства
А.П. Захарова, за что автор выражает им искреннюю благодарность.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
А л т у х о в Ю.П. Генетические процессы в популяциях. М., 1989.
Л е в о н т и н Р. Генетические основы эволюции. М., 1978.
М а й р А. Популяция, виды и эволюция. М., 1974.
М а р и н к о в и ч Д., Т у ч и ч Н., К е к и ч В. Популяционно-генетическая измен-
33
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
чивость и способность к экологической адаптации. В сб.: Вопросы общей генетики. М.,
1981: 34-45.
С о л б р и г О., С о л б р и г Д. Популяционная биология и эволюция. М., 1982.
Т о ц к и й В.Н., Х а у с т о в а Н.Д., А л ш и б л и Н.М. и др. Генетикобиохимические механизмы онтогенетической и филогенетической адаптации. Цит. и ген.,
2002, 3: 69-75.
Ш м а л ь г а у з е н И.И. Факторы эволюции. М., 1968.
Г л а з к о В.И. Генетическая изменчивость при искусственном и естественном отборе и
механизмы формообразовательного процесса. Журн. общ. биол., 1986, 4: 457-459.
О х а п к и н С.К., Д у н и н И.М., Р о ж к о в Ю.И. Селекция и эволюционный процесс. М., 1995.
Б о р о е в и ч С. Можем ли мы создавать сорта растений и породы животных по заранее
разработанным моделям? В сб.: Генетика и благосостояние человечества. М., 1981: 154-166.
Ш у б и н П.Н., Е ф и м ц е в а Э.А. Полиморфизм белков и ферментов и оценка степени гетерозиготности генома у северного оленя. Тез. докл. Всес. сов. «Популяционная изменчивость вида и проблемы охраны генофонда млекопитающих». Пущино, 1983: 206-207.
Временная инструкция по генетическому контролю достоверности происхождения сельскохозяйственных животных. М., 1983.
Правила генетической экспертизы племенного материала крупного рогатого скота. М.,
2003: 4-15.
П о п о в Н.А., Е с к и н Г.В. Аллелофонд пород крупного рогатого скота по ЕАВлокусу. Справ. католог. М., 2000.
S c h m i d t D.C. Starch-gel electrophoresis of ?-casein. Biochem. Biophys. Acta, 1964, 90(2):
411-414.
A s c h a f f e n b u r g R. Procedure for simultaneous phenotyping of ?-casein and ?lactoglobulin variants in cows milk. J. Dairy Sci., 1967, 50(8): 1320.
М а т ю к о в В.С. Полиморфизм ?-казеина у холмогорского скота. С.-х. биол., 1975,
10(3): 463-464.
Р о к и ц к и й П.Ф. Биологическая статистика. Минск, 1964.
С е р е б р о в с к и й А.С. Генетический анализ. М., 1970.
З а х а р о в И.А. Генетические карты высших организмов. Л., 1979.
С т р е к о з о в Н.И., С и в к и н Н.В., И о л ч и е в Б.С. Белковый состав молока и
биохимический полиморфизм его фракций. Вест. РАСХН, 1996, 1: 52-53.
М а т ю к о в В.С., Ш у л ь г а Л.П. Геногеография холмогорского скота. Мат. Междунар. конф. Баренц-Евро-Арктического региона «Фундаментальные проблемы и перспективы развития». Петрозаводск, 1996: 102-103.
М а ш у р о в А.М. Генетические маркеры в селекции животных. М., 1980.
Ш у б и н П.Н. Изменение частоты аллелей трансферинового локуса у крупного рогатого скота Коми АССР. В сб.: Физиология и экология. Сыктывкар, 1969: 86-90.
М а т ю к о в В.С. Селекционный статус полиморфизма ?-казеина у крупного рогатого
скота. С.-х. биол., 1983, 12: 73-78.
М а т ю к о в В.С. Эколого-генетический анализ селективного значения полиморфизма
?-казеина крупного рогатого скота. Вест. РАСХН, 2004, 3: 76-78.
М а т ю к о в В.С. Система ?-лактоглобулина и генетическая адаптация крупного рогатого скота в условиях северо-восточной Европы. С.-х. биол., 1986, 15(5): 92-94.
M a c H u g h D.E., S h r i v e r M.D., L o f t u s R.T. e.a. Microsatellite DNA variation
and the evolution, domestication and phylogeography of Taurine and Zebu Cattle (Bos taurus and
Bos indicus). Gen. Soc. of America, 1997, 146: 1071-1086.
Научно-исследовательский и проектно-технологический
институт агропромышленного комплекса
Республики Коми,
Поступила в редакцию
23 мая 2007 года
167003 г. Сыктывкар, ул. Ручейная, 27,
e-mail: nipti@bk.ru
ABOUT ADAPTIVE INTRAPOPULATIONAL DIFFERENTIATION OF
KHOLMOGOR BREED OF CATTLE
V.S. Matyukov
Summary
The polymorphism of milk proteins and antigens of blood groups were investigated in cattle
populations of the Kholmogor breed settled in few natural-climatic zones. The tendencies in distribution of ?-Сn and ?-Cn loci frequencies are in agreement with their cline distribution in world
population of Bos taurus L. The geographic cline, obtained proofs of selective elimination of some
alleles, discrepancy of intrapopulational differentiation to breeding system, association of antigens of
«simple» blood groups system with alleles of high polymorphous В-locus are suggest about involving
analyzed polymorphous determinants in selection process.
34
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2007, № 6
ДНК-технологии в генетике и селекции
УДК 636.2:636.082.2:575:577.2
ГЕНЫ БЕЛКОВ МОЛОКА И МИКРОСАТЕЛЛИТНЫЕ ПРОФИЛИ
В ПОПУЛЯЦИЯХ СИММЕНТАЛЬСКОГО СКОТА РАЗЛИЧНОГО
ПРОИСХОЖДЕНИЯ
Е.Н. КОНОВАЛОВА, О.А. ЛЬВИНА, В.И. СЕЛЬЦОВ, Н.А. ЗИНОВЬЕВА
Изучали распределение аллелей генов белков молока и микросателлитные профили животных в трех популяциях крупного рогатого скота симментальской породы разного происхождения (чистопородные животные отечественной и австрийской селекции и голштинизированные
животные отечественной селекции). Выявлены аллели генов белков молока, влияющие на молочную продуктивность. При сравнительном анализе генетической структуры по микросателлитам и
генам белков молока показано, что по происхождению, как и ожидалось, наиболее близкородственными являются чистопородные и улучшенные животные отечественной селекции, а по продуктивности и, следовательно, по направлению селекции — улучшенные животные отечественной
и животные австрийской селекции.
Ключевые слова: каппа-казеин, альфа-лактальбумин, ген гормона роста, микросателлиты.
Гены белков молока в настоящее время считаются наиболее удобными генетическими маркерами при установлении племенной ценности
крупного рогатого скота, а микросателлитные профили животного —
ДНК-маркерами, использование которых является одним из перспективных приемов индивидуального контроля происхождения и оценки структуры популяции.
Белки молока представлены двумя основными группами — растворимой фракцией, состоящей из нескольких компонентов (наиболее изученные — ?-лактальбумин и ?-лактоглобулин), и нерастворимой фракцией, включающей четыре формы казеина — ?s1-Cs, ?s2-Cs, ?-Cs, ?-Cs и
образующей так называемый казеиновый мицелий. В отличие от других
белков ?-казеин растворяется в присутствии кальция, благодаря чему непосредственно взаимодействует с ферментом химозином на этапе створаживания при производстве сыра. Известно шесть вариантов гена этого
белка — А, B, C, E, F и G (1) и показано, что у коров с аллелем В гена ?казеина по сравнению с животными — носителями аллеля А сыродельческие характеристики молока выше. Также выявлено, что у коров с генотипом ВВ удой ниже (на 173 кг за лактацию) (2), а содержание белка выше
на 0,08 %, чем у животных с генотипом АА. ?-Лактальбумин входит в состав лактозосинтетазы — фермента, ответственного за синтез лактозы молока. При генотипе ВВ по гену ?-лактальбумина удой меньше, чем при
генотипе АА и АВ, но процентное содержание жира и белка больше. ?Казеин — основной белок, контролирующий уровень кальция в молоке (3).
Обнаружено несколько аллелей гена ?-казеина (A1, A2, A3, B, C, D, E, A2,
A3 Mongolie и B2 ), однако в большинстве популяций Bos taurus распространены аллели A1, A2, A3 и B. Для молочного скотоводства также представляет
интерес ген гормона роста, оказывающий существенное влияние на молочную продуктивность, рост и развитие животных. Различают два аллеля этого гена — V и L (второй соответствует аминокислотной замене валина на
лейцин в позиции 126). У коров симментальской породы с генотипом LV
отмечали повышение прироста живой массы и качества туши по составу (4).
ДНК-микросателлиты представляют собой короткие тандемно по35
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
вторяющиеся участки, не несущие кодирующих функций, но обладающие
высоким полиморфизмом (5). С их помощью оценивают гетерозиготность,
степень инбридинга и эффективный размер популяции, что позволяет
снизить вероятность близкородственного спаривания. К преимуществам
микросателлитного анализа следует отнести высокую точность и достоверность, возможность проводить мультиплексные тесты (в одной пробе
исследуют до 15 маркеров), автоматизировать работу и поставить ее на поток (до 100 образцов в час), а также применять электронную обработку и
документирование результатов.
Нашей целью была оценка распределения аллелей генов белков
молока, а также изучение микросателлитных профилей животных в популяциях крупного рогатого скота разного происхождения.
Методика. Исследовали три популяции (группы) крупного рогатого
скота симментальской породы из хозяйств Орловской и Воронежской областей: I и II — чистопородные животные соответственно отечественной
(n = 74, ОАО «Новокриушанская») и австрийской (n = 68, ЗАО «Шестаковское») селекции; III — улучшенные животные отечественной селекции
со средней долей кровности по голштинам 25 % (n = 66, «ГПЗ имени XVII
партсъезда»). Из индивидуальных проб кожи (ушные выщипы) методом
солевой экстракции выделяли ДНК (1). Затем проводили ПЦР-ПДРФанализ по четырем генам белков молока (?-казеин — CSN3, ?лактальбумин — LALBA, ?-казеин — CSN2 и гормон роста — BGH) с последующим разделением фрагментов ДНК в 2 % агарозном геле (1). Анализ микросателлитного профиля проводили по семи локусам (BM1818,
INRA063, HEL5, ETH225, ILST5, INRA035, ETH10), собранным в три
мультиплексные панели, с использованием капиллярного генетического
анализатора MegaBace1000 («Amersham Biosciences», Великобритания). Результаты обрабатывали статистическими методами M. Nei (6) с использованием программ F-stat, PopGene32, MSA_WIN, Phylip и TreeView.
Результаты. Наибольшую частоту встречаемости желательного аллеля В гена ?-казеина отмечали у животных отечественной селекции
(36,3 %), благоприятного для проявления признаков жирности и молочности аллеля В гена ?-лактальбумина — у коров австрийской селекции (27,4
%), а у голштинизированных животных частота аллеля В гена LALBA оказалась наименьшей (12,5 %) (рис. 1). Частота аллеля В гена ?-казеина была низкой в изученных популяциях, причем у животных отечественной се1. Удой за лактацию (кг) у коров изученных групп в зависимости от генотипа
по генам белков молока
Ген
Генотип по аллелям гена
I
II
III
CSN3
AA
3751±133
4782±93
3611±100
AB
3284±99
4858±115
3632±89
BB
3551±223
5012±271
3323±197
LALBA
AA
3573±107
4925±95
3610±74
AB
3456±134
4604±113
3451±365
BB
—
5168±165
3665±110
CSN2
AA
3524±83
4824±72
3610±68
AB
—
4597±518
3539±300
BB
—
4639±68
—
BGH
LL
3551±70
4746±99
3575±76
LV
3510±356
4851±111
3640±138
VV
—
4998±221
4230±410
П р и м е ч а н и е. I, II и III — группы (популяции) животных (описание групп см. в разделе «Методика»). CSN2 и CSN3 — соответственно гены ?- и ?-казеина, LALBA — ?-лактальбумина, BGH — гормона роста. Прочерк означает отсутствие данных.
лекции (I группа) аллель В гена CSN2 не обнаружили. По гену гормона
роста аллель L во всех группах превалировал, при этом в наибольшей сте36
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
пени минорный аллель V был распространен в популяции животных австрийской селекции.
Однозначного влияния гена ?-казеина на удой не выявили (табл. 1). Следует отметить лишь
тенденцию повышения этого показателя
у чистопородных животных отечественной
селекции (I группа) и
улучшенных (III группа) с аллелем А; во II
группе по этому признаку выделялись животные с генотипом
ВВ.
Для гена ?лактальбумина отмечали наибольшие
удои: в I группе — у
животных, гомозиготных по аллелю А,
во II и III — гомозиготных по аллелю
В. Для гена ?Рис. 1. Частота встречаемости аллелей (%) генов ?-казеина
казеина по удоям
(CSN3), ?-лактальбумина (LALBA), ?-казеина (CSN2) и гормона
роста (BGH) у коров симментальской породы разного происхождевыделялись животния: I, II и III — анализируемые группы (популяции) животных
ные II и III групп с
(описание групп см. в разделе «Методика»); а, б — соответстгенотипом АА.
венно аллели А, В (для гена BGH — аллели L, V ).
В отношении
гена гормона роста оказалось, что исследуемый показатель был выше у
животных II и III групп с генотипом VV; в I группе у животных с генотипом LL удои были выше на 41 кг по сравнению с коровами — носителями
генотипа LV.
2. Показатели качества молока у коров изученных групп за лактацию в зависимости от генотипа по генам белков молока
Ген
CSN3
Генотип по
аллелям гена
I
AA
3,69±0,04
AB
3,69±0,04
BB
3,74±0,04
LALBA
AA
3,70±0,03
AB
3,69±0,03
BB
—
CSN2
AA
3,70±0,02
AB
—
BB
—
BGH
LL
3,69±0,02
LV
3,88±0,11
VV
—
П р и м е ч а н и е. То же, что в таблице 1.
Жирность, %
II
III
3,69±0,03
3,76±0,05
3,72±0,13
3,73±0,04
3,72±0,04
3,53±0,05
3,70±0,03
4,06±0,08
3,71±0,09
3,90±0,04
3,72±0,04
3,78±0,08
3,89±0,01
3,88±0,01
3,84±0,06
3,89±0,01
3,93±0,03
3,83±0,03
3,88±0,01
3,87±0,06
—
3,88±0,01
3,88±0,02
3,92±0,03
Содержание белка, %
I
II
3,32±0,03*
3,20±0,04
3,25±0,05
3,28±0,03
3,23±0,03
—
3,26±0,02
—
—
—
—
—
3,27±0,02
3,38±0,03
3,42±0,06
3,34±0,02
3,29±0,03
3,23±0,07
3,31±0,02
3,34±0,15
3,23±0,04
3,33±0,02
3,13±0,04
3,28±0,03
При оценке влияния четырех изученных генов на показатели качества молока (табл. 2) было выявлено, что по содержанию жира в молоке
37
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
среди коров I группы животные с генотипом ВВ по гену CSN3 превосходили носителей аллеля А; во II группе жирность молока была выше у коров — носителей аллеля В, в III группе, напротив, показатель снижался в
ряду генотипов AA—AB—BB.
В I и II группах у животных с генотипом АА по гену LALBA жирность молока была выше, а в III группе наблюдали более высокие значения этого показателя у носителей аллеля А.
Животные II группы с генотипом LL по гену гормона роста BGH
превосходили носителей аллеля V по указанному признаку, а у голштинизированных коров III группы наибольшее значение показателя отмечали у
особей с генотипом VV.
При изучении влияния исследуемых генов на содержание белка в
молоке в двух группах чистопородных животных оказалось, что у коров
I группы с генотипом АА по гену CSN3 этот показатель выше, чем у
животных, несущих аллель В; во II группе имела место обратная тенденция — животные с генотипом ВВ превосходили таковых с генотипами АВ и АА соответственно на 0,04 и 0,15 %. Генотип АА по гену LALBA
положительно влиял на содержание белка в молоке у коров обеих исследованных популяций.
При анализе профилей по семи изученным микросателлитным локусам оказалось, что среднее число аллелей на локус варьировало от
4,28±1,60 (III группа) до 4,85±1,67 (I группа) и в целом по всей популяции составляло 5,85±2,19 (различия между группами были недостоверны).
Фактическая степень гетерозиготности, рассчитанная по семи локусам, во всех исследованных группах была выше 50 % (в I, II и III — соответственно 57,9; 55,9 и 55,4 %) (табл. 3.). Достоверных различий между
Hetфакт. и Hetтеор. в группах выявлено не было, что свидетельствует о генетическом равновесии исследованных популяций. Степень гетерозиготности по отдельным локусам в группах варьировала от 24,24 до 72,97 % и по
большинству локусов незначительно отличалась от теоретически ожидаемой. Следует отметить лишь существенно более низкую степень гетерозиготности по локусу INRA035 во всех группах, локусу ETH225 во II группе
и локусу ETH10 в III группе.
3. Фактическая (Hetфакт.) и теоретически ожидаемая (Hetтеор.) степень гетерозиготности по микросателлитным локусам в популяциях (группах)
симментальского скота разного происхождения
Микросателлитный локус
I
Hetфакт.
II
Hetтеор.
Hetфакт.
Hetтеор.
Hetфакт.
III
Hetтеор.
Всего
Hetфакт. Hetтеор.
BM1818
INRA063
HEL5
ETH225
ILST5
INRA035
ETH10
Среднее
0,6757
0,6585
0,6471
0,7197
0,6061
0,6653
0,6442
0,6936
0,6486
0,6180
0,6471
0,5688
0,5455
0,6492
0,6154
0,6233
0,6486
0,6315
0,6765
0,6856
0,7273
0,6244
0,6827
0,6557
0,7297
0,7637
0,4412
0,6241
0,7879
0,7741
0,6538
0,7432
0,3514
0,2896
0,5294
0,4567
0,5152
0,3825
0,4615
0,3844
0,3243
0,4606
0,4118
0,4503
0,2424
0,3549
0,3269
0,4314
0,6757
0,5570
0,5588
0,6107
0,4545
0,3728
0,5673
0,5283
0,5792±
0,5684±
0,5588±
0,5880±
0,5541±
0,5462±
0,5646±
0,5800±
±0,1672
±0,1539
±0,1047
±0,1043
±0,1807
±0,1714
±0,1278
±0,1355
П р и м е ч а н и е. Описание популяций (групп) см. в разделе «Методика». Het теор. рассчитана по
M. Nei (6).
Рассчитанные генетические расстояния и построенные на их основе дендрограммы (рис. 2) показали отсутствие существенных генетических
различий между исследуемыми группами скота. Как и ожидалось, филогенетически наиболее обособленными оказались животные австрийской селекции (II группа) (значения соответствующих генетических расстояний —
0,0412 и 0,0465). Между чистопородными отечественной селекции и улуч38
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
шенными животными (I и III группы) генетических различий практически
не было (0,0135).
Полученная филогенетическая структура полностью согласуется с
происхождением и направлением селекции исследованных групп скота,
однако она отражает степень филогенетического родства без учета влияния селекции животных на продуктивность. Соответствующие расчеты
генетических расстояний по генам CSN3, LALBA, CSN2 и BGH (см. рис.
2, Б) показали наибольшую близость между популяциями голштинизированных симменталов отечественной селекции (III группа) и чистопородных
симменталов австрийской селекции (II группа). Направление отечественной
селекции (I группа) было отличным от такового в других группах.
Таким образом, показано наличие
двух вариантов каждого из изученных генов белков молока и гормона роста у животных трех исследованных популяций
крупного рогатого скота симментальской
породы. Исключением было отсутствие
Рис. 2. Дендрограммы изученных поаллеля В гена ?-казеина у коров I группы
пуляций крупного рогатого скота сим(чистопородные отечественной селекции).
ментальской породы разного происхождения: А и Б — построены соответПолученные нами данные о положительственно без учета продуктивности и в
ном влиянии аллеля А гена ?-казеина на
зависимости от продуктивности. Для
удои согласуются с имеющимися в литепостроения дендрограмм использоратуре (7). Выявлено превосходство носивалась программа Phylip; описание
групп (популяций) животных см. в
телей аллеля А этого гена по показателю
разделе «Методика».
жирности молока. В то же время полученные нами результаты оценки влияния гена ?-лактальбумина на продук~
тивность противоположны данным S. Kaminski
(2). У животных с генотипом ВВ по LALBA молочная продуктивность выше, чем у носителей аллеля
А, но при генотипе АА выше содержание белка и жира в молоке. Генотип
АА по гену ?-казеина и генотип VV по гену гормона роста наиболее предпочтительны по величине удоя, а жирность молока у коров с аллелем L гена
гормона роста выше, чем у животных, в генотипе которых имеется аллель
V. Выбранные для анализа микросателлитные локусы обладают достаточно
высокой степенью полиморфизма (среднее число аллелей на локус — от
4,28 до 4,85), что делает их удобным инструментом для характеристики и
управления генетической структурой популяций, а также критерием оценки
генетических различий между группами скота симментальской породы.
Фактическая степень гетерозиготности, рассчитанная по семи локусам, во
всех исследованных группах превышала 50 %, что позволяет предполагать
более легкую адаптацию животных к условиям окружающей среды. Вероятно, это один из факторов, обеспечивших удовлетворительную акклиматизацию животных австрийской селекции на территории России. Сравнительный анализ генетической структуры по микросателлитам и генам белков
молока показал, что если по происхождению, как и ожидалось, наиболее
близкородственными являются чистопородные и улучшенные животные
отечественной селекции, то по продуктивности и, следовательно, по направлению селекции наиболее близки улучшенные животные отечественной
и животные австрийской селекции.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
З и н о в ь е в а Н.А., Г л а д ы р ь Е.А., Э р н с т Л.К. и др. Введение в молекулярную генную диагностику сельскохозяйственных животных. Дубровицы, 2002.
K a m i ~
n s k i S. Polymorphism of milk protein genes in coding and regulatory regions and
39
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
3.
4.
5.
6.
7.
their effects on gene expression and milk performance traits. In: Gene polymorphisms affecting
health and production traits in farm animals. Jastrz?biec, Poland, 2003: 117-120.
V a n d e n B e r g G., E s c h e r J.T.M., d e K o n i n g P.J. e.a. Genetic polymorphism of k-casein and ?-lactoglobulin in relation to milk composition and processing properties.
Neth. Milk Dairy J., 1992, 46: 145-151.
K e m e n e s P., d e A l m e i d a R e g i t a n o L.C., d e M a g a l h г e s R o s a A.
J. e.a. ?-Casein, ?-lactoglobulin and growth hormone allele frequencies and genetic distances in
nelore, gyr, guzerб, caracu, charolais, canchim and santa gertrudis cattle. Genet. Mol. Biol.,
1999, 22(4): 539-541.
C u r i R.A., L o p e s C.R. Evaluation of nine microsatellite loci and misidentification paternity frequency in a population of Gyr breed bovines. Brazil J. Vet. Res. Anim. Sci., 2002,
39(3): 129-135.
N e i M. Analysis of gene diversity in subdivided population. Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 1973,
70: 3321-3323.
B r o p h y B., S m o l e n s k i G., W h e e l e r T. e.a. Cloned transgenic cattle produce
milk with higher levels of beta-casein and kappa-casein. Nature Biotech., 2003, 21: 157-162.
Поступила в редакцию
25 июня 2007 года
ГНУ Всероссийский НИИ животноводства
Россельхозакадемии,
142132 Московская обл., Подольский р-н, пос. Дубровицы,
e-mail: konoval-elena@yandex.ru
MILK PROTEINS GENES AND MICROSATELLITE PROFILES IN
POPULATIONS OF SIMMENTAL CATTLE OF DIFFERENT ORIGIN
E.N. Konovalova, O.A. L’vina, V.I. Sel’tsov, N.A. Zinov’eva
Summary
In the course of investigations the estimation of distribution of milk protein genes alleles
was made and also the animals’ microsatellite profiles in populations of the cattle of different origin were studied. The effect of certain alleles of milk protein genes on dairy productivity in cows
was revealed. The comparative genetic analysis of microsatellites and milk protein genes has
shown that thoroughbred and improved animals of native selection, as expected, are closelyrelated, but in respect of productivity, the improved native animals and animals of Austrian selection are more related.
МОСКОВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ КОНГРЕСС
«БИОТЕХНОЛОГИЯ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ»
Москва, 11-13 марта 2008 года
БИОТЕХНОЛОГИЯ: ВОДА И ПИЩЕВЫЕ ПРОДУКТЫ
Международная научно-практическая конференция
МИР БИОТЕХНОЛОГИИ – 2008
6-я Международная специализированная выставка
Организаторы конференции и выставки: Правительство Москвы, Министерство экономического развития и торговли РФ, Министерство образования и науки РФ, Министерство
природных ресурсов РФ, Министерство сельского хозяйства РФ, РАН, РАМН, РАСХН,
Российский фонд фундаментальных исследований, Торгово-промышленная палата РФ,
Российский союз химиков
Место проведения: Москва, ул. Новый Арбат, 36/9
Секции конференции:
? Пищевая биотехнология
? Ферменты в пищевой промышленности
? Вода и пищевые технологии: безопасность,
качество и эффективность
? Инновации, финансы и бизнес в пищевой
биотехнологии
? Биотехнологическое образование и пищевая
промышленность
Российско-американский симпозиум:
«Актуальные вопросы российско-американского сотрудничества в области биотехнологий.
Опыт реализации биотехнологических инновационных проектов в США и России»
Информация и контакты: +7 (495) 981-70-51, 981-70-54, 981-79-59,
www.mosbiotechworld.ru
40
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2007, № 6
УДК 636.4:636.082.2:577.2
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ИНФОРМАТИВНОСТИ
ЭРИТРОЦИТАРНЫХ АНТИГЕНОВ И ДНК-МИКРОСАТЕЛЛИТОВ КАК
ГЕНЕТИЧЕСКИХ МАРКЕРОВ В СЕЛЕКЦИОННО-ПЛЕМЕННОЙ РАБОТЕ СО СВИНЬЯМИ КАНАДСКОЙ СЕЛЕКЦИИ*
Н.В. ПРОСКУРИНА, Т.И. ТИХОМИРОВА, Е.А. ГЛАДЫРЬ,
П.В. ЛАРИОНОВА, Н.А. ЗИНОВЬЕВА
Сравнивали информативность двух систем анализа генетического полиморфизма —
эритроцитарных антигенов (ЭА) и ДНК-микросателлитов (ДНК-МС) в характеристике генеалогической структуры стад свиней пород йоркшир, ландрас и дюрок канадской селекции. Показаны
различия по степени гетерозиготности исследуемых групп в зависимости от используемой системы анализа. Выявлены достоверные корреляционные взаимосвязи между степенью гетерогенности родителей, рассчитанной с использованием ЭА и ДНК-МС, и признаками продуктивности, а
также зависимость характера корреляций от породной принадлежности животных.
Ключевые слова: генетические маркеры, ДНК-диагностика, гетерогенность подбора.
Грамотно сформированная линейная структура стада является одним
из ключевых элементов эффективного ведения селекционно-племенной работы на свиноводческих предприятиях — племзаводах, племрепродукторах,
в генофондных хозяйствах, селекционно-гибридных центрах. Практикуемая достаточно часто система ротации по поколениям при получении хряков и свиноматок приводит к тому, что генетические различия между линиями стираются. Поэтому эффект от межлинейных ротационных кроссов
в поколениях снижается, что вызывает необходимость завоза генетически
разнородного племенного материала из других предприятий России или
из-за рубежа с целью «освежения крови».
Не отрицая периодическую необходимость подобных биотехнических мероприятий, следует отметить ряд преимуществ замкнутого разведения: возможность прогнозирования племенной ценности потомства, управление степенью инбридинга и консолидацией линий, снижение риска
привнесения инфекционных заболеваний. Однако очевидно, что разведение животных в замкнутых популяциях предъявляет повышенные требования к системе селекционно-племенной работы.
В качестве инструмента контроля и управления структурой стада
рассматривается использование генетических маркеров — эритроцитарных
антигенов и ДНК-микросателлитов. Генетические маркеры позволяют судить о степени гетерозиготности животных, консолидации наследственных
качеств пород, типов, линий, а также генетических расстояниях между
ними (1, 2). Имеются многочисленные данные о связи полиморфных вариантов локусов групп крови (B, G, E, F, K, L) свиней с признаками продуктивности (3-5). В ряде работ показано, что эти корреляции довольно
сложные, а в большинстве случаев неоднозначные (6-10). Подавляющее
большинство исследований посвящено выявлению связи отдельных аллелей
ЭА с признаками продуктивности.
Целью настоящей работы было определение информативности двух
систем анализа генетического полиморфизма — эритроцитарных антигенов (ЭА) и ДНК-микросателлитов (ДНК-МС) для характеристики структуры стад и оценки гетерогенности подбора родительских пар по призна-
*
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, грант ? 06-04-08196.
41
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
кам продуктивности у свиней трех пород канадской селекции.
Методика. Исследования проводили на трех группах свиней пород
канадской селекции: ландрас (n = 38), дюрок (n = 55), йоркшир (n = 73)
(ООО «Троснянский бекон», Орловская обл.). При отборе проб крови использовали гепарин в качестве антикоагулянта, кожи (в случае длительной
транспортировки) — 96 % этиловый спирт в качестве консерванта. Группы
крови определяли по 20 ЭА 10 систем групп крови согласно инструкции
(11), применяли иммуноспецифические сыворотки производства Всероссийского НИИ племенного дела.
ДНК выделяли в соответствии с методическими рекомендациями
(12). Для анализа ДНК-МС профиля использовали методику, включающую проведение двух мультиплексных полимеразных цепных реакций
(ПЦР), которая позволяет амплифицировать фрагменты 12 аутосомальных
ДНК-МС маркеров. Набор ДНК-МС был выбран в соответствии с рекомендациями Международного общества генетиков (ISAG). Первичную обработку данных капиллярного электрофореза выполняли с помощью программного обеспечения MegaBACE. Данные об аллелях каждого животного суммировали в электронной таблице Microsoft Excel. Полученная таким
образом матрица генотипов служила основой для статистической обработки результатов, которую осуществляли по Б. Вейру (13) с использованием
программ MSA_WIN v 2.65, Phylip, TreeView. Расчет генетических расстояний и построение дендрограмм проводили по M. Nei (14).
Результаты. Число аллелей в локусах ЭА у исследуемых групп животных варьировало от 1 до 4 и в среднем составляло 2,50±0,22 при наибольшем — у свиней породы ландрас (2,85±0,24) и наименьшем — у свиней породы йоркшир (2,50±0,16). Число аллелей ДНК-МС в зависимости
от локуса варьировало от 3 до 11 и в среднем составляло 5,91±0,42, что
свидетельствует о более высоком уровне полиморфизма ДНК-МС. Как и
по группам крови, по ДНК-МС наибольшим числом аллелей в локусе характеризовались свиньи породы ландрас (6,58±0,62), наименьшим — животные породы йоркшир (5,33±0,37). Таким образом, использование в качестве маркеров ЭА и ДНК-МС давало сходную картину относительных
различий по среднему числу аллелей между исследуемыми группами свиней. При этом в абсолютном выражении среднее число аллелей на микросателлитный локус было в 2,4 раза выше, чем на локус систем групп крови, что свидетельствует о большей информативности ДНК-МС.
Из сравнения фак1. Фактическая (Hetфакт.) и ожидаемая
тической
и ожидаемой сте(Hetтеор.) степень гетерозиготности в
пени
гетерозиготности
в
группах свиней разных пород, рассчитангруппах
(табл.
1)
следует,
ная на основании генетического полиморчто показатели, рассчифизма эритроцитарных антигенов (ЭА) и
ДНК-микросателитов (ДНК-МС)
танные с использованием
двух систем анализа, одиПорода (n)
Показатель
ЭА
ДНК-МС
наково отражали характер
Hetфакт.
0,411±0,132
0,486±0,194
Дюрок
(n = 55)
Hetтеор.
0,326±0,078
0,623±0,133
распределения исследуемых
Hetфакт.-Hetтеор.
+8,48
–13,66
групп по неоднородности:
Ландрас
0,413±0,132
0,552±0,201
Hetфакт.
наиболее гетерогенными
(n = 38)
0,315±0,091
0,721±0,071
Hetтеор.
Hetфакт.-Hetтеор.
+9,84
–16,93
оказались свиньи породы
0,569±0,119
0,622±0,093
Йоркшир
Hetфакт.
йоркшир, наименее — по(n = 73)
Hetтеор.
0,420±0,059
0,735±0,075
роды дюрок. Однако абсоHetфакт.-Hetтеор.
+14,91
–11,30
лютная величина показателей при использовании двух аналитических систем существенно различалась: при оценке по ЭА фактический уровень гетерозиготности по груп42
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
пам варьировал от 41,1 (порода дюрок) до 56,9 % (порода йоркшир), по
ДНК-МС — соответственно от 48,6 до 62,2 %.
Сравнение фактической и теоретически ожидаемой степени гетерозиготности выявило противоположные тенденции. Так, во всех исследованных группах по ЭМ-маркерам наблюдалось превышение уровня гетерозиготности над теоретически ожидаемым (от 8,5 до 14,9 % соответственно в группах свиней пород дюрок и йоркшир).
При использовании в качестве критерия оценки ДНК-МС у всех
животных отмечался дефицит гетерозигот: от 11,3 (порода йоркшир) до
16,9 % (порода ландрас). Такие различия объясняются неодинаковой полиморфностью используемых аналитических систем. Учитывая, что в исследованиях использовались линейные свиньи, полученные с применением умеренного инбридинга, выявленный дефицит гетерозигот более объективен с точки зрения селекции.
При оценке генетических различий между генеалогическими группами внутри пород на основании генетических расстояний для группы
животных породы йоркшир следует отметить некоторые различия в формирующейся кластерной структуре генеалогического дерева, построенного
с использованием двух систем анализа: по ЭА наибольшим генетическим
родством характеризовались генеалогические группы Спартак и Фауна,
наименьшим — Сателлит и Спикер, Спикер и Флора; по ДНК-МС более
тесные родственные связи отмечались между семействами Флора и Фауна
и линиями Сателлит и Спартак (рис., А).
к
к
Дендрограмма генеалогических групп свиней
породы йоркшир (А), ландрас (Б) и дюрок
(В) при оценке генетических расстояний на
основании полиморфизма по локусам эритроцитарных
антигенов
(а)
и
ДНКмикросателитам (б).
Проявилась также консолидированность семейств свиноматок и
линий хряков. Кластерная структура генеалогического дерева свиней
породы йоркшир, построенного на основании анализа ДНК-МС, полностью согласуется с данными о происхождении животных в соответствии со сведениями по племенному учету, а также с используемой сис43
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
темой подбора на племпредприятии. Кроме того, диапазон числовых
значений генетических различий, полученный на основе анализа ДНКМС, более информативен.
Расчет генетических дистанций на основании результатов анализа
ЭА у свиней породы ландрас (см. рис., Б) выявил минимальные различия,
которые не позволили сделать вывод о характере генеалогических связей
между линиями и семействами. Анализ, проведенный на основе данных
ДНК-МС, показал, что наибольшей удаленностью характеризовались животные линии Ливня и семейства Ласки, более близким генеалогическим
родством — генеалогические группы Лора—Легенда, Ландыш—Легенда.
Кластерная структура генеалогического дерева в группе свиней породы
ландрас, построенного на основании результатов анализа ДНК-МС, полностью соответствует данным племенного учета на предприятии.
У животных породы дюрок (см. рис., В) обнаружены некоторые
различия в характере связей между линиями и семействами в зависимости от используемой системы анализа. Кластерная структура дендрограммы, построенной на основании анализа ДНК-МС (семейства Акулы
и Акации, с одной стороны, и линии Аниса и Апельсина, — с другой,
попарно формируют два кластера), полностью согласуется с данными о
происхождении животных.
Таким образом, информативность ДНК-МС для характеристики
генеалогической структуры групп свиней пород йоркшир, ландрас и дюрок канадской селекции выше. Меньшая маркерная информативность
ЭА и, как следствие, более низкая чувствительность к небольшим различиям между группами в некоторой степени искажают генеалогические
связи между внутрипородными структурами (линиями и семействами)
исследуемых пород.
На следующем этапе исследований при оценке влияния степени
гетерогенности при подборе пар, рассчитанной по результатам анализа
полиморфизма ЭА и ДНК-МС, на признаки продуктивности свиней выявили ряд достоверных корреляций (табл. 2).
Следует отметить, что корреляции в группах свиней материнских
пород (йоркшир и ландрас) носили одинаковый и отличный от выявленных у свиней отцовской породы дюрок характер. Так, у свиней материнских пород высокие достоверные положительные корреляции (P > 0,9999)
наблюдались между гетерогенностью подбора и средней массой поросенка
в 21-суточном возрасте и при отъеме, причем при использовании в качестве критерия оценки гетерогенности ДНК-МС сила корреляций была
выше, ЭА — ниже. Отрицательные корреляции отмечены по количественным показателям плодовитости — общему числу поросят при рождении и числу живых поросят при рождении.
У свиней породы дюрок выявлено значительно больше достоверных корреляционных зависимостей, однако в основном они были противоположными таковым у животных материнских пород. Сильные положительные корреляции наблюдались между степенью гетерогенности,
рассчитанной по ЭА и ДНК-МС, и числом поросят при рождении (в том
числе живых), сильные отрицательные — по средней массе поросенка в
возрасте 21 сут. По показателям массы гнезда при рождении и числа голов
через 21 сут корреляции, рассчитанные с использованием ЭА и ДНК-МС,
носили противоположный характер.
Выявление влияния гетерогенности группового подбора на продуктивность имеет важное практическое значение. Вместе с тем более четкие
выводы о роли генетических различий родителей в проявлении признаков
44
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
продуктивности могут быть сделаны при проведении индивидуальных
подборов пар. При проведении таких подборов отмечали больше корреляционных зависимостей между степенью гетерогенности и признаками
продуктивности (см. табл. 2).
2. Корреляции между генетическими дистанциями и признаками продуктивности у свиней пород йоркшир, ландрас и дюрок при разных способах
подбора по гетерогенности
Признак
ЭА
Йоркшир
ДНК-МС
Ландрас
ДНК-МС
ЭА
Дюрок
ДНК-МС
Подбор линия Ч семейство
Родилось поросят:
всего
–0,25±0,099*
–0,37±0,091
–0,36±0,167***
0,71±0,079
0,93±0,021
живых
–0,23±0,100** –0,36±0,167*
0,66±0,090
0,98±0,005
Число поросят:
в 21-суточном
0,39±0,135* –0,28±0,147***
возрасте
при отъеме
0,35±0,135*
Крупноплодность
0,37±0,138*
0,41±0,133*
Живая масса поросенка:
в 21-суточном
0,60±0,067
0,96±0,007
0,61±0,121
–0,91±0,027
–0,61±0,101
возрасте
при отъеме
–0,32±0,095
0,72±0,051
0,63±0,114
–0,46±0,126
Масса гнезда:
при рождении
–0,21±0,101***
0,95±0,013
–0,46±0,125
поросят
в 21-суточном
0,31±0,096*
–0,31±0,173****
–0,60±0,102
возрасте
при отъеме
–0,17±0,102****
–0,37±0,165***
0,25±0,150****
Подбор хряк Ч свиноматка
Родилось поросят:
–0,27±0,098*
–0,30±0,108*
0,98±0,005
–0,51±0,097
0,94±0,015
всего
живых
–0,99±0,000
–0,99±0,001
0,36±0,184****
–0,37±0,139*
Число поросят:
в 21-суточном
–0,83±0,031
–0,85±0,032
–0,90±0,030
возрасте
при отъеме
–0,83±0,031
–0,85±0,032
–0,51±0,097
–0,96±0,011
–0,98±0,004
–0,96±0,011
Крупноплодность
0,83±0,031
0,85±0,032
0,86±0,053
Живая масса поросенка:
в 21-суточном
–0,59±0,137
–0,43±0,131*
0,68±0,056
0,85±0,033
возрасте
при отъеме
0,90±0,018
0,63±0,071
–0,48±0,100
–0,99±0,001
Масса гнезда:
при рождении
–0,94±0,014
–0,79±0,060
поросят
0,78±0,040
0,77±0,048
0,42±0,174***
в 21-суточном
возрасте
0,99±0,002
0,98±0,003
0,36±0,184****
–0,73±0,075
–0,20±0,102***
–0,98±0,003
–0,99±0,001
–0,87±0,030
–0,99±0,001
при отъеме
П р и м е ч а н и е. Для расчета генетических расстояний использовали маркерные системы эритроцитарных антигенов (ЭА) и ДНК-микросателлитов (ДНК-МС), Р ? 0,999.
* P ? 0,99; ** P ? 0,98; *** P ? 0,95; **** P ? 0,90.
Так, у свиней породы йоркшир наблюдали достоверные отрицательные связи с количественными показателями плодовитости: числом
поросят при рождении (в том числе живых), числом поросят через 21
сут и при отъеме. Характер зависимостей, выявленных с использованием в качестве критериев оценки гетерогенности ЭА и ДНК-МС, был
одинаковым.
У свиней породы ландрас имела место сильная достоверная положительная корреляция с общим числом поросят при рождении; корреляция с числом живых поросят при рождении также была положительной, но менее выраженной. У животных породы дюрок количественные показатели плодовитости (число живых поросят при рождении,
в возрасте 21 сут и при отъеме) отрицательно коррелировали с гетерогенностью подбора.
Итак, ЭА и ДНК-МС могут служить инструментами для характери45
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
стики структуры стад свиней трех изученных пород канадской селекции,
однако при небольших генетических различиях между внутрипородными
генеалогическими структурами ДНК-МС как маркеры более информативны. Выявлен ряд достоверных корреляционных зависимостей между степенью гетерогенности подбора родительских пар (групповых — линия Ч семейство и индивидуальных — хряк Ѕ свиноматка), оцененной по ЭА и
ДНК-МС, и признаками продуктивности свиней. В большинстве случаев
корреляции носят одинаковый характер независимо от используемой
системы анализа. Показано влияние породной принадлежности животных на силу и направленность корреляций. Наиболее четкие зависимости установлены в группе свиней породы йоркшир. Увеличение степени
гетерогенности подбора приводит к достоверному снижению количественных показателей продуктивности и повышению показателей массы. В
группе свиней породы ландрас выявленные корреляции зачастую носили
противоположный характер. В группе свиней породы дюрок прослеживается зависимость снижения показателей массы с увеличением степени
гетерогенности при подборе пар. На основании выявленных нами закономерностей могут разрабатываться системы генетического контроля
структуры стад и управления процессом селекционно-племенной работы
в свиноводстве.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
46
Н о в и к о в А.А., Р о м а н е н к о Н.И. Создание новой линии свиней с использованием генетических маркеров. В сб.: Селекция, кормление, содержание сельскохозяйственных животных и технология производства продуктов животноводства. Лесные
Поляны, 1999, 7: 56-60.
