Генетико-біохімічні та продуктивні особливості худоби північно-східного регіону України

Размещено на http://www.allbest.ru/

УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК

ІНСТИТУТ РОЗВЕДЕННЯ І ГЕНЕТИКИ ТВАРИН

УДК 636.22/28.082.12

ГЕНЕТИКО-БІОХІМІЧНІ ТА ПРОДУКТИВНІ ОСОБЛИВОСТІ ХУДОБИ ПІВНІЧНО-СХІДНОГО РЕГІОНУ УКРАЇНИ

Спеціальність 06.02.01 - розведення та селекція тварин

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук

ЧУМЕЛЬ РАЇСА ІВАНІВНА

с. Чубинське Київської області - 2004



Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Сумському національному аграрному університеті Міністерства аграрної політики України.

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, професор, чл.-кор. УААН, Ладика Володимир Іванович, директор Сумського державного селекційного центру.

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор Сірацький Йосип Зенонович, завідувач відділу відтворення Інституту розведення і генетики тварин УААН;

кандидат сільськогосподарських наук Хмельничий Леонід Михайлович, завідувач лабораторії селекції молочної і м'ясної худоби Черкаського інституту агропромислового виробництва УААН

Провідна установа: Інститут тваринництва УААН, лабораторія організації племінної справи відділу виробництва молока, м. Харків, п/в Кулиничі.

Захист відбудеться “ 22 ” червня 2004 р. о 10 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 27.355.01 при Інституті розведення і генетики тварин УААН, за адресою: 08321, с.Чубинське, вул. Погребняка, 1, Бориспільського району, Київської області.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту розведення і генетики тварин УААН

Автореферат розісланий “ 21 ” травня 2004 р.

Вчений секретар

Спеціалізованої вченої ради Мільченко Ю.В.



Чумель Р.І. Генетико-біохімічні та продуктивні особливості худоби північно-східного регіону України. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.02.01 - розведення та селекція тварин. - Інститут розведення і генетики тварин УААН. - с.Чубинське Київської обл., 2004. селекція генотип поліморфізм худоба

У роботі викладені результати досліджень особливостей поліморфізму білків молока та генетико-біохімічних систем, їх асоціацій з ознаками молочної продуктивності у великої рогатої худоби.

Наявність алельного варіанту Tf Е у вітчизняних порід та відсутність в імпортної, свідчить їх про специфічні особливості. Відмічено ряд генотипів конкретних локусів генетико-біохімічних систем, які вносять вклад у формування кількісних ознак продуктивності, пропонується використання в селекції комплексних генотипів. У стаді лебединських корів гомозиготний тип СР ВВ зумовлює вищі характеристики продуктивних ознак, СР АА - нижчі, за виключенням стада українських чорно-рябих корів тенденція зворотна.

У відношенні оригінальної, у зв'язку із особливостями походження, створюваного типу української чорно-рябої молочної породи, уперше отримано характеристики генетичної структури та розподілу алельних частот локусу капа-казеїну, які визначалися за допомогою ампліфікації в полімеразній ланцюговій реакції. Суттєва концентрація В-алелю (0.400) свідчить про її особливість і можливість покращення технологічних властивостей молока при відповідній селекційній роботі. Аналіз структурного гена капа-казеїну вказує, що у тварин лебединської породи значно поширений економічно вигідний варіант В (0.433), ніж в інших порівнюваних, що передбачає в них більш якісні характеристики молока при переробці. Результати сичужного зсідання підтвердили даний факт, так як цей процес для молока вітчизняних порід був на 5 хв. коротшим. Доцільність використання молока лебединської та симентальської порід при виробництві сиру, підтверджується меншими на 0,23 кг витратах сировини на кілограм виробленого продукту. Показано суттєву високо вірогідну перевагу концентрації амінокислот у сирах із молока лебединських корів, на 13,8 г/кг менший їх вміст у чорно-рябих та на 10,7 г/кг - у симентальських.

Генетико-математична модель прогнозування дозволила отримати розрахунки кінцевих значень рівня ознак продуктивності та бажаних комплексів генотипів. Розроблена комп'ютерна модель є зручною при прогнозуванні та формуванні молочного стада.

Ключові слова: порода, генотип, поліморфізм, полімеразна ланцюгова реакція, алель, прогнозування.



Чумель Р.И. Генетико-биохимические и продуктивные особенности скота северо-восточного региона Украины. - Рукопись.

Дисертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.02.01 - разведение и селекция животных. - Институт разведения и генетики животных УААН. - с.Чубинское Киевской обл., 2004.

В работе изложены результаты сравнительного анализа полиморфизма молекулярно-генетических и биохимических систем, поиска ассоциаций их с признаками молочной продуктивности у крупного рогатого скота и возможностью последующего ее прогнозирования на ранних стадиях онтогенеза.

Среди изучаемых пород по данным промеров тела, индексами и живой массой австрийские симментальские животные существенно отличаются от сверсниц лебединской и создаваемого типа украинской черно-пестрой молочной пород. Установлено, преимущество черно-пестрого скота по высоте в холке (Р>0,95), обхвату груди (Р>0,99) и живой массе (Р>0,999) в сравнении с лебединским, в то же время последние являются более растянутыми и высоконогими (Р>0,99), а австрийские животные значительно больше по тазо-грудному индексу (Р>0,999).

Осуществленный нами анализ продуктивности по первой лактации исследуемого скота позволил выявить достоверные различия. Наивысший уровень молочности - 4711 кг при жирности 3,96% имеют австрийские симменталы, что подтверждает их высокие адаптационные возможности. Преимущество между отечественными животными установлено в пользу создаваемого типа 4299 кг жирностью 3,85%, разница между сверстницами составила 435 кг молока.

