Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Биологические и продуктивные особенности седьмого поколения алтайского зеркального карпа

ВАК РФ 06.02.01, Разведение, селекция, генетика и воспроизводство сельскохозяйственных животных

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата биологических наук, Пищенко, Елена Витальевна, Новосибирск

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РФ НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ВЕТЕРИНАРНОЙ

ГЕНЕТИКИ И СЕЛЕКЦИИ

На правах рукописи

ПИЩЕНКО Елена Витальевна

БИОЛОГИЧЕСКИЕ И ПРОДУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СЕДЬМОГО ПОКОЛЕНИЯ АЛТАЙСКОГО ЗЕРКАЛЬНОГО КАРПА

06.02.01 - разведение, селекция, генетика и воспроизводство сельскохозяйственных животных

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель доктор биологических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ В. Л. Петухов

НОВОСИБИРСК 1999

Содержание

ВВЕДЕНИЕ................................................ 3

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ......................................б

1.1. Общие закономерности оценки количественных признаков

у рыб...................................................б

1.2 . Гематологические показатели........................13

1. 3 . Биохимический полиморфизм белков крови и мышц......16

2 .МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.....................23

3.БИОЛОГИЧЕСКИЕ И ПРОДУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СЕДЬМОГО

ПОКОЛЕНИЯ АЛТАЙСКОГО ЗЕРКАЛЬНОГО КАРПА.................34

3.1. Экбтерьерные признаки рыб седьмого поколения селекции .. 34

3.1.1. Сеголетки.......................................34

3.1.2. Трехгодовики....................................4 0

3.1.3. Самки...........................................46

3 . 2 . Плодовитость самок.................................62

3.3. Интерьерные признаки...............................68

3.3.1. Динамика внутренних органов.....................69

3.3.2. Остеологические признаки.........................72

3 . 3 . 3 . Гематологические показатели......................7 4

3.3.4. Белковый полиморфизм крови и мышц...............7 7

4.ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОМЫШЛЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЫБ СЕДЬМОГО

ПОКОЛЕНИЯ СЕЛЕКЦИИ.....................................8 6

4.1. Сравнительная оценка продуктивности самок при

заводском методе получения потомства................... 86

4. 2. Скорость роста и использование корма...............8 8

ВЫВОДЫ.................................................92

Предложения производству...............................94

Литература.............................................95

Приложения ...........................................116

ВВЕДЕНИЕ

В последнее десятилетие в развитии рыбного хозяйства многих стран произошли коренные изменения: увеличение объема производства продукции обеспечивается не за счет интенсификации промысла, а путем развития аквакультуры, главным образом рыбоводства.

В 1993 г. в мире выращено около 14 млн т рыб и водных беспозвоночных, а вместе с урожаем водорослевых плантаций человечество получило за счет аквакультуры почти 18 млн т продукции, или 17% от объема водного промысла.

Актуальность темы. В России основным объектом разведения в прудовых хозяйствах является карп, товарная продукция которого составляет 80% общего производства прудовой рыбы.

Карпа выращивают как в естественных условиях•прудовых и озерных рыбоводных хозяйств, так и в тепловодных рыбхозах разных типов. В 1995г. общий объем производства товарного карпа составил 7 6,5 тыс т (Глущенко, 1996).

В Западной Сибири в результате планомерной селекционной работы под руководством Ивановой З.А. была создана порода рыб - алтайский зеркальный карп (A.c. № 6135) . Рыбы этой породы хорошо приспособлены к резко континентальному климату и характеризуются устойчивым наследованием хозяйственно

полезных признаков. Целью дальнейшей селекционно-племенной

«

работы с породой является сохранение и совершенствование ее продуктивных качеств. Для этого необходимо подробно изучить биологические, генетические, морфофизиологические особенности и рыбоводные качества. Закрепить в потомстве ценные признаки, обеспечивающие наиболее высокую продуктивность.

Цель и задачи исследований. Целью работы является изучение комплекса признаков у рыб седьмого поколения селекции алтайского зеркального карпа.

В задачи исследований входят:

1. Выявление особенностей изменения морфологических признаков карпа по поколениям.

