Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Биологические основы формирования маточных стал карпа в тепловодном рыбоводстве

ВАК РФ 03.00.10, Ихтиология

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Законнова, Людмила Ивановна, Новосибирск

Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт рыбного хозяйства (СИБРЫБНИИПРОЕКТ) Новосибирское отделение

На правах рукописи

Законнова Людмила Ивановна

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ МАТОЧНЫХ СТАД КАРПА В ТЕПЛОВОДНОМ РЫБОВОДСТВЕ

03.00Л0 - ихтиология

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель кандидат с/х наук, старший научный

сотрудник A.A. Ростовцев

Новосибирск 1999

СОДЕРЖАНИЕ

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

ГЛАВА I. Обзор литературы.............................................................8

ГЛАВА И. Материалы и методы исследований................................26

ГЛАВА III. Биологическая характеристика производителей первичного стада карпа........................................................................35

ГЛАВА IV. Формирование исходного селекционного стада беловско-

го карпа...................................................................................97

ГЛАВА V. Биологическая характеристика первого селекционного поколения беловского карпа........................................................116

ГЛАВА VI. Разработка принципов формирования исходного селекционного стада карпа..................................................................160

ВЫВОДЫ..........................................................;..:..:....................163

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ....................164

ЛИТЕРАТУРА..............................................................................166

ПРИЛОЖЕНИЯ..........................................................................186

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Основы тепловодного карповодства на территории России были заложены опытами ВНИИПРХ по выращиванию в садках товарного карпа. С тех пор это направление рыборазведения получило широкое распространение (Конрадт, 1979; Егоров, Ростовцев, Рудов, 1998). Разведение и выращивание карпа с использованием теплых вод имеет ощутимые преимущества по сравнению с прудовым карповодством. Высокая концентрация производственных мощностей, ранние сроки созревания тепловодных производителей по сравнению с прудовыми, длительный вегетационный период, высокие температуры воды, обеспечивающие быстрый рост товарной рыбы, низкие коэффициенты оплаты кормов делают тепловодное рыбоводство высокорентабельным и продуктивным.

Формирование высокопродуктивных маточных стад карпа в условиях тепловодного рыбоводства отличается своеобразием предъявляемых к ним требований, так как разведение и выращивание карпа часто происходит в водоемах с нерегулируемым, относительно неблагоприятным гидрохимическим режимом при повышенных производственных плотностях. В связи с этим наиболее важным представляется повышение выживаемости товарной рыбы на начальных стадиях онтогенеза. Одним из ведущих направлений тепловодной селекции считают отбор быстрорастущих, в ы с о к о п л о д о в и т ы х, раносозреваю-щих особей с высокой выживаемостью (Зонова, Пономаренко, 1978). Не менее важной является селекция на устойчивость к гипоксии, локальным перегревам воды, неизбежным в садковых хозяйствах, на устойчивость к заболеваниям, в частности, к жаберной болезни, вызванной высокой концентрацией биогенов в акватории рыбхозов.

В этих условиях создание маточных стад карпа возможно лишь путем выявления лучших рыб-основателей и их последующей селекции. Выявление рыб-основателей селекционного стада возможно осуществить только на основе всесторонней характеристики производителей из имеющегося первичного стада рыб, тщательной их оценки по основным рыбоводно-биологическим показателям и целенаправленного подбора самок и самцов для воспроизводительных скрещиваний.

Вместе с тем, отечественных пород тепловодного карпа, отвечающих этим требованиям, до сих пор не создано, хотя селекционная работа ведется рядом научных учреждений (Зонова, Пономаренко, 1978; Привезенцев. 1985).

Рядом исследователей созданы предпосылки для использования в селекционной работе с рыбами современных методов, в частности, биохимической генетики. Эти методы позволяют осуществить не только надежное маркирование племенных отводок (линий), но и произвести оптимальный отбор и подбор производителей по выживаемости потомков.

Цель и задачи работы. Настоящее исследование посвящено разработке биологических основ формирования маточных стад карпа в тепловодном рыбоводстве путем всесторонней оценки имеющегося на Беловском рыбхозе стада производителей карпа, определения группы лучших по фенотипическим признакам особей и их сочетаемости по генетическим признакам.