Наличие аллельного варианта Tf Е в отечественных пород и отсутствие в импортной, свидетельствует об их специфических особенностях. При исследовании генетико-биохимических систем крови лебединской и создаваемого типа украинской черно-пестрой молочной породы отмечены существенные различия по локусу церулоплазмина и посттрансферрина (Р>0,95). Выявлена низкая степень встречаемости аллельного варианта PTf S у черно-пестрого скота, которая составила 0.162, при 0.353 у лебединского. Для отечественного скота установлено увеличение частоты встречаемости Tf A (0.389…0.424) и Am-I С (0.349…0.389) и ёё снижение у симментальского - 0.158 и 0.125, соответственно. В результате анализа локуса СР отмечено, что в групе создаваемого сумского типа украинской черно-пестрой молочной породы, наиболее распространенным является СР В. Австрийские симменталы за большинством локусов достоверно отличались от отечественных животных.

Результаты анализа ассоциаций аллельных вариантов с признаками высокой молочности показывают, наличие высокой частоты встречаемости: Tf A, СР А, Аm-I B, PTf F у высокопродуктивных животных лебединской породы; Tf D₂, СР В і Аm-I А/B, GC B, PTf F у создаваемого внутрипородного типа украинской черно-пестрой породы; Tf D₂ , СР А і Аm-I B у симменталов.

Отмечено ряд генотипов конкретных локусов генетико-биохимических систем, которые вносят вклад в формирование количественных признаков продуктивности, предлагается использование в селекции комплексных генотипов. В стаде лебединских коров гомозиготный тип СР ВВ способствует формированию высших характеристик продуктивных признаков, СР АА - низких, но для стада украинских черно-пестрых коров, тенденция обратная.

Особый интерес вызывает, в связи с особенностями происхождения, украинская черно-пестрая молочная порода, которая представляет собой новый внутрипородный тип, что создается в условиях северо-восточного региона Украины, на маточной основе - лебединской. Впервые для данной группы получены характеристики полиморфизма генетико-биохимических систем крови и распределения аллельных частот локуса каппа-казеина, которые определялись при помощи амплификации в ПЦР. Существенная концентрация В-аллеля (0.400) свидетельствует об ее оригинальности и возможность улучшения технологических качеств молока при соответствующей селекционной работе. По исследуемому локусу симментальская порода имеет наименьший процент гетерозиготных АВ-генотипа животных - 46,7, при идентичном наличии в этой группе АА гомозиготных. Сравнительная оценка распространения экономично ценного варианта В каппа-казеина показала наличие самой высокой частоты встречаемости у животных лебединской породы (0.433), в связи с чем можно предвидеть для них более качественные характеристики молока при его переработке.

Показано, что при осуществлении тестирования быков-производителей на наличие вариантов каппа-казеина предоставляется возможным создание стад с улучшенными технологическими свойствами молока.

Проведение процесса коагуляции подтвердило данный факт, так как он для молока отечественных животных был на 5 мин. короче в сравнении с импортной. Результаты переработки молока на сычужные сыры показали, что расход сырья на 1 кг готового продукта у создаваемого типа украинского черно-пестрого скота был наибольшим (9,13 кг), и меньшим на 0,23 кг - у лебединского и симментальского.

Установлено существенное высоко достоверное превосходство концентрации аминокислот в сырах из молока лебединских коров - 214,7 г/кг, и меньшее их содержание на 13,8 г/кг у черно-пестрых, 10,7 г/кг - у симментальских. Обнаружено наибольшее содержание незаменимых аминокислот в сыре произведенном из молока лебединского скота, образцы других пород уступали незначительно.

При изучении состава жирных кислот отмечено, что капроновая и лауриновая кислоты в большей концентрации находятся в сыре из молока создаваемого типа украинской черно-пестрой молочной породы и небольшой процент у лебединской.

Генетико-математическая модель прогнозирования позволила получить расчеты конечных значений уровня количественных признаков продуктивности и желательных комплексов генотипов. Отмечена связь с жирномолочностью вариантов CP AA - PTf FF - PN H для стада создаваемого внутрипородного типа черно-пестрого скота. Разработанная компьютерная модель удобная при прогнозировании уровня продуктивности и формировании молочного стада.

Ключевые слова: порода, генотип, полиморфизм, полимеразная цепная реакция, аллель, прогнозирование.



R.I. Chumel. Genetics-biochemical and productive peculiarities of cattle of north-eastern region of Ukraine. - Manuscript.

Thesis for a candidate degree of agricultural sciences on the speciality - 06.02.01 - breeding and selection of animals.- The Institute of Animal Breeding and Genetics UAAS.-v. Chubynske, Kyiv Region, 2004.

The results of research in peculiarities of milk albumens polymorphism and genetics biochemicals systems in the work, their associations with the signs of milk productivity of cattle are laid out.

The presence of allele variant Tf E at domestic breeds and absence at imported ones states their specific features. The row of the concrete locuses of genetics biological systems which contribute in forming of quantitative signs of productivity is marked, the use of complex genotypes in selection is offered.

A homozygous type CP BB predetermines higher descriptions of productive signs in the herd of Lebedinska breed cows, type CP AA is lower, with the exception of herd of the Ukrainian black-speckled cows. As to the original, according to the peculiarities of its origin, Ukrainian black-speckled milk breed of the north-eastern region of Ukraine, the characteristics of genetic structure and distributing of allele frequencies of locus kappa-casein, determined with the help of amplification in the polymeraze chain reaction were got for the first time. Essential concentration of B allele testifies about its peculiarity and possibility of improvement of milk technological properties during the proper selection work. The analysis of structural gene of kappa-casein specifies that the animals of Lebedinska breed have considerably widespread economic advantageous variant B (0.433) in comparison with the others, that foresees more high quality characteristics of milk processing. The results of coagulation confired this fact, because the process of milk coagulation of domestic breeds was 5 minutes shorter. The expediency of Lebedinska and Symental breeds' milk usage cheese production is confirmed by 0.23 kg less expences of raw material per a kilogram of the produce. Significant highly reliable audvantage of amino acids concentration in cheeses of Lebedinska breed cows is shown, the content being 13.8 g/kg and 10.7 g/kg less in milk of the black-speckled and Symental breeds respectively.