2. Испытания породы на отличимость, однородность и стабильность .

3. Установление степени связи экстерьера и продуктивных качеств у разных возрастных групп.

4. Изучение биохимических и гематологических параметров алтайского зеркального карпа F7.

5. Количественная оценка эффективности питания рыб в разных экологических условиях.

Работа выполнена по научно-техническим заданиям и программам МСХ СССР и ВАСХНИЛ проект 005 "Пресноводная аква-культура" Государственной научно-технической программы "Высокоэффективные процессы производства продовольствия" (04.Н1Д, ГКНТ, № 130521.10.91), программе "Аквакультура

1993 - 2005", подпрограмма "Воспроизводство рыб и других

«

гидробионтов" задание "Сформировать зональные экологические типы алтайского карпа в I-II зонах рыбоводства Западной Сибири", по подпрограмме Федерального селекционно-генетического центра рыбоводства "Селекция, генетика и воспроизводство рыб" по теме 02.01.08"Выведение новых и совершенствование существующих пород, породных групп рыб - алтайский зеркальный карп".

С 1993 г. и по настоящее время автор диссертации принимает участие в работе по совершенствованию породы алтайского зеркального карпа, его разведению и повышению продуктивности; в работах по внедрению селекционного достижения в рыбхозах Алтайского края и Новосибирской области.

Научная новизна. Проведены комплексные испытания породы алтайский зеркальный карп седьмого поколения на однородность и стабильность по некоторым морфобиологическим показателям.

В процессе селекции установлено снижение вариации по массе, длине и обхвату тела рыб.

Выявлена внутрипородная дифференциация по генетическим полиморфным системам (трансферрины, эстеразы.

Найдены особенности в строении осевого скелета и выявлен полиморфизм в популяциях алтайского зеркального карпа по количеству позвонков.

Определен экологический статус по морфологическим, генетическим и рыбохозяйственным параметрам.

Практическая значимость. Основные результаты исследований применены при лицензировании хозяйств-оригинаторов, сертификации племенной продукции и рациональном использовании племенных маточных стад алтайского зеркального карпа. Материалы диссертации используются в лекционном курсе "Рыбоводство" для студентов зооинженерного факультета и групп специализации "Рыбоводство".

«

Основные положения, выносимые на защиту:

- особенности изменения морфологических признаков алтайского зеркального карпа по поколениям.

- изучение биохимических и гематологических параметров алтайского зеркального карпа Р7.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Общие закономерности оценки количественных признаков у рыб

При акклиматизации карпа в Алтайском крае и 32-летнем естественном отборе, как и в природе при свободном скрещивании шла непрерывная внутрипопуляционная гибридизация со сложным расщеплением, возникновением сложных гомозигот и гетерозигот. Создавалась многообразная гетерозиготность, сложная генетическая структура популяции. В таких популяциях, наряду с широко представленными смешанными генетическими гетерозиготами, существуют и гомозиготные особи. По мнению ряда авторов, такие популяции стойко сохраняют свое генетическое разнообразие на основе -перевода в гетерозиготное состояние массы рецессивных изменений (Дубинин, 1976).

Каждая особь в популяции оказывается гетерозиготной по большому числу генов. Это генетическое разнообразие сохраняется и развивается в течение длительного времени, обеспечивая популяции очень высокую наследственную изменчивость. Эффективность отбора в таких популяциях общеизвестна и теоретически обоснована еще в 1903 г. В.Л. Иоганнсеном (1935) .

На громадное значение отбора при создании пород сельскохозяйственных животных указывал еще Ч. Дарвин (1987). Он

*

отмечал, что породы создавались на основе пластичности животных. Роль отбора заключается в громадных результатах, получаемых накоплением в одном направлении у следующих друг за другом поколений различий, совершенно не заметных для непривычного глаза. "...Улучшение ни в коем случае не достигается скрещиванием различных пород: все лучшие животноводы решительно высказываются против этого приема, практи-

куя его только в применении к близким между собой подпоро-дам. А в тех случаях, когда было произведено скрещивание, самый строгий отбор оказывается еще более необходимым, чем в обычных случаях..." (Дарвин, 1987). Современные методы селекции дополняют и объясняют классическую форму отбора описанную Ч.Дарвиным.