В задачу работы входило:

1 .Исследование морфологических и репродуктивных свойств производителей первичного стада карпа Беловского рыбхоза, определение уровня корреляционных связей между этими признаками и

отбор лучших по фенотипическим признакам особей.

2. Исследование генетического разнообразия производителей первичного стада карпа по генотипам чешу йного покрова, по альбу-м и н о -тр а н с ф ер р и н о в о м у комплексу плазмы крови и определение оптимальной сочетаемости производителей по выживаемости потомков.

3. Выработка принципов формирования высокопродуктивного стада карпа и создание на их основе первого селекционного поколения беловского карпа.

4. Исследование возможности практического применения полученных результатов на ранних стадиях селекционной работы.

Теоретическое значение и научная новизна. В работе впервые предложен способ формирования двух, генетически отдаленных линий только на основе стада местного беспородного карпа, путем ас-сортативного подбора гомозиготных по альбумино-трансферриново-му комплексу плазмы крови производителей одной, и гетерогенному подбору по этому комплексу - другой линии.

Изучены морфологические и репродуктивные параметры производителей из первичного стада беловского карпа и ко рр ел я ц и о иные связи между ними. Исследована генетическая структура стада. Выявлено, что первичное беспородное стадо беловского карпа состояло из чешуйчатых (ББпп, Ббпп) и разбросанных особей. Обнаружено 10 фе-нотипических групп производителей по альбумино-трансферриново-му комплексу. Самая высокая выживаемость и темп роста были характерны для молоди, полученной от производителей, составляющих самую многочисленную фенотипическую группу по альбумино-т р а н с ф е р р и н о в о м у комплексу крови, имеющих одинаковый гомозиготный состав по альбуминам (АА) и трансферринам (ВВ).

Промышленный гетерозисный эффект, выражающийся в увели-

чении выживаемости молоди, полученной от межлинейных скрещиваний, на 20-25 %, проявлялся уже на уровне первого селекционного поколения.

Практическая значимость. В результате проведенных исследований, разработаны принципы, согласно которым на Беловском рыбхозе создано высокопродуктивное ремонтно-маточное стадо производителей, состоящее из двух генетически отдаленных линий карпа. В состав этого стада входят 700-750 половозрелых особей в возрасте от трех до шести лет и 1500 ремонтных особей младшего возраста. Начиная с первого селекционного поколения, производителей из обеих линий используют для получения промышленной гетерозисной молоди.

Апробация работы. Материалы диссертации изложены на Третьем всесоюзном совещании по рыбохозяйственному использованию теплых вод (Нарва, 1986), на XXI пленуме Западно-Сибирского отделения Ихтиологической комиссии Минрыбхоза СССР (Новосибирск, 1 989); на заседании Ученого Совета Научно- и с с л е д о в а т е л ь -ского института ветеринарной генетики и селекции, кафедры «Разведения сельскохозяйственных животных и генетики» и кафедры «Зоологии и рыбоводства» Новосибирского государственного аграрного университета (Новосибирск, 1996); на научной конференции «Биологическая продуктивность водоемов Западной Сибири и их рациональное использование» (Новосибирск, 1996); на научной конференции «Состояние водных экосистем Сибири и перспективы их использования» (Томск, 1998).

Публикации. Основные результаты исследования изложены в 10 печатных работах.

Работа была выполнена в Новосибирском отделении Сибирского

научно-исследовательского и проектно-конструкторского института рыбного хозяйства под руководством к.с/х.н., с.н.с. A.A. Ростовцева. Выражаю глубокую признательность сотрудникам ГосНИОРХ: A.M. Сахарову, А.Г. Яблокову, Л.В. Волковой, за методическую помощь; сотрудникам Беловского рыбного хозяйства М.И. Константинову и И.В. Никишкину за помощь в проведении практической части работы. За любезно предоставленную возможность проведения исследований по биохимической генетике в НИИББ Томского Государственного университета благодарю д.б.н., профессора В.Н. Стегния. Особую признательность выражаю к.б.н. A.C. Слуцкому (ГосНИОРХ) - идейному вдохновителю настоящей работы.