The mathematical model of prognostication allowed to get the calculations of eventual values of productivity level signs and desired complexes of genotypes. The developed computer model is convenient for prognostication and forming of milk herd.

Key words: breed, genotype, polymorphism, polymerase chain reaction, allele, prognostication.



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Рівень розвитку скотарства зумовлюється потребами суспільства та його запитами. Сьогодні в умовах формування ринкових відносин аграрного сектора, у зв'язку із зростаючим попитом на виробництво молочних продуктів, виникає особлива потреба в інтенсифікації молочного скотарства.

Основне його завдання - отримати від тварин продукцію високої якості при мінімальних затратах, що вимагає вдосконалення існуючих порід. Кожна порода має свої цінні якості, але у зв'язку із великомасштабною селекцією, створенням нових порід і типів утрачаються, як правило, гени місцевих порід, адаптованих до умов розведення.

У недалекому минулому лебединська порода в умовах Лісостепової зони північно-східного регіону України здатна була задовольняти основні потреби людей. На сучасному етапі, абсолютний надій цієї породи залишається низьким, з чим і пов'язане покращення її методом простого відтворного схрещування з швіцькими та чорно-рябими голштинськими бугаями. В однакових природно-економічних умовах Сумської області, кожен із створених масивів худоби проявляє свої продуктивні ознаки по-різному (Ладика В.І., 1997, 1999, 2001; Ладика В.І., Котенджи Г.П. та ін., 2002; Ладика В.І., Рубцов І.О. та ін., 2002). Тому виникла необхідність вивчення генетико-біохімічних особливостей, які в сукупності зумовлюють продуктивні ознаки порід з метою подальшого вдосконалення при впровадженні отриманих результатів у селекції. За допомогою комплексного аналізу генетичної структури, пошуку молекулярно-генетичних маркерів, що пов'язані із процесами загального метаболізму, ознаками молочної продуктивності можливе вирішення таких задач. На сьогодні відсутні такі дослідження масиву сумського типу української чорно-рябої молочної породи, що створюється.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалась у відповідності з планом наукових досліджень Сумського національного аграрного університету “Удосконалення селекційних програм і технологій при розведенні молочної та м'ясної худоби (номер державної реєстрації 0199U001622), тематикою Міністерства аграрної політики (2000-2002 р.р.) “Наукове забезпечення створення бурої північно-східної молочної породи” (номер державної реєстрації 0100U004190) та тематичним планом ІРГТ “Створити буру молочну породу з продуктивними ознаками корів не менше 5.0-5.5 тис. кг молока при вмісті жиру в ньому 4.0% і більше, білку 3.5% і більше за лактацію при живій масі 600-650 кг з використанням бугаїв-плідників північно-східного молочного типу бурої худоби та плідників швіцької породи північноамериканської селекції” (№0101U003119), 2001-2004 р.р.

Мета і завдання дослідження. Метою досліджень було проведення порівняльного аналізу різних порід великої рогатої худоби за поліморфізмом молекулярно-генетичних і біохімічних систем та пошук комплексних генотипів, які визначають рівень продуктивності, з наступним прогнозуванням для селекційного процесу, а також вивчення технологічних властивостей молока і біологічної цінності виготовлених із нього сирів.

З цією метою було поставлено такі завдання:

- вивчити екстер'єр тварин різних порід і оцінити його значення;

- проаналізувати молочну продуктивність корів місцевої та імпортної селекції в умовах Лісостепової зони;

- оцінити популяції худоби за поліморфізмом генетико-біохімічних систем крові;

- провести пошук зв'язків генотипів з окремими показниками молочної продуктивності;

- дослідити поліморфізм білків молока у тварин вітчизняної та імпортної селекції;

- визначити технологічні властивості молока при виготовленні сиру в залежності від породи;

- встановити біологічну цінність сирів за амінокислотним і жирнокислотним складом;

- прогнозування крайніх значень величини продуктивності в залежності від комплексних генотипів поліморфних систем крові.

Об'єкт дослідження - породи місцевої та імпортної великої рогатої худоби, що селекціонуються в умовах північно-східного регіону України.

Предмет дослідження - поліморфізм молекулярно-генетичних систем, генетична структура порід, продуктивні особливості та прогнозовані їх величини, технологічні властивості молока.

Методи дослідження. Використовували методи: електрофорез білків з використанням крохмального та поліакриламідного гелю; визначення поліморфізму гена капа-казеїну за допомогою PCR-RFLP; іонообмінної рідинно-колончатої хроматографії на іонітах для аналізу амінокислотного складу сиру і газорідинної хроматографії для жирнокислотного; зоотехнічні, статистичні та біометричні методи аналізу експериментальних даних.

Наукова новизна одержаних результатів. На основі комплексної оцінки тварин вітчизняної селекції лебединської й популяції створюваного сумського типу української чорно-рябої молочної породи та імпортованої із Австрії симентальської, виявлені породоспецифічні особливості за поліморфізмом генетико-біохімічних систем крові. Для популяції чорно-рябої худоби вперше проведено оцінку поліморфізму локусу капа-казеїну. Отримані результати технологічних властивостей молока худоби північно-східного регіону України та вперше проведено оцінку біологічної цінності - амінокислотного та жирнокислотного складу, виготовлених із нього твердих сичужних сирів. Для вдосконалення селекційного процесу в конкретних стадах розроблено модель раннього прогнозування значень величини продуктивних ознак з використанням комплексних генотипів поліморфних систем крові.

Практичне значення одержаних результатів. Обґрунтовано і рекомендовано використання різних типів молекулярно-генетичних маркерів як додаткових породних характеристик, які дають можливість прогнозувати молочні якості великої рогатої худоби. В умовах Лісостепової зони імпортована симентальська порода має добру молочну і м'ясну продуктивність та високі технологічні властивості молока. Здійснення генетичного контролю, проведення ДНК-типування на наявність генетичних варіантів капа-казеїну у бугаїв-плідників дає змогу використати їх у доборі для збільшення частоти зустрічаємості алельного варіанту В, який забезпечує покращення технологічних характеристик молока і підвищує рентабельність виробництва сирів.