З и н о в ь е в а Н.А., Э р н с т Л.К. Проблемы биотехнологии и селекции сельскохозяйственных животных. Изд. 2-е, доп. Дубровицы, 2006.
Т и х о н о в В.Н., Н и к и т и н С.В. Связь системы B групп крови с многоплодием
и жизнеспособностью свиней. В сб. науч. тр. Новосибирского СХИ. Новосибирск,
1984: 110.
Н о в и к о в А.А., К о з и н И.Е., Р о м а н е н к о Н.И. Дифференциация крупной белой породы свиней по генетической структуре групп крови в связи с хозяйственно полезными признаками. В сб. науч. тр. ВНИИплем. Лесные Поляны, 2000, вып.
10: 87-91.
С е р д ю к Г.Н. Иммуногенетика свиней: теория и практика. СПб, 2002.
Б е з е н к о С.П. О направлениях иммуногенетики в селекции свиней. Свиноводство,
1982, 5: 25-26.
Б е з е н к о С.П., М и л ь ч е в с к а я Р.И., А л ь к е й с и Т.В. Методическое пособие по определению генетических и иммунологических характеристик свиней для использования в селекции. Дубровицы, 2006: 36-40.
Т о л п е к о Г.А. Формирование иммуногенетической структуры популяции свиней
в связи с методами разведения и отбором по продуктивности. Автореф. докт. дис.
Новосибирск, 1985.
С о л д а т е н к о в Н.К. Использование иммуногенетических тестов для повышения
эффективности селекционно-племенной работы в промышленных комплексах. Автореф.
канд. дис. СПб, 1992.
Г а р а й В.В., Е п и ш и н В.А., Н и к о л а е в а И.В. Количественная оценка показателей продуктивности племенных стад. В сб.: Современные проблемы развития свиноводства. Жодино, 2000: 40-42.
Сыворотки иммуноспецифические для определения групп крови свиней. Технические условия, наставление и инструкция по изготовлению, контролю и применению.
Дубровицы, 2001.
З и н о в ь е в а Н.А., П о п о в А.Н., Э р н с т Л.К. и др. Методические рекомендации по использованию метода полимеразной цепной реакции в животноводстве. Дубровицы, 1998.
В е й р Б. Анализ генетических данных. М., 1995.
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
14. N e i M. Estimation of average heterozygosity and genetic distance from a small number of
individuals. Genetics, 1978, 89: 583-590.
ООО «Агрофест-Орел»,
302009 г. Орел, пер. Складской, 7;
ГНУ Всероссийский НИИ животноводства
Россельхозакадемии,
Поступила в редакцию
11 сентября 2007 года
142132 Московская обл., Подольский р-н, пос. Дубровицы,
e-mail: n_zinovieva@mail.ru
COMPARATIVE ANALYSIS OF INFORMATIVENESS OF
ERYTHROCYTES ANTIGENES AND DNA-MICROSATELLITES AS
GENETIC MARKERS IN BREEDING-PEDIGREE WORK WITH PIGS
OF CANADIAN SELECTION
N.V. Proskurina, T.I. Tikhomirova, E.A. Gladyr’, P.V. Larionova, N.A. Zinov’eva
Summary
The authors have compared the informativeness of two systems of analysis of genetic polymorphism — erythrocytes antigens (EA) and DNA-microsatellites (DNA-MS) for characteristic of
genealogical structure pig’s herds of the Yorkshire, Landrace and Durock of Canadian selection. The
differences in degree of heterozygosis in studied groups in connection with used analysis system were
shown. The reliable correlations were revealed between degree of heterozygosis of parents calculated
with use of EA and DNA-MS and productivity determinants, the character of correlations depends
on breed of animals.
Научные собрания
IV МОСКОВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ КОНГРЕСС
«БИОТЕХНОЛОГИЯ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ»
(12-16 марта 2007 года)
Цель конгресса — оценка современного развития фундаментальных направлений биотехнологий и перспектив их использования в решении прикладных задач в области медицины,
сельского хозяйства, охраны окружающей среды, промышленности, состояния образовательных
программ. Организаторы — Правительство Москвы, Министерство экономического развития и
торговли РФ, Министерство образования и науки РФ, Министерство промышленности и энергетики РФ, Министерство сельского хозяйства РФ, Министерство здравоохранения и социального
развития РФ, Министерство природных ресурсов РФ, Торгово-промышленная палата РФ, Российский союз химиков, РАН, РАМН, РАСХН, РФФИ. Программа конгресса включала три пленарных, 10 секционных заседаний и два международных симпозиума.
Первое пленарное заседание было посвящено анализу вклада фундаментальных исследований по пептидомике в решение фундаментальных и прикладных задач, возможности разработок принципиально новых методов контроля секреции нейротрансмиттеров, рецепции глицина,
диагностики патогенов; второе — обсуждению проблем биобезопасности, биоэтики, а также законодательной и нормативной базы в области биотехнологии.
Основные секционные заседания — «Биотехнология и медицина» (руководители — академик РАМН A.M. Егоров и академик РАН А.И. Мирошников), «Биотехнология и сельское хозяйство» (руководители — академики РАСХН В.И. Фисинин, Л.К. Эрнст, И.А. Тихонович, членкорреспондент РАСХН П.Н. Харченко), «Биотехнология и промышленность» (сопредседатель академик РАМН и РАСХН В.А. Быков), «Биотехнология и окружающая среда» (профессор Н.Б. Градова, профессор Г.А. Жариков), «Биотехнология и пищевые продукты» (академик РАСХН И.А. Рогов), «Биогеотехнология». Специальные секции форума — «Инновации, финансы и бизнес в
биотехнологиях», «Биотехнологии и образование». Обсуждались достижения и перспективы
биоинформатики. На международном симпозиуме Черноморской биотехнологиической ассоциации были представлены оценки современного распространения трансгенных сортов растений и
опасений, которые вызывает у общества стремительное развитие сельскохозяйственных биотехнологий. Второй симпозиум был посвящен актуальным вопросам сотрудничества в области биотехнологий между Россией и США и обсуждению опыта развития региональных биотехнопарков в США и России.
В работе конгресса участвовали ведущие представители научно-исследовательских подразделений и биотехнологических фирм России, стран СНГ, стран ЕС, США, молодые ученые
(на каждой секции проводился конкурс их работ и премирование победителей).
http://www. mosbiotechworld.ru
47
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2007, № 6
УДК 639.111.4:574.32:577.21
ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ ДИКИХ И ДОМАШНИХ ФОРМ СЕВЕРНОГО
ОЛЕНЯ (Rangifer tarandus L.) ПО РЕЗУЛЬТАТАМ АНАЛИЗА мтДНК
А.В. ДАВЫДОВ, М.В. ХОЛОДОВА, И.Г. МЕЩЕРСКИЙ, А.Р. ГРУЗДЕВ,
Т.П. СИПКО, Н.В. КОЛ, С.А. ЦАРЕВ, Н.К. ЖЕЛЕЗНОВ-ЧУКОТСКИЙ,
В.С. МИРУТЕНКО, Ю.П. ГУБАРЬ, А.Б. ЛИНЬКОВ, Ю.И. РОЖКОВ
На основе анализа нуклеотидных последовательностей гаплотипов митохондриальной
ДНК (мтДНК) рассмотрена генетическая дифференциация форм (подвидов) северного оленя.
Выявлены значительные различия в дифференциации отдельных форм друг от друга, что связано
с разницей во времени происхождения форм и неодинаковой интенсивностью генетических обменов между популяциями.
Ключевые слова: северные олени, мтДНК, генетическая дифференциация, формы (подвиды).
На территории Евразии различные авторы выделяют до восьми подвидов северного оленя (Rangifer tarandus L.), географически распределенных
следующим образом: R.t. tarandus L., 1758 — северная часть тайги и тундра
Европы; R.t. pearsoni Lydekker, 1902 — о. Новая Земля; R.t. sibiricus Murray,
1866 — тундра и частично лесотундра Сибири; R.t. valentinae Flerow, 1933 —
лесная зона Сибири и Урала (на юге — до северо-восточного Алтая и Северной Монголии, в Восточной Сибири — до южных отрогов Станового
хребта и хребта Джугдыр); R.t. fennicus Lцnnberg, 1908 — лесная зона Европы;
R.t. phylarcus Hollister, 1912 — побережье Охотского моря, бассейн р. Амура,
северная часть хребта Сихотэ-Алинь, Камчатка и о. Сахалин; R.t. angustirostris
Flerow, 1932 — Баргузинский хребет, хребет Хамар-Дабан и прилегающие
хребты Забайкалья; R.t. platyrhynchus Vrolik, 1829 — о. Шпицберген.
Многие авторы признают далеко не все формы достаточными для
выделения в самостоятельный подвид и сокращают их число путем объединения (вплоть до четырех) (1-3).
Таким образом, с систематикой евразийских форм северного оленя
много неясного. Однако независимо от того, достигают или нет некоторые
из форм подвидового уровня, они в той или иной мере дифференцированы
друг от друга морфологически. Кроме того, имеется множество таксономически не идентифицируемых форм (так называемых экотипов), которые
могут также достаточно четко отличаться друг от друга.
На это многообазие диких форм накладывается многообразие близких им домашних форм северного оленя. Домашние олени в настоящее время подразделяются на четыре породы: ненецкая (распространена в Мурманской и Архангельской областях, Республике Коми, Ямало-Ненецком, ХантыМансийском, Таймырском автономных округах); чукотская порода (распространена в Чукотском и Корякском автономных округах, северных районах
Республики Саха); эвенская (распространена в Республике Саха, за исключением некоторых северных, западных и южных районов; Магаданской и Камчатской областях); эвенкийская (распространена в Эвенкийском автономном
округе, западных и южных районах Республики Саха, республиках Бурятия и
Тыва; Иркутской, Читинской, Амурской, Сахалинской областях; Хабаровском крае). Внутри пород выделяют отдельные отродья (экотипы), характеризующиеся собственными морфологическими особенностями.
Как диких, так и домашних оленей объединяют в две крупные экологические формы (макроэкотипы): лесную и тундровую. В соответствии с
этим у диких оленей одни подвиды относят к тундровому макроэкотипу
48
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
(R.t. tarandus, R.t. sibiricus, R.t. pearsony, R.t. platyrhynchus), другие — к лесному (R.t. fennicus, R.t. valentinae, R.t. phylarchus). У домашних оленей к тундровой форме относят оленей ненецкой и чукотской пород; к лесной — эвенкийской и эвенской. И у домашних, и у диких форм выделяют также промежуточные экотипы — лесотундровые.
Большинство авторов считают, что между популяциями домашних и
диких оленей в некоторой мере происходят обмены генами. Однако другие
полагают, что наблюдаемые обмены особями (от нескольких до 10 % и более) еще не свидетельствуют о генетическом обмене: дикие и домашние
олени, как правило, имеют разные места гона (не допускается смешивание
«дикаря» с домашним), несколько различаются по его срокам и, кроме того,
гибридное потомство в домашних стадах часто изымается. Тем не менее, не
будет большим преувеличением, если мы примем, что до 1 % генов все же
могут «перемещаться» от диких популяций к домашним и обратно.
В Северной Америке и на прилегающих к ней островах наиболее известны и обособлены четыре подвида оленя (4): R.t. groenlandicus Gmelin,
1788 — восточные районы Канады; R.t. caribou Gmelin, 1788 — северозападные районы Канады; R.t. pearyi Allen, 1902 — арктические острова Канады; R.t. granti Allen, 1902 — п-ов Аляска.
Так же, как в Евразии, эти подвиды разделяются на тундровые (R.t.
groenlandicus, R.t. pearyi, R.t. granti) и лесные (R.t. caribou) экотипы и более
мелкие морфологические формы. Хотя в Северной Америке имеется небольшое поголовье домашних оленей, северное оленеводство здесь не развито. Связано это, вероятно, прежде всего с тем, что аборигенное население — индейцы и эскимосы этим видом хозяйственной деятельности ранее
никогда не занимались, а первые партии домашних оленей с Чукотки были
завезены на американский континент только в начале ХХ столетия.
Известно, что генетические методы успешно используются для анализа филогенетических отношений и оценки внутривидового разнообразия.
В связи с отмеченной неоднозначностью таксономического и породного
деления северного оленя (в особенности для интересующих нас евразийских популяций) на морфологическом и экологическом уровнях мы попытались провести сравнения его форм с использованием генетического метода (6), а также по результатам анализа выявить особенности происхождения
отдельных форм, поскольку до сих пор нет единого мнения о центре происхождения и путях расселения «предкового» оленя.
Методика. Для анализа использовались данные по нуклеотидным
последовательностям гаплотипов митохондриальной ДНК (гипервариабельный участок, левый домен контрольного региона — Д-петля) североамериканских и скандинавских северных оленей, взятые из GenBank, а также
собственные результаты, полученные по оленям Евразии. Гаплотипы
мтДНК в данном случае подобны аллелям ядерных (хромосомных) генов,
но в отличие от последних они «одновариантны», то есть каждый гаплотип
несет только один вариант нуклеотидных последовательностей, в то время
как ядерные «двухвариантны» — каждый ген может быть представлен парой
вариантов, или аллелей. Для окончательного анализа после процедуры выравнивания использовали участок ДНК длиной 418 н.п. Методы выявления
гаплотипов и первичной компьютерной обработки данных подробно изложены в работе Н.В. Кол с соавторами (8).
Результаты. В рамках выделенного участка для разных форм северного олденя было выявлено следующее число гаплотипов: R.t. valentinae
(восточносибирские — верхоянские) — 2, R.t. valentinae (тувинские) — 8, R.t.
fennicus — 1, R.t. pearyi — 4, R.t. platyrhynchus — 1, R.t. tarandus (норвежские)
— 15, R.t. groenlandicus — 8, R.t. tarandus (мурманские) — 5, R.t. granti —
49
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
10, R.t. sibiricus (западно- и восточносибирские) — 9, R.t. sibiricus (чукотские)
— 5, R.t. caribou — 12. Все олени, охарактеризованные как подвид R.t.
valentinae, принадлежали к домашней форме; охарактеризованные как R.t.
sibiricus из западной и восточной Азии — не только к дикой (п-ов Таймыр
— 2 гаплотипа, п-ов Ямал — 6 гаплотипов), но и к одичавшей домашней
форме (о. Врангеля — 1 гаплотип).
Как известно, для оценки различия, сходства, дистанций, родственных связей между сравниваемыми тансономическими единицами (формы,
подвиды, виды) применяют методы, основанные на построении дендрограмм (9). При макроэволюционных построениях они дают относительно
объективную и в определенной мере соответствующую реальным эволюционным событиям картину ветвящегося филогенетического древа. Микроэволюционные события получаемая дендрограмма, как правило (хотя и не
всегда), не отражает, так как на довидовом (а иногда и видовом) уровне
эволюция носит сетчатый характер и реальное древо представляет собой
систему сливающихся и разделяющихся ветвей (популяций). Тем не менее,
ставший стандартным подход построения дендрограмм в целом и здесь
крайне полезен, так как позволяет наглядно проиллюстрировать родство
(или, по крайней мере, степень сходства) сравниваемых форм и сделать соответствующие выводы об их предшествующей истории.
Как в макро-, так и в микроэволюционных исследованиях предпочтительно сравнение по множеству генов (если, конечно, целью не является
рассмотрение эволюции отдельных генов). К сожалению, это далеко не всегда возможно. При микроэволюционных исследованиях задача усложняется
еще и тем, что необходимо учитывать нуклеотидные последовательности
всех аллелей (для мтДНК это гаплотипы, являющиеся, по сути, теми же
аллелями), а при близком сходстве сравниваемых групп принимать в расчет
и частоты аллелей. Исходя из этого, оценку сходства и различия необходимо проводить по усредненным по всем аллелям (гаплотипам) данным со
взвешиванием частот полученных значений, после чего полученные показатели применять для построения древес.
В нашем случае гаплотипы мтДНК отдельных форм (подвидов) северного оленя редко совпадают (по крайней мере, по распространенным
гаплотипам), поэтому от взвешивания можно отказаться без больших потерь. Применять (как это иногда делают) дистанции, предлагаемые для
макроэволюционного уровня, также не представляется целесообразным,
поскольку время дивергенции последовательностей и их различие по числу
нуклеотидов на микроуровне связаны практически линейно (9), то есть в
качестве показателя для построения древес достаточно использовать только
число нуклеотидов, по которому различаются гаплотипы.
Из способов построения древес одним из самых ранних и наиболее
простых является, по-видимому, UPGMA-метод (невзвешенное попарное
сравнение). С помощью него достаточно успешно были решены многие
филогенетические задачи, однако впоследствии на макроуровне он стал вытесняться другими, гораздо более сложными и, как представляется сейчас
многим (но не всем) исследователям, более объективными методами. Трудно судить, насколько это верно для макроэволюционных филогений, но для
микроуровня нет принципиальной разницы между применяемыми методическими подходами, так как в строгом смысле ни один из них не отражает
реальной картины. UPGMA подход традиционен, логически хорошо обоснован и часто не хуже, чем другие, может графически передать дифференциацию группировок по сходству—различию (которое на генетическом
уровне фактически эквивалентно родству). Один из недостатков метода заключается в том, что он не учитывает неравномерность темпов эволюции.
50
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Однако это имеет значение в основном для макроэволюционного, а не рассматриваемого в настоящей работе микроэволюционного уровня. К получаемой структуре UPGMA-дендрограмм (и дендрограммам, построенных
другими методами) следует относиться критически как к подходам, дающим
качественную информацию, хотя и основанную на количественных оценках.
На рисунке изображена дендрограмма, включающая все рассматриваемые формы и подвиды R. tarandus. Для наглядности правая часть дендрограммы, не несущая полезной информации, укорочена на 1,7 ед. Исходя
из результатов подобной обработки данных, все подвиды (формы) можно
разбить на четыре группы: лесные Евразии и островные Европы и Америки: R.t. pearyi, R.t. platyrhynchus, R.t. fennicus, R.t. valentinae (восточносибирская форма), R.t. valentinae (тувинская форма); тундровые Европы и Америки: R.t. tarandus (норвежская форма), R.t. tarandus (мурманская форма),
R.t. groenlandicus, R.t. granti; тундровые Сибири: R.t. sibiricus (формы Западной и Восточной Сибири), R.t. sibiricus (чукотская форма); лесные Америки: R.t. caribou.
Формы евразийские лесные и островные Европы и Америки образуют единый кластер наиболее близких друг другу по гаплотипам (см. рис.).
Ближайшие к первой группе — тундровые Европы и Америки приобрели
своеобразие, по-видимому, вследствие значительных эволюционных изменений за относительно небольшой (в геологических масштабах) промежуток
времени (примерно менее 50 тыс. лет; принципы расчета времени эволюции у северных оленей приведены ранее) (6).
Тундровые формы Сибири и лесные Америки (две последние группы),
как представляется, развивались относительно независимо от других. Судя по
палеонтологическим остаткам, основные их массивы могут существовать 250
тыс. лет (Восточная Сибирь) и 300 тыс. лет (Северная Америка) (10). Но за
такие сроки могли происходить многократно повторяющиеся обмены генами
между самыми различными группировками, а также вымирание группировок
и их возобновление за счет вселенцев с других территорий. Так или иначе,
если бы расселение оленей шло из одного центра (Сибирь или Северная
Америка) или имело место взаимопроникновение сибирских и американских
оленей, то такого различия между этими группами не наблюдалось бы.
Полученные результаты свидетельствуют о значительном отличии чукотских оленей как от тундровых сибирских, обитающих западнее (и формально принадлежащих вместе с ними к одному подвиду R.t. sibiricus), так и
от американских подвидов (включая территориально близких животных подвида R.t. granti ). Это скорее всего означает, что заметных генетических обменов между евразийскими и американскими популяциями в районе Берингии
не было, а главный путь обменов пролегал через противоположные части континентов — североатлантический мост и острова западной Арктики (6, 10).
Данные по гаплотипам мтДНК вряд ли можно с успехом использовать для дифференциации домашних форм оленей от диких, что вполне
объяснимо, так как морфологическая, поведенческая и экологическая дифференциация их друг от друга (доместикация) происходила за небольшой
исторически отслеживаемый срок (1-2 тыс. лет) на фоне обменов генами
между дифференцирующимися формами. Возникшие же уровни различия
между гаплотипами среди близких форм оленей скорее всего сформировались за сроки на порядок большие (6). Тем не менее, можно оценить
уровни обменов генами между этими и другими формами, определяя наличие идентичных им близких по нуклеотидным последовательностям гаплотипов в различных популяциях.
Таким образом, по результатам генетического анализа популяций
северного оленя выявлены существенные их различия по составу нуклео51
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
52
UPGMA-дендрограмма, характеризующая близость подвидов северного оленя Rangifer tarandus по среднему различию в нуклеотидных последовательностях
гаплотипов митохондриальной ДНК (мтДНК) (дендрограмма усечена справа на 1,7 ед.). Жирным шрифтом выделены евразийские подвиды (формы), остальные — североамериканские.
52
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
тидных последовательностей. Это характеризует наличие сложной структуры пространственной дифференциации вида. На основаниии анализа сходства—различия сделаны выводы об особенностях происхождения отдельных
форм. Наиболее древнее происхождение имеют лесные формы оленей. Образование тундровых форм происходило значительно позднее. Видимо, следует пересмотреть сложившееся представление о близости сибирских и американских подвидов северного оленя. Во всяком случае, есть все основания
полагать, что основной поток заселения Северной Америки оленем проходил по североатлантическому мосту и островам западной Арктики.
ЛИТЕРАТУРА
1.
Ф л е р о в К.К. Кабарги и олени. В кн.: Фауна СССР. Новая сер., № 55. Млекопитающие. М.-Л., т. 1, в. 2, 1952 : 222-247.
2. С о к о л о в И.И. Млекопитающие фауны СССР /Под ред. И.И. Соколова. М.-Л.,
1963, ч. 2: 1008-1012.
3. Д а н и л к и н А.А. Млекопитающие России и сопредельных регионов. Оленьи. М.:
1999: 301-358.
4. B a n f i e l d A. W. F. A revision of the reindeer and caribou genus rangifer. Bull. Nat. Mus.,
Canada, 1961, 177: 1-137.
5. Д а в ы д о в А.В., Р о ж к о в Ю.И. Формы северного оленя (Rangifer tarandus L.). 1.
Происхождение и пространственное размещение. Вест. охотоведения, 2005, 2(2): 116-124.
6. Р о ж к о в Ю.И., Д а в ы д о в А.В., Х о л о д о в а М.В. Формы северного оленя
(Rangifer tarandus L.). 2. Генетическая изменчивость и пути циркумполярного расселения.
Вест. охотоведения, 2005, 2(2): 125-134.
7. F l a g s t a d О., R о e d K.H. Refugial origins of Reindeer (Rangifer tarandus L.) inferred
from mitochondrial DNA sequences. Evolution, 2003, 57(3): 658-670.
8. К о л Н.В., К о р о л е в А.Л., З а х а р о в И.А. Полиморфизм митохондриальной
ДНК в тувинской популяции северного оленя (Rangifer tarandus L.). Генетика, 2006,
42(1): 110-112.
9. Н е й М., К у м а р С. Молекулярная эволюция и филогенетика. Киев, 2004.
10. В е р е щ а г и н Н.К., М е к а е в Ю.А. Происхождение и история северного оленя.
В сб.: Северный олень в России, 1982-2002 гг. М., 2003: 16-33.
ФГУ «Центрохотконтроль» МСХ РФ,
109004 г. Москва, Тетеринский пер., 18, стр. 8,
e-mail: oleg-piskunov@mail.ru;
Поступила в редакцию
23 июля 2007 года
Институт проблем экологии и эволюции
им. А.Н. Северцова РАН,
119071 г. Москва, Ленинский просп., 33,
e-mail: mvkholod@mail.ru;
Государственный биосферный заповедник
«Остров Врангеля» МПР РФ,
689400 г. Певек, ул. Обручева, 27/63;
Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН,
119991 г. Москва, ул. Вавилова, 36,
e-mail: zakharov@vigg.ru
DIFFERENTIATION OF WILD AND DOMESTIC FORMS OF CARIBOU
(Rangifer tarandus L.) ON THE RESULTS OF mtDNA ANALYSIS
A.V. Davydov, M.V. Kholodova, I.G. Meshcherskii, A.R. Gruzdev, T.P. Sipko,
N.V. Kol, S.A. Tsarev, N.K. Zheleznov-Chukotskii, V.S. Mirutenko,
Yu.P. Gubar’, A.B. Lin’kov, Yu.I. Rozhkov
Summary
On the basis of analysis of nucleotide sequences of mitochondrial DNA (mtDNA) haplotypes (hypervariable part, left domen of control region — D-loop) the authors consider the genetic
differentiation in forms (subspecies) of caribou. The significant distinctions in differentiation of individual forms were revealed that caused by disparity in time of their origin and unequal intensity of
genetic exchanges between populations.
53
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2007, № 6
Клеточные технологии
УДК 57.085.23
ПОЛУЧЕНИЕ ?-КЛЕТОК ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ
НОВОРОЖДЕННЫХ КРОЛИКОВ И МЕЖВИДОВЫХ ГИБРИДНЫХ
КУЛЬТУР КЛЕТОК — ПРОДУЦЕНТОВ ИНСУЛИНА
Н.А. ШЕВЦОВА
Оценивали возможность гибридизации ?-клеток поджелудочной железы новорожденных
кроликов и мутантной культуры клеток почки овцы, дефектных по тимидинкиназе, с целью получения межвидовых гибридных культур клеток — продуцентов инсулина. Показано, что ?-клетки
поджелудочной железы новорожденных кроликов способны сливаться с эпителиоподобными
клетками почки овцы. Полученная межвидовая гибридная культура имеет стабильную морфологию и культуральные свойства, продуцирует инсулин в культуральную среду, а также накапливает
зерна инсулина в цитоплазме.
Ключевые слова: 5-бром-2-дезоксиуридин (5-БДУ), ГAT — селективная среда, содержащая гипоксантин, аминоптерин, тимидин, крупный рогатый скот, мутантная культура клеток
почки овцы (ПО ТК-100), среда Игла МЕМ (минимальная среда Игла), ДМЕМ (минимальная
среда Игла в модификации Дюльбеко), ТК — тимидинкиназа.
Число больных диабетом составляет 2-3 % населения планеты и, по
прогнозам ученых, каждые 15 лет ожидается его 2-кратное увеличение.
Одно из разрабатываемых направлений эффективных методов лечения диабета — трансплантология, включающая аллогенную пересадку
поджелудочной железы или ее фрагментов, пересадку островков поджелудочной железы, полученных от аллогенного или ксеногенного донора,
конструирование и создание искусственной поджелудочной железы (1, 2).
Реальной альтернативой применения алло- или ксенотрансплантации культур или свежих островковых клеток, по нашему мнению, являются биотехнологические методы, позволяющие полностью компенсировать
функцию естественных инсулинсекретирующих клеток, и в частности создание гибридных культур клеток, продуцирующих инсулин и обладающих
гистосовместимостью с тканевыми антигенами различных видов животных
и человека, что и послужило целью нашей работы.
Методика. В качестве партнеров по слиянию были взяты мутантная
культура клеток почки овцы ПО ТК-100, хранившаяся в жидком азоте в
криобанке Всероссийского НИИ экспериментальной ветеринарии им.
Я.Р. Коваленко (получена А.С. Симоновой и др., 1998), и ?-клетки поджелудочной железы 1-3-суточных кроликов. Гибридизацию ?-клеток и клеток
почки овцы, дефектных по тимидинкиназе, проводили согласно методическим рекомендациям по гибридизации соматических клеток сельскохозяйственных животных с использованием стандартных растворов (3); ?-клетки
поджелудочной железы кролика получали бесцентрифужным флотационным методом (4).
Применялись среды Игла МЕМ, Игла MEM с двойным набором
аминокислот, ДМЕМ (минимальная среда Игла в модификации Дюльбеко), RPMI-1640, селективная среда ГAT, раствор версена (натриевая соль
этилендиаминтетрауксусной кислоты), 0,25 % раствор трипсина на рабочем
растворе Хенкса без Са2+ и Mg2+, сыворотка крови эмбрионов крупного
рогатого скота (НПО «Биолот», Россия, «Sigma», США); в качестве необходимых добавок для роста мутантных клеток и гибридных культур — 0,05 %
2-меркаптоэтанол и 0,05 % пируват натрия; для предотвращения контами54
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
нации культур бактериями и грибами — этоний (из расчета 5-7 мкг/мл),
энроксил и амфотерицин В (соответственно 0,05 и 0,01 %), пенициллин и
стрептомицин (по 100 ЕД/мл), 5-бром-2-дезоксиуридин (5-БДУ) (500 мкг/20
мл). 5-БДУ использовали в концентрации от 4 до 150 мкг/мл для проверки
на реверсию мутантных клеточных линий. Рабочие растворы стерилизовали
фильтрацией (диаметр пор 0,22 мкм) («Millipore», США).
Культуры клеток поддерживали периодическим пассированием: пересев культуры осуществляли по мере формирования монослоя после обработки 0,02 % версеном и 0,25 % трипсином (в соотношении 7:1) бесцентрифужным методом с коэффициентом пересева 1:4-1:5 при титре посевного материала 105 кл/мл.
Для приготовления цитологических препаратов клетки выращивали
на покровных стеклах в пенициллиновых флаконах (посевной титр — 1,52Ѕ105 кл/мл, объем суспензии — 1,5- 2 мл), далее фиксировали в растворе
Буэна или нейтральным формалином, обрабатывали метиловым спиртом и
окрашивали гематоксилином с эозином или азур-эозином по РомановскомуГимза. Препараты для кариологического анализа готовили по методу Мурхеда (1960), предусматривающему накопление в культуре клеток с метафазными пластинками под действием колхицина, обработку клеток гипотоническим раствором, фиксацию и окрашивание препаратов.
При иммуноцитохимическом и цитохимическом исследовании клеточных культур на продукцию инсулина выращивали монослой исследуемых клеток в пенициллиновых флаконах с покровными стеклами, как
описано выше. Цитохимическое окрашивание клеток на инсулин проводили альдегидфуксином по Гомори. Для иммуноцитохимического окрашивания гибридных клеток на инсулин использовали моноклональные
антитела к инсулину («Sigma», США), антивидовые (вторичные) антитела
или антитела с флуоресцином (FITC), дающие зеленое свечение в ультрафиолетовом свете, а также антитела, конъюгированные с пероксидазой хрена. Иммуногистохимические методики описаны L. Andersen с соавт. (5).
Результаты. Полученные от слияния клеточные гибриды на первых пассажах содержали большое число ди- и поликарионов со смешанной морфологией (рис. 1). Кариотип в культуре был нестабильным, в монослое встречались крупные образования с гигантскими ядрами, представляющие собой слившиеся клетки, наблюдалась активная пролиферация.
Клетки с высокой адгезивной
способностью прикреплялись к субстрату, среди них встречались симпластные структуры, содержащие несколько ядер (слившиеся в результате
гибридизации клетки, способные сохранять морфологию на протяжении
нескольких пассажей). Крупные округлые лимфоцитоподобные клетки
располагались на поверхности фибробластов одиночно или небольшими
Рис. 1. Гибрид ?-клеток кролика и мутанткластерами, иногда отрываясь и переной культуры клеток почки овцы ПО ТКходя в суспензию.
100 (второй пассаж, окраска по РомановВ процессе культивирования
скому, Ѕ200).
было проведено клонирование культур методом предельных разведений. Часть клонов выбраковывалась
вследствие нестабильности, низкой адаптивности и других причин,
55
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
влияющих на жизнеспособность культуры.
На начальных этапах продукцию инсулина гибридными клонами
определяли радиоиммунным методом. Первоначальное тестирование провели на восьмом пассаже после перевода с селективной среды на обычную, когда наступила некоторая стабилизация генотипа вновь образующихся клеток и культура стала однородной.
Концентрация инсулина в культуральной жидкости к исходу 6 сут
составила 156 нг/л. После этого провели клонирование культуры и отбор
инсулинпродуцирующих клонов. Весь объем культуры (6,0 мл клеточной
суспензии) ресуспендировали и высеяли в отдельные флаконы объемом 25 мл
(по 103 клеток на флакон). Через 6 сут культивирования отобрали пробы
культуральной жидкости и методом радиоиммунного анализа определили
содержание инсулина в образцах. При концентрации инсулина в контроле
34,4 нг/л (культура клеток почки овцы ПО ТК-100) в 15 проанализированных
гибридных клонах она составила от 120 (клоны 2Д и 2Ж) до 360 (клон 1Г)
нг/л, то есть на 12-е сут все образцы гибридной культуры продуцировали инсулин в количестве, превышающем контрольный показатель в 3,5-11,5 раз.
Все 15 образцов были трижды реклонированы с криоконсервацией
на каждой стадии получения клонов гибридных клеток. После третьего
клонирования образцы высевали на планшеты (по 100 клеток на лунку) и
на 6-е сут культивирования тестировали пробы культуральной жидкости
иммунолюминесцентным методом. По результатам тестирования отобрали
клоны, продуцирующие наибольшее количество инсулина.
Из 45 клонов 4 не продуцировали инсулин (клоны 17, 22, 1В и 4А), у
остальных показатель варьировал от 1,7 (клон 16) до 42 пмоль/л. Для иммуноцитохимического и цитохимического определения содержания инсулина в
клетках гибридных клонов суспензию клеток каждого клона максимально
разводили питательной средой и высевали в многолуночные планшеты (1-10
клеток на лунку). В результате получили 24 жизнеспособные субпопуляции
гибридной культуры, при этом клоны существенно различались между собой
как по культуральным и морфологическим свойствам, так и по продукции
инсулина, оцениваемой по содержанию зерен инсулина в клетках (рис. 2).
Жизнеспособность клонов поддерживалась культивированием в термостате (СO2-инкубатор) при содержании СO2 5 % и влажности воздуха
100 % (4-5 флаконов на клон) с пересевом каждые 5-7 сут. После 16-18
пассажей в результате селекции по
культурально-морфологическим, кариологическим признакам и продукции инсулина были отобраны 10 наиболее перспективных клонов, из коРис. 2. Определение продукции инсулина
торых в результате выделили два наимежвидовой гибридной культурой ПО ТКболее перспективных — Г1 и Г2, ко100 Ѕ ?-клетки кролика. Окраска по Гомоторые одновременно реклонировали.
ри, Ѕ200.
К 18-му пассажу из клонов Г1 и Г2
жизнеспособными остались соответственно 10 и 16, но по продукции инсулина клоны Г2 были признаны неперспективными.
Из всех клонов поколения Г1 для дальнейшей работы выбрали клоны
ГА2 и ГГ4. Однако у клеток клонов ГГ4 после реклонирования и 18 пассажей
повышалась адгезивность, в связи с чем их трудно было отделять от подложки, и оказалась практически утраченной способность секретировать инсулин.
56
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Клетки клона ГА2 сохранили как положительные культуральные
характеристики, так и возможность продуцировать значительное количество инсулина в питательной среде.
Таким образом, ?-клетки поджелудочной железы новорожденных
кроликов способны сливаться с эпителиоподобными клетками почки овцы, дефектными по ферменту тимидинкиназе. Полученная межвидовая
гибридная культура имеет стабильную морфологию, культуральные свойства и продуцирует инсулин в культуральную среду, а также накапливает
зерна инсулина в цитоплазме, что подтверждается иммуноцитохимическим, гистологическим, иммунорадиологическим методом и методом
флуоресцирующих антител. В результате выделены клоны с высоким уровнем продукции инсулина в культуральную среду.
Автор выражает благодарность профессору Н.Н. Скалецкому, сотрудникам
Всероссийского НИИ экспериментальной ветеринарии им. Я.Р. Коваленко Т.В. Галь-нбек,
И.К. Абдрахманову, А.Н. Сафиной за помощь при проведении работы.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
5.
Д е д о в И.И., Б а л а б о л к и н М.И., К л е б а н о в а Е.М. Современные аспекты
трансплантации островков поджелудочной железы при сахарном диабете. М., 2001.
С к а л е ц к и й Н.Н., К и р с а н о в а Л.А., Б л ю м к и н В.Н. Проблемы трансплантологии и искусственных органов М., 1994: 73-80.
Д ь я к о н о в Л.П., К у щ А.К., Т у г и з о в Ш.М. др. Методические рекомендации по гибридизации соматических клеток сельскохозяйственных животных. М., 1988.
С к а л е ц к и й Н.Н., К и р с а н о в а Л.А., Б а р а н о в а Н.В. и др. Получение
культур островковых клеток для трансплантации: новые подходы и новое качество.
Вестник трансплантологии и искусственных органов, 2002, 3: 86.
A n d e r s e n L., D i n e s e n В., J o r g e n s e n P.N. e.a. Enzime immunoassay for
detekt human insulin in serum or plasma. Clin. Chem., 1993, 39(4): 578-582.
ГНУ Всероссийский НИИ животноводства
Россельхозакадемии,
Поступила в редакцию
11 сентября 2007 года
142132 Московская обл., Подольский р-н, пос. Дубровицы,
e-mail: expert-molvest@mail.ru
CULTIVATION OF PANCREAS ?-CELLS OF NEWBORN RABBITS AND
INTERSPECIFIC HYBRID CELL CULTURES — INSULIN PRODUCERS
N.A. Shevtsova
Summary
The author has estimated the possibility of hybridization of pancreas ?-cells of newborn rabbits and mutant cell culture of sheep kidney defected on thymidine kinase for the purpose of creation
of interspecific hybrid cells cultures — insulin producers. It was shown that newborn rabbit’s pancreas
?-cells can fuse with epitheliumlike cells of sheep kidney. Obtained interspecific hybrid culture has
stabile morphology, cultural properties and secretes the insulin to cultural medium and also accumulates the insulin grains in cytoplasm.
Новые книги
М и р о н е н к о В.И., С а п е г и н Л.М.,
Д а й н е к о Н.М. и др. Математическое
моделирование луговых экосистем. Гомель,
2006, 85 с.
Представлены модели функционирования луговых экосистем реки Сож, разработанные на основе стационарных исследований
(1987-2000 годы), а также данных литературы с
применением компьютерной техники и математического анализа. Приведены разностные и
дифференциальные, а также множественные
регрессионные математические модели функционирования луговых экосистем с учетом
влияния как природных (почвенно-грунтовых, метеорологических, гидрологических),
так и антропогенных (приемы использования
и улучшения) факторов на продуктивность
травостоев. Показано, что построенные математические модели позволяют осуществлять
компьютерный прогноз динамики развития и
продуктивности природных и сеяных луговых экосистем.
57
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2007, № 6
Цитогенетика сельскохозяйственных животных
УДК 636.2:575:576.38
ЧАСТОТЫ ВСТРЕЧАЕМОСТИ ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИХ АНОМАЛИЙ
В КЛЕТКАХ КРОВИ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА РАЗНЫХ
НАПРАВЛЕНИЙ ПРОДУКТИВНОСТИ ПРИ ДЕЙСТВИИ
НИЗКИХ ДОЗ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Т.Т. ГЛАЗКО, С.Е. ДУБИЦКИЙ, Г.Ю. КОСОВСКИЙ
Анализировали частоты встречаемости ряда цитогенетических аномалий в клетках крови у молочного голштинизированного скота черно-пестрой породы, подвергавшегося низкодозовому ионизирующему облучению (менее 0,2 Гр/год), и животных мясной породы салерс. Наблюдавшиеся межгрупповые различия соответствуют повышенной нестабильности хромосомного
аппарата у молочных пород по сравнению с животными двойного и мясного направлений продуктивности. Обсуждается сложность биоиндикации генотоксических воздействий с использованием
подсчета цитогенетических аномалий у животных, отличающихся друг от друга по ряду морфофизиологических характеристик.
Ключевые слова: генотоксичность, цитогенетические аномалии, микроядерный тест,
апоптоз, породы.
Для оценки генотоксичности какого-либо воздействия или степени
загрязненности региона традиционно используют подсчет генных мутаций, хромосомных аберраций и микроядерный тест (1). Однако накопленные данные наглядно свидетельствуют о широкой индивидуальной изменчивости как спонтанных частот встречаемости цитогенетических аномалий, так и их изменений в ответ на генотоксические воздействия. Например, у человека описана годовая и сезонная изменчивость частот встречаемости цитогенетических аномалий в клетках периферической крови
(2). Обнаружено также, что клеточные популяции, полученные от одного
донора, могут существенно отличаться друг от друга по чувствительности
к ионизирующему облучению (3).
Стабильность хромосомного аппарата контролируется многими генами в дополнение к относительно небольшому числу тех, продукты которых участвуют в процессах репарации ДНК (4, 5). Проблема осложняется
еще и тем, что доля мутантных клеток в соматических клеточных популяциях зависит не только от темпов их появления, но и от скорости элиминации. По-видимому, именно сложность этого признака лежит в основе
индивидуальной изменчивости у групп млекопитающих в ответ на генотоксические воздействия одной и той же интенсивности, особенно в диапазоне низких доз.
Особую важность оценка дестабилизации генетического материала
имеет при разведении сельскохозяйственных видов в связи с их очевидной
экономической значимостью. В частности, обнаружено, что высокая частота встречаемости цитогенетических аномалий в клетках периферической
крови статистически достоверно коррелирует с количеством аномальных
сперматозоидов у крупного рогатого скота и, следовательно, может служить показателем вероятности снижения репродуктивной функции животных (6). Такие же взаимосвязи выявлены у человека (7).
Для того чтобы оценить индивидуальную изменчивость по частотам встречаемости различных цитогенетических аномалий у крупного рогатого скота, а также их возможную связь с генотоксическим эффектом
низкодозового ионизирующего излучения, в настоящей работе выполнили
58
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
сравнительный анализ клеток периферической крови у коров двух пород
при содержании в разных радиологических условиях.