ГЛАВА I

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Пели и методы селекционной работы.

Любая селекционная работа обычно начинается с определения целей и задач этой работы и методов, при помощи которых будут достигнуты необходимые результаты. При работе с рыбами приходится решать две основные задачи: улучшение продукционных качеств и создание пород, приспособленных к конкретным условиям разведения. Важнейшими направлениями селекционной работы с карпом считают: повышение эффективности использования корма, скорости роста, общей жизнеспособности, устойчивости к наиболее опасным заболеваниям (краснуха, ВПП, жаберное заболевание); создание пород, приспособленных к различным зонально-климатическим условиям; создание пород, п р и с п о с о б л е н н ы х к заводской технологии, в том числе для культивирования в установках с замкнутым водоснабжением (Головинская, 1983; Илясов, 1983; Попов, 1983; Катасонов, Чер-фас, 1986; Кирпичников, 1987).

Методической основой селекции рыб служит комбинированный отбор, заключающийся в последовательном проведении в течение одного поколения семейной селекции, массового отбора и проверки производителей по потомству, теоретические основы которого были разработаны B.C. Кирпичниковым в 1933-1970 гг. (Кирпичников, 1 966а, 19666). Такой метод отбора был успешно использован при селекции ропшинского карпа (Кирпичников и др., 1972), при селекции атлантического лосося (Gjedrem, Skjervold, 1978; Gjedrem, 1979, 1983; Gall, 1983) и канального сомика (Bondari, 1980, 1983).

H.A. Леманова и Е.С. Слуцкий считают, что при формировании маточных стад рыб массовый отбор по весу тела является одним из основных направлений селекционной работы. В зависимости от направлений селекции, целей и задач, поставленных для данной конкретной работы, сроки и напряженность массового отбора по этому признаку могут быть различными. Например, в индустриальном форелеводстве наиболее рациональным оказался ранний массовый отбор по весу тела (Леманова, Слуцкий, 1984).

Е.С. Слуцкий (1978) полагает, что массовый отбор по пластическим параметрам целесообразно проводить до наступления половой зрелости, так как массовый отбор среди производителей малоценен и малоэффективен, потому что ко времени наступления половой зрелости стадо обычно разбраковано по основным экстерьерным признакам и их изменчивость невелика при высокой концентрации вариант вокруг средней.

Ю.Ф. Тищенко (1985) показал, что осуществление массового отбора по одному только признаку - массе тела, может привести к нежелательным коррелированным изменениям. Селекционный процесс будет более эффективным, если при отборе учитывать одновременно несколько признаков. Такое возможно при применении в селекционной работе ступенчатого отбора - системы мероприятий, направленных на улучшение породы рыб по нескольким признакам. Успешному проведению ступенчатого отбора при селекции рыб способствует их большая плодовитость, которая позволяет провести прямой массовый отбор по нескольким признакам в одной генерации, при этом интенсивность и напряженность отбора на каждой ступени будет зависеть от уровня разнообразия селекционируемых признаков (Никоро и др. 1968).

При проведении селекционной работы целесообразно придерживаться схемы периодизации селекционной работы с рыбами, предложенной Е.С. Слуцким (1978):

I. Период создания исходного маточного стада. Основной целью этого этапа следует считать создание исходного маточного стада рыб, причем главная задача периода сводится к тому, чтобы рыбы, составляющие его, несли "генетическую информацию, необходимую для решения конкретной селекционной задачи."

II. Период создания породы - период собственно селекции. Конечная цель этой работы - создание породы - группы рыб, обладающих заранее запланированными рыбоводно-биологическими свойствами и передающими эти свойства по наследству. Методическая основа этого периода - предельно допустимое, целенаправленное сужение информации, накопленной в исходном стаде. Опыт ведущих селекционеров показывает, что этот период завершается, как правило, на уровне 5-7 селекционных поколений (Кузема, 1953; Томиленко и др. 1978; Головинская, Боброва, 1982; Кирпичников, 1987).