Массовый направленный отбор как метод селекции обоснован с генетических позиций многими авторами. Подчеркивается его важное значение для установления генетического, полиморфизма. Этот метод селекции, в сочетании с индивидуальным подбором самок и самцов для воспроизводства с наиболее выраженными признаками породы позволяет сформировать типы с более устойчивой наследственностью (Горин, Русяев, Сперанский и др., 1979).

B.C. Кирпичниковым (1967) на основе обобщения обширных материалов по расам и породам карпа, зоогеографии и систематике его дикого предка сазана установлена высокая наследственная изменчивость (гетерогенность) популяций сазана и карпа. Выявлена высокая наследуемость ряда признаков экстерьера. Наследственная природа различий по скорости роста установлена при изучении темпа роста сазана (дикого предка карпа) в естественных водоемах. У этого вида рыб выявлены наследуемые различия по зимостойкости, уровню обмена веществ и другим признакам. Высокая изменчивость сазана и карпа предполагает возможность быстрых эволюционных преобразований в пределах вида Cyprinus carpió L.

Е.С. Слуцким (1978а) выполнено фундаментальное обобщение исследований фенотипической изменчивости рыб,'положенное в основу теоретического обоснования принципов массового отбора по этапам селекционной работы с рыбами. Отмечена ведущая роль массового направленного отбора в стабилизации

породных качеств в созданных породах рыб. Массовый отбор по фенотипу рассматривается как взаимодействие генофонд - фе-нотипическое разнообразие - отбор. В конкретных условиях преимущество получают только некоторые фенотипы с особенностями, определяемыми генотипическим разнообразием. При этом подчеркнуто, что определяющей причиной общей изменчивости является разнообразие, сложившееся из накопленных за многие поколения мутаций, на основе которого при формирующем действии среды и складывается общая фенотипическая изменчивость . Наряду с другими видами рыб, охарактеризована изменчивость ряда признаков ропшинского карпа при селекции. Отмечен высокий коэффициент вариации массы тела карпа разных возрастных групп, а также рабочей плодовитости самок. Выявлена взаимосвязь массы тела с другими признаками. Особенно высок коэффициент корреляции, со значением более 0,7, общей массы рыбы с высотой и толщиной тела.

При изучении наследуемости признаков у карпа B.C. Кирпичниковым (1987), Г.А. Ненашевым (1966, 1969) и другими авторами отмечена малая наследуемость массы тела у личинок и мальков, у сеголетков она не превышает 0,2-0,3 и увеличивается с возрастом. Это подтверждают данные по имеющей место корреляции массы производителей и потомства. Массовый отбор среди производителей должен быть более эффективным, чем среди молоди. Выявлен матроклинный характер наследования прогонистости тела. Вероятна матроклиния и по толщине тела.

Известно также, что наследуемость темпа роста у карпа при групповом отборе лежит в пределах от 0,25 до 0,75 (Moav, Wohlfarth, Soller, 1964).

В исследованиях по форели установлено, что у одомашненных видов рыб в результате селекции накапливаются доминант-

ные гены, способствующие ускоренному росту (Ке1зепМс111ег, McIntyre, 1977) .

Более плотная водная среда накладывает отпечаток на внешние отличия пород рыб. Например, она не способствует появлению большого количества окрасок, и поэтому различать породы рыб по этому признаку нецелесообразно. Как правило, при идентификации ныне существующих пород рыб используются различные экстерьерные признаки (коэффициент упитанности, показатель широкоспинности, индексы ширины тела, наибольшего обхвата и т.д.). Каждый из этих признаков может изменяться в значительных пределах, в связи с чем четкие отличия по ним можно установить лишь между крайними вариантами, как например, украинские и ропшинские карпы (Богерук, Волчков и др., 1997). Различия между такими породами могут быть выявлены только после серии специальных экспериментов с достаточным числом повторностей.