Методика. Исследования проводили с использованием архива цитогенетических препаратов, созданного из краткосрочных культур периферической крови разных групп крупного рогатого скота. Анализировали
образцы крови 6 коров 2-5-летнего возраста голштинизированной чернопестрой породы и 6 коров 2-4-летнего возраста породы салерс. Первая
группа животных содержалась в хозяйстве «Куповатое» (30-километровая
зона Чернобыльской АЭС), в котором уровень загрязненности почв 90Sr
и 137Cs, по данным И.В. Чижевского (8), достигал соответственно
76,4±16,3 и 266,1±70,3 кБк/м2, а поглощенная доза у животных в среднем не превышала 0,2 Гр/год, что соответствует низкодозовому диапазону
для ионизирующего облучения (9). Животные второй группы содержались
в условиях экспериментального хозяйства агроколледжа «Пущино» (Московская обл.).
Кровь брали из яремной вены животных, краткосрочную культуру
клеток крови готовили на среде Хенкса 199 с добавлением антибиотиков
(стрептомицин и пенициллин), фитогемагглютинина и без добавления
колхицина и колцемида. Клетки культивировали в течении 72 ч в термостате при температуре 37 °С, после чего суспензию центрифугировали
(1000 об/мин, 10 мин) и инкубировали в гипотоническом растворе KCl
(0,54 %) в течение 50 мин. Затем проводили фиксацию смесью метилового
спирта с уксусной кислотой (в соотношении 3:1) в следующей последовательности: фиксатор наслаивали на клеточную суспензию, освобожденную
от гипотонического раствора, и 1,5 ч инкубировали клетки при температуре 4 °С, далее центрифугировали при 1000 об/мин в течение 7 мин, удаляли супернатант, повторно добавляли фиксатор, клетки суспендировали и
центрифугировали в тех же условиях. Последнюю процедуру повторяли
дважды. После последнего центрифугирования сливали супернатант, добавляли к клеткам свежий фиксатор и оставляли при 4 °С на сутки. Суспензию клеток наносили на чистые охлажденные предметные стекла. Для
получения хороших препаратов метафазных хромосом некоторые стекла
«отжигали», остальные высушивали на воздухе при комнатной температуре. После высушивания препараты обрабатывали красителем Гимза
(«Merk», Германия).
Оценивали частоты встречаемости метафаз с ассоциациями хромосом по центромерным районам по типу робертсоновских транслокаций
(РБ), хромосомными аберрациями (ХА) (хромосомные, хроматидные разрывы; кольцевые хромосомы, фрагменты), асинхронным расщеплением
центромерных районов хромосом (АРЦХ), а также долю полиплоидных
(ПП) и анеуплоидных клеток типов АI и AII. При учете анеуплоидии
I типа (АI) определяли долю клеток с числом хромосом от 53 до 63
(2n ± < 10). Очевидно, что в изменчивость этой характеристики существенный вклад могут вносить особенности гипотонической обработки клеток и изменчивость стабильности их плазматических мембран. Ко второму
типу анеуплоидии (АII) относили метафазы, в которых число хромосом
было 59 или 61 (то есть 2n ± 1). Предположительно этот тип анеуплоидии с
относительно большей вероятностью может быть связан с нарушениями
расхождения хромосом в митозе, чем АI. Число двуядерных лимфоцитов
(ДЯ) и одноядерных лимфоцитов с микроядрами (МЯ) подсчитывали на
тех же препаратах в клетках с сохранившейся цитоплазмой. Количество
митозов (митотический индекс МИ), частоты встречаемости ДЯ и МЯ
рассчитывали в 3000 клеток и выражали в промилле (число на 1000 кле59
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
ток, ‰). Для исследований препаратов метафазных пластинок использовали бинокулярный микроскоп фирмы «Carl Zeiss» Jena (Германия) при
увеличении Ѕ1000. Статистическую достоверность межгрупповых различий
оценивали по критерию Стьюдента (tS ).
Результаты. При подсчете частоты встречаемости в клетках периферической крови метафазных пластинок с различными типами цитогенетических аномалий — хромосомными аберрациями (ХА), полиплоидией
(ПП), анеуплоидией (типов АI и АII), с межхромосомными слияниями по
перицентромерным районам по типу робертсоновских транслокаций (РБ),
а также с асинхронностью расщепления центромерных районов хромосом
в конце метафазы (АРЦХ) (табл. 1) оказалось, что у животных чернопестрой породы статистически достоверно выше (P < 0,05) были частоты
встречаемости анеуплоидных клеток (АI и АII). По остальным показателям разница была статистически недостоверной, хотя наблюдалась определенная тенденция к повышению частот встречаемости метафаз с ХА,
ПП, АРЦХ.
1. Частоты встречаемости (%) метафазных пластинок с цитогенетическими
аномалиями в клетках периферической крови у коров разных пород, содержащихся в условиях низкодозового ионизирующего излучения (хозяйство «Куповатое») и в относительно «чистой» зоне (хозяйство агроколледжа «Пущино», Московская обл.)
Число метафаз
АI
АII
ПП
Частота встречаемости метафаз
РБ
ХА
АРЦХ
Голштинизированная черно-пестрая порода
(n = 4, х о з я й с т в о «К у п о в а т о е», з о н а Ч е р н о б ы л ь с к о й А Э С)
370
61±5*
15±3*
9±2
7±2
4±1
9±3
Порода салерс
(n = 6, х о з я й с т в о а г р о к о л л е д ж а «П у щ и н о», М о с к о в с к а я о б л.)
333
37±4*
2±1*
5±1
11±2
2±1
6±1
П р и м е ч а н и е. АI (2n ± < 10) и АII (2n ± 1) — анеуплоиды, ПП — полиплоиды, РБ — метафазы с
межхромосомными ассоциациями по типу робертсоновских транслокаций, ХА — хромосомные аберрации, АРЦХ — асинхронность расщепления центромерных районов хромосом.
* P < 0,05.
Частоты ХА были близкими к наблюдавшимся у крупного рогатого
скота при содержании в условиях индустриального загрязнения (10). Следует отметить также, что высказываются предположения о тесной связи
АРЦХ с механизмами формирования анеуплоидных клеток (11, 12).
В этих же препаратах оценили частоты встречаемости двуядерных
(ДЯ), одноядерных клеток с микроядрами (МЯ), митозов (МИ) и апоптозов (табл. 2) и обнаружили, что у животных голштинизированной чернопестрой породы частота МЯ статистически достоверно (P < 0,01) выше, а
доля апоптозных клеток — ниже (P < 0,05), чем у коров породы салерс.
Повышенная частота встречаемости МЯ (см. табл. 2) в клетках периферической крови коров черно-пестрой породы хорошо согласуется с
обнаруженной у них же повышенной частотой анеуплоидов и тенденцией
к относительно большей частоте метафаз с ХА (см. табл. 2), которые являются источниками формирования клеток с микроядрами (7).
Можно было бы считать полученные данные свидетельством того,
что относительно повышенная частота встречаемости цитогенетических
аномалий в клетках периферической крови у скота черно-пестрой породы
является следствием действия низкодозового ионизирующего облучения
животных в условиях хозяйства «Куповатое», расположенного на границе
зоны отчуждения Чернобыльской АЭС. В то же время ранее мы получили
данные о межпородных различиях по ряду характеристик нестабильности
хромосомного аппарата у черно-пестрых голштинов, симменталов и жи60
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
вотных украинской мясной породы (13). Специализированный молочный
скот, как правило, отличался от животных мясного и двойного направлений продуктивности повышенными анеуплоидией и числом клеток с микроядрами. Таким различиям соответствуют результаты сравнения групп
голштинизированного скота черно-пестрой породы и салерсов, поскольку первая порода — молочного, вторая — мясного направления
продуктивности.
2. Частота встречаемости (%) клеток на разТак, количественных стадиях клеточного цикла в перифериные характеристики неческой крови крупного рогатого скота разностабильности хромосомного направления продуктивности при содерго аппарата клеток крови
жании в условиях низкодозового ионизимолочного скота из хозяйрующего излучения
ства «Куповатое» находят№ животного
ДЯ
МИ
МЯ
Апоптоз
ся в пределах значений,
П о р о д а с а л е р с (х о з я й с т в о а г р о к о л л е д ж а
выявленных у животных
«П у щ и н о», М о с к о в с к а я о б л.)
1
6,3
13,6
4,3
10,6
молочных пород из срав2
5,3
8,0
3,3
4,4
нительно экологически
3
5,7
6,7
3,7
3,3
благополучных районов
4
6,0
7,0
4,0
4,0
5
5,7
7,7
3,0
3,0
(например, частота лим6
5,7
11,0
4,0
1,2
фоцитов с микроядрами —
Среднее
5,8±0,1
9,0±1,1
3,7±0,3**
4,4±1,3*
Голштинизированная черно-пестрая
5-7 ‰) (13), но достоверп о р о д а (х о з я й с т в о «К у п о в а т о е»,
но отличаются от показаз о н а Ч е р н о б ы л ь с к о й А Э С)
1
5,0
4,0
4,7
0,3
телей, типичных для мяс2
6,7
8,7
7,7
0,3
ных пород.
3
7,7
3,3
7,3
1,0
Таким образом,
4
9,7
8,7
7,0
2,0
5
7,0
10,6
6,3
1,3
полученные данные сви6
5,0
9,3
6,0
1,0
детельствуют, что при опСреднее
6,9±0,6
7,4±1,2
6,5±0,4**
1,0±0,3*
П р и м е ч а н и е. МИ — митоз, ДЯ — двуядерные клетки,
ределении генотоксических
МЯ — одноядерные клетки с микроядрами.
эффектов ионизирующего
* P < 0,05; ** P < 0,01.
излучения в низкодозовом диапазоне полученные оценки могут быть завышены, если не учитывать, в частности, физиологические различия между группами животных одного и того же вида, пола и возраста. По-видимому, именно
трудности контроля таких различий приводят к неоднозначности результатов биоиндикации генотоксических воздействий на основе частот
цитогенетических аномалий.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Б о ч к о в Н.П., Ч е б о т а р е в А.Н. Наследственность человека и мутагены внешней среды АМН СССР. М., 1989.
A n d e r s o n D.A., F r a n c i s A.J., G o d b e r t P. e.a. Сhromosome aberrations
(CA), sister-chromatid (SCE) and mutagen-induced blastogenesis in cultured peripheral lymphocytes from 48 control individuals sampled 8 times over 2 years. Mut. Res., 1991, 250:
467-476.
A m u n d s o n S.A., F e n X i a, W o l f s o n K. e.a. Different cytotoxic and mutagenic
responses induced by x-rays in two human lymphoblastoid cell lines derived from a single donor.
Mut. Res., 1993, 286: 233-241.
M a r n e t t L.J., P l a s t a r a s J.P. Endogenous DNA damage and mutation. Trends Genet.,
2001, 17(4): 214-221.
S a m p e r E., N i c h o l l s D.G., M e l o v S. Mitochondrial oxidative stress causes chromosomal instability of mouse embryonic fibroblasts. Aging Cell, 2003, 2: 277-285.
R u b e s J., H o r i n o v a Z., G u s t a v s o n I. e.a. Somatic chromosome mutations and
morphological abnormalities in sperms of boars. Hereditas, 1991, 115: 139-143.
M i g l i o r e L., C o l o g n a t o R., N a c c a r a t i A. e.a. Relationship between genotoxicity biomarkers in somatic and germ cells: findings from a biomonitoring study. Mutagenesis,
61
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
8.
9.
10.
11.
12.
13.
2006, 21(2): 149-152
Ч и ж е в с ь к и й ІI.В. Оцiнка параметрiв переходу 90Sr i 137Cs до органiзму та продукцiп
великоп рогатоп худоби при пасовищному утриманнi тварин (на прикладi зони вiдчуження
Чорнобильськоп АЕС). Автореф. канд. дис. Кипв, 2004.
Б у р л а к о в а Е.Б., Г о л о щ а п о в А.Н., Г о р б у н о в а Н.В. и др. Особенности
биологического действия «малых» доз облучения. Рад. биол. и радиоэкол., 1996, 36(4):
610-631.
P a r a d a R., J a s z c z a k K. A cytogenetic study of cows from a highly industrial or an
agricultural region. Mut. Res., 1993, 300(3-4): 259-263.
V i g B.K. Sequence of centromere separation: occurrence, possible significance and control.
Cancer Genet. Cytogenet., 1983, 8(3): 249-274.
А к о п я н Г.Р. Центромерна нестабiльнiсть та полiморфiзм хромосом в нормi i при патологiп людини. Афтореф. докт. дис, Кипв, 2006.
Г л а з к о Т.Т., С а ф о н о в а Н.А. Мiж- и внутрiпородна цитогенетична нестабiльнiсть у великоп рогатоп худоби. Зб. наук. пр. iнституту агроеколoгiп та бiтехнологiп УААН. Кипв, 2000, 4: 198-209.
ФГOУ ВПО Российский государственный аграрный
университет — Московская сельскохозяйственная
академия им. К.А. Тимирязева,
Поступила в редакцию
30 августа 2007 года
127550 г. Москва, ул. Тимирязевская, 49,
e-mail: vglazko@yahoo.com;
ФМБА России, Клиническая больница № 6
им. А.И. Бурназяна,
123098 г. Москва, ул. Маршала Новикова, 23
FREQUENCY OF OССURRENCE OF CYTOGENETIC ANOMALIES IN
BLOOD CELLS OF CATTLE OF DIFFERENT PRODUCTIVITY LINES
UNDER ACTION OF LOW DOSES OF IONIZING RADIATION
T.T. Glazko, S.E. Dubitskii, G.Yu. Kosovskii
Summary
The authors analyzed the frequencies of occurrence of some cytogenetic anomalies in
blood cells in milk holsteinizing cattle of the Black-and-White breed after low doses of ionizing radiation (less 0.2 Gr/year) and the meat cattle of the Sealers breed. Identified batch-to-batch variation corresponds to raised instability of chromosomal apparatus in milk breeds as compared with
cattle of double or meat productivity lines. The complexity of bioindication of genotoxical effect by
means of calculation of cytogenetic anomalies in animals different one from another by same morphophysiological characteristics is discussed.
Новые книги
С е м е н о в А.С. Цитогенетический мониторинг
голштинизированного
чернопестрого скота разных регионов. Пермь:
изд-во ФГОУ ВПО «Пермская ГСХА»,
2007, 161 с.
В монографии рассматриваются
вопросы использования цитогенетических
методов в селекции крупного рогатого скота. Приведены результаты исследований
кариотипической изменчивости и качественного состояния эритроцитов у коров с
различным уровнем молочной продуктивности и воспроизводительных качеств.
Обоснована необходимость и практическая
значимость контроля генетической полноценности племенных животных, обсуждается возможность прогнозирования со-
62
стояния их здоровья и продуктивности. Представлен ретроспективный анализ молочной продуктивности коров в зависимости от происхождения по линии отцов.
В е р е щ а г и н а В.А. Основы общей цитологии. Уч. пос. Изд. 2-е, перераб. М.: издательский центр «Академия», 176 с.
В учебном пособии охарактеризованы
структурно-функциональные особенности клеток на основе данных световой, электронной
микроскопии и других методов исследования с
привлечением сведений из биохимии и молекулярной биологии. Освещены основные закономерности строения и функций, общие для клеток вне зависимости от их органного, тканевого
или видового происхождения.
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2007, № 6
УДК 636.2:636.082.454:576.3
ЦИТОЛОГИЧЕСКИЙ СКРИНИНГ КОРОВ С НАРУШЕНИЯМИ
ВОСПРОИЗВОДИТЕЛЬНОЙ ФУНКЦИИ
В.Ф. КРАСОТА, А.С. СЕМЕНОВ, А.И. БАКАЙ
Определяли признаки неконституциональной кариотипической изменчивости у коров с
нормальной воспроизводительной способностью и различными нарушениями при отелах и беременности. При анализе цитогенетических аномалий выявили резкое возрастание их частоты у
коров, имевших хотя бы по одному случаю абортов в ранний или средний периоды стельности
(по сравнению с животными без репродуктивных нарушений). Показано, что у коров цитогенетические аномалии в достаточной мере могут характеризовать воспроизводительные качества.
Ключевые слова: крупный рогатый скот, воспроизводство, кариотипическая изменчивость.
В селекционно-племенной работе особенно важно использовать
для воспроизводства только таких животных, от которых потомство наследует высокую продуктивность, но не получает негативную наследственную информацию, к которой относятся накопленные вредные мутации (генетический груз) и повышенная чувствительность к мутагенным
факторам.
В течение длительного периода времени в племенном скотоводстве
наиболее строгие требования к наследственным качествам предъявлялись
в основном к быкам-производителям. Это связано с возможностью получить с помощью искусственного осеменения от одного быка в сотни и тысячи раз большее число потомков, чем от одной коровы (тем более что
продолжительность хозяйственного использования коров, прежде всего
высокопродуктивных, во всех странах сокращается).
В настоящее время в связи с распространением методов биотехнологии воспроизводства (трансплантация эмбрионов и др.) значение коров,
в особенности наиболее высокопродуктивных, существенно возрастает.
Поэтому важное значение придается тщательной оценке наследственной информации маточного поголовья, прежде всего коров-быкопроизводительниц
и коров — доноров эмбрионов (1-3). То есть генетический контроль племенных животных становится актуальным не только в теоретическом, но и
непосредственно в практическом отношении.
В задачу наших исследований входило определение признаков неконституциональной кариотипической изменчивости у коров, подходящих
для индивидуальной оценки их воспроизводительных качеств.
Методика. В стадах голштинизированного скота черно-пестрой
породы разных хозяйств Московской и Пермской областей были отобраны полновозрастные коровы с нормальной и нарушенной воспроизводительной способностью. По типу нарушений животных условно объединили в десять групп. К I отнесли коров с нормальной воспроизводительной способностью, к остальным (II-X) — животных, имеющих нарушения при отелах и беременности (спонтанные аборты, мертворождения), с
разной продолжительностью сервис-периода и разным числом осеменений на одно оплодотворение. Анализировали частоту метафазных клеток
с полиплоидным и анеуплоидным наборами хромосом и частоту клеток
со структурными аберрациями хромосом (4). Использовали методы микроскопирования культуры лейкоцитов периферической крови (5). Статистическую обработку данных проводили по Е.К. Меркурьевой (6).
63
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Результаты. При анализе цитогенетических аномалий выявили
резкое возрастание их частоты у коров, имевших хотя бы по одному случаю абортов в ранний или средний период стельности (II группа), по
сравнению с животными без репродуктивных нарушений (I группа)
(табл.). Частота гипоплоидии во II группе была выше на порядок, гиперплоидии — вдвое, клеток с аберрациями — в 10 раз больше. В то же время
оказалось, что поздние аборты и мертворождения в меньшей степени связаны с цитогенетическими аномалиями (III группа), хотя в этих случаях
их частота заметно выше, чем в I группе (оставаясь заметно ниже, чем во
II).
Представляет интерес цитогенетическая дифференциация случаев
большого числа осеменений (группы с IV по X). У животных указанных
групп частота цитогенетических аномалий намного выше, чем в I, но если
группы IV и V в целом сходны по этому показателю, то в группе VI частота аномалий несколько ниже, чем в группах IV и V. Следовательно, большое число осеменений в меньшей степени, чем другие репродуктивные
нарушения, связано с цитогенетическими аномалиями.
Доля цитогенетических аномалий (%, X±sx) у голштинизированных коров
черно-пестрой породы с разным типом нарушений воспроизводительной
функции
Тип репродуктивных
нарушений
Без нарушений (1-2
осеменения, отсутствие
абортов и мертворождений)
Аборты в 1-м и 2-м
триместрах
Поздние аборты
и мертворождения
Число осеменений на
одно оплодотворение:
3, 4 и 5
6и7
8
Сервис-период менее 90
сут, число осеменений на
одно оплодотворение — не
более 2, аборты и мертворождения
Сервис-период менее 100
сут, число осеменений на
одно оплодотворение —
более 2, отсутствие абортов или мертворождений
Сервис-период 100 сут и
более, один и более случаев 3 осеменений
Сервис-период более 90
сут, число осеменений —
3 и более, случаи абортов
или мертворождений
Группа
коров (n)
Аномалия
полиплоидия гипоплоидия гиперплоидия
аберрации
I (n = 5)
0,10±0,01
0,50±0,29
7,50±1,32
1,75±0,48
II (n = 3)
1,0±0,01
5,33±1,45
13,33±4,37
10,67±3,28
III (n = 5)
0,20±0,20
2,20±0,73
13,20±4,22
8,80±1,20
IV (n = 6)
V (n = 6)
VI (n = 3)
0,80±0,19
0,33±0,21
0,12±0,01
3,38±1,08
3,50±0,62
1,67±0,88
14,83±2,98
20,30±2,21
11,33±2,19
16,50±2,16
17,0±0,89
15,33±2,73
VII (n = 4)
0,50±0,29
3,0±0,82
7,50±1,04
13,25±1,97
VIII (n = 6)
0,17±0,17
1,17±0,48
10,50±2,38
12,50±1,26
IX (n = 11)
0,45±0,16
3,36±0,73
16,45±2,02
14,82±1,17
X (n = 4)
0,50±0,29
3,75±1,65
19,0±4,02
17,50±2,87
Продолжительность сервис-периода может коррелировать с цитогенетическими аномалиями, когда эмбрион гибнет, но аборт не фиксируется. У коров (VIII группа), у которых не было зарегистрировано ни одного случая длительного сервис-периода при числе осеменений больше 2 и
отсутствии абортов или мертворождений, частота аномалий (не считая гипоплоидию) оказалась выше, чем в I, но ниже, чем в VII группе, в которой аборты или мертворождения отмечались после менее чем 90суточного сервис-периода при не более чем 2-кратном осеменении. Заметнее был рост числа аномалий в IX группе при многократных осемене64
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
ниях в течение длительного сервис-периода, еще больше — в X группе,
где дополнительно регистрировали аборты и мертворождения. В наибольшей степени возрастала частота хромосомных аберраций. По сравнению с
VIII группой у животных из X группы значительно увеличилась частота
полиплоидии, гипер- и гипоплоидии, хромосомных аберраций.
Таким образом, у коров цитогенетические аномалии в достаточной мере могут характеризовать воспроизводительные качества. Цитогенетический анализ в большей степени информативен, когда речь идет о таких репродуктивных проявлениях, когда происходит гибель или нарушение развития эмбриона, и в меньшей степени — при снижении способности матери воспринять и доносить плод.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Б а к а й А.В., П е р ч и х и н Ю.А. Использование цитогенетических данных в практике селекционно-племенной работы с крупным рогатым скотом. В сб.: Тез. докл. 1-й
Всес. конф. по цитогенетике сельскохозяйственных животных. М., 1985: 5-6.
Б а к а й А.В., П е р ч и х и н Ю.А., С е м е н о в А.С. Кариотипические исследования сельскохозяйственных животных. М., 1986.
К р а с о т а В.Ф., Б а к а й А.В., С е м е н о в А.С. и др. Способ индивидуального
отбора сельскохозяйственных животных. Авторское свидетельство на изобретение №
1106505 от 8.02.1988.
Б а к а й А.В., П е р ч и х и н Ю.А. Популяционно-статистические параметры кариотипической изменчивости коров черно-пестрой породы. В сб.: Современные методы селекции в промышленном животноводстве. М., 1985: 19-22.
Ж и г а ч е в А.И., Б о г а ч е в а Т.В., М а р у с я к В.Г. Распространение аберраций хромосом в отдельных родственных группах симментальского скота. В сб.: Мат. 2-й
Всес. конф. по цитогенетике сельскохозяйственных животных. Л., 1989: 27-29.
М е р к у р ь е в а Е.К. Биометрия в селекции и генетике сельскохозяйственных животных. М., 1970.
ФГОУ ВПО Московская государственная
академия ветеринарной медицины и
биотехнологии им. К.И. Скрябина,
Поступила в редакцию
6 июня 2007 года
109472 г. Москва, ул. Академика К.И. Скрябина, 23,
e-mail: www.bakai_belaga@mail.ru;
ФГОУ ВПО Пермская государственная
сельскохозяйственная академия
им. Д.Н. Прянишникова,
614990 г. Пермь, ул. Коммунистическая, 23
CYTOLOGICAL SCREENING OF THE COWS WITH DISTURBANCES
IN PRODUCTIVE ABILITY
V.F. Krasota, A.S. Semenov, A.I. Bakai
Summary
The determinants of nonconstitutional karyotypic variability were revealed in cows with
normal productive ability and with different disturbances during calving and pregnancy. The cytogenetic analysis has revealed the sharp raising the anomalies frequency in cows which had at least
one abort case at early or middle periods in the pregnancy (as compared with animals without
reproductive disturbances). It was shown that cytogenetic anomalies in cows can characterize adequately their productive ability.
65
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2007, № 6
Физиология и биохимия обмена веществ
УДК 636.2:636.084:591.133.2
АЗОТИСТЫЙ ОБМЕН И РОСТ У БЫЧКОВ ЧЕРНО-ПЕСТРОЙ
ПОРОДЫ ПРИ РАЗНЫХ ИСТОЧНИКАХ ПРОТЕИНА В РАЦИОНЕ
Е.П. ВАЩЕКИН, И.В. РОДИНА
В научно-производственном опыте изучали рост, рубцовое пищеварение, азотистый обмен, физиологическое состояние и мясную продуктивность у бычков черно-пестрой породы, выращиваемых на рационах с разными источниками растительного белка (зерно гороха и узколистного люпина).
Ключевые слова: бычки, рост, азотистый обмен, живая масса, зерно люпина, зерно гороха, протеин, аммиак, мочевина, аминокислоты.
Повышение прироста живой массы молодняка крупного рогатого
скота при выращивании и откорме является важным резервом увеличения
производства говядины. Полноценное кормление, обеспечение рационов
обменной энергией, сухим веществом и протеином — необходимые условия получения хороших приростов преимущественно за счет кормов собственного производства. Недостаток протеина в рационе или низкое его
качество приводят к снижению перевариваемости кормов, потере живой
массы. Избыток протеина также может привести к нарушению обмена
веществ, нерациональному использованию белковых кормов (1, 2). Для
удовлетворения потребности жвачного животного требуется обеспечить не
только общее количество сырого протеина в рационе, но и оптимальное
соотношение его компонентов, расщепляемых и не расщепляемых в рубце,
которое определяет уровень всасывания и состав аминокислот крови (3, 4).
Рационы крупного рогатого скота часто недостаточно обеспечены
протеином. Поэтому включение в структуру рационов кормов, богатых
белком, имеет важное значение. Зерно малоалкалоидного узколистного
люпина по содержанию белка и аминокислот, особенно незаменимых, не
уступает сое и более полноценно, чем зерно гороха и других зернобобовых
культур (5, 6). В Брянской области на больших площадях возделывается
ряд сортов малоалкалоидного люпина, включение которого в рационы
крупного рогатого скота может оказаться перспективным.
Целью нашей работы было изучение эффективности использования в рационах бычков на откорме разных источников протеина (зерно гороха и люпина), а также их влияния на рубцовое пищеварение, азотистый
обмен, физиологическое состояние и мясную продуктивность животных.
Методика. В научно-производственном опыте использовали малоалкалоидный люпин сорта Кристалл в качестве нетрадиционного источника протеина в рационах молодняка крупного рогатого скота. Бычков
черно-пестрой породы выращивали в учебно-опытном хозяйстве «Кокино» Брянской государственной сельскохозяйственной академии с 6- до 16месячного возраста. По принципу парных аналогов с учетом возраста и
живой массы было сформировано две группы животных (по 11 гол. в каждой): I — контроль, II — опыт.
В предварительный период (с 1 по 30 июня) все животные получали хозяйственный рацион, в котором на долю дерти зерна люпина и дерти
зерна гороха приходилось по 3 % от общей питательности (по энергетическим кормовым единицам); содержание алкалоидов в зерне люпина со66
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
ставляло 0,087 %. В период опыта в возрасте 7-8 мес животные I группы
получали рацион, в который включали дерть зерна кормового гороха (пелюшка) (9 % от общей питательности), II группы — такое же количество
дерти зерна люпина. В возрасте 9-10 мес долю дерти зернобобовых в рационах животных обеих групп увеличили до 11 %, в возрасте 11-12 мес —
до 13 %. В возрасте 13-14 мес количество зерна гороха и люпина увеличили на 2 % для каждой группы, а в возрасте 15-16 мес — еще на 2 %.
Рационы были составлены с учетом норм кормления животных и
сбалансированы по обменной энергии, сухому веществу, расщепляемому
и не расщепляемому в рубце сырому протеину и другим компонентам
питания с учетом живой массы бычков (2). В летний период в состав рационов входили сено клеверотимофеечное, трава злаково-бобовой смеси,
дерть овса и ячменя, отруби пшеничные и соль поваренная, в зимний —
сено клеверотимофеечное, сенаж клеверотимофеечный, силос кукурузный, дерть овса и ячменя, отруби пшеничные, свекла кормовая, меласса
и соль поваренная. Животных кормили 3 раза в сутки, поили вволю, содержали в типовом помещении на привязи, предоставляли дневной моцион в загоне по 1,5 ч.
Учитывали общее состояние животных, аппетит, поедаемость кормов каждые 15 сут, продолжительность жвачки, частоту сокращений рубца, состояние шерстного покрова и копытцевого рога. Живую массу определяли взвешиванием в конце предварительного периода, а в опытный
период ежемесячно, рассчитывали среднесуточный прирост живой массы,
проводили промеры, рассчитывали индексы телосложения.
Изучали состояние рубцового пищеварения, показатели физиологического статуса и азотистого обмена. У животных через каждые 2-3 мес
брали кровь из яремной вены до утреннего кормления и рубцовое содержимое с помощью пищеводного зонда через 2,5 ч после кормления. В
образцах рубцовой жидкости измеряли рН, концентрацию аммиака, подсчитывали общее количество бактерий и инфузорий, определяли их амилолитическую и целлюлозолитическую активность. Расщепляемость сухого вещества и сырого протеина люпина и гороха оценивали посредством 12-часовой инкубации образцов корма в нейлоновых мешочках в
рубце бычков (7).
В крови оценивали количество эритроцитов и лейкоцитов подсчетом в камере Горяева, концентрацию гемоглобина — фотометрически, а
также гематокрит и скорость оседания эритроцитов. В сыворотке крови
определяли концентрацию общего кальция комплексометрическим методом, неорганического фосфора — в безбелковом фильтрате крови с ванадат-молибденовым реактивом по Пулсу в модификации В.Ф. Коромыслова и Л.А. Кудрявцевой, каротина — по Карр-Прайсу в модификации Юдкина в описании И.П. Кондрахина и Н.В. Курилова, общего белка — рефрактометрически, белковых фракций — нефелометрическим методом
(КФК-2МП, Россия), мочевины — по реакции с диацетилмонооксимом,
билирубина — по методу Йенрашика-Клеггорна-Грофа, креатинина — по
реакции Яффе, резервную щелочность крови — диффузным методом с
использованием сдвоенных колб по И.П. Кондрахину, активность аспартатаминотрансферазы (АСТ) и аланинаминотрансферазы (АЛТ) — по методу Райтмана-Френкеля. Все методы изложены в справочнике «Методы
ветеринарной клинической лабораторной диагностики» (8). Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием специальных компьютерных программ.
67
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Результаты. В общем состоянии бычков обеих групп не отмечали
отклонений от нормы: аппетит был хорошим, корма поедались практически полностью, в состоянии пищеварения нарушений не наблюдалось,
продолжительность жвачки и частота сокращений рубца соответствовали
физиологической норме.
По данным лабораторных анализов, содержание сырого протеина в
зерне гороха (пелюшка) и люпина сорта Кристалл составляло соответственно 23,6 и 31,34 %. Расщепляемость сухого вещества зерна гороха была
равна 77,85 %, зерна люпина — 68,1 %, расщепляемость сырого протеина
гороха и люпина — соответственно 83,2 и 80,1 %. Как известно, чем ниже
расщепляемость сухого вещества и протеина корма в рубце, тем больше
протеина корма переходит в сычуг и тонкий кишечник, где распадается до
аминокислот (4).
В содержимом рубца в предварительный период, когда бычки содержались на одинаковых рационах, различий в изучаемых показателях
обнаружено не было (табл. 1). В период опыта у бычков II группы в сравнении с контролем отмечали достоверное снижение (Р < 0,05) содержания
аммиака — основного конечного продукта гидролиза кормовых белков.
Следовательно, более низкая расщепляемость сырого протеина зерна люпина в рубце обеспечила большее поступление в сычуг и тонкий кишечник животных опытной группы нераспавшегося протеина — источника
аминокислот (4). В зимний период в содержимом рубца бычков I группы
выявили достоверное увеличение числа инфузорий в сравнении со II
группой, а также более высокую целлюлозолитическую активность.
1. Биохимические и микробиологические показатели рубцового содержимого
у бычков черно-пестрой породы в разные периоды выращивания в зависимости от источника белка в рационе (n = 4)
Группа
животных
рН
среды
Число
Активность
Концентрация
бактерий об- инфузорий, амилолитиче- целлюлозолиаммиака, мг%
щее, млрд/мл тыс/мл
ская, ед/мл
тическая, %
В
конце предварительного периода, возраст 7 мес
6,7±0,40
13,6±0,1
9,0±0,2
249,7±0,4
21,9±0,20
12,9±0,5
6,9±0,30
13,8±0,3
9,2±0,4
251,3±0,2
22,5±0,30
13,6±0,4
О п ы т н ы й (л е т н и й) п е р и о д, в о з р а с т 9 м е с
I
7,2±0,10
14,2±0,6
9,3±0,2
263,3±6,0
29,5±0,01
14,8±1,8
II
7,2±0,10
11,0±0,3*
9,2±0,2
241,6±6,3
31,5±0,70
10,9±1,8
О п ы т н ы й (з и м н и й) п е р и о д , в о з р а с т 13 м е с
I
6,9±0,03
13,4±0,2
9,4±0,8
321,6±4,7
36,1±2,90
16,9±1,8
II
6,8±0,02
10,3±0,2*
9,6±0,6
216,7±2,2*
37,9±0,80
13,1±0,8*
О п ы т н ы й (з и м н и й) п е р и о д , в о з р а с т 16 м е с
I
7,2±0,10
12,8±0,6
9,9±0,7
401,7±4,9
35,1±1,90
14,5±1,3
II
7,3±0,10
10,1±0,3*
9,4±0,5
206,7±2,6*
33,8±2,60
11,3±0,8
П р и м е ч а н и е. Описание групп животных и условий эксперимента см. в разделе «Методика».
* Р < 0,05 по отношению к контрольной группе.
I
II
О состоянии азотистого обмена в организме животных судили по
функциональной активности ферментов переаминирования (аминотрансфераз), содержанию мочевины, аминокислот, креатинина, общего белка и
его фракций (табл. 2, 3).
Концентрация мочевины в сыворотке крови как показатель эффективности использования азотистых веществ корма была в пределах физиологических колебаний, что свидетельствует о достаточной сбалансированности протеинового и энергетического питания. Активность ферментов
переаминирования (АЛТ и АСТ) в крови бычков II группы в сравнении с
контрольной оказалась достоверно выше, что связано с более полным использованием аминокислот в биосинтетических процессах в тканях. При
68
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
этом в сыворотке крови бычков опытной группы обнаружили достоверно
более высокое (Р < 0,05) содержание креатинина, которое отражает динамику увеличения общего фонда мышечных белков (8). В зимний период
содержание общего белка в сыворотке крови животных II группы было
достоверно выше (Р < 0,05), чем у животных в контроле. Содержание белковых фракций и альбумин-глобулиновый коэффициент оставались в пределах физиологических колебаний.
2. Показатели азотистого обмена у бычков черно-пестрой породы в разные
периоды выращивания в зависимости от источника белка в рационе (n = 4)
Показатель
Мочевина,
моль/л
Креатинин,
мкмоль/л
АЛТ, мккат/л
АСТ, мккат/л
Общий белок,
%
Альбумины, %
Группа
животных
I
II
I
II
I
II
I
II
I
II
I
II
Предварительный период,
возраст 7 мес
Опытный (летний) период,
возраст 9 мес
6,17±0,60
6,00±0,60
47,90±7,40
48,02±7,30
0,30±0,02
0,30±0,01
0,50±0,02
0,50±0,01
6,56±0,20
6,66±0,10
42,90±0,80
43,10±0,70
4,30±0,56
4,50±0,30
48,80±0,90
59,80±2,50*
0,32±0,02
0,37±0,01
0,60±0,02
0,61±0,01
7,32±0,14
7,20±0,06
43,20±0,30
43,30±0,40
Опытный (зимний) период
возраст
возраст
13 мес
16 мес
4,75±0,48
5,01±0,40
50,98±2,40
57,70±0,01
0,54±0,04
0,68±0,04*
0,70±0,04
0,80±0,02
7,20±0,30
7,90±0,20*
43,50±0,30
43,60±0,50
4,40±0,33
4,52±0,22
48,20±1,20
60,30±0,90*
0,48±0,01
0,58±0,01*
0,82±0,03
0,96±0,03*
7,40±0,10
8,10±0,20*
43,80±0,50
43,80±0,40
Глобулины, %:
?
I
14,00±0,04
14,20±0,20
14,80±0,13
14,90±0,20
II
14,10±0,08
14,40±0,20
14,90±0,12
15,00±0,20
I
13,10±0,24
13,80±0,20
13,90±0,30
13,70±0,20
?
II
13,40±0,20
13,90±0,30
13,90±0,20
13,90±0,10
I
29,80±0,60
28,80±0,60
27,80±0,30
27,60±0,20
?
II
29,40±0,50
28,40±0,70
27,60±0,70
27,20±0,40
А/Г
I
0,75±0,02
0,76±0,01
0,77±0,01
0,78±0,01
II
0,75±0,02
0,76±0,01
0,77±0,01
0,78±0,01
П р и м е ч а н и е. Описание групп животных и условий эксперимента см. в разделе «Методика».
АЛТ и АСТ — соответственно аланин- и аспартатаминотрансфераза, А/Г — альбумин-глобулиновый
коэффициент.
* Р < 0,05 по отношению к контрольной группе.
Согласно полученным данным, достоверной разницы по содержанию аминокислот в крови животных опытной и контрольной групп не
обнаружили.
Содержание форменных элементов в крови бычков соответствовало видовым возрастным показателям. В опытный период по сравнению с
предварительным в крови бычков обеих групп возрастал показатель гематокрита, увеличивалась концентрация гемоглобина, снижалась скорость
оседания эритроцитов, но достоверных различий между животными I и II
групп не обнаружено. Концентрация кальция, фосфора и каротина в крови животных обеих групп в летний и зимний периоды соответствовала
физиологической норме. Концентрация каротина в сыворотке крови бычков в летний период была выше, чем в зимний, что связано с потреблением животными значительного количества зеленой массы трав.
Концентрация билирубина в крови бычков II группы была достоверно выше (Р < 0,05), но оставалась в пределах физиологической нормы.
Можно полагать, что алкалоиды люпина не оказали отрицательного влияния на клетки печени (9).
При оценке роста бычков, получавших рационы с разной расщепляемостью источников протеина в рубце, по массовым и линейным показателям отмечали, что в период опыта животные обеих групп хорошо развивались, изменения линейных промеров у них значительно не различались. В начале опыта живая масса животных I и II групп была сходной
69
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
(соответственно 176,4±2,15 и 176,1±2,2 кг), ее среднесуточный прирост до
6-месячного возраста составлял 756 г. В конце предварительного периода
живая масса животных I и II групп достигала соответственно 201,8±2,3 и
202,1±2,2 кг (при среднесуточном приросте 860 г). В период опыта более
низкие приросты живой массы у бычков обеих групп отмечали в возрасте
7-10 мес (870-930 г), что, вероятно, связано с расходом энергии и питательных веществ на процесс полового созревания. В 12-месячном возрасте
бычки I группы имели живую массу 341,1±1,9 кг и среднесуточный прирост за этот месяц 973 г, опытной — соответственно 342,9±1,9 кг и 980 г.
В 16-месячном возрасте живая масса у бычков I и II групп в среднем составила соответственно 456,7±1,9 и 461,1±1,7 кг. За весь опытный период,
длившийся 9 мес, ее среднесуточный прирост у бычков I группы составил
944, II — 960 г. То есть включение зерна люпина в рационы позволило
увеличить среднесуточный прирост живой массы у бычков II группы и
достичь более высокий итоговый показатель.
3. Концентрация свободных аминокислот в крови бычков черно-пестрой породы в разные периоды выращивания в зависимости от источника белка в
рационе (n = 4)
Аминокислота
Летний период
I
Аспартат
0,45±0,06
Треонин
0,46±0,01
Серин
0,69±0,05
Глутамат
1,37±0,11
Глутамин
0,98±0,08
Глицин
2,05±0,05
Аланин
0,98±0,01
Цитруллин
0,47±0,2
Валин
0,84±0,06
Метионин
0,13±0,07
Изолейцин
0,58±0,04
Лейцин
0,79±0,05
Тирозин
0,51±0,06
Фенилаланин
0,52±0,06
Орнитин
0,98±0,04
Лизин
1,29±0,12
Гистидин
1,07±0,10
Аргинин
0,75±0,06
Сумма
14,90±0,42
П р и м е ч а н и е. То же, что в таблице 1.
Зимний период
II
II
I
0,52±0,07
0,51±0,10
0,65±0,11
1,81±0,27
1,29±0,19
1,80±0,03
0,64±0,04
0,57±0,07
1,00±0,15
0,18±0,02
0,62±0,03
0,84±0,04
0,49±0,01
0,50±0,01
0,93±0,01
1,31±0,10
1,19±0,12
0,85±0,10
15,73±1,07
0,81±0,17
0,38±0,07
0,68±0,17
1,47±0,31
1,05±0,22
1,57±0,34
1,10±0,19
0,62±0,13
1,11±0,22
0,22±0,04
0,78±0,15
1,05±0,2
0,56±0,12
0,55±0,11
0,80±0,15
1,40±0,27
1,24±0,25
0,68±0,18
16,10±3,11
0,76±0,19
0,42±0,10
0,68±0,21
1,43±0,33
1,09±0,24
1,92±0,45
1,46±0,46
0,54±0,12
1,09±0,25
0,24±0,06
0,82±0,20
1,10±0,27
0,65±0,13
0,54±0,13
0,89±0,21
1,46±0,34
1,13±0,27
0,71±0,19
16,92±4,07
За период эксперимента затраты на 1 кг среднесуточного прироста
живой массы составили в среднем в контрольной и опытной группе соответственно 7,9 и 7,6 энергетических кормовых единиц, сухого вещества —
соответственно 8,0 и 7,8 кг (при этом себестоимость производства зерна
люпина ниже, чем гороха).