Особистий внесок здобувача. Автором особисто організовано і проведено науково-виробничі та лабораторні дослідження з типування великої рогатої худоби за генетико-біохімічними, ДНК- маркерними системами, вивчено технологічні властивості молока дослідних груп. Розробка програми і методики досліджень, збір вихідних даних, їх статистична обробка та аналіз, узагальнення результатів, висновки і пропозиції виробництву належать особисто здобувачеві.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертаційної роботи були оприлюднені, обговорені та схвалені на: міжнародній науково-практичній конференції “Научно-прикладные аспекты состояния и перспективы развития животноводства и ветмедицины” (Курськ, 2001); науково-практичній конференції “Генетика та селекція вищих організмів” (Полтава, 2001); міжнародній науково-практичній конференції “Тваринництво України: селекція, технологія, ветеринарна безпека, економіка, виробництво екологічно чистих продуктів” (Суми, 2002); міжнародній науково-практичній конференції “Фактори експериментальної еволюції організмів”, присвячена 120-річчю з дня народження академіка АН УРСР А.О. Сапєгіна, 100-річчю з дня народження академіка ВАСГНІЛ Д.О.Долгушина, 100-річчю з дня народження члена-кореспондента ВАСГНІЛ О.С.Мусійка (Ялта, 2003); міжнародній науковій конференції “Наукові основи сучасних технологій виробництва продукції тваринництва”, присвяченої 100-річчю від дня народження академіка Даниленка Й.А. (Харків, 2003).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано в збірниках наукових праць 6 статей та 1 тези наукової конференції, де викладено основний зміст наукових досліджень за темою дисертації.

Структура дисертації. Дисертаційна робота викладена на 145 сторінках і містить 29 таблиць, 5 малюнків і включає такі розділи: вступ, огляд літератури, матеріал і методи досліджень, результати власних досліджень, аналіз і узагальнення результатів досліджень, висновки і рекомендації виробництву, список використаних джерел ( 228 джерел, у тому числі 46 іноземних авторів) .

Основним матеріалом для науково-виробничих досліджень були тварини популяції сумського типу української чорно-рябої молочної породи, що створюється, який формується на материнській основі - лебединській, а також лебединської породи. Симентали представлені тваринами, які були імпортовані в 1998 році нетелями із Австрії .

Для вивчення рівня продуктивних ознак та генетичної структури популяцій пошуку генетичних систем, пов'язаних з ознаками продуктивності, групи формували за віком, сезоном отелення. Рівень годівлі тварин в умовах господарств відповідає зоотехнічним нормам.

Основний об'єм молекулярно-генетичних досліджень було виконано на зразках крові піддослідних тварин у відділі молекулярно-генетичних досліджень Інституту агроекології і біотехнології УААН.

Відбір зразків проб крові у великої рогатої худоби для досліджень брали із яремної вени в пробірки з гепарином (із розрахунку 25 МО на 1 мл крові). Еритроцити від плазми відокремлювали центрифугуванням, тричі відмиваючи фізіологічним розчином і руйнували заморожуванням-розморожуванням за загальновживаною методикою (Глазко В.И., 1985). Для виявлення поліморфізму використовували електрофоретичний поділ білків і ферментів у 13% -му крохмальному гелі із послідуючим гістохімічним фарбуванням за загальноприйнятими методиками та метод вертикального електрофоретичного розподілу білків плазми крові в поліакриламідному гелі (Gahne, 1977) з власними модифікаціями (Глазко В.И., 1988).

Аналіз поліморфізму гена капа-казеїну проводили за допомогою методу PCR- RFLP. Для проведення PCR використовували ампліфікатор фірми “Eppendorf”. Виділення ДНК з лейкоцитів крові проводили за методикою (Маниатис Т. И др., 1984; Глазко В.И., 1997). Електрофорез проводили у агарозному гелі з використанням 1х ТВЕ-буфера. Візуально результати виявляли в ультрафіолетовому світлі після фарбування гелю бромистим етідієм. Ампліфікацію фрагменту гена CSN3 здійснювали із використанням праймерів: Bokas A 5'-ATGTG-CTGAGCAGGTATCCTAGTTATGG-3'; Bokas B 5'-CCAAAAGTAGAGTGCAAC-AACACTGG-3'. Продукт ампліфікації обробляли рестриктазою Hinfl, що дозволяло виявляти А і В - алельні варіанти (Кириленко С.Д. и др., 1995).

Дослідження проб молока з метою вивчення поліморфізму його білків проведено в молочній лабораторії університету прикладної фізики “Вайєнштефан” Німеччини методом електрофорезу (Krause І., 1988, 1992; Baranyi M. et al., 1993).

Лабораторні дослідження технологічних властивостей молока та результатів переробки сировини проводили у відповідності з ТУ 05747991.01-95 сир “Фрунзенський” на 17-й день в умовах молокопереробного цеху підсобного господарства Сумського АТ НВО ім. Фрунзе.

Амінокислотний склад виготовленого сиру досліджували на амінокислотному аналізаторі ААА-339 методом іонообмінної хромотографії на іонітах (Козаренко Т.Д., 1975; Овчинников Ю.А., 1974). Жирнокислотний склад сиру визначали на газорідинному хроматографі “Хром-5” (Кейтс, 1975).

Порівняльну характеристику будови тіла тварин здійснювали за 7 основними промірами на 2-4 місяцях лактації. На основі отриманих даних визначали індекси будови тіла. Облік молочної продуктивності проводили за результатами щомісячних контрольних доїнь протягом лактації, при цьому визначали вміст жиру в молоці.