При формировании первичного стада от ограниченного числа производителей следует учитывать "принцип основателя" (Wright, 1951), согласно которому вклад генотипов отдельных особей в генофонд отдельных популяций чрезмерно велик, поэтому необходимо точное знание генетических особенностей рыб - основателей (Слуцкий, Ефанов, 1978).

При селекционной работе породы (¡породные группьф расчленяются на внутрипородные группы, что, по мнению В.Я. Катасонова и Н.Б. Черфас (1986) позволяет специализировать направления в селекции, сохраняя достаточную гетерогенность породы в целом.

1 Порода, породная группа г

*

Внугрипородные типы Экологические типы

Внутрипородные племенные группы (отводки)

I

Линии,семьи

История селекционной работы с карпом Одним из основных объектов товарного рыбоводства во многих странах является карп, поэтому его селекции уделяется большое внимание. Замена на рыбхозах беспородных маточных стад генетически улучшенными производителями позволяет существенно повысить ры-боводно-экономические показатели хозяйств.

В начале XX века карповодство развивалось в южных районах России и было, как правило, пастбищным. Маточные стада преимущественно состояли из галицийских карпов из районов, прилегающих к р. Дунай, реже - из других разновидностей карпа, например, лау-зицкого, завезенного из Польши (Катасонов, Черфас, 1986).

Первые работы по селекции карпа на территории СССР относятся к 20-м годам. А.И. Кузема был создан украинский чешуйчатый и рамчатый карп (Кигета, 197 1). Исходным материалом для создания этих пород послужили карпы из старинного прудового хозяйства «Антонины», в котором содержались зеркальные галицийские карпы, завезенные в XIX веке из Польши, скрещенные с местными беспородными карпами. Основным методом, использованным при селе к-

ции украинского чешуйчатого и рамчатого карпа, явился массовый отбор с высокой интенсивностью в младших группах рыб (не более 3 % сеголетков), однако были сделаны попытки оценки производителей и семейного отбора.

В 1954-1956 гг. украинские чешуйчатые и рамчатые карпы были признаны первыми отечественными породами карпа (Кузема, 1953, 1966). В 1956-1985 гг. на Украине проводились многочисленные исследования меж- и внутрипородных скрещиваний, главной задачей которых являлось улучшение продуктивных качеств и жизнестойкости (Томиленко, Кучеренко, 1975; Томиленко и др., 1977; Томиленко, 1981; Шпак, И щук, 1982).

В 1935 г. были начаты работы по созданию зимостойкого роп-шинского карпа путем скрещивания европейских карпов галицинекого происхождения с диким амурским сазаном Ciprinus carpió haematopterus (Кирпичников, 1987). Основные принципы, использованные в этой работе: массовый отбор большой интенсивности и проверка производителей по потомству. При выращивании производителей 2-го и 3-го селекционных поколений в течение первого и второго года выращивания на племя отбирали не более 0,5 % от всех рыб, но связи с проявлением нежелательных «коррелированных изменений», проявившихся в нарушении деятельности половых желез, от излишне напряженного отбора отказались, и в последующих селекционных поколениях напряженность отбора была снижена до 5 %. В результате проведенных селекционных работ была выведена порода карпа, приспособленного для выращивания в северных и северо-западных районах (Кирпичников, 1967, 1972, 1981, 1987; Zonova, Kirpichnikov, 1971; Кирпичников и др.. 1 972; Кирпичников, Факторович, 1972; Зо-нова, 1976,а).

В дополнение к существующим породам карпов в 1986 г. официально признана еще три породы - сарбоянский карп, отличительной особенностью которого является холодоустойчивость (Коровин, Зыбин, 1983; Коровин, 1989, а, б), высокоплодовитый парский (Боброва, 1978; Боброва, 1979; Головинская, Боброва, 1982), алтайский (Иванова и др., 1989). В стадии завершения находится создание краснодарского, с повышенной устойчивостью к заболеванию краснухой (Кирпичников и др., 1971; Горадзе, 1982), казахстанского (Цой, 1980, 1983: Пак, Цой, 1982), нивчанского внутрипородного карпа. В настоящее время развернуты работы по селекции среднерусского