Таким образом, проведенные нами исследования показали положительное влияние узколистного люпина сорта Кристалл с алкалоидностью 0,087 % в количестве 9-17 % от общей питательности рациона на физиологическое состояние, ферментативные и микробиологические показатели рубцового пищеварения, азотистый обмен и рост бычков в период с
8- до 16-месячного возраста.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
70
П о п о в И.С., Д м и т р о ч е н к о А.П., К р ы л о в В.М. Протеиновое питание
животных М., 1975.
К а л а ш н и к о в А.П., Ф и с и н и н В.И., Щ е г л о в В.В. и др. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных. М., 2003.
К у р и л о в Н.В. Современный подход нормирования протеинового питания жвачных
животных. Вестник с.-х. науки, 1987, 11: 124-132.
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
4.
К а л ь н и ц к и й Б.Д., Х а р и т о н о в Е.Л. Новые разработки по совершенствованию питания молочного скота. Зоотехния, 2001, 11: 20-26.
5. З а д о р и н А.Д. Зернобобовые культуры — один из основных источников растительного белка. В сб.: Селекция и технология возделывания зерновых бобовых и крупяных
культур. Орел, 1994.
6. Т а к у н о в И.П. Люпин в земледелии России. Брянск, 1996.
7. К у р и л о в Н.В., С е в а с т ь я н о в а Н.А. Изучение пищеварения у жвачных. Метод. указ. Боровск, 1987.
8. Методы ветеринарной клинической лабораторной диагностики. Справочник /Под ред.
И.П. Кондрахина. М., 2004.
9. К а л ь н и ц к и й Б.Д., А и т о в а М.Д., Е р и м б е т о в К.Т. и др. Метаболизм
белков и липидов у молодняка крупного рогатого скота при добавлении в рацион кленбутерола. Докл. РАСХН, 1994, 4: 36-37.
10. В а щ е к и н Е.П. Азотистый обмен у племенных быков при включении в рацион семян узколистного люпина. С.-х. биол., 2006, 4: 34-40.
Поступила в редакцию
28 августа 2007 года
ФГОУ ВПО Брянская государственная
сельскохозяйственная академия,
243365 Брянская обл., Выгоничский р-н, с. Кокино,
e-mail: cit@bgsha.com
NITROGENOUS METABOLISM AND GROWTH IN BULLS OF THE
BLACK-AND-WHITE BREED AT DIFFERENT SOURCES OF PROTEIN
IN RATIONS
E.P. Vashchekin, I.V. Rodina
Summary
In science-farming experiment the authors studied the growth, rumen digestion, nitrogenous metabolism, physiological state and meat productivity in bulls of the Black-and-White breed are
keeping on rations with different sources of vegetable protein (pea corn and narrow-leaved lupine,
the Crystal variety with alkaloid content of 0.087 %). The positive influence was shown of the lupine
(9-17 % of the total nutritiousness of the ration) on fermentative activity, number of microorganisms
in the rumen, the physiological state and growth parameters of the 8-16 months’ calves.
Новые книги
К у д р и н А.Г., З а г о р о д н е в
Ю.П. Зоотехнические основы повышения
пожизненной продуктивности коров. М.:
изд-во «Колос», 2007, 96 с.
В книге приведены данные об
оценке пожизненной молочной продуктивности коров. Рассматриваются причины преждевременного выбытия животных
из стада. Уделено внимание селекционногенетическим возможностям увеличения
сроков
продуктивного
использования
крупного рогатого скота. Описаны породные особенности длительно используемых
коров и наследственная обусловленность
их долголетия. Дана оценка влияния методов разведения и подбора на продолжительность хозяйственного использования
животных. Рассматриваются перспективы
использования рангового распределения
быков-производителей по продолжительности использования дочерей. Приведен
способ оценки производителей по жизнеспособности
потомства.
Обсуждается
взаимосвязь между естественной резистентностью животных к заболеваниям и
сроками их хозяйственного использова-
ния. Показано, что улучшение условий кормления и систем содержания является важным
фактором продления сроков хозяйственного
использования коров. Дана оценка влияния
сезона рождения и интенсивности выращивания телок на продолжительность их последующего использования. Рассматривается зависимость пожизненной продуктивности животных
от интенсивности раздоя по первой лактации.
Х р а м ц о в А.Г., Е в д о к и м о в И.А.,
Р я б ц е в а С.А. и др. Технология кормовых
добавок нового поколения из вторичного молочного сырья. М.: изд-во «ДеЛи принт», 2006,
288 с.
В учебном пособии рассматриваются
состав, свойства, биологическая и кормовая
ценность вторичного молочного сырья (обезжиренное молоко, пахта, молочная сыворотка,
меласса молочного сахара и альбуминное молоко). Описаны основные направления использования кормовых добавок из вторичного молочного сырья в кормопроизводстве. Обсуждаются теоретические основы производства кормовых добавок нового поколения (пробиотиков, пребиотиков и синобиотиков).
71
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2007, № 6
УДК 636.52/.58:591.4:591.133.2
ПЕРЕВАРИМОСТЬ И УСВОЯЕМОСТЬ АЗОТИСТЫХ ВЕЩЕСТВ
И УГЛЕВОДОВ КОРМА ПРИ УДАЛЕНИИ СЛЕПЫХ ОТРОСТКОВ
КИШЕЧНИКА У МОЛОДНЯКА МЯСНЫХ КУР КРОССА СК-РУСЬ
Т.И. КАБЛУЧЕЕВА
В исследованиях с использованием биохимических, микробиологических и зоотехнических методов определяли роль слепых отростков в переваривании белков, углеводов корма и
резорбции воды у цыплят кросса СК-Русь. Показано, что слепые отростки у птицы оказывают
существенное влияние на резорбцию воды, переваривание углеводов, особенно клетчатки, и незначительное — на переваривание белков корма.
Ключевые слова: мясные куры, кросс СК-Русь, цыплята, переваримость, усвояемость,
азотистые вещества, клетчатка, слепые отростки.
Длина слепых отростков у некоторых видов птиц, например у бескилевых (страус, нанду, эму), достигает 70 см, у кур — до 25 см. У голенастых, пингвинов, голубей, чаек, буревестников слепые отростки имеют
вид едва заметных придатков, в то время как у попугаев, дятлов, удода и
некоторых других они совсем отсутствуют. Большинство птиц (за исключением цапель) обладает парными слепыми отростками; черная лысуха,
бекас имеют еще и третью слепую кишку (1).
В слепых отростках у птиц находятся крупные скопления лимфоидной ткани, которые участвуют в лимфопоэзе и иммуногенезе (2, 3).
Многие исследователи указывают на то, что слепые отростки выполняют
функции всасывания, переваривания углеводов и белков, другие не придерживаются этого мнения (1). Такие противоречивые сведения оставляют
много вопросов о пищеварительной функции слепых отростков.
В связи с этим в задачу нашей работы входила оценка степени использования цыплятами органических и неорганических веществ корма
при удалении слепых отростков.
Методика. Для изучения физиологической роли слепых отростков
в пищеварении сельскохозяйственной птицы был проведен опыт на птицефабрике «Родина» (Кореновский р-н, Краснодарский край). Односуточных цыплят ремонтного молодняка кур разделили по принципу аналогов
на две группы по 12 гол. в каждой: I группа — контроль, II — опыт. У цыплят опытной группы оперативным путем удаляли слепые отростки. Содержали птицу в клеточных батареях КБУ-3 до 154-суточного возраста;
условия содержания и кормления соответствовали современным рекомендациям (4, 5). Для лабораторных исследований использовали образцы тканей подвздошной кишки, толстого кишечника, их содержимого, а также
корма и помета. Пробы органов и содержимого кишечника отбирали в
возрасте 38 и 56 сут не менее чем от четырех особей, характерных для каждой группы. В ходе эксперимента учитывали физиологические, микробиологические, биохимические и зоотехнические показатели.
Для микробиологических исследований делали посевы в двух повторностях не менее чем из трех разведений. После инкубации в термостате при 40 оС подсчитывали число колоний микроорганизмов. Общую
численность микрофлоры в подвздошной кишке и слепых отростках определяли по методу Брида. Для выделения и количественного учета молочнокислых бактерий использовали среду Квасникова. Выделение амилолитических и лактатферментирующих микроорганизмов проводили
72
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
соответственно на среде Хамлина и Хангейта и на среде Кистнера, кишечной палочки — на среде Эндо, целлюлозолитических бактерий — на
среде Хангейта.
Целлюлозолитическую активность ферментов микрофлоры и количество летучих жирных кислот в подвздошной кишке и слепых отростках
оценивали по методу Мосолова и Каплан; амилолитическую и протеолитическую активность ферментов — соответственно по Уголеву и Херриотту; количество сырой клетчатки в корме, помете и содержимом слепых
отростков — по общепринятой методике Гинненберга и Штомана; переваримость и усвояемость азотистых веществ — по концентрации общего
азота, которую определяли методом Барнштейна, остаточный азот — по
разнице между содержанием общего и белкового азота, содержание белка
в корме, помете, кишечнике — по методу Кьельдаля (6); освобождение
помета от мочевой кислоты и ее солей проводили методом Дьякова. Переваримость и усвояемость азотистых веществ корма цыплятами оценивали в трех балансовых опытах, которые ставили по Маслиеву, и согласно методическим рекомендациям Госагропрома. Потребление корма учитывали по группам и рассчитывали в г/(гол љ сут) на единицу прироста
живой массы; динамику живой массы определяли индивидуальным
взвешиванием.
Результаты. За период выращивания молодняка с 25- до 154-суточного возраста расход корма в контроле составил 77,26, а в опыте — 79,89
г/(гол љ сут), то есть на 3,4 % больше. При этом среднесуточный прирост
живой массы у цыплят в опыте был на 70 г ниже, чем в контроле. Следовательно, при удалении слепых отростков живая масса птицы снижается, а
среднесуточное потребление корма — повышается.
Содержания общего (Р < 0,001), белкового (Р < 0,05) и остаточного
азота (Р < 0,001) в подвздошной и прямой кишках у цыплят в опыте было
выше, чем в контроле (табл. 1).
1. Динамика содержания азота в химусе 154-суточных цыплят кросса СК-Русь
при удалении слепых отростков кишечника (М ± m)
Группа птицы
Контроль
Орган
Содержание азота, г/100 г воздушно-сухого вещества
общего
белкового
остаточного
Подвздошная кишка
5,60±0,06
Слепые отростки
14,10±0,06
Прямая кишка
17,73±0,19
Опыт
Подвздошная кишка
8,21±0,02***
Прямая кишка
19,23±0,18
П р и м е ч а н и е. Описание групп см. в разделе «Методика».
* Р < 0,05; ** Р < 0,01; *** Р < 0,001.
2,30±0,03
12,42±0,04
2,24±0,07*
2,68±0,16*
1,20±0,02***
3,30±0,08
1,68±0,05
15,49±0,12
5,53±0,15***
18,02±0,2***
Увеличение содержания общего азота у цыплят в опыте объясняется большим потреблением корма, остаточного азота в подвздошной кишке — более активным выделением протеолитических ферментов из пищеварительных желез в результате адаптации к увеличению поступления
корма. Это подтверждается результатами оценки протеолитической активности ферментов в содержимом кишечника (табл. 2). Содержание белкового азота у цыплят в опыте было выше, чем в контроле, вследствие интенсивного развития микрофлоры. Однако если сравнить содержание белкового азота и численность микрофлоры в подвздошной кишке птицы в
опыте и в слепых отростках у цыплят в контроле, то видно, что эти показатели значительно различаются. Так, содержание белкового азота и количество микрофлоры в слепых отростках у цыплят в контроле было соответственно в 4,6 и 22,7 раз выше, чем в подвздошной кишке оперированных особей (опыт). Эти исследования показали, что подвздошная кишка
73
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
берет на себя функцию слепых отростков, но в полной мере заменить их
не может. Желудочно-кишечный тракт обладает выраженным свойством
приспосабливаться к изменениям условий внешней и внутренней среды.
Достаточно сказать, что утрата отдела или крупного органа пищеварительной системы не влечет за собой непоправимого расстройства пищеварения. В таких случаях утраченная функция может быть в достаточной степени компенсирована за счет сдвигов в деятельности оставшихся органов
пищеварительной системы (7).
Так, после удаления слепых отростков в подвздошной кишке наблюдалось достоверное увеличение активности амилолитических (Р < 0,001),
целлюлозолитических (Р < 0,05) ферментов и общей концентрации летучих
жирных кислот (Р < 0,01); протеолитическая активность повышалась на
8,7 % (см. табл. 2). Нами показано, что происходило ферментативное приспособление кишечника к увеличению поступления корма в отсутствие
слепых отростков.
2. Ферментативная активность микрофлоры и концентрация летучих жирных
кислот в содержимом подвздошной кишки цыплят кросса СК-Русь 154суточного возраста при удалении слепых отростков кишечника
Показатель
Ферментативная активность:
протеолитическая, мкМ тирозина/ч
амилолитическая, % гидролизованного крахмала
целлюлозолитическая, % гидролизованной целлюлозы
Концентрация летучих жирных кислот, мМ/100 г содержимого
П р и м е ч а н и е. То же, что в таблице 1.
* Р < 0,05; ** Р < 0,01; *** Р < 0,001.
Контроль
Опыт
1,73±0,58
46,60±0,61*
3,18±0,03
1,8±0,20
1,88±0,17
60,85±0,86***
3,28±0,03
2,92±0,02**
Бактериологические исследования свидетельствуют о том, что численность амилолитических и лактатферментирующих бактерий в подвздошной кишке у цыплят в опыте соответственно в 6 и 93,7 раза выше по
сравнению с контролем. Число бактерий кишечной палочки снижалось,
что объясняется увеличением доли молочнокислых и лактатферментирующих бактерий, обладающих антагонистическими свойствами. Общее
количество микроорганизмов в кишечнике опытных цыплят было незначительно больше. Изменений в титре целлюлозоразрушающих бактерий не
выявлено (табл. 3).
3. Численность и состав микрофлоры в содержимом подвздошной кишки цыплят кросса СК-Русь 154-суточного возраста при удалении слепых отростков
Группа
птицы
молочнокислые
Группа, вид бактерий, Ѕ106/г
амилолити- лактатфермен- Escherichia
ческие
тирующие
coli
целлюлозолитические
Всего,
Ѕ109/г
Контроль
10–2
3,26
51,0±2,35
21,5±1,55
0,543±0,007
0,56±1,29
Опыт
3,93
10–2
77,5±7,6**
12,10±7,20***
50,9±4,56***
0,355±0,06***
П р и м е ч а н и е. То же, что в таблице 1. Для целлюлозолитических бактерий указаны разведения.
** Р < 0,01; *** Р < 0,001.
Полученные данные позволяют предположить, что при отсутствии
слепых отростков подвздошная кишка принимает более активное участие
в процессах пищеварения, то есть частично берет на себя их функцию.
Для подтверждения роли слепых отростков в переваривании азотистых веществ корма были проведены балансовые опыты. У птицы в опыте
во все возрастные периоды потребление азота и выделение его с пометом
было выше, чем в контроле; с возрастом потребление азота уменьшалось
(табл. 4). Удаление слепых отростков способствовало снижению переваримости и усвояемости азотистых веществ корма в возрасте 84, 112 и 140 сут
74
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
соответственно на 11 и 15,9; 12,32 и 13,56; 3 и 7,8 %.
4. Баланс азота у цыплят кросса СК-Русь разного возраста при удалении слепых отростков, г/(гол љ сут)
Группа птицы
Принято
Выделено
с кормом с калом с пометом
Опыт
Контроль
5,07
4,69
1,94
1,28
Опыт
Контроль
5,04
4,63
1,97
1,24
Опыт
3,95
1,15
Контроль
2,95
0,77
П р и м е ч а н и е. Описание групп
Переварено Усвоено
В о з р а с т 79-84 с у т
3,40
3,13
2,40
3,41
В о з р а с т 107-112 с у т
2,96
3,07
2,09
3,39
В о з р а с т 135-140 с у т
2,05
2,80
1,30
2,18
см. в разделе «Методика».
Переваримость, %
Усвояемость, %
1,67
2,29
61,7
72,7
32,9
48,8
2,08
2,54
60,9
73,2
41,3
54,9
1,90
1,65
70,9
73,9
48,1
55,9
При сравнении результатов микробиологических исследований,
оценки переваримости и усвояемости азотистых веществ корма, протеолитической активности ферментов в содержимом слепых отростков у цыплят
в контроле и данных, полученных в опыте, становится ясно, что в слепых
отростках, при удалении которых снижались продуктивная эффективность
кормов и ретенция азота в организме птицы, происходил гидролиз белков.
Следовательно, слепые отростки принимают участие в переваривании и
всасывании белков.
У цыплят в опыте экскременты были жидкими, в них содержалось
больше воды, чем у птицы в контроле. Это объясняется тем, что основное
всасывание воды происходит в толстом кишечнике. У оперированных цыплят вода частично всасывалась в тонком кишечнике и клоаке, большая ее
часть выделялась с пометом.
При удалении слепых отростков влажность экскрементов у цыплят
в возрасте 84, 120 и 134 сут увеличивалась соответственно на 2,29; 2,2 и
3,83 % по сравнению с контролем. Длина слепых отростков в 134-суточном возрасте достигает 22-23 см, поэтому можно говорить о том, что в
онтогенезе их роль для организма птицы возрастает.
Таким образом, при удалении слепых отростков у цыплят содержание сухого вещества в помете снижается, увеличивается влажность помета,
что свидетельствует о процессах резорбции жидкости в этом органе.
Способность птицы переваривать сырую клетчатку и роль слепых
отростков в указанном процессе рассматривались ранее А.А. Бужиным
(8), однако его выводы не подтвердились в опытах Г.Ф. Алехиной на курах, у которых были удалены слепые отростки, поскольку ей не удалось
обнаружить снижения переваримости целлюлозы (1). На основе выполненных экспериментов автор пришла к заключению, что в слепых отростках не происходит переваривания клетчатки. В доступной нам литературе нет единого мнения по этому вопросу, в связи с чем для подтверждения роли слепых отростков в расщеплении клетчатки мы определяли
ее содержание в экскрементах оперированной и неоперированной птицы. Нами показано, что доля клетчатки в экскрементах цыплят с удаленными слепыми отростками в возрасте 28, 84 и 154 сут составляла соответственно 14,32; 13,15 и 14,10 %. В 84-суточном возрасте наблюдалось
увеличение переваримости клетчатки. После удаления слепых отростков
содержание клетчатки возрастало примерно в 2 раза. Следовательно,
можно говорить о том, что слепые отростки играют важную роль в переваривании клетчатки корма.
Итак, проведенные нами на цыплятах кросса СК-Русь биохимические, микробиологические и зоотехнические исследования физиологиче75
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
ской роли слепых отростков в пищеварении позволяют однозначно утверждать, что у птицы слепые отростки оказывают существенное влияние на
резорбцию воды, переваривание углеводов (особенно клетчатки) и незначительное — на переваривание белков корма.
ЛИТЕРАТУРА
1.
А л е х и н а Г.Ф. О значении слепых кишок сельскохозяйственных птиц в пищеварении. Канд. дис. Одесса, 1953.
Г а з д а р о в В.М., С т а р ы х В.Н., П р е о б р а ж е н с к и й С.Н. и др. Биологические основы применения ферментных препаратов в кормлении птиц. В сб.: Мат. 4-й
Всесоюз. конф. по физиол. и биохим. основам повышения продуктивности сельскохозяйственных животных. Боровск, 1966, 1: 170-171.
Р я д ч и к о в В.Г. Улучшение зерновых белков и их оценка. М., 1973.
Д а н и л о в а А.К., Н а й д е н с к и й М.С. Гигиена в промышленном птицеводстве.
М., 1979.
Ф и с и н и н В.И., С т о л я р Г.А. Производство бройлеров. М., 1989.
К а б л у ч е е в а Т.И. Пищеварение в толстом кишечнике птиц. Краснодар, 2001.
И л ь и н Г.К. Ферменты кишечника в норме и патологии. М., 1967: 12-136.
Б у ж и н А.А. Влияние клетчатки корма на пищеварительные процессы у кур. Автореф.
канд. дис. Киев, 1990.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
ФГОУ ВПО Кубанский государственный
аграрный университет,
Поступила в редакцию
30 ноября 2006 года
350044 г. Краснодар, ул. Калинина, 13,
e-mail: vckubgay@mail.kuban.ru
DIGESTIBILITY AND ASSIMILATION OF NITROGEN SUBSTANCES
AND CARBOHYDRATES OF FOOD AFTER REMOVING OF
APPENDIXES IN CHICKEN OF SK-RUS’ MEAT CROSS
T.I. Kablucheeva
Summary
The role of appendixes in digestibility of proteins, carbohydrates in feeding stuff, water resorption was determined in chicken of the cross by removing appendixes. The biochemical, microbiological and zootechnical investigations were made. It was shown that appendixes in birds have material effect on water resorption, digestion of carbohydrates and cellulose especially, but have insignificant — on digestion of feed protein.
Новые книги
А ф а н а с ь е в а А.И. Гормональные и
метаболические механизмы адаптации коз
горноалтайской пуховой породы. Барнаул:
изд-во АГАУ, 2006, 176 с.
В монографии обобщены данные литературы и результаты собственных исследований автора по оценке гормонального статуса, особенностей динамики показателей углеводного, белкового и липидного обмена, морфобиохимических параметров крови коз горноалтайской пуховой породы. Уделено внимание характеристике гормонообразовательной функции коры надпочечников,
щитовидной и половых желез в связи с
возрастом, сезоном года, местом обитания животных. Приведены сведения о
76
количественном содержании и динамике концентрации глюкозы, общего белка и его
фракций, общих липидов, триглицеридов,
холестерина в крови коз. Проанализированы
гормональные и метаболические механизмы
адаптационных изменений организма коз
горноалтайской пуховой породы в постнатальном онтогенезе. Показано, что изучение
динамики содержания гормонов, особенностей обмена веществ, морфофизиологических и биохимических показателей крови
при функциональных нагрузках, связанных
с адаптивными изменениями в организме,
дает важную информацию для оценки гормонопоэтической деятельности эндокринных желез и особенностей физиологического гомеостаза животных.
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2007, № 6
УДК 636.294:577.151
АКТИВНОСТЬ ЭСТЕРАЗ В ТКАНЯХ РАЗЛИЧНЫХ ОТДЕЛОВ
ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА СЕВЕРНОГО ОЛЕНЯ
Э.А. ЕФИМЦЕВА, Т.И. ЧЕЛПАНОВА
Определяли активность эстеразных ферментов в экстрактах тканей различных органов
желудочно-кишечного тракта северных оленей. Обсуждается взаимосвязь между эстеразной активностью в эпителиальных тканях желудочно-кишечного тракта и биотрансформацией ксенобиотиков, в том числе инсектицидных препаратов, содержащих в своей структуре эфирные или
амидные связи. Показано, что наибольшей эстеразной активностью характеризуются ткани
преджелудков, наименьшей — слизистая оболочка толстого кишечника.
Ключевые слова: эстеразная активность, желудочно-кишечный тракт, северный олень,
Rangifer tarandus L.
Эстеразы (КФ 3.1.) — большая группа ферментов, катализирующих
реакции гидролиза, синтеза, переэтерификации сложных эфиров различных физиологически активных веществ: карбоновых кислот, гормонов,
витаминов, аминокислот. Они обладают широкой субстратной специфичностью и действуют на сложноэфирные и амидные связи как в нативных,
так и в искусственных субстратах. Эстеразы обнаружены во многих тканях
млекопитающих, причем в каждой может содержаться несколько ферментов
этой группы. Среди них чаще всего выделяют пять основных типов гидролаз эфиров карбоновых кислот (КФ 3.1.1.): ацетилхолинэстеразу (АХЭ, КФ
3.1.1.7), холинэстеразу (ХЭ, КФ 3.1.1.8) и неспецифические эстеразы —
карбоксилэстеразу (КЭ, КФ 3.1.1.1), арилэстеразу (КФ 3.1.1.2), ацетилэстеразу (КФ 3.1.1.6). Тканевой и видовой специфичностью обладают также
множественные молекулярные формы этих ферментов (1, 2).
Определение активности эстераз в тканях отделов желудочнокишечного тракта сельскохозяйственных животных представляет интерес
из-за использования в ветеринарной практике соединений, содержащих
эфирные или амидные связи. К ним относятся некоторые пестициды, остаточные количества которых в кормах часто служат причиной токсикозов
животных, а также некоторые антгельминтики, другие фармакологические
средства. Отдельные инсектициды токсичны для теплокровных животных и
вызывают нежелательные изменения на биохимическом уровне (3, 4). Под
действием неспецифических эстераз некоторые фосфорорганические соединения способны превращаться в органах и тканях животных в метаболиты высокой токсичности. Однако эти ферменты осуществляют и защитную
функцию: катализируют гидролиз отдельных чужеродных соединений, в том
числе инсектицидных препаратов, или связывают значительную часть таких
средств, ослабляя их действие. Обратимо связанные эстеразами препараты
можно рассматривать и как своеобразное депо, обеспечивающее их пролонгированное действие на вредителей (5, 6). До 90-х годов прошлого столетия
в качестве инсектицидов широко применяли фосфорорганические и карбаматные соединения, действие которых направлено на ингибирование активности ацетил- и холинэстеразы у эндо- и эктопаразитов. В последние
годы разрабатывают и внедряют в ветеринарную практику препараты нового типа, обладающие широким спектром действия: производные макроциклических лактонов, а также синтетические и природные пиретроиды. Эти
препараты воздействуют на ионные потоки Cl– и Na+ в мембранах клеток
нервной и мышечной ткани паразитов, что приводит к нарушению проводимости нервных импульсов, параличу и гибели вредителей (7), как и при
77
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
инактивации АХЭ и ХЭ фосфорорганическими и карбаматными инсектицидами. Среди лактонов и пиретроидов одни соединения по химической
природе являются эфирами и могут подвергаться в организме гидролизу (8),
другие — образовывать в процессе метаболизма промежуточные продукты в
виде эфиров (9).
В практике оленеводства против кровососущих насекомых и личинок овода применяют инсектицидные средства. Некоторые препараты
вводят перорально, и процесс их всасывания происходит в пищеварительном тракте. Характер распределения эстеразной активности в тканях желудочно-кишечного тракта может оказывать влияние на всасывание, токсичность и избирательность действия используемых средств.
В задачу нашей работы входила оценка общей эстеразной активности в тканях разных отделов желудочно-кишечного тракта северного оленя
с целью выявления участков возможной биотрансформации соединений с
эфирными и амидными связями.
Методика. Материалом для исследования служили образцы тканей
рубца, сетки, книжки, сычуга, двенадцатиперстной, тощей, подвздошной,
ободочной, слепой и прямой кишки северного оленя Rangifer tarandus L.,
взятых во время зимнего забоя животных (г. Воркута, Республика Коми).
Пробы тканей размером приблизительно 3Ч3 см промывали физиологическим раствором от крови, механических частиц непереваренной пищи,
химуса и экскрементов и помещали в жидкий азот для транспортировки и
дальнейшего хранения. Размороженные кусочки тканей готовили для анализа следующим образом: использовали отделенные от стенки ворсинки
рубца; стенки сетки и книжки гомогенизировали целиком, слизистую оболочку сычуга и тканей всех отделов кишечника отделяли от подлежащего
серозно-мышечного слоя. Образцы тканей гомогенизировали в ступках с
кварцевым песком в соотношении 1:5 (масса ткани/объем физиологического раствора). Гомогенаты центрифугировали в течение 20 мин при
13 000 об/мин на центрифуге Mini Spin Eppendorf (Германия). Затем супернатанты разбавляли физиологическим раствором в следующих соотношениях: гомогенат рубца — 1:100, книжки и сетки — 1:50, сычуга — 1:2,
двенадцатиперстной и тощей, подвздошной и ободочной, слепой и прямой кишок — соответственно 1:40, 1:10 и 1:2.
Эстеразную активность определяли по ранее описанному методу (10).
Изменение оптической плотности, обусловленное накоплением в реакционной среде продукта ферментативной реакции п-нитрофенола, образующегося
в результате гидролиза ароматического эфира п-нитрофенилацетата, регистрировали на спектрофотометре Unicam SP-1800 (Англия) против холостой
пробы при ? = 400 нм и температуре 25 оС. Общий объем реакционной среды составлял 2,5 мл: 0,5 мл 0,01 М фосфатного буфера (рН 7,4); 0,05-0,1 мл
исследуемого экстракта ткани; 1 мл 10?3 М раствора субстрата п-нитрофенилацетата; до указанного объема пробу доводили дистиллированной водой. Эстеразную активность выражали в микромолях п-нитрофенола, образующегося за 1 мин после внесения субстрата, в расчете на 1 мг белка. Содержание белка в исследуемых пробах определяли по Лоури (11). Данные
представляли в виде средней арифметической со стандартной ошибкой. Для
статистической обработки использовали критерий Стьюдента.
Результаты. Ткани отделов желудочно-кишечного тракта северных
оленей различались по эстеразной активности. Наиболее высоким показателем характеризовались преджелудки, особенно ткань рубца — 14,97±3,04
мкмоль п-нитрофенола/(мин ? мг белка). В тканях книжки и сетки общая
эстеразная активность была одинаковой и в 2 раза ниже, чем в рубце
78
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
(Р < 0,05) (табл.). В переднем отделе многокамерного желудка жвачных
животных происходит всасывание воды, питательных веществ, осуществляется активный и пассивный транспорт ионов и различных метаболитов.
Микрофлора рубца является источником специфических метаболитов —
летучих жирных кислот (уксусной, пропионовой, масляной), которые служат для жвачных важным энергетическим субстратом (12). Наличие большого количества метаболитов определяет интенсивность протекания в
ткани этого отдела желудочно-кишечного тракта реакций, катализируемых
эстеразами: этерификации летучих жирных кислот, гидролиза и переэтерификации эфиров. Инсектицидные препараты, имеющие в своей структуре эфирную или амидную связь, при пероральном введении, повидимому, могут частично разрушаться в эпителии преджелудков под воздействием неспецифических эстераз до неактивных продуктов, что может
снижать их токсичность для животных и ослаблять эффект специфического действия на вредителей.
В разных отдеОбщая эстеразная активность в тканях различных
лах
желудочно-кишечотделов желудочно-кишечного тракта северных оленого тракта оленей веней (X±m)
личина рН неодинакоЭстеразная активность, мкмоль
Отдел желудочнова (13), что влияет на
кишечного тракта
п-нитрофенола/(мин ? мг белка)
процессы всасывания
Рубец (n = 8)
14,97±3,04
Сетка (n = 8)
7,62±1,79*
как питательных, так
Книжка (n = 8)
7,6±1,56*
и токсичных веществ.
Преджелудки в целом
10,07±1,67**
Эстеразная активность
Сычуг (n = 8)
0,25±0,03*
Двенадцатиперстная кишка (n = 8)
1,93±0,26*
слизистой оболочки
Тощая кишка (n = 6)
0,64±0,12*
сычуга оказалась в 40
Подвздошная кишка (n = 6)
0,63±0,20*
Тонкий кишечник в целом
1,06±0,12**
раз ниже, чем в ткаСлепая кишка (n = 9)
0,066±0,02
нях преджелудков
Ободочная кишка (n = 8)
0,057±0,015
(Р < 0,05). В сычуге
Прямая кишка (n = 9)
0,115±0,017
Толстый кишечник в целом
0,079±0,01**
оленя
кислотность
П р и м е ч а н и е. n — число животных.
среды характеризу* Р < 0,05; ** Р < 0,01.
ется достаточно низкими значениями рН (1,9-2,7 против 6,0-7,0 химуса преджелудков); в его
содержимом имеется большое количество жидкости; отсутствуют условия для
жизнедеятельности микрофлоры, продуцирующей низкомолекулярные
эфирообразующие кислоты (13).
Общая эстеразная активность тканей постепенно уменьшалась от
проксимального к дистальному концу кишечника. Максимальное значение
этого показателя выявлено в слизистой оболочке двенадцатиперстной кишки,
минимальное — в тканях толстого кишечника (соответственно 1,93±0,26 и
0,079±0,012 мкмоль п-нитрофенола/(мин ? мг белка), P < 0,05). Среди слизистых тонкого кишечника относительно высокой эстеразной активностью характеризовалась слизистая двенадцатиперстной кишки, тогда как в тканях
тощей и подвздошной кишок этот показатель был в 3 раза ниже (Р < 0,05)
(см. табл.). Такая высокая ферментативная активность предполагает активное
участие эстераз эпителия слизистой оболочки тонкого кишечника в процессах пищеварения, всасывания и транспорта эндогенных липидов. Наиболее
низкая активность отмечена в клетках эпителия ободочной, слепой и прямой
кишки по сравнению с абсолютными показателями в тканях преджелудков,
сычуга и тонкого кишечника (Р < 0,05) (см. табл.). В толстом кишечнике
оленей, как и в преджелудках, поддержание щелочных условий в энтеральной
среде (рН около 6,1) (13) очень важно для жизнедеятельности бактериальной
флоры, продуцирующей короткоцепочечные жирные кислоты, но здесь со79
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
держание микрофлоры гораздо меньше и, вероятно, обмен сложных эфиров
карбоновых кислот не имеет такого физиологического значения.
Таким образом, в тканях разных отделов желудочно-кишечного
тракта северного оленя Rangifer tarandus L. выявлена неодинаковая эстеразная активность, что указывает на различия в интенсивности синтеза,
гидролиза, переэтерификации сложных эфиров карбоновых кислот, аминокислот и других жизненно важных метаболитов, а также их транспорта.
Ткани, которые характеризуются высокой активностью эстераз, допустимо
рассматривать как возможные зоны деградации чужеродных соединений, в
том числе инсектицидных препаратов, содержащих сложноэфирные или
амидные связи. И наоборот, в эпителиальных тканях отделов желудочнокишечного тракта с низкой эстеразной активностью всасывание ксенобиотиков может повышаться.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
H o l m e s R.S., M a s t e r s C.J. A comparative study of the multiplicity of mammalian
esterases. Biochim. Biophys. Acta, 1968, 151(1): 147-158.
Ш у б и н П.Н., Е ф и м ц е в а Э.А. Биохимическая и популяционная генетика северного оленя. Л., 1988.
К а з а н о в с к и й Е.С. Токсичность инсектицидов для северных оленей. Ветеринария, 1978, 12: 94.
N i e m i n e n M., T i m i s j a r v i J., L a i t i n e n M. The effects of antiparasitic
treatment on the condition of semi-domestic reindeer (Rangifer tarandus). Reports from the
Kavo Subarctic Research Station (Finland), 1980, 16: 23-26.
Р о з е н г а р т В.И., Ш е р с т о б и т о в О.Е. Избирательная токсичность фосфорорганических инсектоакарицидов. Л., 1978.
Б р е с т к и н А.П., Н и к о л ь с к а я Е.Б., Е ф и м ц е в а Э.А. Сравнительная
чувствительность двух карбоксилэстераз из печени северного оленя к некоторым ингибиторам. Биохимия, 1986, 51(7): 1141-1149.
Macrocyclic lactones. NRA Special Review. Series 98.3. Canberra, Australia, 1988.
R o s s M.K., B o r a z j a n i A., E d w a r d s C.C. e.a. Hydrolytic metabolism of pyrethroids
by human and other mammalian carboxylesterases. Biochem. Pharmacol., 2006, 71(5): 657-669.
C h i u S-H.L., C a r l i n J.R., T a u b R. e.a. Comparative metabolic disposition of ivermectin in fat tissues of cattle, sheep and rats. Drug Metabolism and Disposition, 1988, 16(5): 728-736.
W y n n e D., G i n s b u r g S., S h a l t i n Y. Beef liver esterase. Kinetic properties.
Arch. Biochem. Biophys., 1973, 154: 204-211.
L o w r y O.N., R o s e n b r o u g h N.J., F a r r A.L. e.a. Protein measurement with Folin phenol reagent. J. Biol. Chem., 1951, 193(1): 265-275.
C u r c h D.C. Digestive physiology and nutrition of ruminants. In: Digestive physiology. 2nd
ed. V.1. Oregon, USA, 1983.
С и м а к о в А.Ф. Пищеварение северного оленя. Сыктывкар, 1993.
Институт физиологии Коми научного центра
Уральского отделения РАН,
Поступила в редакцию
20 ноября 2006 года
167982 г. Сыктывкар, ул. Первомайская, 50,
e-mail: chelpanova@physiol.komisc.ru
ESTERASE ACTIVITY IN THE TISSUES OF DIFFERENT REGIONS OF
GASTROINTESTINAL TRACT IN REINDEER
E.A. Efimtseva, T.I. Chelpanova
Summary
The esterase activity was determined in different tissue extracts from regions of gastrointestinal tract in reindeers. The relationship between the esterase activity in the epithelial tissues of different regions of the gastrointestinal tract and the biotransformation of xenobiotics, including insecticides, containing ester- and amide bonds is discussed. It was shown that the maximum esterase activity is detected in the forestomachs, whereas the large intestine mucosa tissue possessed the minimum esterase activity. The tissues of regions with high esterase activity may be considered obviously
as possible site of degradation of foreign substances, the epithelial tissues with low esterase activity
absorption of xenobiotics may be increased.
80
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2007, № 6
Биология воспроизводства
УДК 636.292.2:591.158:636.082.454
ВОСПРОИЗВОДИТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ ГИБРИДНЫХ САМОК
ПРИ РАЗНЫХ ВАРИАНТАХ СКРЕЩИВАНИЙ БИЗОНА
С ДОМАШНЕЙ КОРОВОЙ
Е.П. СТЕКЛЕНЕВ
Изучали воспроизводительную способность гибридных самок, полученных при реципрокных скрещиваниях бизона Bison bison bison L. c домашней коровой Bos (Bos) primigenius taurus, и их потомства, полученного от дальнейшего скрещивания с самцами исходных видов. Установлено, что овогенез и оплодотворение у самок во всех вариантах скрещиваний проходит нормально, однако вынашивание гибридных эмбрионов и рождение гибридного потомства проходит
более успешно, когда в качестве отцовской формы используются самцы Bos (Bos) primigenius taurus.
В обратных вариантах скрещиваний — Bison bison bison L. ? Ч Bos (Bos) primigenius taurus ?; Bison
bison bison L. ? Ч [Bos (Bos) primigenius taurus ? Ч Bison bison bison L. ?]? — часто отмечается
гибель гибридных зародышей и плода, что выражается в «относительном» бесплодии гибридных
самок.
Ключевые слова: бизон, домашняя корова, скрещивание, гибриды, плодовитость, эмбриональная смертность.
Гибридизация домашних пород крупного рогатого скота с его дикими сородичами, обладающими многими хозяйственно полезными
свойствами, часто отсутствующими у культурных пород, привлекает все
большее внимание. В этом плане значительный интерес представляет
гибридизация домашней коровы Bos (Bos) primigenius taurus и бизона Bison
bison bison L., относящихся к двум разным родам — Bos и Bison подсемейства Bovinae.
Гибридизацией бизона (Bison bison L.) с отдельными представителями рода Bos занимались многие исследователи (1-6). Известны межродовые гибриды бизона с домашней коровой (1-5), зебу (6), яком (4) и др.,
обладающие многими хозяйственно полезными признаками обоих исходных видов. При этом следует отметить, что успешная гибридизация затруднена в силу многих причин — экологических, морфофизиологических, генетических, иммуногенетических (4, 5).
Общим для межродовых скрещиваний бизона с отдельными представителями рода Bos (2-4, 6, 7), а также межподродовых скрещиваний отдельных представителей рода Воs (8, 9) является абсолютное бесплодие
гибридных самцов F1. Считается, что в дальнейших поколениях (в результате скрещивания гибридных самок с самцами исходных видов) плодовитость постепенно восстанавливается, хотя данные о полученных при этом
соотношениях плодовитых и бесплодных самцов ограничены единичными
сообщениями (2, 4). При изучении воспроизводительной способности
гибридных самцов отдельных поколений, полученных в различных вариантах скрещиваний бизона с домашней коровой (7), а также с гибридными самками комбинации бантенг Ч домашняя корова (9), выявлено абсолютное их бесплодие: сперматогенез прерывался на стадии сперматогониев и сперматоцитов I порядка, семенники оказались недоразвитыми, вытянутой формы. У гибридных самцов F2, полученных от скрещивания
гибридных самок с самцами исходных видов, плодовитость определяется в
основном вариантом скрещиваний гибридных самок F1. Все шесть самцов, полученных в результате скрещиваний полукровных самок в варианте
81
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Bison bison bison L. (?) Ч Bos (Bos) primigenius taurus (?), оказались бесплодными, хотя у трех сперматогенез завершался образованием небольшого
числа патологических спермиев и у трех — стадией сперматоцитов I порядка. Из пяти самцов, полученных от самок обратного варианта скрещиваний [(Bos (Bos) primigenius taurus ? Ч Bison bison bison ?)? Ч Bos (Bos) primigenius taurus ?], два оказались плодовитыми, а у трех сперматогенез останавливался в основном на стадии сперматоцитов I порядка.
Что касается воспроизводительной способности гибридных самок в
этой комбинации скрещиваний, то в научной литературе имеются сведения о
частых случаях бесплодия (2, 4, 10), хотя большая часть самок систематически
проявляла половую активность и спаривалась как с плодовитыми гибридными
самцами, так и с самцами исходных видов. Так, из 24 самок потомство было
получено только от девяти, из которых только три регулярно приносили потомство (за 10 лет по 6-8 телят; три самки — по два и три — по одному теленку);
остальные 15 на протяжении 4-8 лет приплода не дали.
О подобных случаях бесплодия гибридных самок сообщает A. Deakin с соавт. (4). На заметное снижение плодовитости гибридных самок с
различной долей крови бизона указывают H.F. Peters и S.B. Slen (10). По
их данным, плодовитость гибридных самок с Ѕ крови бизона составила 68
%; с ј (так называемые каталло) — 59 % и с меньшей долей крови бизона —
49 %. Хотя авторы не анализируют причины такого резкого понижения
показателя рождаемости гибридного потомства, можно предположить, что
в основном оно обусловлена гибелью зародышей или уже плода на различных стадиях эмбриогенеза.
Целью нашей работы было изучение воспроизводительной способности гибридных самок, полученных в разных вариантах скрещиваний бизона Bison bison bison L. с домашней коровой Bos (Bos) primigenius taurus.