Математичну обробку популяційно-генетичних параметрів обчислювали за допомогою стандартної комп'ютерної програми “BIOSYS-1”. Статистичну вірогідність експериментальних результатів обчислювали за відповідними методиками (Плохинський Н.А., 1969).

Прогнозування показників молочної продуктивності за поліморфними біохімічними системами здійснювали за допомогою методу найменших квадратів із застосуванням рівняння прямої множинної регресії.

Генетична структура порід за генетико-біохімічними системами крові. Кожна порода характеризується наявністю своєї генетичної структури, тобто розподілом алельних та генотипових частот за певними генетико-біохімічними системами. Для виявлення породоспецифічних характеристик виконано порівняльний аналіз поліморфізму генетико-біохімічних систем крові у худоби створюваного типу української чорно-рябої молочної породи, лебединської та симентальської австрійської селекції.

Поліморфізм виявили в семи локусах - TF, PTF, GC, Hb, CP, Am-I, PN. У результаті розрахували алельні частоти на локус.

Група австрійських сименталів характеризується дуже високою частотою зустрічаємості алельного варіанту TF D₂ (0.550), що пов'язано із наявністю великої кількості гомозигот TF D₂D₂ (43,59%) та гетерозигот - TF D₁D₂ (10,26%) і TF АD₂ (12,82%). Спостерігали найбільшу концентрацію алельного варіанту Tf D₁ у лебединської породи. Нами виявлено збільшення частоти зустрічаємості TF А в групі типу української чорно-рябої породи, що створюється (0.394). Досить високою вона була і серед лебединських корів (0.384). У результаті дослідження показано наявність низької частоти зустрічаємості алельного варіанту TF Е (0.045 і 0.012, відповідно) для створюваного типу української чорно-рябої породи та лебединської, наявність якого раніше була підтверджена в сірої української (Журавель Е.В., Глазко В.И., 1998), та відсутність його у сименталів. За локусом амілази чорно-рябі та лебединські корови характеризуються більшим відсотком гетерозигот Am-I ВС (47,06% і 48,65%, відповідно), у сименталів гомозиготи Am-I ВВ складають - 75,0% і абсолютно не зустрічається комбінація Am-I СС. З найбільшою частотою зустрічається СР А, так у сименталів вона найвища - 0.713, але достатньо висока і в інших корів - 0.613 у лебединських та 0,500 - у чорно-рябих. Низький рівень поліморфізму має лебединська та створюваний тип української чорно-рябої молочної худоби в локусі гемоглобіну, у групі симентальської виявили 22,50% гетерозиготних.

У результаті популяційно-генетичного аналізу поліморфних локусів білків та ферментів крові дослідних груп установили, що гетерозиготність тварин створюваного типу української чорно-рябої молочної породи за локусом церулоплазміну складає 76,48% (Р>0,999), що статистично вірогідно вказує на те, що фактична гетерозиготність у групі вище очікуваної. За локусом рецептора до вітаміну D серед тварин вищезгаданої породи спостерігається статистично достовірне значення дефіциту гетерозигот, бо визначене їх число становить 8,82%, а очікуване - 14,7 % (Р>0,99). За іншими локусами група чорно-рябих тварин та за всіма дослідженими поліморфними у груп симентальських та лебединських не спостерігається вірогідного відхилення фактичних частот від очікуваних відповідно до закону Харді-Вайнберга.

При порівняльному аналізі генетичної структури лебединської і створюваного типу чорно-рябої породи встановлено, що за деякими локусами вони незначно різнилися одна від одної (Tf, Hb, PN, GC, Am-І), а за декількома мають суттєві відмінності (CP, PTf ).

Внутрігрупові відмінності генетичних структур корів у залежності від характеристики молочної продуктивності. З метою порівняльного аналізу генетичної структури тварин, що відрізняються за величиною надою та вмістом жиру в молоці, проведено дослідження розподілу алельних частот поліморфних генетико-біохімічних систем крові трьох дослідних груп тварин.

Порівняння генетичних структур порід, дві серед яких місцевої селекції, а інша - західноєвропейської, за поліморфними локусами дає можливість констатувати, що в групі створюваного типу української чорно-рябої молочної породи мають найвищі надої носії генетичного варіанту Tf D₂, який зустрічається з частотою - 0.500. Високою концентрацією алеля Tf D₂ - 0.833 характеризувалися також тварини симентальської породи, надій яких більше 5001 кг. Для лебединської породи вищі надої визначає - Tf A. Незалежно від продуктивності в сименталів низька зустрічаємість Tf A, для них характерна концентрація інших алельних частот: Tf D₂ і Am-І В, що узгоджується з повідомленнями про підвищену їх частоту в порід м'ясного напрямку продуктивності (Тарасюк С.І., 1995; Журавель Е.В. и др., 1998).

Лебединські корови виявилися мономорфними за локусом гемоглобіну, чорно-ряба худоба відрізнялася наявністю в низькопродуктивних генетичного варіанту НВ В (0.020), а високопродуктивні були носіями лише варіанту А. Симентали при показнику - 0.300 НВ В мали вищі надої.

Для прогнозування молочної продуктивності та виявлення комплексних генотипів доцільним буде детальне вивчення взаємозв'язків генотип-морфотип у кожної із дослідних порід великої рогатої худоби.

Взаємозв'язок продуктивних ознак з поліморфізмом генетико-біохімічних систем великої рогатої худоби. Наведені продуктивні характеристики в розрізі комбінацій алельних варіантів (табл. 4) свідчать про ступінь впливу генотипів на молочну продуктивність. Дослідженнями охоплено ті генотипи, у яких була достатня кількість тварин для проведення статистичних розрахунків, тобто не менше трьох.