*

Большое значение для оценки породы имеют также однородность и стабильность. При этом требования по однородности предъявляются к каждой из популяций или групп породы. Показателем степени однородности для количественных признаков может служить коэффициент вариации. В отселекционированном стаде карпа коэффициент изменчивости массы тела (в товарном возрасте) обычно не превышает 20, экстерьерных показателей - до 7-8, коэффициент упитанности - до 12-13, плодовитости самок - до 15%. О степени однородности стада можно судить и по особенностям биохимического полиморфизма.

Порода считается стабильной, если ее характерные признаки стойко наследуются. В связи с длительным периодом полового созревания у карпа практически невозможно проводить непосредственную оценку стабильности методом сравнения родителей и потомства. Поэтому о стабильности обычно судят

по степени однородности и повторяемости (Илясов, Богерук, 1997) .

Достаточно высокий уровень однородности и стабильности достигается путем отбора в ряде поколений. Скорость этого процесса зависит от ряда факторов: генетической природы признака, исходного генетического разнообразия, интенсивности отбора. Чем выше интенсивность отбора, тем быстрее достигается стабилизация признаков, по которым ведется селекция.

Важнейшим критерием хозяйственной ценности пород является продуктивность. В рыбоводстве понятие селекции на продуктивность не столько в увеличении рыбной продукции, сколько в улучшении экономических показателей ее производства. Особенность понятия продуктивности у рыб состоит также в том, что этот показатель носит групповой характер. Продуктивность рыб напрямую зависит от таких показателей, как рост и жизнеспособность (Богерук, Илясов и др., 1997).

Для оценки жизнеспособности рыб может применяться ряд физиологических показателей: уровень сывороточного белка и гемоглобина в крови, устойчивость к дефициту кислорода, качественный состав жирных кислот и другие (Сорвач^в, 1982; Лукьяненко и др.,1991; Морузи, 1996).

Важнейшим показателям продуктивности является оплата корма (затраты кормов на единицу прироста массы рыбы). Преимущество определенных пород по этому показателю обычно связано с лучшими показателями роста и жизнеспособности, а также может быть результатом специально проведенной селекции.

Для более полной картины параметров, по которым породы отличаются друг от друга, изучают интерьерные показатели

связанные с продуктивностью, жизнестойкостью и иммунной

«

устойчивостью организма.

Селекция рыб и животных базируется в основном на анализе различных морфометрических признаков. Все они характеризуются высоким уровнем изменчивости в процессе роста организма. Поэтому возникает необходимость найти признаки,

"сигнальные" по отношению к селекционным, мало подверженные

«

влиянию среды. Остеологические признаки полностью удовлетворяют этим требованиям. Будучи тесно скоррелированными с некоторыми селекционно важными признаками, они рано закладываются в онтогенезе и, исключая самые ранние его стадии, не подвержены модификационной изменчивости. Использование остеологических признаков оправдано существенным преобладанием генотипической изменчивости над средовой, что позволяет проводить объективное сопоставление разных генераций одного поколения селекции (Ганченко, 1989; Ганченко, Илясов и др. 1992) .

Обстоятельные исследования изменчивости по числу позвонков были проведены на сельдях (Heincke, 18 98; Schnakenbeck, 1927, 1931), на бельдюге (Schmidt, 1917, 1920, 1921), на треске (Schmidt, 1930), на форели (Taning, 1952) и на нескольких видах зубастых карпов (KokLeng-Tay, Garside, 1972; Harrington, Grossman, 1976) . В систематике рыб остеологическая характеристика нередко используется как признак, позволяющий выявлять локальные подвиды и расы (Schmidt, 1930, Дементьева, 1932).

Сигнальное значение параметров осевого скелета по отношению к плодовитости было впервые показано Ю.Г. Изюмовым, Володиным В.М., Касьяновым А.Н. (1983) при анализе плотвы Рыбинского водохранилища. Ими были выделены две морфы плотвы: высоко- и низкоплодовитая. Высокоплодовитые самки отличались повышенной частотой гена JIAA переходного отдела, низкоплодовитые - JIJIA. Достоверные различия установлены и

по частотам встречаемости особей с 16 позвонками в туловищном отделе.

Имеются отдельные указания на возможность использования остеологических параметров в качестве сигнальных, по отношению к темпу роста. В.Н. Яковлев (1981) считает, что многопозвонковые щуки растут быстре