Методика. Варианты скрещиваний приведены в таблице. Учитывали развитие, становление половой и физиологической зрелости животных,
проявление половой активности, сроки спариваний, течение периода
стельности и рождение потомства. Самок, у которых выявляли гибель
гибридных зародышей и плодов, спаривали повторно (пo возможности с
другими самцами). После двух-трех последовательных неполноценных
стельностей на протяжении одного-двух сезонов обследовали гениталии
животных с целью уточнения сроков гибели зародышей или плодов, оценки их состояния и состояния плаценты. При исследовании яичников определяли состояние остаточных желтых тел беременности, циклических
желтых тел и фолликулов. По состоянию последних оценивали степень
нормализации гормонального статуса самки и ее готовность к очередному
эстральному периоду. Анализ полученных данных проводили с учетом доли кровности самок и варианта их скрещивания.
Результаты. Проведенные исследования выявили значительные
различия воспроизводительной способности гибридных самок F1 при
прямом [Bison bison bison L. ? Ч Bos (Bos) primigenius taurus ?] и обратном
[Bos (Bos) primigenius taurus ? Ч Bison bison bison L. ?] скрещиваниях (7, 11).
Из шести самок, полученных в прямом варианте скрещиваний, которых
наблюдали на протяжении 5-15 лет, только одна за период племенного
использования принесла девять телят, три — по два и две — по одному
теленку (см. табл.). В дальнейшем все эти самки, несмотря на систематические спаривания с полноценными самцами обоих исходных видов на
протяжении 3-4 лет, приплода не дали, хотя зачатие у них, как правило,
проходило в нормальные сроки; гибридные зародыши и плоды погибали
на разных стадиях эмбриогенеза.
82
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Две гибридные самки, полученные в результате скрещивания самок
серой украинской породы с зубробизоном, нормально давали приплод; одна
принесла пять телят подряд при одном случае аборта 7-месячного плода.
Если принять во внимание сообщение, что гибридные самки от скрещивания зубр Ч домашняя корова (12) дают потомство без каких-либо осложнений, можно предположить, что нормальное вынашивание плода этими самками обусловлено наличием у них ј крови европейского зубра. Из пяти
самок, находившихся под нашим наблюдением 3-8 лет, три дали приплод,
причем одна за 8-летний период племенного использования принесла семь
телят, две — по одному теленку, а две приплода не дали (у них сроки повторного проявления половой активности в большинстве случаев превышали продолжительность одного полового цикла, что указывает на зачатие с
дальнейшей дегенерацией зародышей на ранних стадиях эмбриогенеза).
Показатели воспроизводительной способности гибридных самок, полученных в
различных вариантах скрещиваний Bison bison bison L. с Bos (Bos) primigenius taurus
Кровность самок
(вариант скрещиваний)
Учтено самок
рожавших
всего
систематически
Bison bison bison L. 1/2 + Bos (Bos) primigenius
taurus 1/2
(бз ? Ч дк ?)
6
Зубробизон 1/2 + Bos (Bos) primigenius taurus 1/2
(зб/бз ? Ч дк ?)
2
Bison bison bison L. 1/2 + Bos (Bibos) javanicus 1/4
1
+ Bos (Bos) primigenius taurus /4
[бз ? Ч (бн ? Ч дк ?)?]
5
Bos (Bos) primigenius taurus 3/4 + Bison bison bison
L. 1/4
[дк ? Ч (бз ? Ч дк ?)?]
5
Bos (Bos) primigenius taurus + зубробизон 1/4
[дк ? Ч (зб/6з ? Ч дк ?)?]
5
Bos (Bos) primigenius taurus 5/8 + Bison bison bison
1
1
L. /4 + Bos (Bibos) javanicus /8
{дк ? Ч [бз ? Ч (бн ? Ч дк ?)?]?}
3
Bos (Bos) primigenius taurus 1/4 + Bison bison bison
L. 3/4
[бз ? Ч (бз ? Ч дк ?)?]
3
Bos (Bos) primigenius taurus 1/2 + Bison bison bison
L. 1/2
(дк ? Ч бз ?)
5
Bos (Bos) primigenius taurus 3/4+ Bison bison bison
1
L. /4
[дк ? Ч (дк ? Ч бз ?)?]
7
Bos (Bos) primigenius taurus 1/4 + Bison bison bison
L. 3/4
[бз ? Ч (дк ? Ч бз ?)?]
10
Bos (Bos) primigenius taurus 7/8 + Bison bison bison
L. 1/8
{дк ? Ч [дк ? Ч (дк ? Ч бз ?)?]?}
5
Bison bison bison L. 5/8 + Bos (Bos) primigenius
3
taurus /8
{бз ? Ч [дк ? Ч (бз ? Ч дк ?)?]}
4
П р и м е ч а н и е: бз — бизон, дк — домашняя корова, збз —
3-5
раз
1-2
раза
не рожавших
из-за отсутствия
зачатия или гибели эмбрионов
1
–
5
–
2
–
–
–
1
–
2
2
2
1
1
1
3
–
2
1
1
–
1
1
1
–
1
1
5
–
–
–
5
–
–
2
1
–
–
9
5
–
–
–
1
–
–
зубробизон, бн — бантенг.
1
Из четырех самок F2, полученных в результате дальнейшего возвратного скрещивания самок F1 (вариант Bison bison bison L. ? Ч Bos (Bos)
primigenius taurus ?) с самцами Bos (Bos) primigenius taurus, самка № 12 принесла 12 телят (три бычка и девять телочек) при одном случае эмбриональной смертности; самка № 15 — пять телят (четыре бычка и телочка), самка
№ 3 — одного бычка. В дальнейшем самки № 3 и № 15 приплода не приносили. Судя по интервалам между последующими смежными эстральными
83
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
периодами (20-86 сут), можно предположить, что у них происходило зачатие, но эмбрионы погибали на ранних стадиях эмбриогинеза.
От самки № 42, спаривавшейся с полноценными самцами обоих
исходных видов на протяжении одного сезона, приплода не получено;
самка № 9 на протяжении двух сезонов спаривалась с самцом бизона и
принесла двух телочек. В обоих случаях из-за крупных размеров плода у
нее, как и у чистокровных самок домашней коровы (13), отмечали осложнения при родах, и после второго отела самка погибла.
Из пяти самок такого же варианта скрещиваний, но содержащих
по ? крови зубра и бизона, нормально отелились три; одна самка принесла двух телят (бычка — на втором и телочку — на шестом году племенного использования; в остальные четыре сезона у нее отмечали гибель плода с последующим абортом на 6-7-м мес стельности). Самка № 45
из этой группы не принесла ни одного теленка, хотя во все сезоны спаривалась с полноценными самцами и после каждого спаривания повторных проявлений половой активности через период, равный одному эстральному циклу, не наблюдалось. При постмортальном исследовании
гениталий этой самки через 11 мес после очередного спаривания в полости матки были обнаружены остатки плода и около 200 мл жидкости.
Можно предположить, что плод погиб в середине периода беременности
и постепенно рассасывался в полости матки, а пассивное поведение самки обусловливалось состоянием ложной беременности, поддерживаемым
гормональной активностью желтого тела, которое находилось в одном из
яичников. Характерно и то, что в вымени самки имелось сравнительно
большое количество молозива.
Из трех гибридных самок с ј кровности по бизону, но полученных от полукровных гибридных самок в комбинации [Bos (Bibos) javanicus D?Alton ? Ч Bos (Bos) primigenius taurus ?], постоянно приносила приплод только самка № 79 (получено четыре теленка — бычок и три телочки). От самки № 69 получили только одного бычка (вторая стельность
закончилась гибелью плода на 5-м мес с внутриутробным разложением,
вызвавшим гибель самки). У третьей самки с такой же долей кровности
(№ 28) гибель зародышей наблюдали уже в первые годы племенного использования (на 60-е и 70-е сут соответственно в первую и вторую
стельность).
Из семи самок, содержащих ? крови бизона, которые были получены в результате дальнейшего поглотительного скрещивания полукровных самок с самцами Bos (Bos) primigenius taurus, эмбриональная смертность отмечена у одной (№ 52); повторно половая активность у нее проявлялась через 125-186-48-67 сут, что указывало на гибель зародышей и
плода на ранних сроках стельности.
Что касается самок F1 Bos (Bos) primigenius taurus ? Ч Bison bison bison L. ?, а в дальнейшем и самок F2, полученных в результате скрещивания самок F1 с самцами исходных видов (7), то выявленная у них воспроизводительная способность представляется более перспективной. Все взрослые самки от этого варианта скрещиваний оказались вполне плодовитыми
и систематически приносили гибридное потомство при скрещивании с самцами обоих исходных видов. Некоторое отклонение от нормы отмечено
только у самки № 4 (интервал между отелами 1-2 года), однако воспроизводительная способность сохранялась у нее в течение всего репродуктивного
периода. Можно предположить, что отмеченные нами интервалы в рождении потомства обусловлены отсутствием зачатия во время выкармливания
(лактационная доминанта), что часто встречается при чистокровном разве84
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
дении бизонов (14), или гибелью плода в период лактации.
Все самки F2, полученные в результате дальнейшего скрещивания
гибридных самок F1 с самцами исходной домашней формы {Bos (Bos)
primigenius taurus ? Ч [Bos (Bos) primigenius taurus ? Ч Bison bison bison L. ?]?},
также оказались плодовитыми; созревание фолликулов, овуляция и зачатие проходили в нормальные сроки. При этом у некоторых (двух из 11)
отмечали эмбриональную смертность, вероятно, в силу иммуногенетических причин (у самки № 54 — со второй, у самки № 64 — уже с первой
стельности). Эти самки впоследствии систематически проявляли половую
активность, спаривались с плодовитыми самцами, но не давали потомства.
Интервалы между смежными эстральными периодами определялись сроками эмбриональной смертности, причем заметно сокращались после каждого очередного случая.
Иное наблюдали при изучении воспроизводительной способности
гибридных самок ѕ кровности по бизону, но полученных при скрещивании самок F1 Bos (Bos) primigenius taurus ? Ч Bison bison bison L. ? с самцами
Bison bison bison L. Из 10 учтенных самок только одна систематически
приносила полноценное потомство; еще у одной плод-первенец нормально развивался, но из-за патологических родов самка и плод погибли. Самка № 73 при наблюдении в течение шести лет не дала потомства, хотя
систематически проявляла половую активность и спаривалась с полноценными самцами. При постмортальном исследовании на 7-м году жизни
у нее в полости матки обнаружили нормально развивавшийся плод (?)
массой 3,7 кг. Можно предположить, что и в предыдущие годы у нее происходило зачатие, но плод погибал примерно в середине периода стельности с последующим абортом или резорбцией в полости матки с постепенным выделением твердых частей в последующие эстральные периоды, о
чем также свидетельствовало соответствующее поведение животного (наличие потуг, имитирующих предродовые схватки, вялость, плохое поедание корма и др.).
У трех самок отмечены морфологические отклонения в строении
половой системы. Так, у самки № 103 имелось недоразвитие вульвы и
шейки матки, что могло отрицательно сказываться на результативности
спаривания, однако яичники были нормально развиты и, судя по наличию в них циклических желтых тел, самка систематически проявляла половую активность. У второй самки отмечено слабое развитие шейки матки при одновременном гипертрофированном развитии краниальной части влагалища, стенка которого на обширном участке плотно срослась со
стенкой прямой кишки. Тем не менее, в яичниках этой самки отмечено
сравнительно большое число фолликулов, что свидетельствовало о нормальном овогенезе. Еще у одной самки этой доли кровности наблюдали
слабое развитие карункулов, что, однако, не могло препятствовать нидации
развивающегося зародыша. Судя же по состоянию яичников самки, наличию в них большого числа фолликулов, находившихся на разных стадиях
развития, и циклических желтых тел, эстральные периоды наступали в нормальные сроки. Однако самка не давала потомства, несмотря на постоянный контакт с полноценными в половом отношении самцами.
Три остальные самки в этом варианте скрещиваний приплода
также не дали, хотя систематически проявляли половую активность и
спаривались как с чистокровными, так и с плодовитыми гибридными
самцами. У одной из них через 78 сут после очередного спаривания в
полости левого рога матки был обнаружен погибший зародыш длиной 12
мм в зародышевом хориональном пузыре, гибель которого, судя по со85
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
стоянию, произошла примерно за 16-20 сут до исследования самки. В
левом яичнике при этом еще имелось хорошо развитое желтое тело беременности диаметром 25 мм и массой 5,8 г, в правом яичнике — хорошо развитый фолликул диаметром 30 мм, что указывало на приближение
очередного эстрального периода. Примерно такое же состояние яичников
было характерно для остальных самок этого варианта скрещиваний. На отсутствие полноценного развития плода и рождения потомства указывал и
тот факт, что на их черепных рогах не было так называемых «голодных»
перехватов, образующихся обычно у стельных самок домашней коровы и
других представителей подсемейства быковых (Bovinae) вследствие использования питательных веществ организма матери развивающимся плодом.
Характерным оказалось поведение трех самок ѕ кровности по бизону, но полученных от скрещивания последнего с самками F1 Bison bison
bison L. ? Ч Bos (Bos) primigenius taurus ?. Одна из них (№ 144) за 8-летний
период племенного использования принесла трех телят, причем первого
— на 4-м году жизни, остальных — с интервалом 1-2 года. Вторая самка
(№ 73) за 5 лет наблюдения приплода не дала, хотя достигла половой
зрелости и начала спариваться в возрасте 2 лет. У нее происходило зачатие, но плод погибал на довольно поздних стадиях развития. При постмортальном исследовании в полости матки обнаружили нормально
развивающийся 5-месячный плод (?). Учитывая отмеченную нами пониженную толерантность материнского организма к гибридному плоду
мужского пола (11), можно предположить, что эмбриональная смертность в предыдущие годы была обусловлена именно этим фактором. Третья самка с такой же долей кровности также не дала потомства, хотя с 2летнего возраста систематически проявляла половую активность и спаривалась с полноценными самцами. При постмортальном исследовании
в полости левого рога матки обнаружили разлагающийся плод (около 250
г гнойных сгустков), а в левом яичнике — остаточное желтое тело беременности и достаточно большое число развивающихся фолликулов диаметром до 15 мм, что указывало на приближение очередного эстрального
периода.
Довольно сложные характеристики имела воспроизводительная
способность гибридных самок с преобладающей долей крови бизона, но
полученных при переменном скрещивании с самцами исходных видов.
Так, две из четырех исследованных самок с ? кровности по бизону, полученных в комбинации скрещивания Bison bison bison L. ? Ч {Bos (Bos)
primigenius taurus ? Ч [Bison bison bison L. ? Ч Bos (Bos) primigenius taurus
?]?}?, нормально вынашивали гибридное потомство на протяжении первых 2 лет племенного использования. Самка № 30 принесла одного теленка на 4-м году, а в последующие 3 года потомства не дала, хотя систематически спаривалась как с чистокровными, так и с плодовитыми
гибридными самцами. Интервалы между смежными эстральными периодами у нее колебались в пределах 38-81 сут. У самки № 74 на протяжении первых 3 лет явных признаков половой активности не отмечали; на 4-м году при исследовании полости матки обнаружили плод (?)
длиной 60 см с признаками недавней гибели. Подобное отмечали и у
самки № 75 с 13/16 крови бизона (вариант скрещивания Bison bison bison
L. ? Ч {Bison bison bison L. ? Ч [Bos (Bos) primigenius taurus ? Ч (Bison bison
bison L. ? Ч Bos (Bos) primigenius taurus ?)?]?}?. Она также не дала потомства, хотя проявляла половую активность и спаривалась. При исследовании в последний год племенного использования у нее обнаружили погибший плод уже во влагалище матки. Полость рогов матки была уже
86
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
полностью очищена от околоплодных оболочек, рога матки имели нормальный размер, в правом яичнике наблюдали остаточное желтое тело
беременности диаметром 7 мм. Вероятно, подобное происходило и в
предыдущие годы.
Известно, что эмбриональная смертность гибридного зародыша и
плода имеет место во многих сочетаниях межродовых, межподродовых и
межвидовых скрещиваний. Например, для подсемейства козлообразных
(Caprinae) того же семейства полорогих (Bovidae), к которому относятся
Bison bison bison L. и Bos (Bos) primigenius taurus, при межродовых скрещиваниях отдельных представителей рода козлов (Сарrа), баранов (Ovis) и
гривистых баранов (Ammotragus) установлено, что в комбинации овца ?
Ч коза ?, муфлон ? Ч коза ?, гривистый баран ? Ч коза ? происходит
зачатие и развитие плодов на протяжении 1,5-3 мес. При обратных скрещиваниях коза ? Ч овца ?, а также гривистый баран ? Ч овца ? зачатие
обычно наблюдается только при интратубальном осеменении чужеродных
самок (15), причем гибридные зародыши погибают на начальных этапах
эмбриогенеза. Учитывая различия в хромосомных наборах овцы (2n = 54),
гривистого барана (2n = 58) и козы (2n = 60), а также их промежуточное
наследование (2n = 57) у гибридных зародышей овцы и козы, предполагалось, что причиной дегенерации были хромосомные нарушения, однако
каких-либо свидетельств этого не обнаружили (16). В этой связи было высказано предположение об иммуногенетической обусловленности эмбриональной смертности (17-19).
Подобная неодинаковая результативность гибридизации в реципрокных скрещиваниях в полной мере проявляется и при межродовых
скрещиваниях Bison bison bison L. с Bos (Bos) primigenius taurus, хотя в
этом случае как при прямых, так и при обратных скрещиваниях у большинства самок плод нормально развивается и рождается жизнеспособное
потомство. Межвариационные различия сводятся к осложнениям в варианте Bison bison bison L. (?) Ч Bos (Bos) primigenius taurus (?), обусловленным накоплением большого количества околоплодной жидкости и интенсивным развитием гибридного плода, что осложняет течение предродового периода и отел (7). Аналогичная картина наблюдается и при последующих скрещиваниях самцов бизона с гибридными самками, имеющими ѕ и более крови Bos (Bos) primigenius taurus. При обратном скрещивании Bos (Bos) primigenius taurus ? Ч Bison bison bison L. ? осложнений
при отеле не происходит, поскольку новорожденные телята небольшого
размера и довольно часто нежизнеспособны. Примерно то же отмечается при использовании самок F1 Bison bison bison L. ? Ч Bos (Bos) primigenius taurus ? для дальнейшего скрещивания с самцами Bos (Bos) primigenius
taurus (7).
При более детальном анализе воспроизводительной способности
гибридных самок F1 и последующих поколений, полученных в различных вариантах скрещиваний бизона Bison bison bison L. с домашней коровой Bos (Bos) primigenius taurus, выявлено, что показатели вынашивания
значительно лучше при использовании в качестве отцовской формы самцов Bos (Bos) primigenius taurus. Так, у полукровных самок варианта Bos
(Bos) primigenius taurus ? Ч Bison bison bison L. ?, ѕ-кровных самок варианта Bos
(Bos) primigenius taurus ? Ч [Bos (Bos) primigenius taurus ? Ч Bison bison bison L.
?]? и Bos (Bos) primigenius taurus ? Ч [Bison bison bison L. ? Ч Bos (Bos) primigenius taurus ?]? в большинстве случаев зародыш и плод развивались нормально. У самок, полученных в обратных скрещиваниях — Bison bison
bison L. ? Ч Bos (Bos) primigenius taurus ?, Bison bison bison L. ? Ч [Bison bi87
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
son bison L. ? Ч Bos (Bos) primigenius taurus ?]?, а также Bison bison bison L.
? Ч [Bos (Bos) primigenius taurus ? Ч Bison bison bison L. ?]?, отмечены более частые случаи эмбриональной смертности, что выражалось в «относительном» бесплодии гибридных самок.
Таким образом, можно утверждать, что эмбриональная смертность гибридных зародышей и плода — общее явление для большинства
сочетаний отдаленных скрещиваний. Большую эффективность межродовых скрещиваний бизона Bison bison bison L. с домашней коровой Bos
(Bos) primigenius taurus по сравнению с межродовыми скрещиваниями отдельных представителей подсемейства козлообразных (Caprinae) следует
усматривать в первую очередь в количественных, морфологических и
других различиях хромосом последних. У бизона и домашней коровы эти
различия, в основном, касаются Y-хромосомы (20, 21), которая у Bison
bison bison L. акроцентрического, а у Bos (Bos) primigenius taurus — субметацентрического типа. У гибридов F1 варианта скрещиваний Bison bison
bison L. ? Ч Bos (Bos) primigenius taurus ? она наследуется от отцовской
формы. Учитывая нормальное течение овогенеза и плодовитость большинства самок F1 и последующих поколений, разница иммунологической реакции организма матери на развивающийся плод обусловлена
различиями по Y-хромосоме. Более благоприятны скрещивания, при которых в качестве отцовской формы используются самцы Bos (Bos) primigenius taurus. Такие варианты можно с успехом использовать в селекционной работе для выведения новой формы продуктивных животных.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
88
J o n e s C.I. Breeding cattle. Amer. Breed Assoc., 1907, 7: 161-165.
B o y d M.M. Crossing bison and cattle. J. Hered. 1914, 5: 189-197.
G a r r e t s o n M.S. The cattalo. In: Report of the American Bison Society for 1917-1918.
N.Y., 1917: 30-37.
D e a k i n A., M u i r G.W., S m i t h A.C. Hybridization of domestic cattle, bison and
yak. Report of the Wainwright experiment. Publ. Dep. Agric Can., 1935: 479.
P e t e r s H.F. Experimental hybridisation of domestic cattle and american bison. In: Proc.
Vth Int. Congr. Anim. Reprod and Art Insem. Trento, 1964, 7: 336-342.
S h n e i d e r K.N. Uber einen Bison-Zebu-Mischling. Ber. Snt. Ges. Erkalt. Wisents, 1932,
3: 160-165.
С т е к л е н е в Е.П. Особенности прямых и обратных скрещиваний бизона (Bison bison
bison L.) с домашней коровой (Bos (Bos ) taurus typicus) и характеристика гибридного потомства. Цит. и ген., 1990, 24(5): 50-56.
С т е к л е н е в Е.П. Особенности гаметогенеза гибридов яка тибетского с гаялом и
бизоном. В сб.: Отдаленная гибридизация растений и животных. М., 1970, т. 2: 372-379.
С т е к л е н е в Е.П., Е л и с т р а т о в а Т.М. Характеристика воспроизводительной
способности гибридов бантенга [Bos (Bibos) javanicus D'Alton) с домашней коровой [Bos
(Bos) primigenius taurus]. Цит. и ген., 1992, 26(6): 45-47.
P e t e r s H.F., S l e n S.В. Range calf production of cattle Ч bison, cattalo and hereford
cows. Canad. J. Anim. Sci., 1966, 46: 157-164.
С т е к л е н е в Е.П. Характеристика воспроизводительной способности гибридов бизона (Bison bison L.) с домашней коровой [Bos (Bos) primigenius taurus]. Воспроизводительная способность гибридных самок. Цит. и ген., 1997, 31(1): 81-91.
K r a s i n s k a M. Crosses of wisent and domestic cattle. Acta Theriologica, 1967, 12(5):
67-69.
С т е к л е н е в Е.П. Особенности межродовых скрещиваний бизона (Bison bison bison) с
домашней коровой [Bos (Bos) primigenius taurus] и ее подродовымн гибридами с бантенгом [Bos (Bibos) javanicus D'Alton]. С.-х. биол., 1989, 4: 5-7.
С т е к л е н е в Е.П. Воспроизводительная способность степного подвида североамериканского бизона (Bison bison bison L.) в условиях юга Украины и перспективы его практического использования. С.-х. биол., 1987, 6: 104-110.
С т е к л е н е в Е.П. Морфологическая характеристика спермиев представителей подсемейства козлообразных (Сарrinае) в связи с их гибридизацией. С.-х. биол., 1972, VII(4):
500-506.
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
16. I l b e r y P. L. Т., A l e x a n d e r G., W i l l i a m s L.D. The chromosomes of sheep Ч
goat hybrids. Austr. J. Biol. Sci., 1967, 20(6): 1245-1247.
17. M c G o v e r n P.T. The barriers to interspecific hybridization in domestic and laboratory
mammals. I. Gametic isolation and hybrid inviability. Brit. Vet. J., 1975, 131(6): 691-706.
18. M c G o v e r n P.T. The effect of maternal immunity on the survival of goat Ч sheep hybrid
embryos. J. Reprod. Fert., 1973, 34(2): 215-220.
19. D e n t J., M c G o v e r n P.T., H a n c o c k J.L. Immunological implications of ultrastructural studies of goat Ч sheep hybrid placentae. Nature, 1971, 231(5298): 116-117.
20. С т е к л е н е в Е.П., Я с и н е ц к а я Н.И. Результаты скрещивания бизона (Bison
bison bison) с домашней коровой и характеристика хромосомных комплексов гибридного
потомства. Цит. и ген., 1982, 16(6): 26-33.
21. С т е к л е н е в Е.П., Я с и н е ц к а я Н.И., Н е ч и п о р е н к о В.X. Спонтанная
изменчивость и ассоциативная способность хромосом гибридов бизона с домашней коровой. Цит. и ген., 1986, 20(4): 284-287.
Поступила в редакцию
17 мая 2006 года
Биосферный заповедник «Аскания-Нова»
им. Ф.Е. Фальц-Фейна,
75230 Украина, Херсонская обл, Чаплинский р-н,
пгт. Аскания-Нова, ул. Фрунзе, 13,
e-mail: askania-zap@mail.ru
REPRODUCTION ABILITY OF HYBRID FEMALES IN VARIOUS
VARIANTS OF CROSSING BISON AND DOMESTIC COW
E.P. Steklenev
Summary
Reproduction ability of hybrid females, which were received in reciprocal crossing of bison
with domestic cow, as well as their progeny, received in following crossing with males of initial species, has been studied. Normal display of ovogenesis and fertilization of females of all variants of
crossing have been determined. It is established more successful development of hybrid embryos and
birth of progeny, when the paternal form domestic cow males are exploring — domestic cow ? Ч bison ?; domestic cow ? Ч (bison ? Ч domestic cow ?)?; domestic cow ? Ч (domestic cow ? Ч bison
?)?. In the reverse variants of crossing — bison ? Ч domestic cow ?; bison ? Ч (bison ? Ч domestic
cow ?)?; bison ? Ч (domestic cow ? Ч bison ?)? there are frequent cases of hybrid embryos mortality
of immunological nature as a result of «relative» sterility of hybrid females.
Новые книги
Рекомендации по применению антиоксидантов при воспроизводстве крупного рогатого
скота. Киров: НИИ сельского хозяйства
Северо-Востока им. Н.В. Рудницкого, 2006,
55 с.
Представлен краткий обзор современных антиоксидантных препаратов, описан механизм их действия. Дана оценка
роли антиоксидантной системы в жизнедеятельности млекопитающих. Рассматриваются причины возникновения и способы диагностики антиоксидантной недостаточности. Описаны эффективные меры профилактики и лечения заболеваний органов воспроизводства у коров (послеродовые осложнения, задержка последа, субинволюция
матки, послеродовые эндометриты и т.д.),
желудочно-кишечных и респираторных заболеваний телят, способы стимуляции спермопродукции быков-производителей с использованием биоантиоксидантов. Показано, что
использование этих рекомендаций позволит
сократить количество послеродовых осложнений (в 2-3 раза), продолжительность севис-периода (минимум на 30 сут), расход
спермы на оплодотворение одной коровы
(на 2-3 спермодозы), заболеваемость и падеж
телят (на 10-12 %), а также увеличить количество
и улучшить качество спермопродукции, полученной от быков-производителей.
Ш у п и к М.В., С к р ы л е в Н.И. Кормление
крупного рогатого скота. Уч. пос. Горки: Беларусская государственная сельскохозяйственная академия, 2006, 88 с.
В пособии представлены сведения о
значении отдельных питательных веществ в
кормлении коров на разных фазах лактации в
зимний и летний периоды, а также телят до 6месячного возраста, ремонтных телок и быков.
Описаны методики определения продуктивности
пастбищ, поедаемости и питательной ценности
травы. Рассматриваются особенности кормления
высокопродуктивных молочных коров и оценка
влияния способов кормления на качество молока. Приведены нормы кормления, требования к
рационам (содержание в их составе сухого вещества, сырого и переваримого протеина, кормовых единиц, обменной энергии, лизина, сырой
клетчатки, сахара, крахмала, сырого жира,
кальция, фосфора и т.д.). Уделено внимание
технологии составления рационов.
89
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2007, № 6
УДК 636.52/.58:591.4
ОБ ОСОБЕННОСТЯХ МОРФОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ
ПЕРЕШЕЙКА ЯЙЦЕВОДА КУР
Р.Ю. ХОХЛОВ, С.И. КУЗНЕЦОВ
Изучали особенности морфологического строения перешейка яйцевода кур породы Ломан браун в возрасте 150-540 сут. Оценивали длину, массу, диаметр, а также размеры эпителиоцитов, высоту и ширину складок слизистой оболочки, структуру стенки перешейка. Показано, что
наиболее интенсивно изучаемые показатели повышались у птицы 150-360-суточного возраста с последующим замедлением к 540-суточному.
Ключевые слова: яйцевод, морфология, гистология, куры, репродуктивная система.
Известно, что перешеек у кур выполняет не только репродуктивную функцию, но и является продуктивным органом, обеспечивающим
получение ценного белкового продукта питания. В тоже время сложные
аспекты морфофункциональных особенностей репродуктивной системы
домашней птицы, несмотря на значительный объем морфологических исследований строения и деятельности яйцевода (1-5), изучены недостаточно. Поэтому изучение формирования яйцевода кур, который обеспечивает
их полноценную продуктивность, является актуальной проблемой.
В настоящей работе оценивали возрастные морфологические изменения перешейка яйцевода кур-несушек.
Методика. Объектом эксперимента служили куры породы Ломан
браун 150-, 180-, 210-, 360- и 540-суточного возраста (по 5 кур-несушек с
отклонениями по живой массе от среднего значения показателя для соответствующей возрастной группы на ±3-4 %).
Яйцевод препарировали под стереоскопическим микроскопом МБС9 по методике В.Ф. Вракина с соавт. (6), находили границы и отделяли
перешеек от яйцевода. Длину перешейка определяли при помощи навощенной нитки, массу — аналитическим взвешиванием (АДВ-200М, Россия). Для гистологического исследования отбирали образцы из разных
участков перешейка, по общепринятой методике фиксировали в жидкости
Карнуа с последующим обезвоживанием и заливкой в парафин, готовили
срезы толщиной 5-8 мкм, которые окрашивали гематоксилином с эозином. Высоту и ширину складок, толщину покровного эпителия оценивали
с помощью микроскопа МБИ-15У (Россия) и окуляр-микрометра.
На гистосрезах определяли относительную площадь структурных
элементов стенки яйцевода с помощью методики точечного счета
А.А. Глаголева (7) с использованием окулярной сетки Г.Г. Автандилова.
Результаты. Масса перешейка кур в 150-суточном возрасте составила 5,5±0,5 г, или 11,3 % от массы яйцевода и 0,3 % от живой массы
птицы. Длина перешейка достигала 11,7±2,3 см, или 15,1 % от длины яйцевода, диаметр равнялся 1,2±0,1 см. Слизистая оболочка была выстлана
двурядным эпителием высотой 16,8±0,7 мкм. Высота и ширина складок
слизистой оболочки составляла соответственно 1353,4±65,3 и 724,2±49,9
мкм. На долю слизистой оболочки приходилось 69,85±4,38, мышечной —
25,39±9,24 и серозной — 4,76±0,92 %. В структуре слизистой оболочки
эпителиальный пласт составлял 23,18±2,14 %, соединительнотканный —
37,30±7,98 % и железистый — 9,37±3,03 %.
В 180-суточном возрасте масса перешейка составила 5,8±1,2 г, или
11,1 % от массы яйцевода и 0,3 % от живой массы птицы, длина —
90
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
13,5±0,9 см, или 15,8 % от длины яйцевода, диаметр — 1,7±0,1 см. Высота
эпителия, выстилающего слизистую оболочку перешейка, была равна
19,2±0,9 мкм. Высота складок слизистой оболочки увеличилась в 1,4 раза
(до 1902,3±91,2 мкм), ширина складок — в 1,3 раза (до 917,0±31,6 мкм). На
долю слизистой оболочки приходилось 71,42±2,53, мышечной — 2,69±1,79
и серозной — 5,89±0,71 %. Эпителиальный слой составлял 22,69±1,79, соединительнотканный — 37,28±2,48 и железистый — 11,45±3,31 %.
В 210-суточном возрасте масса перешейка составляла 7,1±1,5 г,
или 11,9 % от массы яйцевода и 0,4 % от живой массы птицы. Длина равнялась 15,2±2,3 см, или 16,9 % от общей длины яйцевода, диаметр —
2,3±0,4 см, высота эпителиального пласта — 21,4±1,0 мкм, складок слизистой оболочки — 2007,3±196,8 мкм, ширина складок — 1173,0±12,4 мкм.
На долю слизистой оболочки приходилось 70,30±3,87, мышечной —
24,36±0,79 и серозной — 5,34±3,29 %. В слизистой оболочке эпителиальный слой составлял 24,36±5,96, соединительнотканный — 35,04±2,10 и
железистый — 10,90±3,55 %.
В 360-суточном возрасте масса перешейка достигала 8,1±0,6 см,
или 11,3 % от массы яйцевода и 0,4 % от живой массы кур. Длина перешейка равнялась 15,4±0,7 см, или 17,1 % от общей длины яйцевода, диаметр — 2,8±0,2 см, высота эпителиального пласта — 22,7±0,9 мкм, складок слизистой оболочки — 2123,2±53,4 мкм, ширина складок — 1214,7±46,8
мкм. На долю слизистой оболочки приходится 71,5±3,9, мышечной —
26,57±1,98 и серозной — 1,93±0,1 %. В структуре слизистой оболочке на
долю эпителия приходилось 20,21±3,78, соединительной ткани — 32,11±1,56
и железистых структур — 19,18±0,85 %.
В 540-суточном возрасте масса перешейка составила 9,5±0,4 г, или
10,9 % массы яйцевода и 0,5 % живой массы птицы, длина перешейка —
15,3±0,7 см, или 17,0 % от длины яйцевода, диаметр — 2,8±0,2 см, высота
эпителия слизистой оболочки — 23,8±0,9 мкм, складок слизистой оболочки — 2514,7±120,5 мкм, ширина складок — 1267,4±61,2 мкм. На долю
слизистой оболочки приходилось 72,61±2,01, мышечной — 22,23±4,25 и
серозной — 5,16±0,33 %. В структуре слизистой оболочки эпителий составлял 25,00±2,53 %, соединительная ткань — 34,92±1,97 %, железистые
элементы — 12,69±2,52 %.
То есть у птицы в возрасте 150-180 сут интенсивно увеличиваются
масса, длина и толщина яйцевода, начинается его дифференцировка на
отделы. Период с 210- до 540-суточного возраста характеризуется стабильным функционированием органа.
Абсолютная длина перешейка за период наблюдения увеличилась
на 30,8 %, хотя его относительная длина колебалась незначительно. При
этом в 360-суточном возрасте этот показатель оказался наибольшим, в
150-суточном — наименьшим.
Абсолютная масса перешейка увеличилась на 72,7 % (масса яйцевода — в 1,8 раза). Наибольшую массу перешейка по отношению к массе
яйцевода отмечали в 210-суточном возрасте, наименьшую — в 540суточном. Наибольшая масса перешейка по отношению к живой массе
птицы была зафиксирована в 540-суточном, а наименьшая — в 150суточном возрасте.
Гистологические исследования показали сходство слизистой оболочки перешейка и белкового отдела: имеются трубчатые и одноклеточные
железы, слизистая оболочка выстлана двурядным эпителием.
Наибольшее увеличение высоты складок слизистой оболочки происходило в возрасте от 150 до 180 сут — в 1,4 раза. Ширина складок изме91
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
нялась одновременно с изменением высоты, то есть существенное увеличение происходило в период 150-180 сут — в 1,3 раза. В последующие возрастные периоды ширина складок увеличивалась равномерно.
Наибольшую долю в структуре стенки перешейка составляла
слизистая оболочка (в среднем 71,1 %); мышечная занимала 22-27, серозная — 2-6 %.
Таким образом, у кур-несушек породы Ломан браун наиболее интенсивное увеличение морфологических показателей яйцевода наблюдается в возрасте 150-360 сут (период интенсивного развития) с последующим
замедлением к 540-суточному возрасту (период стабильного функционирования). Первый является критическим для формирования органа и последующей продуктивности, в связи с чем в этот период особенно важно
соблюдать режимы кормления и вводить в рацион птицы витамины и другие необходимые компоненты.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Ц а р е в а О.Ю. Особенности морфологии и гистохимии желез слизистой оболочки
различных отделов яйцевода кур. В сб.: Макро- и микроморфология сельскохозяйственных животных и пушных зверей. Омск, 1990: 49-51.
С т р и ж и к о в а С.В. Морфологические, гистохимические и ультрамикроскопические характеристики покровного эпителия яйцевода утки в период яйцекладки. В сб.:
Актуальные проблемы ветеринарной медицины, животноводства, товароведения, обществознания и подготовки кадров на Южном Урале на рубеже веков. Троицк, 2000,
ч. 1: 102-104.
К у ш к и н а Ю.А. Гистоморфологическая, стереометрическая и гистохимическая характеристика скорлупового отдела яйцевода кур. В сб.: Мат. конф. «Возрастная
физиология и патология сельскохозяйственных животных». Улан-Удэ, 2003, ч. 1: 42-44.
W i l l i a m s T.D., A m e s C.E. Top-down regression of the avian oviduct during late oviposition in a small passerine bird. J. Exp. Biol., 2004, 207: 263-268.
С т р и ж и к о в а С.В., С т р и ж и к о в В.К. Ультраструктурные и гистологические
исследования секреторной активности эпителиоцитов яйцевода птиц. В сб.: Мат. конф.
«Актуальные проблемы ветеринарной патологии и морфологии животных». Воронеж,
2006: 191-193.
В р а к и н В.Ф., С и д о р о в а М.В. Анатомия и гистология домашней птицы. М.,
1984.
Г л а г о л е в А.А. Геометрические методы количественного анализа агрегатов под
микроскопом. Львов, 1941.
ФГОУ ВПО Пензенская государственная
сельскохозяйственная академия,
Поступила в редакцию
20 июня 2007 года
440014 г. Пенза, ул. Ботаническая, 30,
e-mail: roman_kh@rambler.ru
FEATURES OF A MORPHOLOGICAL STRUCTURE OF
AN ISTHMUS OVIDUCT OF THE HENS
R.Yu. Khokhlov, S.I. Kuznetsov
Summary
The authors studied the features of a morphological structure of a layers isthmus oviduct of
the Loman Brown breed in an age interval of 150-540 days. The following parameters are investigated: length, weight, diameter of an isthmus, sizes epithelium, height and width folds of a tunica
mucosa, and structure of a wall of an isthmus. It was shown that the parameters under investigation
increase more strongly in hens of 150-360-day-old with following deceleration in 540-day-old hens.
92
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2007, № 6
УДК 636.52/.58:637.4.02:591.3
ЭМБРИОНАЛЬНОЕ И ПОСТЭМБРИОНАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ
БРОЙЛЕРОВ ПРИ ПРЕДЫНКУБАЦИОННОЙ ОБРАБОТКЕ ЯИЦ
МЯСНЫХ КУР МАГНИТНО-ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ
Т.Е. КОМАРОВА
Проводили биоконтроль инкубации яиц мясных кур кросса АК 839, а также определяли
сохранность, динамику роста и биохимические показатели крови в группах цыплят, полученных
из яиц, которые перед инкубацией обрабатывали разными дозами магнитно-лазерного излучения.
Показано, что обработка в течение 2 с обеспечивает положительный биохимический и зоотехнический эффект при технологичности метода.
Ключевые слова: магнитно-лазерное излучение, инкубация, биохимический и зоотехнический эффект.
В настоящее время в птицеводстве используются различные химические и физические методы воздействия на инкубационные яйца с целью
снижения отходов в период инкубации, повышения выводимости, вывода
кондиционных цыплят и их последующей резистентности (1).
В последние годы в медицине, ветеринарии и животноводстве в
качестве средства профилактики и лечения ряда заболеваний получило
распространение полифакторное квантовое излучение (2, 3). Впервые это
излучение для обработки инкубационных яиц кур яичного кросса Ломан
коричневый применили сотрудники кафедры зоогигиены Московской государственной академии ветеринарной медицины и биотехнологии им.
К.И. Скрябина (4), однако на яйцах мясных кур его действие еще не изучено.
Ранее нами были установлены оптимальная частота и время облучения для повышения выводимости яиц и вывода цыплят кросса Конкурент 3 (5), однако при частотах до 50 Гц необходимая длительность воздействия возрастала до 7 с, что нетехнологично.
В связи с этим целью нашей работы было изучение влияния полифакторной квантовой обработки яиц мясных кур на эмбриональное и
постэмбриональное развитие бройлеров при минимальном периоде воздействия.
Методика. Опыты проводили в ООО «Агрофирма луч» Воскресенского района Московской области. Материалом для исследований служили инкубационные яйца, используемые для получения финального мясного гибрида АК 839. Возраст родительского стада 240 сут, средняя масса
яиц — 62,5 г, содержание витамина А в желтке — 6 мкг/г, каротиноидов
— 19 мкг/г, срок хранения — 3 сут при температуре 15 °С.
По принципу аналогов подобрали четыре партии яиц по 408 шт. в
каждой: I — контрольная, II, III и IV — опытные (их подвергали предынкубационной полифакторной квантовой обработке при частоте 1000 Гц и
времени обработки соответственно 1, 2 и 3 с).
Обработку проводили аппаратом Рикта-2 (ЗАО «НПО Космического машиностроения», Россия), который служит источником импульсных
инфракрасных лазерных, пульсирующих инфракрасных и красных лучей, а
также создает постоянное магнитное поле (6). В ходе эксперимента учитывали зоогигиенические, зоотехнические и биохимические показатели по
общепринятым методикам. Температурно-влажностный режим при инкубации яиц регистрировали каждый час по показаниям термометров и психрометров, при выращивании цыплят — по показателям термометров,
психрометров, термографов и гигрографов, освещенность в птичниках —
93
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
по показателям люксметра 10-116, содержание вредных газов контролировали с помощью универсального газоанализатора.
Определяли потерю массы яиц в процессе инкубации (взвешиванием на аналитических весах ВЛТК-500), отходы инкубации (количество неоплодотворенных яиц, яиц с кровяным кольцом и замерших, задохликов,
слабых цыплят), выводимость и вывод цыплят. Динамику живой массы
цыплят оценивали ежедекадно, жизнеспособность — ежесуточно. Проводили вскрытие суточных цыплят с целью определения индексов развития
внутренних органов (остаточного желтка с желточным мешком, сердца,
печени, селезенки, фабрициевой сумки, мышечного и железистого желудков). Концентрацию общего белка в сыворотке крови оценивали рефрактометрическим методом, белковых фракций — методом электрофореза на
пластинах ПААГ (4, 7).