За кількістю отриманого молока, у порядку зменшення - від кращого до нижчого надою, за локусом трансферину серед групи створюваного на базі лебединської породи типу української чорно-рябої генотипи корів розміщуються таким чином: D₂D₂ D₁D₂ АD₁ АА AD₂, серед лебединської АА D₁D₂ АD₁ AD₂ і серед симентальської AD₂ D₂D₂ D₁D₂ D₁D₁ АD₁. Симентали, що є носіями генотипу TF D₁D₂ вірогідно виробляють молоко на 0,24% жирніше в порівнянні з носіями Tf AD₂ (Р>0,95), а за локусом гемоглобіну встановлено вірогідний вплив Hb АА на підвищення молочності (Р>0,95).

Установили, що тварини чорно-рябої масті типу Tf D₂D₂ характеризуються найвищою продуктивністю, а з Tf AD₂ поступаються всім іншим генотипам. У сименталів спостерігаємо іншу тенденцію, Tf AD₂ сприяє високим надоям 5159 кг, при досить низьких з Tf AD₁. Жирність молока вища у тварин носіїв TF D₁D₂ - 4,04 %.

Мінімальна продуктивність у корів лебединської і типу української чорно-рябої молочної порід генотипів СР АА і Am-І ВС, максимальна - СР ВВ і Am-І ВВ, але різниця невірогідна.

Наступна тенденція виявлена для генотипу Am-І ВВ - у місцевих порід сприяє максимальним значенням, у симентальської - мінімальним. Австрійські корови з типом НВ АА перевищують за молочністю інші групи з таким типом.

Корів чорно-рябої масті з гомозиготним генотипом SS не виявлено, але присутність його в інших порід визначала тенденцію до найвищої продуктивності в середині груп (не вірогідно). Між надоями корів генотипів FF чорно-рябих та лебединських груп різниця складає 744 кг на перевагу останніх (Р>0,95). Очевидність підвищеної молочної продуктивності гомозиготних FF сименталів австрійської селекції в порівнянні з типом української чорно-рябої молочної породи підтверджується такими даними: надій вище на 1199 кг, вміст жиру у молоці вище на 0,33% (Р>0,999).

Жирномолочність тварин симентальської породи більшості генотипів, крім TF AD₂ і PN H, вірогідно вища на 0,11 - 0,52 % носіїв таких же генотипів створюваного типу української чорно-рябої молочної породи, з іншого боку, продуктивність сименталів носіїв генотипів TF AD₂, CP AA, CP AB, Am-I BC, PTF FF, Hb AA закономірно буде вищою, ніж у представників створюваної популяції сумського типу української чорно-рябої породи за такою ознакою, і варіює в межах від 1199,1 кг до 2124,4 кг (Р>0,999) .

Лебединські корови мають більші надої (в межах 726 - 1043 кг, Р>0,99) у порівнянні з одногенотипними CP AA, Hb AA, NP L чорно-рябими, а молоко лебединок типу TF AA, GC BB, Hb AA, PN L, має вміст жиру на 0,16 - 0,19% більше (Р>0,999).

Худоба створюваного типу української чорно-рябої молочної породи генотипів TF AD₁, Cp AA, GC AB, PTF FF, PTF SS поступається за вмістом жиру в молоці аналогічним генотипам лебединської на 0,21 - 0,26% (Р>0,99).

Перетворення генофонду лебединської породи при схрещуванні з чорно-рябими голштинами та швіцькими плідниками має виражені локусспецифічні ознаки.

Диференціація породних груп дослідних тварин за локусом капа-казеїну у зв'язку із їх походженням. Опубліковані останнім часом, в різних країнах результати досліджень доводять, що алельні варіанти білків молока суттєво впливають на характеристики молока. Молочна залоза корів, генотипу ВВ капа-казеїну здатна продукувати молоко, міцели якого менші за діаметром і тому мають кращі коагуляційні властивості. Даний генетичний варіант може бути використаний у якості маркера для розведення тварин. Нами проведено дослідження з метою виявлення таких маркерів на рівні ДНК за допомогою полімеразної ланцюгової реакції у вивчаючих порід.

Встановлено, що в лебединської породи значну величину частоти зустрічаємості В-алеля, про що свідчить частка гетерозиготних генотипів - 73,3%.

У симентальській групі однаково поширені гомозиготні АА та гетерозиготні АВ тварини (46,7%). Наявність лише 20,0% серед лебединської худоби гомозиготних АА типів свідчить про те, що в породі є значна кількість носіїв бажаного алельного варіанту.

Для створюваного типу української чорно-рябої молочної породи характерна теж відносно висока частота даного алельного варіанту - 0,400. У спеціалізованої симентальської худоби встановлено рівень - 0,300, відповідно, помітно більша частина (0,700) належить алельному варіанту А в порівнянні з представницями інших популяцій.

Отже, тварини лебединської та української чорно-рябої молочної порід з комбінаціями В-алельних варіантів можуть використовуватися як джерело підвищення частоти зустрічаємості В-генетичного варіанту, а також для отримання племінних бугаїв.

Якісний склад й технологічні показники молока корів при виробництві сиру. Установлено, що найбільша масова частка жиру, білка і казеїну серед дослідних груп належить коровам симентальської породи - 4,3%, 3,43%, 2,87%, выдповыдно. У порівнянні з ними, дещо нижчі показники в молоці корів лебединської породи, де різниця склала: жиру - 0,1%, білка - 0,08%, казеїну - 0,15%. У чорно-рябих тварин відібране молоко мало такі характеристики: вміст жиру - 3,8%, білка - 3,28%, казеїну - 2,52%. Абсолютний показник казеїну в загальному білку, у молоці симентальських корів виявився вищим на 2,48% і 6,84% від вмісту його в лебединських і типу українських чорно-рябих молочних корів, відповідно.

У молоці корів створюваного типу української чорно-рябої молочної породи виявлено найменший вміст білку, казеїну та жиру, що при переробці його на сири має прямий вплив на вихід готового продукту. У процесі варіння витрати молока чорно-рябих тварин на 1 кг сиру були найбільшими - 9,13 кг, для інших порід складали 8,9 кг. Тривалість сичужного зсідання складала 35 хв. для молока вітчизняних тварин і 40 хв. для імпортних.