Результаты. При предынкубационной обработке яиц во всех опытных группах снизились отходы инкубации (табл. 1).
1. Показатели биоконтроля инкубации яиц (%) мясных кур при предынкубационной обработке магнитно-лазерным излучением (n = 408)
Показатель
I
II
III
IV
Время обработки, с
1
2
3
Яйца:
неоплодотворенные
12,50
9,83
8,82
11,33
с кровяными кольцами
4,66
2,70
2,21
3,45
замершие
2,45
2,21
1,23
1,97
Задохлики
2,21
1,71
0,98
1,23
Слабые цыплята
0,74
0,49
—
—
Выводимость
88,52±2,49
92,10±1,79
95,43±1,07***
92,50±1,71
+3,58
+6,91
+3,98
?
Вывод
77,45±4,28
83,05±3,46
87,01±2,77**
82,02±3,63
+5,6
+9,56
+4,57
?
П р и м е ч а н и е. I — контрольная, II, III, и IV — опытные партии (см. раздел 2Методика»). Прочерки означают отсутствие слабых особей.
* р < 0,05; ** р < 0,01; *** р < 0,001 по сравнению с контролем.
В III партии неоплодотворенных яиц оказалось меньше, чем во
всех остальных, в том числе контрольной, очевидно, вследствие снижения
так называемого «ложного неоплода». Гибель эмбрионов (кровяное кольцо
и замершие) в опытных партиях была ниже, чем в контрольной (в III в 2
раза), слабых цыплят в III и IV партиях не было. В опытной партии уста-
97,99
98,03
98,05
98,01
97,95
97,99
98,68
99,32
падеж
сохранность
падеж
2,01
1,97
1,95
1,99
30-40-е сут
2,05
2,01
1,32
0,68
Всего за 40 сут
падеж
3,12
96,13
3,87
2,50
97,44
2,56
1,77
98,09
1,91
3,12
97,42
2,58
То же, что в таблице 1.
сохранность
падеж
сохранность
96,88
97,50
98,23
96,88
ч а н и е.
20-30-е сут
сохранность
I
II
III
IV
Приме
10-20-е сут
падеж
Партия
яиц
1-10-е сут
сохранность
2. Динамика сохранности цыплят (%), выведенных из яиц после обработки
магнитно-лазерным излучением (n = 160)
88,95
90,96
93,05
91,63
11,05
9,04
6,95
8,37
новили максимальную выводимость яиц и вывод кондиционных цыплят,
что соответственно на 6,9 и 9,6 % выше, чем в контроле (р < 0,01). В остальных опытных партиях указанные показатели превышали контроль соответственно не более чем на 4 и 5,6 %, что статистически недостоверно.
То есть наибольший биологический эффект достигался при времени обработки 2 с, что также подтвердили последующие эксперименты.
94
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Суточные цыплята, выведенные из яиц опытных партий, имели
бульшую живую массу, чем в контроле. Достоверное увеличение этого показателя выявили в III и IV опытных группах (соответственно на 3,82 %,
р < 0,001 и 3,22 %, р < 0,01). Отмечалась тенденция к увеличению индексов развития внутренних органов при уменьшении остаточного желтка.
Отход молодняка в опытных группах за весь период выращивания
был ниже, чем в контроле (табл. 2).
За первую декаду выращивания в опытных группах сохранность составляла 97-98 %, или на 1,73. Динамика живой массы (г) цыплят при 3,12 % выше, чем в контроле;
магнитно-лазерном облучении яиц в преаналогичная закономерность
дынкубационный период (n = 40)
сохранялась в последующие
Возраст
декады. За весь период выI
III
?
цыплят, сут
ращивания минимальный па1
41,55±0,30
42,96±0,30***
+1,41
деж цыплят отмечали в III
10
130,97±0,72 133,30±0,68*
+2,33
20
524,40±1,69 531,30±1,52**
+6,90
группе (6,95 %, что в 1,6 раза
30
954,07±4,59 967,30±6,87
+13,23
ниже, чем в контроле).
40
1756,20±7,70 1786,83±8,11**
+30,63
П р и м е ч а н и е. I и III — соответственно цыплята, выПри сравнении развиведенные из контрольной и опытной партии яиц (обработка
тия
цыплят,
выведенных из
2 с; см. раздел «Методика»).
яиц I и III партий, установи* р < 0,05; ** р < 0,01; *** р < 0,001 по сравнению с контролем.
ли, что по живой массе цыплята из яиц III партии на 10-е, 20-е и 40-е сут выращивания достоверно
превосходили контроль (табл. 3): в конце периода выращивания средняя
живая масса бройлеров из опытной партии яиц превышала контроль на
1,7 % (р < 0,01).
Таким образом, обработка яиц для получения финального гибрида
бройлеров кросса АК 839 полифакторным квантовым излучением с частотой 1000 Гц дала максимальный биологический и зоотехнический эффект
как в эмбриональный, так и в постэмбриональный период при обработке
яиц в течение 2 с. Это подтвердили также биохимические исследования крови суточных цыплят. У цыплят, выведенных из III опытной партии яиц
(обработка 2 с) в сыворотке крови достоверно возросло содержание общего белка (приблизительно на 3,5 г/л, р < 0,05), Pre Alb (на 19,35 %, р < 0,05)
и транспортных белков — трансферинов (Tf) (на 28,6 %, р < 0,01) (табл. 4).
По содержанию некоторых глобулинов наблюдалась тенденция к увеличению, однако выявленная разница была статистически недостоверна.
4. Содержание белка (г/л) и белковых фракций (%) в сыворотке крови суточных цыплят при предынкубационной обработке яиц магнитно-лазерным
излучением (n = 10)
Партия
яиц
Общий
Pre Alb
белок
Alb
Post Alb
Tf
Cp
B2-Gl
Sa2
Y1
BLp
I
35,51±
3,10±
10,1±
2,49±
7,16±
0,827± 3,137± 3,164± 1,32±
4,15±
±0,695
±0,189
±0,237
±0,172 ±0,461
±0,058 ±0,191 ±0,077 ±0,046
±0,118
III
39,07±
3,70±
10,3±
2,93±
9,21±
0,856± 3,453± 3,021± 1,40±
4,31±
±0,771** ±0,144* ±0,311
±0,238 ±0,351** ±0,064 ±0,188 ±0,090 ±0,058
±0,076
П р и м е ч а н и е. I и III — соответственно цыплята, выведенные из контрольной и опытной партии
яиц (обработка 2 с; см. раздел «Методика»). Pre Alb — преальбумин, Alb — альбумин, Post Alb — постальбумин, Tf — трансферин, Cp — церулоплазмин, B2-Gl — ?-глобулин, Sa2 — макроглобулин, Y1 —
глобулин, BLp — ?-липопротеиды.
* р < 0,05; ** р < 0,01 по сравнению с контролем.
Итак, предынкубационная обработка яиц для получения финального гибрида кросса АК 839 магнитно-лазерным излучением с частотой
1000 Гц в течение 2 с давала положительный биологический и зоотехнический эффект в эмбриональный и постэмбриональный периоды
95
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
развития, что проявилось по показателям биоконтроля инкубации, а
также сохранности, динамики живой массы и биохимическим характеристикам крови у выведенных цыплят.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Б е с с а р а б о в Б.Ф., М е л ь н и к о в а И.И. О возможности применения лазера
для стимуляции инкубации яиц сельскохозяйственной птицы. В сб: Совершенствование
технологических приемов повышения продуктивности и жизнеспособности сельскохозяйственных птиц и пушных зверей. М, 1981, т. 119: 59-62.
М а м у к а е в М.Н. Жизнеспособность, продуктивность и резистентность бройлеров
при светолазерной технологии. Автореф. докт. дис. Владикавказ, 1998.
М а м у к а е в М.Н. Белковый обмен бройлеров при светолазерной активации. Изв.
Горского гос. аграр. ун-та, 2002, т. 39: 93-98.
Т о т о е в а М.Э. Полифакторное экологически безопасное физико-химическое воздействие на эмбриогенез и некоторые показатели постэмбрионального развития цыплят
яичных кроссов. Канд. дис. М., 2004.
Е л и з а р о в Е., М а н у к я н В., К а р п е н к о Л. и др. Мясной кросс Конкурент
3. Птицеводство, 2003, 6: 19-20.
Т о т о е в а М.Э. Стимуляция эмбриогенеза и постэмбриогенеза яичной птицы квантовым воздействием от аппарата Рикта. В сб.: Мат. Всерос. науч.-метод. конф. по зоогигиене. СПб, 2002: 34-35.
К а р м о л и е в Р.Х. Методы идентификации и дифференциации белков крови животных: Метод. указ. М. 1991.
ФГОУ ВПО Московская государственная академия
ветеринарной медицины и биотехнологии
им. К.И. Скрябина
Поступила в редакцию
17 июля 2007 года
109472 г. Москва, ул. Академика Скрябина, 23,
e-mail: tatyanakomarova@yandex.ru
EMBRYONIC AND POSTEMBRYONIC DEVELOPMENT OF BROILERS
AFTER TREATMENT BY MAGNETIC-LASER IRRADIATION OF MEAT
HENS EGGS BEFORE THEIR INCUBATION
T.E. Komarova
Summary
The author makes biocontrol of eggs incubation of meat hens of the AK 839 cross and determines the viability, growth dynamics and biochemical parameters of blood in chicken groups
which were obtained from eggs exposed different doses of magnetic-laser radiation before their incubation. It was shown that the treatment during 2 seconds leads to positive biochemical and zootechnical effect with manufacturability of this technique simultaneously.
Новые книги
Г е р а с и м о в и ч Л.С. Стимуляция
молокоотдачи при машинном доении.
Минск: БГАТУ, 2006, 192 с.
фективность машинного доения на основе лабораторных исследований и производственных
испытаний.
В монографии представлен глубокий ретроспективный системно-структурный анализ способов и технических
средств стимуляции молокоотдачи у коров с разработкой их научно обоснованной классификации. Описаны приемы и
технико-технологические средства подготовки нетелей к лактации при машинном
доении. Приведены основные характеристики инновационного электростимулирующего доильного аппарата, рассматривается степень его влияния на показатели
молоковыделения, физиологическое состояние молочной железы коров и эф-
Б а р ы ш н и к о в П.И. Ветеринарная вирусология. Уч. пос. М.: изд-во «Форум», 2007, 96 с.
96
Изложены современные сведения по
классификации и номенклатуре вирусов позвоночных с указанием названия возбудителя, семейства (подсемейства), рода. Характеристика вирусов
включает
описание
морфологии и химического состава, устойчивости к воздействиям, антигенных свойств,
экспериментальной инфекции, способов локализации, выделения и культивирования, гемагглютинирующих свойств, а также эпизоотологии, клинической картины, патологических
изменений, диагностики и профилактики.
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2007, № 6
Биология животных в условиях промышленных технологий
УДК 636.2:636.082.12:636.083
РЕЗИСТЕНТНОСТЬ, ГЕМАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И
ПРОДУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КОРОВ БУРОЙ ШВИЦКОЙ
ПОРОДЫ ПРИ ОТГОННО-ГОРНОМ СОДЕРЖАНИИ
М.Б. УЛИМБАШЕВ
Изучали влияние отгонно-горного содержания на морфологические и биохимические
показатели крови и оценивали основные селекционно ценные признаки у местной популяции
скота бурой швицкой породы по сравнению с помесными формами, полученными при использовании генофонда швицкой породы американской селекции. Показано, что независимо от условий
содержания у первотелок местной популяции выше показатели клеточной и гуморальной резистентности; независимо от происхождения изученные показатели повышались в благоприятных
условиях горных пастбищ.
Ключевые слова: резистентность, бурая швицкая порода, бактерицидная, лизоцимная,
фагоцитарная активность сыворотки крови, генотип, отгонно-горное содержание.
Разнообразие природно-климатических, почвенно-растительных и
кормовых условий на территории Северного Кавказа обусловливают многообразие ландшафтов, группирующихся в три достаточно хорошо выраженные вертикальные зоны: степную, предгорную и горную. При этом
в предгорных и горных районах, где применяется отгонно-горное содержание скота в летний период на высокогорных пастбищах, преимущественное распространение получили животные бурой швицкой породы. По
конституционально-биологическим качествам они хорошо приспособлены к традиционной технологии содержания, однако в связи с невысокой молочной продуктивностью и задачей создания нового молочного
типа скота бурой швицкой породы в стадах местной популяции стали
использовать семя быков-производителей швицкой породы американской селекции (1-5).
В этой связи изучение показателей молочной продуктивности и реактивности животных новых генотипов по сравнению со сверстницами из
местной популяции в условиях отгонно-горного содержания является актуальным, представляет научный и практический интерес и было выбрано
нами в качестве цели настоящей работы.
Методика. Исследование хозяйственно полезных признаков и некоторых биологических особенностей первотелок бурой швицкой породы
местной популяции и помесей различной доли кровности по американской бурой породе (ШАС) проводили в период с 2000 по 2005 годы в
МУСХП «Нальчикское» Кабардино-Балкарской Республики при обеспеченности кормами и переваримым протеином соответственно 36-38 ц
корм. ед/гол. и 355-373 кг/гол. в год.
Было сформировано три группы первотелок (по 30-36 гол. в каждой): I (контроль) — чистопородные первотелки бурой швицкой породы
местной популяции (ШМП), II и III (опыт) — соответственно помеси 1/2
ШМП + 1/2 ШАС и 1/4 ШМП + 3/4 ШАС.
Пробы крови брали из яремной вены до утреннего кормления у 10
животных из каждой группы и анализировали в межкафедральной клинической лаборатории Кабардино-Балкарской государственной сельскохозяйственной академии и на Республиканской станции переливания крови
97
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Кабардино-Балкарской Республики. В плазме крови определяли концентрацию общего белка и гемоглобина, количество эритроцитов и лейкоцитов (6, 7), бактерицидную, лизоцимную и фагоцитарную активность по
соответствующим методикам (8, 9). Учет молочной продуктивности проводили методом ежемесячных контрольных доек, химический состав молока оценивали на 2-3-й и 5-6-й мес лактации (10).
Полученные данные обрабатывали методом вариационной статистики по Плохинскому (11).
Результаты. Изученные морфобиохимические показатели крови
свидетельствуют о том, что гематологический статус животных изменялся
в зависимости от места содержания (табл. 1). Так, в условиях горной гипоксии концентрация общего белка, гемоглобина и количество эритроцитов в плазме крови коров бурой швицкой породы местной популяции увеличивались по сравнению со стойловым содержанием в среднем соответственно на 4,5 (Р > 0,95), 10,2 (Р > 0,999) и 12,5 % (Р > 0,999). Аналогичная тенденция была характерна для их сверстниц с кровью ШАС, что указывает на проявление эффекта компенсации благодаря защитным функциям организма. При этом независимо от места содержания более высокими морфобиохимическими показателями крови характеризовались помесные первотелки, что связано со способностью лучше усваивать кислород при дыхании, снабжая им ткани и органы, что особенно важно в пастбищный период содержания.
Концентрация
1. Гематологические показатели и резистентность
лейкоцитов
в крови ко(X±mx) у первотелок местной популяции бурой
ров бурой швицкой пощвицкой породы и их помесей с животными буроды местной популярой швицкой породы американской селекции в
ции во все периоды исразных экологических условиях (2000-2005 годы, Кабардино-Балкар-ская Республика)
следований была выше, чем у помесных жиГруппа
вотных, что характериПоказатель
I (контроль)
II
III
(n = 10)
(n = 10)
(n = 10)
зует более высокую акПеред отгоном в горы
тивность их защитных
Общий белок, г/л
72,7±0,94
75,6±0,88*
77,1±0,79**
механизмов (Р > 0,95Гемоглобин, г/л
103,6±1,45
111,7±1,32***
113,2±1,19***
Эритроциты,
0,99). Достоверного уве6,4±0,12
6,8±0,10*
6,9±0,08**
Ѕ1012/л
личения этого показатеСГЭ, пг
16,2±0,43
16,4±0,49
16,4±0,53
Лейкоциты, Ѕ109/л
7,4±0,09
7,0±0,12*
6,8±0,13**
ля в крови подопытных
Активность, %:
животных в связи с пебактерицидная
72,3±1,12
69,0±1,29
67,8±1,41*
регоном на высокогорья
лизоцимная
35,6±0,65
32,1±0,72**
30,7±0,77***
фагоцитарная
52,4±0,85
48,7±0,97*
46,3±1,10***
не выявлено.
В горах
Бактерицидная и
Общий белок, г/л
76,0±1,23
79,4±1,07*
80,8±1,02**
Гемоглобин, г/л
114,2±1,59
124,5±1,45***
126,5±1,36***
лизоцимная активность
Эритроциты,
сыворотки крови у жиЅ1012/л
7,2±0,15
7,9±0,13**
8,1±0,11***
вотных
подопытных
Лейкоциты, Ѕ109/л
7,6±0,10
7,2±0,14*
7,0±0,15**
Активность, %
групп увеличивалась при
бактерицидная
78,6±1,20
74,5±1,37*
72,9±1,50**
перегоне в горы в средлизоцимная
39,0±0,71
35,8±0,80**
34,5±0,88***
фагоцитарная
57,7±0,93
53,0±1,06**
51,8±1,18***
нем соответственно на
П р и м е ч а н и е. Описание групп животных см. в разделе «Мето5,1-6,3 (Р > 0,95-0,999)
дика». СГЭ — содержание гемоглобина в эритроците.
и 3,4-3,8 % (Р > 0,99).
* P > 0,95; ** P > 0,99; *** P > 0,999.
При этом более высокие значения (за исключением недостоверной разницы по показателям
бактерицидной активности сыворотки крови между I и II группами в
стойловый период) отмечали у первотелок бурой швицкой породы местной популяции, что свидетельствует о большей реактивности гуморально98
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
го звена организма чистопородных первотелок (Р > 0,95-0,999).
Активность фагоцитоза как фактора клеточной защиты организма,
проявляющегося в способности лейкоцитов крови поглощать инородные
частицы, была выше как в стойловый, так и в пастбищный период у коров
бурой швицкой породы местной популяции, что свидетельствует об их
большей устойчивости к действию неблагоприятных факторов среды по
сравнению с помесными генотипами. В то же время показатели клеточного и гуморального иммунитета у помесного скота находились в пределах
физиологической нормы.
Оценка молочной продуктивности и химического состава молока
первотелок в различных экологических условиях (табл. 2) показала, что
суточный удой животных с 3/4 кровности по швицкой бурой породе американской селекции как до перегона в горы, так и в условиях горной
гипоксии был выше, чем у чистопородных сверстниц бурой швицкой
породы местной популяции: в стойловый период содержания — на 12,6
(Р > 0,99), в пастбищный — на 15,4 % (Р > 0,999). Полукровные первотелки занимали по этому показателю промежуточное положение и приближались к помесям F2.
Важно отметить, что независимо от генотипа удои подопытных
первотелок в условиях гор повысились в среднем на 5,4-8,0 % (Р > 0,95)
по сравнению с таковыми в предгорье, причем наибольшим увеличением
характеризовались первотелки второй генерации. По показателям качества
молока наблюдалась тенденция преимущества помесей, что объясняется
результатом скрещивания животных родственных пород. Вместе с тем нами показано, что при перегоне первотелок в горы содержание жира и белка в молоке увеличивалось.
Так, у живот2. Удой и химический состав молока (X±mx) у перных
бурой
швицкой
вотелок бурой щвицкой породы местной популяпороды
местной
попуции и их помесей с животными бурой швицкой
ляции и помесей жирпороды американской селекции в разных экологических условиях (2000-2005 годы, Кабардиноность молока в горах
Балкарская Республика)
(по сравнению со стойловым содержанием)
Группа
Показатель
I (контроль)
II
III
повысилась в среднем
(n = 36)
(n = 32)
(n = 30)
соответственно на 0,09
До перегона в горы
(Р > 0,99) и 0,09-0,10
Суточный удой, кг
11,1±0,30
12,1±0,36*
12,5±0,40**
Жир, %
3,66±0,02
3,68±0,03
3,70±0,03
% (Р > 0,95-0,99), соБелок, %
3,30±0,02
3,31±0,02
3,32±0,02
держание белка в молоЛактоза, %
4,79±0,04
4,87±0,05
4,90±0,05
Зола, %
ке — на 0,08 (Р > 0,99)
0,70±0,003
0,71±0,004*
0,72±0,004***
Сухое вещество, %
12,45±0,10
12,57±0,12
12,64±0,11
и 0,08-0,09 % (Р > 0,99В горах
0,999), что связано с
Суточный удой, кг
11,7±0,25
12,9±0,31**
13,5±0,34***
Жир, %
3,75±0,02
3,78±0,02
3,79±0,02
высокой питательноБелок, %
3,38±0,02
3,40±0,02
3,40±0,01
стью травостоя горных
Лактоза, %
4,80±0,04
4,90±0,05
4,93±0,06
Зола, %
0,68±0,002
0,69±0,003**
0,70±0,003***
пастбищ. КонцентраСухое вещество, %
12,61±0,09
12,77±0,10
12,82±0,11
ция лактозы в молоке
П р и м е ч а н и е. Описание групп животных см. в разделе «Методика».
первотелок всех групп
* P > 0,95; ** P > 0,99; *** P > 0,999.
практически не изменялась во все периоды исследований. В условиях гор содержание золы в
молоке снизилось, а сухого вещества — возросло в среднем на 0,16-0,20 %
(Р > 0,95).
Таким образом, в результате проведенного мониторинга установлено, что использование племенных ресурсов скота бурой швицкой по99
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
роды американской селекции на массиве местной популяции этой породы способствует получению помесного потомства с более высокими показателями молочной продуктивности и морфобиохимического статуса
крови по сравнению с чистопородными сверстницами местной популяции. Однако клеточные и гуморальные механизмы защитных систем
организма у первотелок местной популяции развиты лучше, чем у помесей. Вместе с тем независимо от происхождения у первотелок изученные показатели повышаются в благоприятных условиях пастбищного содержания.
ЛИТЕРАТУРА
1.
Т а р ч о к о в Т.Т. Хозяйственно полезные признаки молочного скота предгорной зоны
Северного Кавказа в зависимости от генетических и паратипических факторов. Автореф.
докт. дис. пос. Персиановский, 2000.
2. К а г е р м а з о в Ц.Б. Состояние и пути развития скотоводства в зоне Северного Кавказа. Автореф. докт. дис. пос. Лесные поляны, 2000.
3. Ж е к а м у х о в М.Х. Использование генофонда быков-производителей американской
и австрийской селекции для совершенствования стада племзавода «Кабардинский». Автореф. канд. дис. Нальчик, 2000.
4. К а р д а н о в а И.Х., Г е т о к о в О.О. Эффективность разведения потомства американских швицев в условиях горной зоны Северного Кавказа. В сб.: Мат. науч.-практ.
конф., посвященной 25-летию КБГСХА. Нальчик, 2006: 179-181.
5. Г е т о к о в О.О., Н а ш а п и г о в З.А. Влияние интенсивности роста на мясную
продуктивность бычков в горной зоне Центрального Предкавказья. В сб.: Мат. науч.практ. конф., посвященной 25-летию КБГСХА. Нальчик, 2006: 186-188.
6. К о н д р а х и н И.П., К у р и л о в Н.В., М а л а х о в А.Г. и др. Клиническая лабораторная диагностика в ветеринарии. М., 1985.
7. М е н ь ш и к о в В.В., Д е л е к т о р с к а я Л.Н., З о л о т н и ц к а я Р.П. и др.
Лабораторные методы исследования в клинике. Справочник. М., 1987.
8. Ч у м а ч е н к о В.Е., В ы с о ц к и й А.М., С е р д ю к Н.А. и др. Определение
естественной резистентности и обмена веществ у сельскохозяйственных животных.
Киев, 1990.
9. П л я щ е н к о С.Н., С и д о р о в В.Т. Естественная резистентность организма животных. Л., 1979.
10. К у г е н е в П.В., Б а р а б а н щ и к о в Н.В. Практикум по молочному делу. М.,
1988.
11. П л о х и н с к и й Н.А. Руководство по биометрии для зоотехников. М., 1969.
ФГОУ ВПО Кабардино-Балкарская государственная
сельскохозяйственная академия
им. Первого Президента КБР В.М. Кокова,
Поступила в редакцию
16 марта 2007 года
360004 КБР, г. Нальчик, ул. Льва Толстого, 185,
e-mail: e.in.adel@mail.ru
RESISTANCE, HEMATOLOGICAL PARAMETERS AND PRODUCTIVE
FEATURES IN COWS OF THE SWISS BREED DURING MOUNTAIN
DISTANT-PASTURE KEEPING
M.B. Ulimbashev
Summary
The author investigated the effect of mountain distant-pasture keeping on morphological
and biochemical parameters of the blood and estimated the main valuable for the breeding determinants in native cattle population of the Swiss breed in comparison with hybrid forms created with use
of genofond of the Swiss breed of American selection. It was shown that the cows of first calving of
native population have more higher parameters of cellular and humoral resistance independently of
keeping conditions, and studied parameters increased at favorable conditions of mountain pastures
independently of cows origin.
100
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2007, № 6
УДК 636.2:577.34:591.111
ГЕМАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ У БЫЧКОВ ПРИ
РАЗНОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ ВЫРАЩИВАНИЯ В УСЛОВИЯХ
РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ
А.И. КОРОСТЕЛЕВ
Оценивали общее состояние, морфологические и биохимические показатели крови у
бычков черно-пестрой породы при умеренно интенсивном и интенсивном выращивании в хозяйствах с разной степенью загрязнения почв и кормов 137Cs. У животных выявлены изменения морфологического состава крови, СОЭ, гиперхромная анемия, абсолютный, относительный и/или
видовой лимфоцитоз, а также моноцитоз.
Ключевые слова: радиоактивное загрязнение, радионуклиды, 137Cs, кровь, морфологическое исследование крови, лейкоцитарная формула крови, СОЭ, абсолютный лимфоцитоз, относительный лимфоцитоз, видовой лимфоцитоз, моноцитоз.
Известно, что гематологические показатели у сельскохозяйственных животных зависят от физиологического состояния, возраста, условий
кормления и содержания, высокопродуктивные животные значительно отличаются от низкопродуктивных, ряд биохимических показателей неодинаков у разных пород. В норме состав крови колеблется в очень небольших пределах (1, 2) благодаря сложной системе адаптационных и нервнорефлекторных механизмов поддержания физиологического гомеостаза,
нейтрализующего или ограничивающего действие неблагоприятных внешних и внутренних факторов (3, 4). Такие колебания оптимума направлены
на лучшее приспособление организма к изменениям внешней и внутренней среды (3, 5).
Радиоактивное выпадение при аварии на Чернобыльской АЭС
привело к загрязнению радионуклидами сельскохозяйственных угодий и
поражению животных, получавших радионуклиды с пищей и водой (перорально), с воздухом (ингаляционно) и через кожу (транскутанно) (6, 7). В
Брянской области наиболее загрязненными оказались сельскохозяйственные угодья в Новозыбковском, Красногорском и Гордеевском районах: в
хозяйствах плотность загрязнения пастбищной травы в мае 1986 года доходила до 2,6 МБк/кг, в 1988 году составила 1,8-3,5, в 2003 году — 0,9-2,3
кБк/кг (7); в 1986 году средняя плотность загрязнения почв в этих районах
равнялась соответственно 20,9, 16,7 и 17,1 Кu/км2; в исследуемом нами
Гордеевском районе средневзвешенная плотность загрязнения сенокосов и
пастбищ в 1996 году достигала 12,1, в 2002 — 9,9 Кu/км2 (8).
При радиоактивном загрязнении степень тяжести и выраженности
признаков радиационного поражения зависит от вида, суммарной дозы,
кратности и равномерности облучения. Интегральной реакцией организма
на облучение являются регистрируемые на всех его этапах нарушения обмена веществ (9). Многие биохимические изменения, вероятно, играют
роль радиотоксического компонента в опосредованном действии облучения и, как правило, носят обратимый характер.
Для диагностики и прогнозирования исхода радиационного поражения животных могут быть использованы характерные клинические, гематологические, биохимические и патоморфологические показатели.
Цель нашей работы заключалась в проведении морфологического
исследования и определении лейкоцитарной картины крови у бычков при
умеренно интенсивном и интенсивном выращивании в районах с разной
степенью радиоактивного загрязнения почв и кормов.
101
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Методика. Опыты проводили в условиях Брянской области в зимне-стойловый период. Для наблюдения были отобраны три группы бычков
черно-пестрой породы (по 20 гол. в каждой) в возрасте от 1 до 7 мес: I
(контроль, умеренная интенсивность выращивания) — в хозяйстве ФГУП
учхоза «Кокино» Выгоничского района (квазичистая почва — загрязнение
по 137Cs от 0,57 Кu/км2); II (опыт, умеренная интенсивность выращивания) — в СПК «Рабочий путь» Гордеевского района (высокая степень загрязнения почв 137Cs — от 22,3 Кu/км2) и III (опыт, интенсивное выращивание) — в СПК агрофирма «Культура» Брянского района (почвы характеризуются как чистые — степень загрязнения 137Cs до 0,60 Кu/км2). Содержание опытных и контрольных животных — групповое в станках на
глубокой подстилке. Бычкам скармливали рацион, составленный с учетом
детализированных норм кормления (10); тип кормления — традиционный
для хозяйств Брянской области. В кормах, которые потребляли животные
I и III групп, содержание радионуклидов было очень низкое — от 0,5 до
1,77 Бк/кг, II группы — составляло в силосе, сенаже, сене и соломе соответственно от 30 до 53; от 48 до 82; от 168 до 602 и 48 Бк/кг (данные Брянского центра «Агрохимрадиология», 2006) (11). Кровь для анализа отбирали
до утреннего кормления из яремной вены один раз в месяц. Определяли
количество эритроцитов, лейкоцитов, концентрацию гемоглобина, цветной
показатель (гемоглобиновый индекс), клеточный коэффициент (соотношение числа эритроцитов и лейкоцитов), скорость оседания эритроцитов
(СОЭ) и лейкоцитарную формулу по методикам, предложенным профессором А.А. Кудрявцевым (2).
Результаты. За период опыта среднесуточный прирост живой
массы животных I, II и III групп составил соответственно 0,554; 0,572 и
0,937 кг. Исследуемое поголовье бычков на территориях с различной
загрязненностью было здоровым, без отклонений по морфофункциональным показателям, визуальное наблюдение за состоянием и сменой
шерстного покрова (линькой) не выявило изменений.
1. Возрастная динамика гематологических показателей у бычков черно-пестрой
породы при разной интенсивности выращивания и степени загрязнения
корма радионуклидами (Брянская обл.)
Группа
животных
Содержание
Цветной
Возраст,
эритроцитов, лейкоцитов, гемоглобина,
показатель
мес
млн/мм3
тыс/мм3
г%
1
5,74±0,06
4,93±0,21
2
5,60±0,06
4,83±0,05
3
5,58±0,12
4,70±0,08
4
5,70±0,13
7,60±0,36
5
5,68±0,21
6,57±0,14
6
5,77±0,20
5,97±0,79
II
1
5,17±0,22*
7,83±0,39**
3
5,25±0,41
9,00±0,68**
6
5,48±0,13
10,40±1,77
7
5,28±0,01
9,77±1,17
III
3
5,36±0,15
9,63±1,81
6
5,87±0,24
7,00±0,65
П р и м е ч а н и е. Режимы выращивания и радиационные
* Р < 0,02; ** Р < 0,001 по отношению к контролю.
I (контроль)
Клеточный
коэффициент
16,4±0,19
1,7±0,005
1171,7±59,7
16,4±0,24
1,75±0,01
1159,5±10,14
16,3±0,14
1,74±0,03
1187,3±16,46
15,9±0,38
1,67±0,01
756,1±48,99
15,5±0,34
1,63±0,02
867,7±46,29
15,7±0,23
1,62±0,03
1017,0±137,1
14,8±0,15**
1,71±0,06
660,3±6,68*
12,6±0,19**
1,45±0,12*
584,2±27,47**
14,7±0,42
1,61±0,80
561,6±70,84*
15,4±0,07
1,77±0,02
561,9±59,42
13,2±1,15
1,46±0,11
611,9±104,6
13,87±0,9
1,42±0,13
873,7±127,7
условия по группам см. в разделе «Методика».
Содержание эритроцитов в крови животных I и III групп находилось в пределах физиологической нормы — от 5,36 до 5,87 млн/мм3 (2) с
некоторыми возрастными колебаниями (табл. 1). Во II группе показатели
оказались ниже физиологической нормы и показателей в I и III группах: в
возрасте 1 мес — на 0,57 млн/мм3, или на 9,93 % (по сравнению с контролем); в возрасте 3 и 6 мес — соответственно на 0,33 и 0,11 млн/мм3 (или
102
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
5,92 и 2,05 %) и на 0,29 и 0,39 млн/мм3 (или 5,02 и 6,65 %). Число лейкоцитов в единице объема крови обычно поддерживается на постоянном
уровне (1). В нашем исследовании прослеживались не только возрастные
колебания, но и снижение относительно физиологической нормы в контроле у 1-3-месячных бычков (на 1,07-1,3 тыс/мм3, или 17,83-21,67 %) и
повышение во II опытной группе у 6-месячных животных (на 0,4 тыс/мм3,
или 4,0 %). Наблюдаемые изменения количества лейкоцитов, по нашему
мнению, могут быть следствием изменения функционального состояния
кроветворных органов и/или перераспределения крови между периферическими и внутренними органами.
По содержанию гемоглобина у бычков всех групп отмечалось превышение относительно физиологической нормы для крупного рогатого
скота с учетом возраста (на 20-56,2 %), что может свидетельствовать об
интенсификации окислительно-восстановительных процессов в организме, а значения цветного показателя, характеризующего степень насыщенности эритроцитарной клетки гемоглобином, указывали на гиперхромную анемию. У бычков II группы (зона загрязнения) показатели колебались в более широких пределах и неравномерно (см. табл. 1). Клеточный коэффициент у животных II опытной группы характеризовался
самыми низкими значениями — на 33,97-43,9 % меньше нормы (норма
— 1000) (Р < 0,02; Р < 0,001). Другие авторы также отмечают изменения
в гематологической картине крови у животных в условиях радиоактивного загрязнения (12, 13).
У бычков в возрасте 1, 2 и 3 мес в контроле по сравнению с другими группами отмечали повышение показателя СОЭ (табл. 2), возможно,
вследствие насыщенности эритроцитов гемоглобином (см. табл. 1), изменения их количества, величины и формы. Так, в возрасте 1 мес при содержании эритроцитов 5,74 млн/мм3 скорость оседания составляла 1,33
мм/мин, в возрасте 3 мес при содержании эритроцитов 5,58 млн/мм3 —
1,67 мм/мин, что согласуется с данными литературы (2, 5). Далее происходило снижение и стабилизация величины СОЭ. Замедление оседания
эритроцитов служит неспецифическим показателем общего состояния организма и физико-химических изменений крови.
2. Определение возрастной динамики скорости оседания эритроцитов
(СОЭ) у бычков черно-пестрой породы при разной интенсивности выращивания и степени загрязнения корма радионуклидами (Брянская обл.)
Группа
животных
I (контроль)
Возраст, мес
Высота столбика осевших эритроцитов, мм
15 мин
30 мин
45 мин
60 мин
1
0,33±0,07
2
0,58±0,07
3
0,42±0,07
4
0,25±0
5
0,25±0
6
0,25±0
II
1*
0,25±0
3*
0,25±0
6**
0,25±0
7
0,25±0
III
3
0,25±0
6
0,25±0
П р и м е ч а н и е. То же, что в таблице 1.
* Р < 0,2; ** Р = 0 по отношению к контролю.
0,67±0,14
1,17±0,14
0,83±0,14
0,50±0
0,50±0
0,50±0
0,50±0
0,50±0
0,50±0
0,50±0
0,50±0
0,50±0
1,00±0,21
1,75±0,21
1,25±0,21
0,75±0
0,75±0
0,75±0
0,75±0
0,75±0
0,75±0
0,75±0
0,75±0
0,75±0
1,33±0,27
2,33±0,27
1,67±0,27
1,00±0
1,00±0
1,00±0
1,00±0,
1,00±0
1,00±0
1,00±0
1,00±0
1,00±0
Соотношение разных форм лейкоцитов у бычков в период от 1- до
7-месячного возраста по группам было следующим. В I (контрольной) отмечали низкое, но возрастающее (от 1,0 до 3,33 %) содержание палочкоядерных нейтрофилов до 5-месячного возраста (колебания относительно
103
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
нижней границы физиологической нормы — от 3,0 до 0,67 %); во II —
тенденцию возрастных колебаний (содержание ниже нормы в возрасте 1
мес с увеличением на 16,33 % к 7 мес); в III — содержание ниже физиологической нормы (Р < 0,02) (табл. 3).
3. Возрастная динамика лейкограммы (%) у бычков черно-пестрой породы при
разной интенсивности выращивания и степени загрязнения корма радионуклидами (Брянская обл.)
Группа Возраст,
животных мес
I
(контроль)
всего
Нейтрофилы
палочкосегментар- Эозинофилы Лимфоциты Моноциты
ядерные
ные
1
32,67±6,77
1,00±0
31,67±6,77
1,33±0,27
2
26,00±1,63
1,67±0,54
24,33±1,96
1,67±0,54
3
31,00±0,94
2,67±0,54
28,33±1,09
1,00±0
4
25,67±4,84
1,33±0,27
24,33±4,58
2,00±0,33
5
26,00±4,55
3,33±0,72
22,67±4,36
2,33±0,71
6
32,67±3,14
4,00±0,82
28,67±2,37
2,33±0,46
1
21,67±2,33
2,67±0,72
19,00±2,87
1,00±0
II
3
37,33±9,12* 4,00±1,25** 33,33±8,76* 1,00±0
6
37,67±1,19
3,33±0,98** 34,33±0,27
5,67±1,62
7
38,00±1,25
5,33±0,72
32,67±1,91 12,00±1,89
III
3
33,67±6,77
1,33±0,27
32,33±6,87
2,33±0,57
6
38,33±3,81
2,00±0,82
36,33±4,01
2,33±0,71
П р и м е ч а н и е. То же, что в таблице 1.
* Р < 0,01; ** Р = 0,02 по отношению к контролю.
56,67±5,62
64,67±0,98
59,33±0,72
64,67±5,17
65,33±3,54
57,33±3,14
58,67±3,34
50,00±10,53*
51,67±3,60
43,33±1,96
53,00±5,44
52,33±4,12
9,33±1,91
7,67±0,72
9,00±0,94
7,67±1,91
6,33±1,36
7,67±0,72
18,67±2,37*
11,67±2,59
5,00±0,47*
6,67±0,98
11,00±2,16
7,00±0,82
Число сегментарных нейтрофилов у животных I группы снижалось
относительно нормы за период выращивания, во II и III группах — восстанавливалось (увеличение в 1,72 и 1,14 раза) (см. табл. 3). Содержание
эозинофилов у бычков I и III групп находилось в пределах средних значений физиологической нормы, но у животных II группы к 7-месячному
возрасту наблюдалось увеличение в 11 раз с превышением физиологической нормы на 33,33 %.
Количество лимфоцитов было почти устойчиво повышенным во
всех исследуемых группах и превышало средние физиологические показатели на 18,71-78,98 %. Это может быть связано с абсолютным лимфоцитозом в I группе (число лимфоцитов в крови больше, чем лейкоцитов) и относительным — во II и III (увеличение доли лимфоцитов при нормальном
физиологическом количестве лейкоцитов) (см. табл. 1). В то же время
возможен и видовой лимфоцитоз, когда в норме процент лимфоцитов
очень высок: в нашем опыте в период выращивания и получения устойчивых среднесуточных приростов живой массы доля лимфоцитов оставалась
высокой — от 43,33 до 65,33 %.
При подсчете моноцитов прослеживалось увеличение содержания
выше физиологической нормы от рождения до 7-месячного возраста, хотя
доля моноцитов с возрастом снижалась: в I, II и III группах соответственно с 9,33 до 7,67, с 18,67 до 6,67 и с 11,0 до 7,0 %. Такое высокое содержание моноцитов в крови бычков может быть связано с повышенной
функцией ретикуло-эндотелиальной системы. Отметим, что моноцитоз
при острых инфекционных заболеваниях расценивается как благоприятный прогностический признак (2).
Таким образом, при оценке физического состояния, а также морфологических исследованиях и определении лейкоцитарной формулы крови у бычков черно-пестрой породы в условиях умеренно интенсивного и
интенсивного выращивания от 1- до 7-месячного возраста в районах с
разным радиоактивным загрязнением почв и кормов выявлены морфологические изменения крови, гиперхромная анемия, отклонения по показателю СОЭ. Полученные результаты свидетельствуют о наличии у живот104
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
ных абсолютного, относительного и/или видового лимфоцитоза, а также
моноцитоза. Все исследуемое поголовье бычков было здоровым, без отклонений по морфофункциональным показателям и изменений состояния шерстного покрова.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
Патологическая физиология сельскохозяйственных животных /Под ред. А.А. Журавеля,
А.Г. Савойского, М.С. Григорян. М., 1985.
К у д р я в ц е в А.А. Исследование крови в ветеринарной диагностике. М., 1948.
В а с и л ь е в а Е.А. Клиническая биохимия сельскохозяйственных животных. Уч. пос.
Изд. 2-е., перераб. и доп. М., 1982.
Ш а р а б р и н М.Г. Профилактика нарушений обмена веществ у крупного рогатого
скота. М., 1975.
Г р о м а ш е в с к а я Л.Л., Г а р а н и н а Е.Н., К о з ы р ь В.И. и др. Ошибки в лабораторной диагностике. Киев, 1990.
К о з ь м и н а Г.В., К р у г л о в а С.В., Я ц а л о Б.И и др. Основы ведения сельского хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения. М., 2004.
И с а м о в Н.Н., Р у д а к о в А.П., И с а м о в Н.Н. и др. О загрязнении радионуклидами кормов, сырья и продуктов животноводства. С.-х. биол., 2004,№6: 29-32.
Радиоактивное загрязнение почв Брянской области /Под ред. Г.Т. Воробьева, Д.Е. Гучанова, З.Н. Маркиной и др. Брянск, 1994.
Я р м о н е н к о С.П., В а й н с о н А.А. Радиобиология человека и животных. Уч.
пос. М., 2004.
Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных. Справ. пос. /Под ред. А.П.
Калашникова, В.И. Фисинина, В.В. Щеглова и др. Изд. 3-е., перераб. и доп. М., 2003.
Радиоактивное загрязнение почв Брянской области. Брянск, 2006.
С и д о р о в В.Т., Я к о в л е в Л.А., З е н ь к о в А.С. и др. Особенности становления
обменных процессов у телят в условиях радиоактивного загрязнения. В сб.: Наука —
производству. Гродно, 1996: 169-170.
Л е в а х и н В., А ж м у л д и н о в Е., Ц а р е н о к А. Рациональное использование
радиоактивно загрязненных земель. Молочное и мясное скотоводство, 2000, 5: 46-48.
ФГОУ ВПО Белгородская государственная
сельскохозяйственная академия,
Поступила в редакцию
25 июня 2007 года
308503 Белгородская обл., Белгородский р-н, пос. Майский,
ул. Вавилова, 24,
e-mail: semja@online.debryansk.ru
HEMATOLOGICAL FEATURES IN BULLS AT THE MODERATE
AND INTENSIVE GROWING IN AREAS WITH VARIOUS
RADIOACTIVE CONTAMINATION
A.I. Korostelev
Summary
The physiological parameters of total state and blood system was investigated in bulls of the
Black-and-White breed growing at moderate and intensive feeding in farms with high, quasi-pure
and pure degree of soil and feed contamination by 137Cs. The author has revealed in animals the
changes in morphological composition of blood, reaction of erythrocytes sedimentation and hyperchromic anemia as a result of functional activation of hematopoietic organs (absolute, relative or
species lymphocytosis and also monocytosis).
Новые книги
А л е к с е е в А.А. Технология содержания и продуктивность северных оленей в
горно-таежной зоне Республики Саха (Якутия). Новосибирск, 2006, 128 с.
Изложены результаты радиоэкологических, геоботанических и зоотехнических исследований оленьих пастбищ
горно-таежной зоны Центрального Верхоянья. Приведены данные спектрометри-
ческих измерений содержания искусственного
радионуклида 137Cs и естественного радионуклида 40К в пробах растительности, почвы, внутренних органов и костей оленя на административной территории пос. Себян-Кюель. Рассматриваются особенности технологий содержания
и питания оленей. Даны практические рекомендации по совершенствованию технологии
содержания животных.
105
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2007, № 6
Иммунитет и ветеринария
УДК 636.2:592.111:612.014.482
АКТИВНОСТЬ ЗАЩИТНЫХ МЕХАНИЗМОВ У КОРОВ
В УСЛОВИЯХ ПОВЫШЕННОЙ ПЛОТНОСТИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ
РАДИОЦЕЗИЕМ ПРИ СКАРМЛИВАНИИ БИОПОЛИМЕРА
ИЗ ДРЕВЕСИНЫ ДАУРСКОЙ ЛИСТВЕННИЦЫ
А.А. РОМАНЕНКО, М.В. ТАЛЫЗИНА, А.В. КРИВОПУШКИН,
Е.В. КРАПИВИНА, Ю.Н. ФЕДОРОВ
Оценивали влияние биополимера из древесины даурской лиственницы на биохимический и иммунный статус коров черно-пестрой породы в условиях повышенной плотности загрязнения почв радиоцезием. Показано, что скармливание биополимера из древесины даурской лиственницы способствовало оптимизации морфологического состава крови и повышению функциональной активности факторов естественной резистентности животных.
Ключевые слова: биополимер из древесины даурской лиственницы, биохимический и
иммунный статус, крупный рогатый скот, радиационное загрязнение.
Защитные механизмы организма многообразны и действуют совместно, дополняя друг друга. Важнейшим критерием естественной резистентности является функциональная активность нейтрофилов (1). Состояние иммунной системы характеризуется главным образом количеством лимфоцитов в крови, их популяционным и субпопуляционным составом, а также концентрацией иммуноглобулинов в сыворотке крови (2).
Известно, что к основным проявлениям негативного эффекта
ионизирующего излучения относится активация перекисных процессов
в биологических мембранах, приводящих к их модификации, вследствие чего снижается функциональная активность клеток, в том числе
нейтрофилов и лимфоцитов. Многочисленными исследованиями доказано, что широко распространенные в природе полифенольные соединения, в частности биофлавоноиды, обладают антиоксидантными свойствами (3). Дегидрокверцитин — биофлавоноид, входящий в состав полимера из древесины даурской лиственницы, который может способствовать восстановлению антиоксидантной системы защиты организма,
что особенно актуально в условиях повышенной плотности загрязнения
почвы радиоцезием.
Цель нашей работы заключалась в изучении активности защитных
механизмов у коров при скармливании биополимера из древесины даурской лиственницы в условиях повышенной плотности загрязнения почвы
радиоцезием.
Методика. Научно-производственный опыт проводили в ОПХ филиала Всероссийского института удобрений и агропочвоведения (ВИУА)
(Брянская обл., Новозыбковский р-н). Плотность загрязнения почвы хозяйства радиоактивным цезием составляла 15-40 Ku/км2 (после аварии на
Чернобыльской АЭС проведено коренное улучшение пастбищ с высевом
смеси злаковых трав). По принципу парных аналогов были сформированы
две группы коров черно-пестрой породы четвертого отела со среднесуточной молочной продуктивностью 10-11 кг (I — контроль, II — опыт, по 6
гол. в каждой). Условия содержания животных соответствовали ветеринарно-зоогигиеническим требованиям. Опыт проводили в летний пастбищный период в течение 60 сут. Дополнительно животным ежедневно
скармливали концентраты (по 2 кг/гол.), а коровам II группы также биополимер из древесины даурской лиственницы (50 г/гол.), содержащий до
106
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
1,5 % дегидрокверцитина (препарат предоставлен профессором Ю.П. Фомичевым, Всероссийский НИИ животноводства). По окончании эксперимента из яремной вены до утреннего кормления отбирали пробы крови
для анализа.
Количество лейкоцитов и эритроцитов в крови подсчитывали в
камере Горяева, лейкоцитарную формулу — в мазках, окрашенных по Романовскому-Гимза. Фагоцитарный показатель (ФП, %) рассчитывали по
доле нейтрофилов, способных к поглощению частиц латекса. Функционально-метаболическую активность нейтрофилов оценивали по результатам реакции восстановления нитросинего тетразолия (4, 5). Поглотительную способность нейтрофилов (ФП, %) и активность их оксидазных систем (+НСТ, %) оценивали в двух состояниях: базальном (баз.) — в свежевзятых образцах крови, стабилизированной гепарином, и стимулированном (стим.) — после внесения в пробы крови зимозана, что моделирует
условия антигенного воздействия и позволяет охарактеризовать адаптационные резервы поглотительной и микробицидной способности нейтрофилов (6); кислородонезависимую микробицидность нейтрофилов периферической крови — по содержанию в них катионных белков по методу
В.И. Жибинова (7), рассчитывая средний цитохимический коэффициент
(СЦК) по формуле, предложенной Н.А. Макаревичем (8). Численность
популяции Т- и В-лимфоцитов (Е-РОЛ и М-РОЛ, %) определяли по реакции розеткообразования с эритроцитами соответственно барана и
мыши (9), субпопуляции иммунорегуляторных Т-лимфоцитов, обладающих преимущественно хелперной (Е-РОЛтр., %) и супрессорной (ЕРОЛтч., %) активностью, — по тесту с теофиллином (10); содержание
иммуноглобулинов — методом простой радиальной иммунодиффузии по
Манчини (11), общий белок — рефрактометрически, белковые фракции —
нефелометрическим методом (12), концентрацию мочевины в сыворотке
крови — по реакции с диацетилмонооксимом, глюкозы — глюкозооксидазным методом, креатинина — по реакции Яффе, билирубина — методом Йенрашика-Клеггорна-Грофа, активность аспартат- и аланинаминотрансферазы (АСТ и АЛТ) — по методу Райтмана-Френкеля (13).
Статистическую обработку результатов проводили с использованием компьютерных программ (14). В качестве физиологической нормы служили соответствующие показатели, приведенные в литературе (15-18).
Результаты. Морфологический анализ крови коров обеих групп
свидетельствовал о соответствии большей части показателей гемограммы
значениям физиологической нормы. Исключение составило повышение
доли эозинофилов (у животных I и II групп соответственно 19,58±1,97 и
18,20±1,63 %). Известно, что по количеству эозинофилов можно судить о
состоянии глюкокортикоидной функции коры надпочечников (17): повышение концентрации кортикоидов в крови приводит к уменьшению числа
эозинофилов, а ее снижение — к увеличению (19). Учитывая планово
проводимую дегельминтизацию, выявленное увеличение числа эозинофилов в крови коров служит косвенным подтверждением снижения активности коры надпочечников.
Кроме того, следует отметить уменьшение доли палочкоядерных и
увеличение — сегментоядерных нейтрофилов в периферической крови,
что указывало на дегенеративный сдвиг ядерной формулы этих клеток,
обусловленный недостаточной функциональной активностью красного
костного мозга. В крови у коров обнаружили значительное количество
лимфоцитов с деформированным ядром, главным образом с фрагментацией (у животных I и II групп соответственно 4,74±0,52 и 4,61±0,80 % от
числа лимфоцитов в крови), что является этапом апоптоза. Известно, что
107
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
даже низкие дозы ионизирующего облучения (до 1 мЗв) вызывают морфологические изменения в клетках периферической крови (20) и наиболее
часто облучению сопутствует фрагментация ядер и клеток (21). Этот вид
патологии практически не встречается в лимфоцитах крови животных,
содержащихся на территориях с плотностью загрязнения почв ниже 1
Ku/км2, но появляется при более высоком уровне загрязнения (22).
Естественная резистентность животных была недостаточной, о
чем свидетельствовал низкий адаптационный резерв поглотительной
способности и кислородозависимой микробицидности нейтрофилов
крови: после внесения в пробы зимозана у коров I и II групп фагоцитарный показатель составлял соответственно 14,53±2,35 и 26,86±7,62 %,
а доля НСТ-позитивных нейтрофилов — 22,03±6,25 и 35,31±4,86 %. Кислородонезависимая микробицидность нейтрофилов крови, о которой
судят по содержанию в них катионных белков (СЦК), у животных обеих групп существенно не различалась и соответствовала значениям физиологической нормы (для I и II групп — соответственно 1,57±0,13 и
1,44±0,17).
У коров, получавших с кормом биополимер (II группа), морфологический состав крови и фагоцитарная активность нейтрофилов крови приближались к физиологической норме, но в связи с индивидуальными колебаниями показателей достоверно значимой разницы установлено не было.
При изучении влияния
1. Характеристика иммунного статуса
препарата на клеточное звено
дойных коров черно-пестрой породы
иммунной системы у дойных
при скармливании биополимера из
коров (табл. 1) выявили низдревесины
даурской
лиственницы
кое содержание в крови Т(Брянская обл.)
лимфоцитов, в частности теI группа
II группа
Показатель
офиллинрезистентных, облада(n = 5)
(n = 6)
ющих преимущественно хелЛейкоциты, Ѕ109/л
9,91±0,73
9,10±1,06
Лимфоциты, %
47,57±3,08
49,58±2,67
перной активностью. У животЕ-РОЛ, %
29,10±6,81
25,67±3,61
ных II группы по сравнению с
Е-РОЛ тр., %
26,47±5,10
27,17±6,41
Е-РОЛ тч., %
0
2,63±9,16
контрольными отмечали более
М-РОЛ, %
22,20±4,61
18,11±2,77
выраженный инверсный эф0-лимфоциты, %
48,70±9,00
56,22±5,35
фект теофиллина (Р > 0,05),
Иммуноглобулины
(Ig, класс), мг/мл:
что свидетельствует о тенIgG
24,45±1,03
22,52±1,66
денции к активации Т-лимIgM
2,68±0,13
2,03±0,17*
IgA
0,45±0,03
0,41±0,04
фоцитарного звена под возП р и м е ч а н и е. Обозначение показателей, описадействием использованного биние условий эксперимента и групп животных см. в
ополимера.
разделе «Методика».
* Р < 0,05 по отношению к коровам I группы.
Доля лимфоцитов, не
имевших Т- или В-маркеров, у
коров обеих групп достоверно значимо не различалась, но наблюдалась
тенденция к повышению количества 0-лимфоцитов в крови у животных II
группы. При этом доля В-лимфоцитов в крови коров опытной группы
была на 18,42 % (Р > 0,05) ниже, чем в контроле, что коррелирует с более
низким содержанием IgM (на 24,25 %, Р < 0,05) в сыворотке крови у животных II группы и может свидетельствовать об их пониженной антигенной
стимуляции и, следовательно, более благополучном состоянии вследствие
активности механизмов естественной резистентности.
Концентрация общего белка, в том числе альбуминов, а также относительное содержание ?-глобулинов в сыворотке крови коров обеих
групп соответствовали значениям физиологической нормы (табл. 2). Од108
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
нако концентрация ?-глобулинов в сыворотке крови животных была ниже, а ?-глобулинов — выше нормы, что характерно для симптоматики патологического состояния печени (23). На такую возможность указывала
также достаточно высокая активность АЛТ и АСТ в сыворотке крови у
животных обеих групп. То есть использование в рационе животных опытной группы биополимера не оказало существенного влияния на биохимические характеристики сыворотки крови у дойных коров.
Таким образом, у под2. Биохимические характеристики сывоопытных коров в условиях
ротки крови у дойных коров черноплотности загрязнения почвы
пестрой породы при скармливании
радиоактивным цезием 15-40
биополимера из древесины даурской
Ku/км2 выявлено напряжение
лиственницы (Брянская обл.)
механизмов гомеостаза, на что
I группа
II группа
Показатель
указывает несоответствие части
(n = 4)
(n = 6)
показателей лейкограммы веОбщий белок, г/л
8,10±0,22
8,04±0,26
Альбумины, г/л
39,80±1,61
43,44±2,22
личине физиологической норГлобулины, г/л:
мы (значительное число лим?
8,58±1,12
7,44±0,97
фоцитов с фрагментированным
?
20,99±0,49
19,77±0,61
?
30,63±0,88
29,35±1,92
ядром и низкое — палочкояГлюкоза, моль/л
5,10±0,10
3,84±0,14
дерных нейтрофилов при выАЛТ, мккат/л
0,37±0,01
0,41±0,01
АСТ, мккат/л
0,94±0,02
0,99±0,04
соком содержании эозинофиБилирубин,
лов), а также крайне низкие
0,67±0,29
1,60±0,51
мкмоль/л
характеристики адаптационноП р и м е ч а н и е. То же, что в таблице 1.
го резерва поглотительной способности нейтрофилов крови, их кислородозависимой микробицидности
и доля Т-лимфоцитов в крови. Скармливание коровам в течение 60 сут по
50 г/гол. биополимера из древесины даурской лиственницы, содержащей
до 1,5 % дегидрокверцитина, обусловило выраженную тенденцию к оптимизации морфологического состава крови и повышению функциональной
активности механизмов естественной резистентности, что, в свою очередь,
способствовало снижению антигенной нагрузки и, соответственно, концентрации IgM в сыворотке крови у животных.
Л ИТЕРАТУРА
1.
С а п о в И.А., Н о в и к о в В.С. Неспецифические механизмы адаптации человека.
Л., 1984.
2. П е т р о в Р.В. Иммунология. М., 1987.
3. Химическая энциклопедия. М., 1988, т. 1: 556-557.
4. Ш у б и ч М.Г., М е д н и к о в а В.Г. NBT-тест у детей в норме и при гнойнобактериальных инфекциях. Лаб. дело, 1978, 1: 663-666.
5. Ш у б и ч М.Г., Н е с т е р о в а И.В., С т а р ч е н к о В.М. Тест с нитросиним тетразолием в оценке иммунологического статуса детей с гнойно-септическими заболеваниями. Лаб. дело, 1980, 7: 342-344.
6. Х а и т о в Р.М., П и н е г и н Б.В., И с т а м о в Х.И. Экологическая иммунология.
М., 1995.
7. Ж и б и н о в В.И. Применение лизосомально-катионного теста. Ветеринария, 1983, 8:
30-31.
8. М а к а р е в и ч Н.А. Лизосомально-катионный тест для оценки уровня резистентности
организма крупного рогатого скота. Ветеринария, 1988, 5: 26-28.
9. П о н я к и н а И.Д., Л е б е д е в К.А., В а с е н о в и ч М.И. и др. Способ определения иммунологического состояния организма. А.с. 1090409 (РФ) МКИ3 А 61 К 39/00,
№ 3429. 198/28-13. Бюл. изобр. и откр. № 17. М., 1984.
10. П е т р о в Р.В., Х а и т о в Р.М., П и н е г и н Б.В. и др. Оценка иммунного статуса
человека при массовых обследованиях (методология и методические рекомендации). М.,
1989.
11. Б э м Э. Простая радиальная иммунодиффузия по Манчини. В кн.: Иммунологические
методы. М., 1987: 49-57.
12. Методические указания по применению унифицированных биохимических методов ис-
109
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
следования крови, мочи и молока в ветеринарных лабораториях. М., 1981.
13. Лабораторные методы исследования в клинике /Под ред. В.В. Меньшикова. М.,
1987.
14. И в а н о в В.П., К р а п и в и н И.А. Программа для статистической обработки результатов зоотехнических, физиологических и биохимических исследований. В сб.: Новые формы и методы обучения студентов. Кострома, 1994, ч. 2: 90-91.
15. К а р п у т ь И.М. Гематологический атлас сельскохозяйственных животных. Минск,
1986.
16. К а с с и р с к и й И.А., А л е к с е е в Г.А. Клиническая гематология. М., 1970.
17. Б у з л а м а В.С. Общая резистентность животных при стрессе и ее регуляция адаптогенами. Докл. РАСХН, 1996, 1: 36-38.
18. T i z a r d I.R. Veterinary immunology. An introduction. 6th Edition. Philadelpia, London,
Toronto, Montreal, Sydney, Tokyo, 2000.
19. У с т и н о в Д.А. Стресс-факторы в промышленном животноводстве. М., 1976.
20. С т а в и ц к и й Р.В., Г у с л и с т ы й В.П., К о в а л ь ч у к И.В. и др. Оценка
реакции организма человека на однократное облучение в малой дозе. Мед. радиол. и радиац. безопасность, 1999, 44(33): 66-71.
21. Ж е р б и н Е.А., Ч у х л о в и ч А.Б. Радиационная гематология. М., 1989.
22. К р а п и в и н а Е.В. Влияние селенопирана на уровень атипичных лимфоцитов в крови у молодняка крупного рогатого скота в условиях повышенного содержания в среде
137Cs. В сб.: Мат. 5-й Междунар. науч. конф. «Опыт преодоления последствий Чернобыльской катастрофы в сельском и лесном хозяйстве — 20 лет спустя после аварии на
ЧАЭС». Житомир, 2006.
23. Б ы ш е в с к и й А.Ш., Г а л я н С.Л. Биохимические сдвиги в диагностике патологических состояний (с элементами патохимии). Новосибирск, 1993.
ФГОУ ВПО Брянская государственная
сельскохозяйственная академия,
Поступила в редакцию
3 апреля 2007 года
243365 Брянская обл., Выгоничский р-н, с. Кокино;
ГНУ Всероссийский НИИ экспериментальной
ветеринарии им. Я.Р. Коваленко,
109428 г. Москва, Рязанский просп., 24, корп. 2
ACTIVITY OF PROTECTIVE MECHANISMS IN COWS IN THE
CONDITIONS OF INCREASED DENSITY OF SOIL POLLUTION BY
RADIOCAESIUM DURING FEEDING OF DAURIAN LARCH WOOD
BIOPOLYMER
A.A. Romanenko, M.V. Talyzina, A.V. Krivopushkin, E.V. Krapivina, Yu.N. Fedorov
Summary
The authors have estimated the effect of biopolymer from Daurian larch wood on biochemical and immune status in cows of the Black-and-White breed in the conditions of increased
density of soil pollution by radiocaesium. It was shown that the feeding of biopolymer from Daurian
larch wood result in optimization of morphological blood composition and the raising of functional
activity of factors of animal natural resistance.
Новые книги
И в а н о в А.В., Ю с у п о в Р.Х. Инфекционные болезни свиней (этиология,
эпизоотология, диагностика, профиликтика).
М: ФГНУ «Росинформагротех», 2006, 108
с.
Рассматриваются основные инфекционные заболевания свиней: африканская и классическая чума, болезнь Ау-
110
ески, оспа, вазикулярная болезнь, ящур, грипп,
инфекционный гастроэнтерит, парвовирусная
болезнь, репродуктивно-респираторный синдром, болезнь Тешена, энтеровирусный гастроэнтерит, хламидиозы, ротавирусная диарея
и отечная болезнь поросят, сальмонеллез,
колибактериоз, дизентерия, рожа и др. Описаны этиология, патогенез, клиническая картина, методы диагностики и профилактики.
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2007, № 6
УДК 636.2:577.175.4
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ
У КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА ПРИ ПРИМЕНЕНИИ
НЕОРГАНИЧЕСКОГО И ОРГАНИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ
ЙОДА В УСЛОВИЯХ ЙОДНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ
Л.В. РОГОЖИНА, П.Н. АБРАМОВ, Н.П. ЛЫСЕНКО, В.Н. ДЕНИСЕНКО
У животных разных возрастных групп черно-пестрой породы крупного рогатого скота
оценивали эффективность применения органических и неорганических соединений йода для ликвидации заболеваний, вызванных дефицитом йода в рационе. Показано, что введение препаратов
КаЙод и ЙодДар в рацион существенно влияет на тиреоидный статус, а именно на содержание
гормонов щитовидной железы — тироксина и трийодтиронина, изменяя эти показатели в сторону
физиологической нормы. Наибольший положительный эффект наблюдается при использовании
органического соединения ЙодДар.
Ключевые слова: эндемический зоб, йодная недостаточность, тироксин, трийодтиронин,
крупный рогатый скот.
Эндемический зоб — часто встречающаяся незаразная патология
крупного рогатого скота. Основным этиологическим фактором заболевания является дефицит йода в окружающей среде и, следовательно, в рационах животных. Йодную недостаточность отмечают практически по
всем регионам РФ (1); в Московской области дефицит йода в рационах
коров и телят достигает 30,9 % (2). Несмотря на то, что вопросам изучения йоддефицитных заболеваний посвящено значительное число работ (39), появление новых профилактических средств требует дальнейшего исследования эффективности их применения у животных, а также разработки новых организационных подходов при проведении соответствующих
мероприятий. В настоящее время в ветеринарной практике для профилактики йодной недостаточности используют неорганические соединения йода — KJ и NaJ. Препараты назначаются в чистом виде или их включают в
состав премиксов, комбикормов, соли-лизунца (10). Однако неорганические соли йода имеют ряд недостатков, в частности из-за высокой химической активности KJ быстро окисляется на свету (11), а при включении
его в состав премиксов, комбикормов и в другие комплексы вступает в
реакцию с биологически активными компонентами и образует нерастворимые соединения, которые не усваиваются организмом.
Л.И. Надольник и др. (2006) указывают, что длительное введение
повышенных доз KJ может вызывать аутоиммунные поражения щитовидной железы, гипотиреоз (болезнь Хашимото), эффекты ингибирования
(эффект Вольфа-Чайкова, когда при введении больших доз неорганического
йода тормозится его органификация).
Отмеченных недостатков лишено органическое соединение йода с
белком коровьего молока (казеином) — препарат ЙодДар. Он разработан
отечественными специалистами компании ООО «БиоЙод» и защищен рядом патентов Российской Федерации.
Целью нашей работы было сравнительное изучение влияния органического и неорганического соединений йода на образование гормонов
тироксина (Т4) и трийодтиронина (Т3) у крыс (модельные объекты) и
крупного рогатого скота.
Методика. Исследования выполняли на беспородных белых нелинейных крысах в Испытательном лабораторном центре им. А.Д. Белова
111
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
(ИЛЦ) кафедры радиобиологии, рентгенологии и ГО Московской государственной академии ветеринарной медицины и биотехнологии им.
К.И. Скрябина (МГАВМиБ) и на кафедре внутренних незаразных болезней животных с основами ветеринарии (МГАВМиБ), а также на крупном
рогатом скоте черно-пестрой породы разных возрастных групп из хозяйств Орехово-Зуевского, Подольского, Раменского и Коломенского
районов Московской области.
Использовали препарат КаЙод (йодистый калий) и ЙодДар (йодированные тирозинсодержащие белки).
В опытах на крысах каждый препарат задавали животным трех
групп с кормом однократно (дозы рассчитывали по действующему веществу): соответственно по 5, 50 и 500 мкг йода (в минеральной или органической форме) на голову.
Крупному рогатому скоту (для каждого препарата по четыре группы 1-2-месячных телят, лактирующих и сухостойных коров, в группе по
9 гол.) в течение 30 сут в осенне-зимний и весенний периоды в комбикорм добавляли препараты ЙодДар или КаЙод. Дозы препаратов рассчитывали, исходя из суточной потребности животных в йоде и его дефицита в рационе. Для телят 1-2-месячного возраста суточная потребность
составляет 0,84 мг/(гол.?сут), для дойных коров — 5,6-24,9 мг/(гол.?сут)
в зависимости от живой массы и удоя, для сухостойных коров — 5,1-9,9
мг/(гол.?сут) в зависимости от планируемого удоя (13, 14). Дефицит йода в рационе оценивали на основании определения его содержания в используемых кормах роданидно-нитритным методом (ГОСТ 28458-90) во
ФГУП «ГосНИИсинтезбелок». После 30 сут применения препаратов брали пробы крови для определения концентрации гормонов щитовидной
железы в сыворотке крови радиоиммунологическим методом (15). Статистическую обработку результатов проводили по Н.В. Пушкареву (16).
Результаты. У крыс на фоне 10- и 100-кратного избытка йода, введенного в организм однократно в органической (с казеином) и неорганической формах, радиоиммунологическим методом выявили колебания
концентрации тироксина в сыворотке крови от 50,22 нмоль/л в норме до
53,33 нмоль/л при дозе йода 500 мкг/гол. в органической форме, а содержание трийодтиронина было в пределах 0,40-0,47 нмоль/л. Из этого следует, что избыток йода в органической форме не вызывает его передозировки, что имеет важное значение при профилактике йодной недостаточности. При применении КаЙода содержание гормонов зависело от дозы
препарата. Так, при 10-кратном избытке KJ у животных содержание в
крови тироксина оказалось на 18, а при 100-кратном — на 30 % выше, чем
у животных, получавших минимальную дозу. Концентрация трийодтиронина была выше соответственно на 11 и 51 %. Полученные результаты
свидетельствуют, что неорганическая форма йода, используемая для профилактики йодной недостаточности, при передозировке может вызвать
гиперфункцию щитовидной железы.
В опытах с крупным рогатым скотом в рационах опытных групп
животных во всех изучаемых хозяйствах отмечался дефицит йода (табл. 1):
у телят 1-2-месячного возраста — от 14,0 до 30,9 %, у лактирующих коров — 9,4-24,0 %, у сухостойных — 8,6-27,0 %.
При сравнительной оценке действия препаратов КаЙод и ЙодДар
на организм крупного рогатого скота разных возрастных групп было установлено, что ЙодДар оказывает более выраженное действие на содержание
тиреоидных гормонов в сыворотке крови (табл. 2). После 30-суточного
применения препарата КаЙод у 1-2-месячных телят в осенний период повы112
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
1. Содержание йода в рационах опытных групп животных черно-пестрой породы крупного рогатого скота (хозяйства из разных районов Московской
обл.)
Рацион
Корм
Содержание йода
в сухом
дефицит
норма в
веществе в рационе,
рационе,
корма,
мг/сут
мг/сут
%
мг/сут
мг/кг
К о л о м е н с к и й р а й о н
сухого вещества
корма в
рационе, в корме, в рационе,
кг
мг/кг
кг
Сено
Силос
Комбикорм
Всего
1,00
0,50
0,60
Сено
Силос
Комбикорм
Всего
5,00
17,00
2,50
Сено
Силос
Комбикорм
Всего
5,50
12,00
2,00
0,83
0,25
0,85
0,83
0,25
0,85
0,83
0,25
0,85
1-2-м е с я ч н ы е т е л я т а
0,80
0,54
0,46
0,12
0,27
0,03
0,50
0,42
0,23
1,42
0,72
Лактирующие коровы
4,10
0,54
2,37
4,20
0,27
1,72
2,10
0,42
0,98
10,40
5,07
Сухостойные коровы
4,56
0,54
2,64
3,00
0,27
1,23
1,70
0,42
0,79
9,26
4,66
О р е х о в о - З у е в с к и й
Сено
Силос
Комбикорм
Всего
1,00
0,50
0,60
Сено
Силос
Комбикорм
Всего
5,00
17,00
2,50
Сено
Силос
Комбикорм
Всего
5,50
12,00
2,00
0,83
0,25
0,85
0,83
0,25
0,85
0,83
0,25
0,85
Сено
Силос
Комбикорм
Всего
1,00
0,50
0,60
Сено
Силос
Комбикорм
Всего
5,00
17,00
2,50
Сено
Силос
Комбикорм
Всего
5,50
12,00
2,00
0,83
0,25
0,85
0,83
0,25
0,85
0,83
0,25
0,85
Сено
Силос
Комбикорм
Всего
1,00
0,50
0,60
Сено
Силос
Комбикорм
Всего
5,00
17,00
2,50
Сено
Силос
Комбикорм
Всего
5,50
12,00
2,00
0,83
0,25
0,85
0,83
0,25
0,85
0,83
0,25
0,85
14,0
5,60
0,53
9,4
5,10
0,44
8,6
0,84
0,26
30,9
5,60
1,20
21
5,10
1,24
27
0,84
0,23
27,3
5,60
0,55
9,8
5,10
0,72
14
0,84
0,22
26,2
5,60
1,36
24
5,10
1,22
24
р а й о н
1-2-м е с я ч н ы е т е л я т а
0,80
0,42
0,33
0,12
0,58
0,07
0,50
0,43
0,21
1,42
0,61
Лактирующие коровы
4,10
0,42
1,72
4,20
0,58
2,43
2,10
0,43
0,90
10,40
5,05
Сухостойные коровы
4,56
0,42
1,91
3,00
0,58
1,74
1,70
0,43
0,73
9,26
4,38
Р а м е н с к и й
0,12
р а й о н
1-2-м е с я ч н ы е т е л я т а
0,80
0,38
0,30
0,12
0,45
0,05
0,50
0,46
0,23
1,42
0,58
Лактирующие коровы
4,10
0,38
1,55
4,20
0,45
1,89
2,10
0,46
0,96
10,40
4,40
Сухостойные коровы
4,56
0,38
1,73
3,00
0,45
1,35
1,70
0,46
0,78
9,26
3,86
П о д о л ь с к и й
0,84
р а й о н
1-2-м е с я ч н ы е т е л я т а
0,80
0,46
0,36
0,12
0,34
0,04
0,50
0,45
0,22
1,42
0,62
Лактирующие коровы
4,10
0,46
1,88
4,20
0,34
1,42
2,10
0,45
0,94
10,40
4,24
Сухостойные коровы
4,56
0,46
2,09
3,00
0,34
1,02
1,70
0,45
0,77
9,26
3,88
113
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
шалась концентрация тироксина на 27,6 % (Р > 0,999), в весенний динамика сохранялась (при повышении на 17,18 %). Увеличение содержания тироксина отмечалось также у лактирующих и сухостойных коров.
2. Содержание тиреоидных гормонов (нмоль/л) в сыворотке крови у коров и
телят черно-пестрой породы до и после применения йодсодержащих препаратов в разные сезоны года (Московская обл.)
Вариант
опыта
Контроль
T4
KаЙод
T3
T4
ЙодДар
T3
T4
T3
Т е л я т а в в о з р а с т е 1 - 2 м е с (n = 9)
37,33±4,15
1,89±0,14
36,12±3,18
1,86±0,13
30,41±4,26
1,81±0,09
А
28,54±3,12
1,99±0,06
49,89±2,14
Б
1,79±0,11
60,15±5,47
1,64±0,15
35,16±4,18
1,81±0,12
38,74±4,65
В
1,88±0,14
38,12±3,18
1,80±0,07
25,25±2,47
1,95±0,09
46,78±4,65
Г
1,67±0,08
58,12±3,18
1,69±0,09
Л а к т и р у ю щ и е к о р о в ы (n = 9)
34,18±3,11
1,88±0,18
34,76±2,18
1,91±0,04
38,54±5,18
1,86±0,07
А
31,44±2,71
1,97±0,27
46,15±3,74
Б
1,73±0,08
55,66±3,29
1,68±0,11
38,62±4,28
1,84±0,09
37,38±2,78
В
1,89±0,07
43,78±4,15
1,95±0,16
36,15±3,76
1,91±0,15
46,14±3,14
Г
1,68±0,16
57,06±5,71
1,64±0,17
С у х о с т о й н ы е к о р о в ы (n = 9)
39,16±2,74
1,98±0,06
36,15±1,43
1,82±0,13
38,18±2,21
1,91±0,14
А
39,02±4,29
1,96±0,04
48,93±3,87
Б
1,67±0,17
58,15±3,67
1,68±0,08
39,41±3,17
1,90±0,16
35,11±4,08
В
1,88±0,09
37,58±3,10
1,82±0,12
37,73±3,51
1,94±0,12
46,13±4,66
Г
1,69±0,11
59,29±1,93
1,60±0,07
П р и м е ч а н и е. T4 — тироксин, T3 — трийодтиронин. А и Б — осенний период, соответственно
до и через 30 сут после применения препарата; В и Г — весенний период, соответственно до и через
30 сут после применения препарата. Описание формирования групп тестируемых животных см. в
разделе «Методика».
По сравнению с препаратом КаЙод ЙодДар вызывал более выраженное увеличение количества основного гормона щитовидной железы тироксина у телят и коров как в осенний, так и в весенний период.
У телят содержание тироксина в осенний период повысилось на 49,44 %
(Р > 0,999), в весенний — на 34,4 % (Р > 0,999). Концентрация трийодтиронина, как и в случае применения йодистого калия, не увеличилась. У лактирующих коров концентрация тироксина в осенний период
повысилась на 34,78 % (Р > 0,95), в весенний составила 57,06±5,71
нмоль/л (Р > 0,95); у сухостойных — соответственно осенью и весной
увеличилась на 34,3 (Р > 0,999) и 36,6 % (Р > 0,99) при отсутствии достоверных изменений количества трийодтиронина в сыворотке крови у
коров этих опытных групп.
Таким образом, у крупного рогатого скота применение органического препарата ЙодДар повышает секрецию гормона щитовидной железы
тироксина при дефиците йода в большей степени, чем использование неорганического препарата КаЙод. При этом значения показателя приближается к величине физиологической нормы.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
5.
114
К о н д р а х и н И.П. Алиментарные и эндокринные болезни животных. М., 1989:
217-223.
Д е н и с е н к о В.Н., А б р а м о в П.Н. Корреляция йодной недостаточности у
крупного рогатого скота в Московской области. Ветеринария, 2006, 3: 47-50.
Б а й м а т о в В.Н., А д а м у ш к и н А.Е., Х а н н а н о в а А.Ф. Изменение клинико-биохимических показателей у коров при йодной недостаточности. Ветеринария,
2006, 8: 45-47.
Б а б к и н а Т.Н., К р а й н ц Е.А. Этиология и клинические признаки эндемического зоба у крупного рогатого скота. В сб.: Свободные радикалы, антиоксиданты и
здоровье животных. Воронеж, 2004: 352-355.
В о л ь в а ч е в В.Н., В а с и л ь е в а А.С. Оценка качества продуктов убоя крупного рогатого скота при эндемическом зобе. Вест. Красноярского ГАУ, 2002, 8: 100-101.
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
Д е д о в И.И. Йоддефицитные заболевания в Российской Федерации. Вест. РАМН,
2001, 6: 3-12.
Р о м а н ю к В.Л., К а м и н с к а я Л.П., Г о р а л ь с к и й Л.П. Морфологические изменения щитовидной железы у телят с врожденным зобом. Ветеринария, 2003,
2: 42-46.
B o y a g e s S.C. Iodine deficiency disorders. J. Clinical Endocrinol. and Metabolism, 1999:
587-591.
O z a t a M., S a l k M., A y d i n A. Iodine and zinc, but not selenium and copper,
deficiency exists in a male Turkish population with endemic goiter. Biol. Trace. Elem. Res.,
1999, 69(3): 211-216.
К у ч и н с к и й М.П. Современные проблемы эндемического зоба крупного рогатого
скота. В сб.: Ветеринарная наука — производству. Белгород, 1998, 33: 215-221.
М о з г о в И.Е. Фармакология. М., 1969: 280-283.
Н а д о л ь н и к Л.И., Л у п а ч и к С.В., Н е ц е ц к а я В.В. и др. Влияние йодной
обеспеченности на функционально-морфологические характеристики щитовидной железы у крыс. Вести Нац. акад. наук Белоруссии (сер. мед. наук), 2006, 2: 38-42.
О л л ь Ю.К. Минеральное питание животных в различных природно-хозяйственных
условиях. Метод. указ. Л., 1967.
П е т у х о в а Е.А., Е м е л и н а Н.Т., К р ы л о в а В.С. и др. Практикум по кормлению сельскохозяйственных животных. М., 1990.
Б е л о в А.Д., Л ы с е н к о Н.П., Р о г о ж и н а Л.В. Радиоиммунологические исследования функций эндокринных желез у сельскохозяйственных животных. Уч. пос.
М., 1986.
П у ш к а р е в Н.В. Основы вариационной статистики. Метод. указ. М., 1970
ФГОУ ВПО Московская государственная академия
ветеринарной медицины и биотехнологии
им. К.И. Скрябина,
Поступила в редакцию
20 мая 2007 года
109472 г. Москва, ул. Академика Скрябина, 23,
e-mail: abramov-p@inbox.ru
FUNCTIONAL ACTIVITY OF THYROID GLAND DURING USE
OF ORGANIC AND INORGANIC IODINE COMPOUND IN THE
CONDITIONS OF IODINE DEFICIENCY IN CATTLE
L.V. Rogozhina, P.N. Abramov, N.P. Lysenko, V.N. Denisenko
Summary
The authors estimated the efficiency of the use of organic and inorganic iodine compound for the treatment of animals’ diseases as result of iodine deficiency in their ration. It was
shown that the addition of KaIod and IodDar preparations to ration influences essentially on thyroid status, namely, on content of thyroid hormones — thyroxin and triiodothyronine — leading
these parameters to physiological norm. The application of organic compound of IodDar result in
the most positive result.
Новые книги
Б у л а т о в А.П., Л у ш н и к о в Н.А.,
У с к о в Г.Е. и др. Рациональное использование протеина кормов: теория и практика». Курган: изд-во «Зауралье», 2006, 208
с.
В монографии изложены научные и практические основы использования протеина растительных кормов. Особое внимание уделено оценке аминокислотного состава, растворимости и расщепляемости протеина кормов. Рассматриваются особенности приготовления рационов с оптимальным содержанием про-
теина, предназначенных для высокопродуктивных молочных коров. Приведены современные
данные о потребностях жвачных животных в
протеине. Проанализировано влияние качества
протеина кормов на молочную продуктивность,
интенсивность использования питательных веществ и гематологические показатели коров в
период раздоя. Дана оценка возможности выращивания сверхремонтных бычков на рационах с силосом из козлятника восточного (взамен силоса кукурузного), добавка которого
позволяет повысить содержание в рационе
сырого протеина, кальция, каротина и других
элементов.
115
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2007, № 6
УДК 636.52/.58:636.087.7
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПРОДУКТИВНОСТИ ЦЫПЛЯТ-БРОЙЛЕРОВ
ПРЕПАРАТОМ БИОСТИМ ПОСЛЕ ЛЕЧЕНИЯ ПРОТИВ ЭЙМЕРИОЗА
Р.Р. ФАЗЛАЕВ
У цыплят-бройлеров кросса Конкурент после лечения от эймериоза рекомендованным препаратом ампролиум в балансовых опытах определяли переваримость потребляемого корма, а также
показатели роста и развития после применения оригинального препарата Биостим. Наибольший
стимулирующий эффект выявлен при внутримышечной инъекции биопрепарата.
Ключевые слова: цыплята-бройлеры, эймериоз, лечение, стимуляторы, Биостим, переваримость кормов.
Эймериоз кур — широко распространенное заболевание, наносящее значительный ущерб здоровью птицы и часто вызывающее ее гибель:
в случаях, если не принимаются срочные меры по лечению, падеж достигает 70-80 % поголовья (1). В наибольшей степени поражается молодняк
при напольном содержании. Эймерии, локализуясь и размножаясь в эпителиальных клетках кишечника, нарушают целостность слизистой оболочки, что приводит к образованию язв, кровоизлияниям и глубоким нарушениям пищеварения и усвоения питательных веществ корма и, как следствие, к резкому замедлению роста и развития птицы. После лечения и
освобождения кишечника от эймерий организм длительное время восстанавливается, причем реабилитационный период не всегда проходит без
осложнений и хронических патологических явлений в силу ослабленного
состояния и нарушения физиологических функций у птицы.
Препарат Биостим, изготавливаемый по оригинальной технологии
из паренхиматозных органов крупного рогатого скота, обладает высокой
способностью стимулировать физиологические функции организма: повышает естественную резистентность, активность, интенсивность роста и
развития животных. Он экологически чистый и безвредный для организма, не обладает кумулятивными свойствами. Препарат испытан и предложен для стимуляции естественной резистентности, повышения физиологического тонуса организма и продуктивности у кур (3, 4), крупного
рогатого скота (5), у которого также стимулируется воспроизводительная
функция (6).
В своей работе мы поставили цель изучить возможность применения препарата Биостим для восстановления функций пищеварения и увеличения продуктивности у цыплят-бройлеров, переболевших эймериозом,
после лечения антикокцидийным препаратом ампролиум.
Методика. Экспериментальные исследования проводили на цыплятах-бройлерах кросса Конкурент, подобранных по принципу аналогов
(возраст, пол, живая масса), после лечения против эймериоза препаратом
ампролиум, который применяли в дозе 1 г на 1 кг комбикорма в течение 5
сут согласно наставлениям. Подопытную птицу разделили на три группы:
цыплятам I опытной группы (n = 10) вводили Биостим внутримышечно в
дозе 0,2 мл/гол. 2-кратно с интервалом 3 сут, II опытной группы (n = 10)
— подкожно в дозе 0,2 мл/гол. 2-кратно с интервалом 3 сут, цыплята III
группы (n = 10) служили контролем и обработке не подвергались. Условия
содержания и кормления птицы трех групп были одинаковыми в течение
эксперимента и соответствовали принятым зоотехническим нормам.