Характеристика біологічної цінності твердого сичужного сиру.

Амінокислотний склад сиру. За загальною концентрацією амінокислот кращим виявився сир із молока лебединських корів - 214,7 г/кг (Р>0,999), трохи меншою вона була в симентальських - 203,9 г/кг, і у чорно-рябих - 200,8 г/кг .

У складі сирів відмічено високий вміст глутамінової кислоти, але найбільший належав лебединській породі (Р>0,99). У результаті проведених досліджень, у сирах відмічено досить високу концентрацію лізину, серину, проліну, валіну, лейцину, тирозину, аспарагінової кислоти.

За вмістом незамінних амінокислот перевага була за сиром, виробленим із молока лебединської худоби - 86,5 г/кг, у сирі із молока симентальських корів їх містилося 84 г/кг, а чорно-рябих - 82,7 г/кг. Відсоток незамінних, від загальної суми амінокислот, на 0,9% менший у сирі сименталів. Але таке зниження концентрації амінокислотного складу сиру не погіршило його якості, як продукту.

Сир, виготовлений із молока корів створюваного типу української чорно-рябої молочної і симентальської породи, дещо бідніший за сумою амінокислотного складу від сиру з молока лебединської худоби. У загальному наборі амінокислот менша частка незамінних міститься саме в продукті останніх, але така різниця не знижує їх біологічної цінності.

Жирнокислотний склад сиру. Підвищенню біологічної цінності продукту надає наявність у ньому капринової, лауринової кислот, які не містяться в рослинних жирах. Найбільша концентрація капринової (2,9%) і лауринової (4,7%) кислот містилася у сирі із молока корів чорно-рябої (Р>0,95), а у сирі із молока симентальської породи їх вміст дещо менший - на 0,8% і 0,7%, відповідно.

Незначною є частка капринової кислоти в сирі з молока корів лебединської худоби - 0,6%, що менше на 2,3% від чорно-рябих і на 1,4% від симентальських ( Р>0,99). Вміст арахінової кислоти (0,8 г/кг) реєстрували лише в сирі лебединських тварин.

Наявність у молочних продуктах олеїнової насиченої жирної кислоти зумовлює м'яку консистенцію. У сирі міститься значна її кількість, але найбільша - 35,4% припадає на сир, виготовлений із молока корів лебединської породи, найменша - 27,2% належить українським чорно-рябим (Р>0,95), проміжне місце, за вмістом олеїнової кислоти, належить сиру із молока симентальських корів - 30,0%.

Генетико-математичні методи прогнозування рівня молочної продуктивності корів з використанням поліморфних генетико-біохімічних систем. Отримані рівняння прямої множинної регресії, виходячи з яких можливе проведення розрахунків кінцевих ефектів для будь-якого комплексу генотипів декількох локусів генетико-біохімічних систем у тварин, що дає можливість прогнозувати продуктивні ознаки тварин. У якості перемінної виступали локуси: трансферину (х1), церулоплазміну (х2), амілази (х3), посттрансферину (х4), пуриннуклеозідфосфорилази (х5).

Рівняння регресії, що пов'язують продуктивні ознаки тварин з системами х1...х5 мають такий вигляд:

для створюваного типу української чорно-рябої молочної породи

надій у= (-214,6*х1) +130,9*х2 +(-105,4*х3) + 476,7*х4 +13,6*х5 +2236

% жиру у= 0,22*х₁ +(-0,09*х₂ )+(-0,03*х₃) +(-0,14*х₄)+ 0,01*х₅ +4,11

кількість жиру у = 0,73*х1 +1,35*х2 +(-4,89*х3) +11,14*х4 +0,95*х5 +100,65

для лебединської породи

надій у=(-1077,9*х1) +200,44 *х2 +4417,04*х3 +106,06*х4 +(-180,84*х5) +

+4056,25

% жиру у=(-0,26*х₁) +0,13*х₂ +0,008*х₃ + 0,073*х₄ +0,05*х₅ +3,74

кількість жиру у=(-51,96*х1)+12,545*х2 +17,27*х3 +6,88*х4 +(-8,93*х5) +150,63

для симентальської породи

надій у=75,27*х₁ +(-160,74*х₂)+459,6*х₃ +438,43*х₄ +198,34*х₅ +1731,1

% жиру у=(-0,06*х₁) +0,001*х₂ +(-0,023*х₃) +0,123*х₄ +0,03*х₅ +3,69

кількість жиру у=2,48*х₁ +(-7,93*х₂) +13,77*х₃ +17,36*х₄ +7,65*х₅ +84,57

На основі вище приведених рівнянь множинної регресії і аналізу комп'ютерної імітації окремих сукупностей можливих генотипів у локусах, отримали очікувані значення можливих величин кількісних ознак. Проведене моделювання дає можливість отримати дані про крайні, полярні (мінімальні та максимальні) значення полігенних ознак при комбінації певних генотипів за поліморфними системами крові. Величина кількісної ознаки зумовлена ефектом різних генотипів.

Найбільший вплив на підвищення надоїв представляють комлекси гомозигот Tf АА - CP ВВ - Am-І СС - РTf SS - PN L у лебединської худоби, Tf D₂D₂ - CP ВВ - Am-І BВ - РTf SS - PN L у створюваного типу української чорно-рябої молочної породи і Tf D₂D₂ - CP ВВ - Am-І ВС - РTf FF - PN Н у симентальської. Заслуговує уваги і той факт, що прогнозовані генотипи тварин з мінімальною продуктивністю будуть також гомозиготні за цими локусами, крім трансфери нового, це стосується і амілазного, але лише групи сименталів, так як серед них типів Am-І СС не виявлено.

За результатами комп'ютерного моделювання розглянули, як буде змінюватись величина показника надою, якщо в імітованому комплексі генотипів зміниться один із них, як вплине це на прояв ознаки. Наступним чином установлено значний вплив на продуктивні переваги деяких генотипів характерні для кожної із зазначених порід: лебединська - Am-І CC, PN L; тип української чорно-рябої молочної - СР ВВ, Am-І ВВ, РTf SS ; симентальська - СР ВВ, Am-І ВС. Разом із тим спостерігається чітка тенденція до значного зменшення надою з появою інших алельних варіантів у цих локусах.

Пріоритет за жирномолочністю в порівнянні з іншими тваринами матиме симентальська порода з типом Tf D2D2 - CP ВВ - Am-І ВВ - PTf SS - PN L - 4,28%. У найбільшій мірі вплив на вміст жиру в молоці у лебединських корів належить комплексу генотипів Tf АА - CP ВВ - Am СС - PTf SS - PN L - 4,2%. Нижчий рівень серед максимумів мають чорно-рябі - 4,07% - Tf D2D2 - CP АА - Am-І ВВ - PTf SS - PN H. Установлено, що в стаді створюваного типу чорно-рябої молочної худоби позитивний ефект на зростання жирності молока мають варіанти СР АА - РTf FF- PN H, у сименталів австрійської селекції СР ВВ. Дослідженнями доведено, про пасивність, відсутність впливу жодного із можливих генотипів локусу посттрансферину по відношенню до жирномолочності в імпортованих тварин.

Наведені вище дані свідчать про наявність суттєвого генетичного потенціалу серед популяцій худоби північно-східного регіону України, постійне їх удосконалення має тенденцію до зростання продуктивності.



ВИСНОВКИ

1. Встановлені генетико-біохімічні системи, що сприяють реалізації високого рівня продуктивних ознак і дають можливість прогнозувати молочні якості корів вітчизняної та імпортної селекції в умовах північно-східного регіону України. Визначено показники поліморфізму локусу капа-казеїну, суттєвою концентрацією алеля В відрізняються лебединська, створюваний тип української чорно-рябої молочної породи і меншою симентальська.

2. Встановлено, що тварини створюваного типу української чорно-рябої молочної породи мають вищі у порівнянні з лебединськими надої. За результатами першої лактації різниця складала 435 кг (Р>0,99), другої - 474 кг (Р>0,95) і третьої - 759 кг (Р>0,999) при середньому вмісті жиру 3,85 - 4,0%. Рівень молочної продуктивності австрійських сименталів за першою лактацією є вищим у порівнянні з вітчизняними породами (Р>0,999). Встановлено, що зміна природно-кліматичних умов симентальських тварин, народжених в Австрії, не вплинули на ступінь реалізації генетичного потенціалу молочної продуктивності, де спостерігаємо поступове зростання надоїв.

3. За даними екстер'єрних особливостей промірів будови тіла, індексами та живою масою симентальські корови позитивно відрізняються від ровесниць інших порід північно-східного регіону України, при статистично підтверджених різницях. У тварин створюваного типу чорно-рябої молочної породи збільшилась висота в холці на 1,7 см (Р>0,95), обхват грудей на 3,5 см (Р>0,99), вони мають перевагу над лебединськими за живою масою на 19 кг (Р>0,999). Більшими від симентальських за індексами розтягнутості та довгоногості є лебединські корови (Р>0,99), але за тазо-грудним вони перевищують вітчизняних тварин (Р>0,999).

4. Експериментально доведено породоспецифічні особливості за генетико-біохімічними системами крові вітчизняних порід за наявність алельного варіанту Tf E, який відсутній в імпортної, а також низького рівня гетерозиготності за локусом GC популяцій лебединської та створюваного типу української чорно-рябої молочної худоби.

5. Визначено, що симентали генотипу TF D1D2 вірогідно мають вміст жиру в молоці на 0,24 % більше в порівнянні з Tf AD2 (Р>0,95) та встановлено вірогідний вплив Hb АА на підвищення молочності (Р>0,95). Наявність вірогідної різниці 1043 кг (Р>0,99) за надоєм і 0,15 % (Р>0,95) за вмістом жиру вказує на те, що в стаді лебединських корів гомозиготний тип СР АА зумовлює вищі характеристики продуктивних ознак у порівнянні з одногенотипними чорно-рябими коровами.

5. Надої лебединських корів будуть більші, у межах 726 - 1043 кг (Р>0,99), від одногенотипних CP AA, Hb AA, NP L створюваного типу української чорно-рябої молочної, крім того молоко бурих корів типу TF AA, GC BB, Hb AA, PN L має вміст жиру на 0,16 - 0,19% більше (Р>0,999).

7. За допомогою ПЛР зафіксовано досить високу частоту зустрічаємості алельного варіанту В локусу капа-казеїну для тварин вітчизняної селекції, що дозволяє вирішувати проблеми, економічну та сиропридатності сировини, а також отримання племінних бугаїв. За наявності високої концентрації гетерозиготних тварин у популяціях та використанні ідентифікованих бугаїв-плідників з бажаними генотипами ВВ і АВ капа-казеїну можуть бути створені стада корів, що продукують молоко з високими технологічними властивостями.

8. При переробці молока на сир виявлено відмінності за його технологічними показниками. Молоко тварин лебединської і створюваного типу української чорно-рябої молочної породи зсідалося на 5 хв. раніше від молока, отриманого від симентальських корів. Витрати сировини на виготовлення 1 кг сиру були найменші й однакові, відповідно, у лебединської та симентальської худоби, а молока чорно-рябих корів витрачалося на 0,23 кг більше.

9. Встановлено відмінності за амінокислотним складом сирів, вироблених із молока корів різних порід. За загальною концентрацією амінокислот суттєву перевагу мають сири із молока лебединських корів, на 13,8 г/кг менший вміст у створюваного внутріпородного типу української чорно-рябої молочної породи та на 10,7 г/кг у симентальських при Р>0,999.

Пропозиції виробництву

1. У подальшій роботі по створенню внутріпородного типу української чорно-рябої молочної породи доцільно розширювати власну племінну базу, широко виявляти тварин з бажаним рівнем продуктивності та використовувати плідників-поліпшувачів.