На 10-е сут после повторного введения препарата Биостим в вива116
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
рии ветеринарной клиники Башкирского государственного аграрного
университета провели балансовые опыты по изучению переваримости и
усвоения питательных веществ корма по методике, предложенной
О.И. Маслиевой (7); по завершении эксперимента птицу взвешивали и
проводили убой.
Абсолютный, среднесуточный и относительный прирост живой
массы рассчитывали по следующим формулам:
A = Wt – Wo,
где А — абсолютный прирост (г), Wt и Wo — масса цыплят соответственно в конце и начале периода эксперимента (г);
С = (Wt – Wo)/n,
где С — среднесуточный прирост (г), Wt и Wo — масса цыплят соответственно в конце и начале периода эксперимента (г), n — число суток;
B = (Wt – Wo)/Wo ?100 %,
где B — относительный прирост (%),Wt и Wo — масса цыплят соответственно в конце и начале периода эксперимента (г).
Статистическую обработку данных проводили по методу Стьюдента.
Результаты. Коэффициенты переваримости сухого вещества, органического вещества, протеина, жира и клетчатки корма у цыплят I группы
были соответственно на 6,0; 6,2; 8,0; 6,4 и 4,1 % (Р ? 0,05) выше, чем в
контроле. Цыплята II опытной группы также превосходили по этим показателям птицу в контроле, но уступали особям I группы, которым Биостим инъецировали внутримышечно (табл. 1).
1. Коэффициенты переваримости питательных веществ корма (%) у цыплят
кросса Конкурент, переболевших эймериозом, при разных способах введения биопрепарата Биостим
Группа
Сухое вещество
Органическое
вещество
Протеин
I
83,3*
87,5*
II
82,6*
86,8*
III (контроль)
77,3
81,3
П р и м е ч а н и е. Описание групп см. в разделе «Методика».
* Р ? 0,05.
76,3*
73,8*
68,3
Жир
Клетчатка
71,8*
70,3
65,4
35,7*
34,3*
31,6
Лучшее усвоение питательных веществ также подтверждалось ускорением роста и развития (табл. 2). По окончании опытов абсолютный прирост
живой массы у цыплят в I группе составил 440, во II — 417 и в III (контроль)
— 285 г, то есть цы2. Показатели роста и развития (М±m) у цыплят
плята, которым ввокросса Конкурент, переболевших эймериозом,
дили препарат Бипри разных способах введения препарата Биоостим внутримышестим
чно и подкожно, преIII (конПоказатель
I
II
восходили птицу контроль)
Средняя живая масса, г:
трольной группы содо начала опыта
647±7,58
649±9,78
646±9,18
ответственно на 155 и
по завершении
132 г. У цыплят I и II
1087±14,51*
опыта
1066±18,27*
831±15,33
Прирост живой массы:
групп скорость роста
абсолютный, г
440±6,47*
417±10,63*
285±9,12
была выше, чем в
среднесуточный, г
14,66±1,15*
13,9±0,89*
9,56±1,21
относительный, %
68,0*
64,25*
44,11
контроле, соответУбойный выход, %
72
71
66
ственно на 23,89 и
П р и м е ч а н и е. То же, что в таблице 1.
* Р ? 0,05.
20,14 %. Различие в
убойном выходе тушек в I и II группах оказалось незначительным, но этот показатель был
117
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
выше, чем в контроле, соответственно на 6 и 5 %.
Таким образом, биостимулятор Биостим при внутримышечном и
подкожном введении цыплятам-бройлерам после лечения их от эймериоза
активизирует процессы пищеварения и усвоения питательных веществ корма, способствует увеличению прироста живой массы и мясной продуктивности птицы. Более эффективное действие препарата отмечено при внутримышечном введении из расчета 0,2 мл/гол. 2-кратно с интервалом 3 сут.
ЛИТЕРАТУРА
1.
Х о в а н с к и х А.Е., И л ю ш е ч к и н Ю.П., К и р и л о в А.И. Кокцидиоз сельскохозяйственной птицы. Л., 1990: 135-148.
К о л а б с к и й Н.А., П а ш к и н П.И. Кокцидиозы сельскохозяйственных животных. Л., 1974: 83-113.
К а р и м о в Ш.Ф., К у в а р д и н а Ю.В., Д е м е н т ь е в Е.П. Действие разных
доз препарата «Биостим» при подкожном его введении на интенсивность роста цыплят.
Научн. тр. БашНПВЛ. Уфа, 2002: 80-82.
К и р и л о в а Ю.В., Д е м е н т ь е в Е.П. Влияние препарата «Биостим» на рост и
развитие цыплят. Научн. тр. БашНПВЛ. Уфа, 2002: 82-86.
Г и з а т у л л и н Р.Р. Влияние тканевого препарата «Биостим» на некоторые морфологические и биохимические показатели крови телят. В сб.: Методы повышения продуктивных и защитных функций организма животных в Республике Башкортостан. Уфа,
2000: 90-92.
Б о г д а н о в а О.С. Влияние тканевого препарата «Биостим» на воспроизводительную
способность коров. В сб.: Перспективы развития производства продовольственных ресурсов и рынка продуктов питания. Уфа, 2002: 111-114.
М а с л и е в а О.И. Проведение опытов и техника расчетов переваримости кормов и
баланса питательных веществ в организме птицы. М., 1967.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
ФГОУ ВПО Башкирский государственный
аграрный университет,
Поступила в редакцию
25 июня 2007 года
450001 г. Уфа, ул. 50-лет Октября, 34,
e-mail: rustam.fazlaev@yahoo.com
RECOVERY OF PRODUCTIVITY IN BROILER-CHICKEN BY MEANS
OF BIOSTIM MEDICATION AFTER THEIR TREATMENT FOR
EIMERIOSIS
R.R. Fazlaev
Summary
In broiler-chicken of the Konkurent cross after their treatment for eimeriosis by recommended amprolium medicine in balance experiments the authors have studied the digestion
of consumable food and parameters of growth and development as result of the use of original
Biostim medication. The greatest stimulant effect was revealed during intramuscular injection of
biopreparation.
Новые книги
Популяционная экология животных. Мат.
Междунар. конф. «Проблемы популяционной экологии животных», посвященной
памяти академика И.А. Шилова. Томск:
Томский государственный университет,
2006, 606 с.
В
материалах
конференции
представлено современное состояние ряда
основных проблем популяционной экологии, рассматриваются пути и методы ре-
118
шения этих проблем в рамках междисциплинарного и международного сотрудничества.
Тематика сообщений охватывает все основные
направления популяционной экологии, включая проблемы динамики численности, пространственно-этологической организации популяций, фенотипической и генотипической
изменчивости, сохранения и рационального
использования животного мира, вклада популяционных процессов в изменение инфекционного риска природно-очаговых болезней.
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2007, № 6
Экология и биоразнообразие экосистем
УДК 591.5:57.042
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ, ВИДОВОЙ СОСТАВ
И ЧИСЛЕННОСТЬ ФАУНЫ НАЗЕМНЫХ ПОЗВОНОЧНЫХ
В ЛЕСОПАРКОВОЙ ЗОНЕ МОСКВЫ
Е.К. ЕСЬКОВ, П.С. МАРЧЕНКО
На территории лесопарковой зоны Москвы атомно-адсорбиционным методом определяли содержание Pb, Cd и As в пробах воды и растительности, а также в течение 11 лет учитывали
видовой состав и численность фауны. Показано повышение степени загрязнения по мере приближения к автотрассам с интенсивным движением. Выявлено 43 вида млекопитающих, 180
видов птиц, 5 видов пресмыкающихся и 10 видов земноводных. Установлено, что численность
доминирующих видов животных (белка и заяц-беляк) в течение последних 10 лет изменялась
незначительно и имела выраженную тенденцию к увеличению, что связано с относительной стабильностью условий обитания и биотехническими мероприятиями. Однако численность хищных
птиц существенно сократилась, что объясняется высоким загрязнением среды обитания поллютантами, представляющим наибольшую опасность для видов, занимающих верхние уровни в цепях питания.
Ключевые слова: тяжелые металлы, фауна, позвоночные животные, лесопарковая зона,
птицы, звери, растительность, вода, поллютанты.
Поддержание биоразнообразия в охранных зонах крупных городов
относится к актуальным задачам в системе мер, обеспечивающих устойчивое существование и развитие природных экосистем охраняемых природных территорий крупнейших городов, в частности Москвы. Решение проблемы осложняется возрастающим антропогенным воздействием на среду
обитания городской фауны, что выражается в коренном изменении природных ландшафтов и их техногенном загрязнении (1). Аккумуляция токсикантов в лесопарковых зонах и водоемах негативно влияет на жизнеспособность их обитателей (2, 3).
Для мониторинга состояния и разработки мероприятий, обеспечивающих устойчивое функционирование парковых и других естественных
природных комплексов, необходима оценка их пригодности для типичных
обитателей.
В этой связи в задачу нашей работы входило изучение степени загрязнения тяжелыми металлами воды и растительности, а также учеты
численности и определение видового состава позвоночных животных в
лесопарковой зоне Москвы.
Методика. Учет численности животных проводили в 1995-2006 годах на всей территории лесопарковой зоны маршрутным методом, а также
по показателям относительного обилия (4-6). Типологию территории, покрытой лесной растительностью, определяли на основе лесной и охотничьей таксации. Загрязнение природных объектов оценивали выборочно
на разных территориях лесопарковой зоны. Содержание тяжелых металлов
(Pb, Cd и As) в пробах воды и растительности, потребляемой животными,
измеряли методом атомно-абсорбционной спектрометрии (спектрометр
КВАНТ-Z.ЭТА, фирма «КОРТЭК», Россия). Для обработки и документирования результатов использовали стандартную компьютерную программу
QUANT ZEEMAN 1.6.
Результаты. Лесопарковая зона Москвы представляет собой лесозащитный пояс площадью около 180 тыс. га, в котором 73,2 тыс. га зани119
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
мают лесные угодья. Ее граница примыкает к Московской кольцевой автомобильной дороге. На западе лесопарковая зона простирается до нижнего течения р. Истры, на юге — до р. Пахры и р. Десны, на востоке — до
р. Пехорки, на севере она включает акватории и водоохранные зоны водохранилищ системы Москва-Волга. Большое разнообразие природных условий лесопарковой зоны обусловлено сложностью геоморфологической
структуры территории. В нее входят взаимопроникающие подзоны смешанных хвойно-подтаежных (около 80 % территории) и широколиственных лесов. По местообитаниям наземных позвоночных выделяются лесные (большие лесные массивы в сочетании с лугами и болотами), аграрно-лесные (сельскохозяйственные угодья в сочетании с островными лесами), селитебные (площади городской и сельской застройки) территории.
Все обследованные водные объекты характеризовались относительно низкой загрязненностью, за исключением Измайловского парка (табл.).
Содержание Pb в этой лесопарковой зоне близко к ПДК в питьевой воде,
что связано с близостью автотрасс с интенсивным движением.
Растительные
Оценка загрязнения тяжелыми металлами природобъекты,
используеных объектов лесопарковой зоны Москвы (2006мые
многими
вида2007 годы)
ми позвоночных жиМесто отбора,
вотных первого троPb
Cd
As
проба
фического уровня,
В о д н ы е о б ъ е к т ы (мкг/л)
существенно разлиРека:
Живописная
0,29±0,032
0,05±0,006
0,009±0,0003
чались по загрязненШерна
0,46±0,033
0,04±0,001
0,013±0,0021
ности поллютантами,
Дубенка
0,47±0,021
0,09±0,003
0,007±0,0009
Куркинская пойма:
что зависело от расреки
0,48±0,009
0,12±0,003
0,008±0,0007
стояния до напряродники
0,27±0,008
0,04±0,005
0,004±0,0003
женных автотрасс.
болото
0,24±0,027
1,28±0,063
0,003±0,0001
коллектор
1,91±0,009
0,24±0,013
0,017±0,0026
Древесная раститель0,04±0,001
0,005±0,0004
пруд
0,28±0,093
ность в парковых зоИзмайловский парк:
пруд
0,64±0,096
0,03±0,006
>0,001
нах, удаленных более
снег
17,1±1,08
0,14±0,013
0,026±0,005
чем на 1 км от автоЛюберцы:
трасс, по содержаочистные
сооружения
0,49±0,053
0,055±0,004
0,013±0,006
нию As и Pb не
озеро
0,38±0,041
0,032±0,003
0,009±0,001
представляет опасПДК для
ности для травояд0,5
питьевой воды
30
1,0
Парковая древесная растительность
ных животных. Для
(Pb — мг/кг, Cd и As — мкг/кг)
консументов первого
На расстоянии от автомагистралей
более 1 км:
уровня Pb представосина
0,32±0,023
0,35±0,043
0,48±0,122
ляет опасность лишь
ива
0,21±0,014
0,13±0,013
1,40±0,432
в парковых зонах
сосна
0,36±0,025
0,02±0,008
0,97±0,054
рябина
1,62±0,009
012±0,011
1,49±0,274
вблизи оживленных
Измайловский парк, расстояние
автотрасс (см. табл.).
от автомагистралей:
Так, загрязнение Pb
0,05-0,1 км
26,8±1,17
21,9±1,14
4,7±0,84
0,5-0,7 км
17,8±0,07
32,1±0,43
2,8±0,06
некоторых древесных
П р и м е ч а н и е. Токсические для человека дозы Pb, Cd и As —
пород в Измайловсоответственно 1 мг/сут, до 300 и 400 мг (разовая доза) (Скальный,
2004).
ском парке близко к
значениям ПДК (5
мг/кг в пересчете на сухое вещество) или превосходит допустимые
нормы для загрязнения корма травоядных животных. Накопление
свинца возрастает в пищевых субстратах консументов второго и третьего уровней, высокое видовое разнообразие которых сформировалось в
120
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
лесопарковой зоне Москвы.
По результатам учетов в пределах лесопаркового пояса Москвы
выявили 238 видов наземных позвоночных животных, в их числе 43 вида
млекопитающих, 180 — птиц, 5 — пресмыкающихся, 10 — земноводных.
Размножение в пределах изучаемой зоны обнаружили у 28 видов млекопитающих, 134 — птиц, у всех пресмыкающихся и земноводных. Группа фоновых (многочисленных) включала 79 видов (33 %). К редким видам, для
которых существует реальная опасность полного исчезновения, относятся
хищные птицы, а также косуля и тетерев. В лесопарковой зоне гнездится
девять видов хищных птиц — пустельга (Cerchneis tinnunculus), чеглок
(Hypotriorchis subbuteo), кобчик (Erythropus vespertinus), тетеревятник
(Accipiter gentilis), перепелятник (Accipiter nisus), канюк (Buteo buteo), коршун (Milvus korschun), осоед (Pernis apivorus), болотный лунь (Circus
aeruginosus). Численность у некоторых из видов колебалась в разные годы
от нескольких десятков (у пустельги, чеглока и перепелятника) до одной
пары (у болотного луня), что представляет угрозу полного исчезновения.
По-существу, хищных птиц можно отнести к видам-индикаторам, по наличию и динамике численности которых можно контролировать степень
антропогенной нагрузки на лесопарковые сообщества. Эти птицы, занимая высокие уровни в трофических цепях, в наибольшей степени чувствительны к изменению условий мест обитания и особенно к их техногенному загрязнению.
Сопоставляя результаты наших учетов с имеющимися данными литературы, можно заключить, что в последнее 20-летие происходил рост
численности европейского бобра, 20 особей которого были интродуцированы в лесопарковую зону в середине 80-х годов XX века: его численность
в начале текущего столетия достигла 130-160 особей. Отмечен рост численности рябчика (с 30-40 особей в конце XX до 60-80 в начале XXI века),
проявилась тенденция роста численности серой куропатки. Относительно
высокая численность была зарегистрирована у белки (более 1000 особей).
Численность зайца-беляка, которая слабо увеличивалась в конце прошлого столетия, с начала текущего после небольшого спада стабилизировалась
на уровне 750-850 особей. Как и в центральных районах европейской части России, в последние годы в лесопарковой зоне Москвы происходило
увеличение численности кабана (70-90 особей, или примерно вдвое больше, чем в конце XX века).
Отмеченный рост численности некоторых охотничьих видов связан
в значительной мере с увеличением емкости угодий за счет биотехнических мероприятий (подкормка, солонцы, кормовые поля и др.). С этим,
например, связано увеличение численности лося и других охотничьих видов в Национальном парке «Лосиный остров».
Волка не наблюдали на территориях лесопарковой зоны Москвы
на протяжении последних семи лет, что связано с фактором беспокойства
и уменьшением подходящих мест для размножения зверя. Однако ниша
волка заполняется бродячими и одичавшими собаками, которые быстро
адаптируются к лесопарковым условиям.
Таким образом, на территории лесопарковой зоны Москвы отмечено повышение степени загрязнения Pb, Cd и As по мере приближения к
автотрассам с интенсивным движением. Территория характеризуется высоким разнообразием местообитаний фауны, однако в последние годы
возрастала фрагментация лесных участков в результате строительства ав121
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
томобильных дорог, высоковольтных линий, теплопроводов и т.п., что ограничивает функциональную емкость лесопарковой зоны. Численность
доминирующих видов животных (белки и зайца-беляка) на территории
лесопарковой зоны Москвы в течение последних 11 лет варьировала в небольших пределах и имела выраженную тенденцию к увеличению, что
связано с относительной стабильностью условий обитания этих видов и
применением биотехнических мероприятий. Однако численность хищных
птиц существенно сократилась, что, очевидно, связано с загрязнением
среды поллютантами, которые, аккумулируясь в цепях питания, представляют наибольшую опасность для хищных видов, занимающих верхние
уровни в цепях питания животных, населяющих лесопарковую зону. Поэтому хищные птицы могут быть видами-индикаторами в системе мониторинга территорий лесопарковой зоны.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Г а р а н ь к и н Н.В., Н а п о л о в О.Б., С а д о в А.В. Московская область: природные ресурсы, их потенциал. М., 2004.
Е с ь к о в Е.К., К и р ь я к у л о в В.М. Особенности накопления тяжелых металлов в
органах и тканях крякв, зимующих на территории Московской области. В сб: Мат. Междунар. науч.-практ. конф. «Современные проблемы природопользования, охотоведения
и звероводства». Киров, 2007: 141-142.
S c h e u h a m m e r A.M. Reproductive effects of chronic, low-level dietary metal exposure
in birds. In: Proc. 52th North Amer. Wildlife and Natural Resources Conf. Quebec, 1987:
568-664.
С а м о й л о в Б.Л. Многолетние изменения населения хищных птиц Измайловского
лесопарка. В сб.: Растительность и животное население Москвы и Подмосковья. М.,
1978: 59-60.
Н о в и к о в Г.А. Полевые исследования по экологии наземных позвоночных. М., 1953.
Р а в к и н Ю.С., Д о б р о х о т о в Б.П. К методике учета птиц лесных ландшафтов
во внегнездовое время. В сб.: Организация и методы учета птиц и вредных грызунов. М.,
1963: 130-136.
ФГОУ ВПО Российский государственный
аграрный университет,
Поступила в редакцию
23 июля 2007 года
143900 Московская обл., г. Балашиха, ул. Ю. Фучика, 1,
e-mail: eskov@rgazu.ru; evgeskov@yandex.ru
POLLUTION BY HEAVY METALS AND GROUND VERTEBRATES
NUMBER IN FOREST PARK ZONE OF MOSCOW
E.K. Es’kov, P.S. Marchenko
Summary
The pollution by heavy metals of different territory of forest park zone of Moscow was determined by atomic absorptive method. It was established that heavy metals concentration in the
water and the vegetation varies in wide-ranging but ever-increasing with approaching to the roads
with heavy traffic. On the forest park territory the 43 species of mammal, the 180 species of birds,
the 5 species of crawler and the 10 species of amphibian were revealed as result of 11 years of number registration. The number of dominating animals species (squirrel and mountain hare), varying
within small limits, has strongly pronounced tendency to the increasing that come out from relative
stability in habitation conditions and the use of biotechnical activity. However the number of birds of
prey reduced appreciably, that can account for by high pollution of their habitat which poses hazard
to life of the species of the upper levels in nutrition chain.
122
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2007, № 6
Методика
УДК 636:612:57.088
ВЫДЕЛЕНИЕ КЛЕТОЧНЫХ ПОПУЛЯЦИЙ ИЗ ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ
КРОВИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ
Т.С. ШЕВЧЕНКО
Предложен способ выделения чистых популяций лимфоцитов, нейтрофилов и тромбоцитов из периферической крови сельскохозяйственных животных (овцы, лошади и крупный рогатый скот). Описаны последовательные стадии разработки приема разделения крови на клеточные
фракции.
Ключевые слова: сельскохозяйственные животные, овцы, лошади, крупный рогатый
скот, свиньи, периферическая кровь, клеточные популяции, выделение, лимфоциты, тромбоциты,
нейтрофилы.
Для биологических исследований и точной диагностики заболеваний сельскохозяйственных животных часто требуется разделение периферической крови на фракции и получение чистых популяций клеток. Способы разделения крови на клеточные популяции были разработаны в основном на лабораторных животных (1, 2). Наиболее распространенный
метод выделения лимфоцитов и гранулоцитов предложен A. Boyum (1).
Существующие приемы получения тромбоцитов из крови лабораторных
животных основаны на гель-фильтрации плазмы через колонки с сефарозой 2В (3), центрифугировании с водонерастворимым гелеобразным материалом (4) и разделении клеток крови в градиенте плотности перколла (5).
В литературе отсутствуют сведения о пригодности этих методов для выделения клеток из периферической крови сельскохозяйственных животных,
к тому же перечисленные процедуры трудоемки и длительны. Известно
также, что при выделении тромбоцитов из обогащенной клетками плазмы
крови сельскохозяйственных животных отмечается агрегация клеток (6).
В связи с этим целью нашей работы была разработка способа выделения популяций лимфоцитов, тромбоцитов и нейтрофилов из периферической крови сельскохозяйственных животных.
Описание методики. За основу был взят метод центрифугирования
в градиенте плотности фиколл-верографина (7). Согласно прописи образцы крови овец наслаивали на раствор фиколл-верографина с удельной плотностью 1,077 г/см3 и центрифугировали при 400 g в течение 40
мин при 0 °С. Однако при этом нам не удалось получить выраженного
разделения фракций, так как слой фиколл-верографина оказался заполненным эритроцитами. Для их удаления образцы обрабатывали декстраном 500, хлоридом аммония (NH4Cl) и поливинилпирролидоном. При
оптимальной концентрации декстрана 500 не наблюдалось заметного ускорения осаждения эритроцитов. Добавление к крови 8-кратного объема
0,84 % NH4Cl позволило эффективно удалять эритроциты, но при этом
не происходило заметного разделения лимфоцитов и нейтрофилов (табл.
1). После предварительного осаждения эритроцитов 0,6-0,8 % раствором
поливинилпирролидона и центрифугирования плазмы, обогащенной клетками белой крови, с применением градиента плотности фиколл-верографина
была получена популяция лимфоцитов со степенью чистоты 96 %, но выход клеток при этом достигал лишь 2 %. Количество клеток в полученных суспензиях подсчитывали по стандартным методикам (8); жизнеспособность клеточных популяций оценивали в тесте с трипановым синим.
123
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Итак, центрифугирование образцов крови в градиенте плотности фиколл-верографина не позволило выделить лимфоциты, вероятно, из-за того,
что одним из свойств фиколла является увеличение скорости седиментации
эритроцитов при центрифугировании. Однако при применении разведенной
крови также не про1. Содержание компонентов (%) во фракции лейкоисходило полного осацитов овец, выделенной центрифугированием в
ждения эритроцитов.
градиенте плотности с использованием различПоследнее (с учетом
ных реагентов
отсутствия увеличения
Состав
скорости седиментации
Лимфоциты Нейтрофилы Эозинофилы
градиента
эритроцитов при доФиколл-верографин
—
31±2
68±4
бавлении к цельной
Верографин
—
99±1
1±1
П р и м е ч а н и е. Прочерк означает практически полное отсутствие
крови декстрана 500)
эозинофилов.
указывает на возможность дезагрегирующего эффекта фиколла.
В связи с этим нами была предпринята попытка выделения лимфоцитов на основе изоплотностного раствора верографина (с удельной
плотностью 1,077 г/см3) без добавления фиколла. При наслаивании цельной крови овец на раствор верографина и центрифугировании при 400 g и
0° С также не происходило разделение клеток: эритроциты заполняли весь
слой верографина, а в слое плазмы присутствовали тромбоциты. Это позволило предположить, что на разделение клеток может оказать влияние
температурный режим. Центрифугирование образцов крови овец при комнатной температуре (20 °С) обеспечило получение плотного осадка эритроцитов и четкое разделение лимфоцитов и нейтрофилов.
Следующий важный этап в разработке способа выделения лимфоцитов овец — подбор объемов крови, изоплотностного раствора и времени
осаждения для оптимального разделения клеток. Были определены условия, позволяющие ускорить процесс выделения клеток с 40 до 15 мин по
сравнению с описанным ранее способом (7). Экспериментально установили, что при использовании 3 мл крови и 3 мл изоплотностного раствора при минимальном времени центрифугирования (в течение 15 мин) не
наблюдается снижения выхода клеток (%), жизнеспособность которых
составляет 94-97 %.
При выделении клеток таким способом выход лимфоцитов и тромбоцитов по белку из 10 мл крови составил соответственно 0,2-0,3 и 1,5-2,5
мг. После лизирования осадка эритроцитов оказалось возможным выделять и нейтрофилы, выход которых по белку составлял 0,4-0,5 мг (табл. 2).
В ходе даль2. Выход клеток (по содержанию белка в лизате,
нейших
лаборатормг) из 10 мл цельной крови овец при центрифуных
исследований
гировании с различными градиентообразующими
было выявлено, что
веществами
вместо верографина
Тип выделенГрадиентообразующее вещество
могут использоватьных клеток
фиколл-верографин
верографин
ся его аналоги — триТромбоциты
1,0-1,5
1,5-2,5
Лимфоциты
0,04-0,06
0,2-0,3
омбраст и урограНейтрофилы
0,6
0,4-0,5
фин. Разработанный
и описанный выше способ подходит для разделения клеток крови и выделения чистых популяций лимфоцитов, тромбоцитов и нейтрофилов из периферической крови не только овец, но и крупного рогатого скота (бычков,
коров, телят), свиней, лошадей.
Таким образом, нами предлагается следующий метод выделения
124
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
популяций лимфоцитов, тромбоцитов и нейтрофилов из периферической
крови сельскохозяйственных животных. Периферическую кровь отбирают из яремной вены в пробирку, в которую в качестве антикоагулянта
добавляют цитрат натрия в конечной концентрации 0,38 %. Образцы
крови (3 мл) наслаивают на равный объем (3 мл) раствора изоплотностного вещества (верографин, урографин или триомбраст) с удельной
плотностью 1,077 г/см3 и центрифугируют при 400 g и 20 °С в течение 15
мин. В результате центрифугирования образцов крови содержимое пробирки разделяется на три части: в нижней содержится фракция эритроцитов, в
средней — слой изоплотностного вещества с лимфоцитами и тромбоцитами, в верхней — плазма крови. Нейтрофилы образуют белую пленку на поверхности фракции эритроцитов. В последующем нужные фракции отбирают стеклянной или автоматической пипеткой и используют по назначению.
Лимфоциты отделяют от тромбоцитов посредством 4-кратного центрифугирования при 200 g и 20 °С в течение 10 мин в среде для промывки, содержащей NaCl (145 мМ), KCl (5 мМ), K2HPO4 (0,5 мМ), MgCl2 (1 мМ), глюкозу (3 мМ) и 5-N-2-(гидроксиэтил)пиперазин-N?-2-этансульфоновую
кислоту (10 мМ); рН 7,4. Осадок эритроцитов вместе с нейтрофилами
подвергают лизису в Н2О в течение 10 мин, после чего лизированные
эритроциты удаляют центрифугированием при 200 g и 20 °С в течение 10
мин, а нейтрофилы отмывают центрифугированием в среде для промывки при 200 g в течение 10 мин.
Предложенный способ выделения клеточных популяций из периферической крови сельскохозяйственных животных с применением центрифугирования в градиенте плотности имеет следующие преимущества.
В качестве градиентообразующего вещества можно использовать не только верографин, но и его аналоги — урографин и триомбраст. Из одного
образца крови выделяются практически чистые популяции лимфоцитов,
тромбоцитов и нейтрофилов, выход которых составляет соответственно
85,3-96,6; 82,2-97,8 и 84,7-91,8 %. Выделенные клетки не повреждаются
и полностью сохраняют нативные свойства в течение 4-5 ч. Достигается
ускорение и удешевление процедуры выделения клеток. Способ пригоден для работы не только в лабораторных, но и полевых условиях, поскольку для разделения клеток можно использовать переносную настольную центрифугу, набор пробирок и пипеток без применения стационарного оборудования.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
B o y u m A. Isolation of mononuclear cells and granulocytes from human blood. I. Clin.
Invest. 1968, 21 (suppl. 97): 77-89.
М е с и н у Н., П ы д е р О., Т э д е р А. Определение Т-субпопуляции
лимфоцитов в крови и лимфе методом розеткообразования. Изв. АН ЭССР. Сер. Биология, 1981, 30(1): 1-6.
L a g e s B., S c h r u t t o n M.C., H o l m s e n H. e.a. Metall ion contents of gelfiltred platelets from patients with storage pool discase. Blood, 1975, 46: 119-130.
Патент США. № 4190535. 26.02.1982.
L i n d e n a I., S o m m e r f e l d U., H o p f e d C. e.a. Enzyme activities in blood
cell of dog and dogs after separation on a discontinuous percoll gradient. Enzyme, 1983, 29:
100-108.
C l e m m o n s R.M., B l i s s E.L., D o r s e y - L e e M.R. e.a. Platelet function, size
and yield in whole blood and platelet-rich plasma, prepared using differing centrifugation
force and time in domestic and food-producing animals. Throm. Haemostas, 1983, 50:
838-843.
И л ь и н Н.В., В а т т е н к о в Б.О., Л е ц к и й В.Г. Субпопуляция лимфоцитов в
125
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
лимфатических узлах здорового человека. Лаб. дело, 1980, 8: 486-488.
К у д р я в ц е в А.А., К у д р я в ц е в а Л.А. Клиническая гематология животных.
М., 1974.
8.
ГНУ Всероссийский НИИ сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии Россельхозакадемии,
Поступила в редакцию
11 декабря 2006 года
249020 Калужская область, г. Обнинск, Киевское ш., 109 км,
e-mail: kobyalko@riar.obninsk.org
ISOLATION OF CELLULAR POPULATIONS
FROM PERIPHERAL BLOOD OF FARM ANIMALS
T.S. Shevchenko
Summary
A procedure is suggested to isolate pure populations of lymphocytes, neutrophils, thrombocytes from the peripheral blood of agricultural animals (sheep, horses, cattle). Sequential stages are
described in the development of procedure for blood separation into cellular fractions. It was shown
that this technique have following advantage: for gradient may be use the analogs of verografin — urografin and triombrast. From one sample of blood practically pure populations of lymphocytes, thrombocytes and neutrophils are isolated, the yield of which are 85.3-96.6; 82.2-97.8 и 84.7-91.8 %, respectively. The isolated cells are not damaged and retain entirely their native properties for 4-5 hours.
Вниманию читателей!
ПОДПИСКУ
на журнал
«Сельскохозяйственная биология»
на 2008 год можно оформить
через почтовое отделение
Информация о нашем издании
помещена в Объединенном каталоге
«Российские и зарубежные газеты и журналы»
Индекс — 70804
С 1989 года журнал выходит отдельными сериями:
— серия «Биология растений» (№№ 1, 3 и 5),
— серия «Биология животных» (№№ 2, 4 и 6).
Профиль журнала остается прежним.
На журнал можно подписаться и через редакцию. Для этого
необходимо перевести деньги на расчетный счет редакции
" Институты и организации перечисляют деньги на счет редакции.
" Индивидуальные подписчики почтовым переводом перечисляют
"
деньги на счет
редакции. Квитанцию с указанием точного адреса (индекс обязателен), на который нужно выслать журнал, необходимо переслать в редакцию.
Стоимость подписки на I полугодие — 363 руб. за один номер с учетом НДС 10 %.
Срок подписки не ограничен
Банковские реквизиты редакции:
Получатель — ИНН 7708051012 Редакция журнала “Сельскохозяйственная биология”,
Марьинорощинское ОСБ 7981, г. Москва, р/с 40703810638050100603
Банк получателя — Сбербанк России ОАО, г. Москва, БИК 044525225, к/с 30101810400000000225
Адрес редакции:
117218 г. Москва, ГСП-7, ул. Кржижановского, д. 15, корп. 2, Россельхозакадемия,
журнал «Сельскохозяйственная биология»
E-mail: agr.biologia@mtu-net.ru
126
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2007, № 6
СОДЕРЖАНИЕ
ОБЗОРЫ, ПРОБЛЕМЫ, ИТОГИ
Шихов И.Я. Нанотехнологии в изучении работы генов (обзор) . . . . . . .
Глазко В.И. Генетическая компонента и устойчивое развитие агроэкосистем . . .
Марзанов Н.С., Апишева Ф.К., Марзанова Л.К. и др. Современная характеристика
понятия «порода» . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Матюков В.С. Об адаптивной внутрипопуляционной дифференциации холмогорской породы крупного рогатого скота . . . . . . . . . . . . . .
3
9
16
24
ДНК-ТЕХНОЛОГИИ В ГЕНЕТИКЕ И СЕЛЕКЦИИ
Коновалова Е.Н., Львина О.А., Сельцов В.И. и др. Гены белков молока и микросателлитные профили в популяциях симментальского скота различного происхождения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Проскурина Н.В., Тихомирова Т.И., Гладырь Е.А. и др. Сравнительный анализ
информативности эритроцитарных антигенов и ДНК-микросателлитов как
генетических маркеров в селекционно-племенной работе со свиньями канадской селекции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Давыдов А.В., Холодова М.В., Мещерский И.Г. и др. Дифференциация диких и
домашних форм северного оленя (Rangifer tarandus L.) по результатам анализа мтДНК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
35
41
48
КЛЕТОЧНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Шевцова Н.А. Получение ?-клеток поджелудочной железы новорожденных кроликов и межвидовых гибридных культур клеток — продуцентов инсулина .
54
ЦИТОГЕНЕТИКА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ
Глазко Т.Т., Дубицкий С.Е., Косовский Г.Ю. Частоты встречаемости цитогенетических аномалий в клетках крови крупного рогатого скота разных направлений
продуктивности при действии низких доз ионизирующего излучения . . . .
Красота В.Ф., Семенов А.С., Бакай А.И. Цитологический скрининг коров с нарушениями воспроизводительной функции . . . . . . . . . . . .
58
63
ФИЗИОЛОГИЯ И БИОХИМИЯ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ
Ващекин Е.П., Родина И.В. Азотистый обмен и рост у бычков черно-пестрой
породы при разных источниках протеина в рационе . . . . . . . . .
Каблучеева Т.И. Переваримость и усвояемость азотистых веществ и углеводов
корма при удалении слепых отростков кишечника у молодняка мясных кур
кросса СК-Русь . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ефимцева Э.А., Челпанова Т.И. Активность эстераз в тканях различных отделов
желудочно-кишечного тракта северного оленя . . . . . . . . . .
66
72
77
БИОЛОГИЯ ВОСПРОИЗВОДСТВА
Стекленев Е.П. Воспроизводительная способность гибридных самок при разных
вариантах скрещиваний бизона с домашней коровой . . . . . . . .
Хохлов Р.Ю., Кузнецов С.И. Об особенностях морфологического строения перешейка яйцевода кур . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Комарова Т.Е. Эмбриональное и постэмбриональное развитие бройлеров при предынкубационной обработке яиц мясных кур магнитно-лазерным излучением .
81
90
93
БИОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ В УСЛОВИЯХ ПРОМЫШЛЕННЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ
Улимбашев М.Б. Резистентость, гематологические показатели и продуктивные особенности коров бурой швицкой породы при отгонно-горном содержании . .
Коростелев А.И. Гематологические показатели у бычков при разной интенсивности
выращивания в условиях радиоактивного загрязнения . . . . . . . . .
97
101
ИММУНИТЕТ И ВЕТЕРИНАРИЯ
Романенко А.А., Талызина М.В., Кривопушкин А.В. и др. Активность защитных механизмов у коров в условиях повышенной плотности загрязнения почв радиоцезием
при скармливании биополимера из древесины даурской лиственницы . .
Рогожина Л.В., Абрамов П.Н., Лысенко Н.П. и др. Функциональная активность
щитовидной железы у крупного рогатого скота при применении неорганического и органического соединения йода в условиях йодной недостаточности . .
Фазлаев Р.Р. Восстановление продуктивности цыплят-бройлеров препаратом
Биостим после лечения против эймериоза . . . . . . . . . . . . .
106
111
116
ЭКОЛОГИЯ И БИОРАЗНООБРАЗИЕ ЭКОСИСТЕМ
Еськов Е.К., Марченко П.С. Загрязнение тяжелыми металлами, видовой состав и
численность фауны наземных позвоночных в лесопарковой зоне Москвы . .
119
МЕТОДИКА
Шевченко Т.С. Выделение клеточных популяций из периферической крови сель123
скохозяйственных животных . . . . . . . . . . . . . . . . .
Научные собрания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Новые книги . . . . . . . . . . . . 8, 23, 57, 62, 71, 76, 89, 96, 105, 110, 115, 118
127
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
AGRICUTURAL BIOLOGY, 2007, № 6
CONTENTS
Shikhov I.Ya. Nanotechnologies for investigations of gene activity . . . . . . .
Glazko V.I. Genetic unit and sustainable development of agroecosystem . . . . .
Marzanov N.S., Apisheva F.K., Marzanova L.K. e.a. Current description of «breed» concept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Matyukov V.S. About adaptive intrapopulational differentiation of Kholmogor breed of
cattle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Konovalova E.N., L’vina O.A., Sel’tsov V.I. e.a. Milk proteins genes and microsatellite
profiles in populations of simmental cattle of different origin . . . . . . .
Proskurina N.V., Tikhomirova T.I., Gladyr’ E.A. e.a. Comparative analysis of informativeness of erythrocytes antigenes and DNA-microsatellites as genetic markers in
breeding-pedigree work with pigs of canadian selection . . . . . . . . .
Davydov A.V., Kholodova M.V., Meshcherskii I.G. e.a. Differentiation of wild and domestic forms of caribou (Rangifer tarandus L.) on the results of mtDNA analysis
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Shevtsova N.A. Cultivation of pancreas ?-cells of newborn rabbits and interspecific hybrid
cell cultures — insulin producers . . . . . . . . . . . . . . .
Glazko T.T., Dubitskii S.E., Kosovskii G.Yu. Frequency of oссurrence of cytogenetic
anomalies in blood cells of cattle of different productivity lines under action of low
doses of ionizing radiation . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Krasota V.F., Semenov A.S., Bakai A.I. Cytological screening of the cows with disturbances in productive ability . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Vashchekin E.P., Rodina I.V. Nitrogenous metabolism and growth in bulls of the Blackand-White breed at different sources of protein in rations . . . . . .
Kablucheeva T.I. Digestibility and assimilation of nitrogen substances and carbohydrates
of food after removing of appendixes in chicken of SK-Rus’ meat cross .
Efimtseva E.A., Chelpanova T.I. Esterase activity in the tissues of different regions of
gastro-intestinal tract in reindeer . . . . . . . . . . . . . . . .
Steklenev E.P. Reproduction ability of hybrid females in various variants of crossing
bison and domestic cow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Khokhlov R.Yu., Kuznetsov S.I. Features of a morphological structure of an isthmus
oviduct of the hens . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . .
Komarova T.E. Embryonic and postembryonic development of broilers after treatment
by magnetic-laser irradiation of meat hens eggs before their incubation . . . .
Ulimbashev M.B. Resistance, hematological parameters and productive features in cows
of the Swiss breed during mountain distant-pasture keeping . . . . . . . .
Korostelev A.I. Hematological features in bulls at the moderate and intensive growing in
areas with various radioactive contamination . . . . . . . . . . . .
Romanenko A.A., Talyzina M.V., Krivopushkin A.V. e.a. Activity of protective mechanisms in cows in the conditions of increased density of soil pollution by radiocaesium during feeding of Daurian larch wood biopolymer . . . . . . . . .
Rogozhina L.V., Abramov P.N., Lysenko N.P. e.a. Functional activity of thyroid gland
during use of organic and inorganic iodine compound in the conditions of iodine
deficiency in cattle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fazlaev R.R. Recovery of productivity in broiler-chicken by means of Biostim medication after their treatment for eimeriosis . . . . . . . . . . . . . . .
Es’kov E.K., Marchenko P.S. Pollution by heavy metals and ground vertebrates number
in forest park zone of Moscow . . . . . . . . . . . . . . . . .
Shevchenko T.S. Isolation of cellular populations from peripheral blood of farm
animals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
128
3
9
16
24
35
41
48
54
58
63
66
72
77
81
90
93
97
101
106
111
116
119
123
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ
НАУЧНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ
КОМПЛЕКС
ОАО «ГОСНИИСИНТЕЗБЕЛОК»
заключает договора на разработку биотехнологий, обеспечение
НИР, получение и выпуск
биопрепаратов для животноводства и защиты окружающей среды
на основе микробиологического синтеза с использованием
БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ЛИНИИ
Мы предлагаем:
?
?
?
современное оборудование
ведущих зарубежных фирм;
асептические условия;
высококачественное сырье и реактивы.
Мы выполняем:
?
?
?
?
?
?
подготовку сырья и посевного
материала;
ферментацию;
выделение и очистку;
сепарацию, дезинтеграцию,
ультрафильтрацию, хроматографию;
сушку и фасовку биопрепаратов;
аналитическое сопровождение.
Мы обеспечиваем:
?
?
?
круглосуточный режим работы;
обслуживание высококвалифицированным персоналом;
консультации специалистов института.
Приглашаем к сотрудничеству!
Гарантия качества и сервиса.
Преимущества постоянным заказчикам.
?
? +7 (495) 912-09-67;
ОАО «ГосНИИсинтезбелок»:
109004 г. Москва,
ул. Б. Коммунистическая, 27
+7(495) 911-39-23
@ belok@rutenia.ru
+7 (495) 912-72-73,
+7 (495) 912-70-09
Проезд: станции метро «Таганская» (кольцевая), «Марксистская»
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Документ
Категория
Журналы и газеты
Просмотров
568
Размер файла
4 193 Кб
Теги
сельскохозяйственных, 2007, биологии
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа