Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Биологические особенности и мясная продуктивность бычков калмыцкой породы различных генотипов

ВАК РФ 06.02.10, Частная зоотехния, технология производства продуктов животноводства

Автореферат диссертации по теме "Биологические особенности и мясная продуктивность бычков калмыцкой породы различных генотипов"

На правах рукописи

Косян Дианна Багдасаровна

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ

И МЯСНАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ БЫЧКОВ КАЛМЫЦКОЙ ПОРОДЫ РАЗЛИЧНЫХ ГЕНОТИПОВ

06.02.10 — частная зоотехния, технология производства продуктов

животноводства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

6 НОЯ 2014

005554721

Оренбург - 2014

005554721

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства

Научный руководитель - доктор биологических наук, профессор

Мирошников Сергей Александрович

Официальные оппоненты: Ранделин Дмитрий Александрович

доктор биологических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный аграрный университет», профессор кафедры кормления и разведения сельскохозяйственных животных

Тагиров Хамит Харисович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет», заведующий кафедрой технологии мяса и молока

Ведущее учреждение: ГНУ «Поволожский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции Российской академии сельскохозяйственных наук»

Защита состоится «19» декабря 2014 г. В Ю00 часов на заседании диссертационного совета Д 006.040.01 при ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства по адресу: 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства, с авторефератом - на сайтах: http://www.vniims.org и http://www.vak.ed.gov.ru

Автореферат разослан «18» октября 2014 г.

Ученый секретарь Ажмулдинов

диссертационного совета Елемес Ажмулдинович

1 Общая характеристика работы

Актуальность темы. В настоящее время предъявляются новые требования к оценке и ранней диагностике продуктивных качеств мясного скота. Работа идет в направлении выявления животных с лучшей конверсией питательных веществ, хорошими мясными качествами по мышечному глазку, нежности мяса и т.д. Все большее распространение получает практика определения коммерческой стоимости животного на основании прижизненной оценки его качеств (Эрнст JI.K. и др. 2007, Левахин В.И. и др. 2010).

Во многом существующий прогресс в этой области стал возможным благодаря успехам в развитии технологий молекулярной биологии и генетики. Используя методы молекулярной биологии появилась возможность давать раннюю прижизненную оценку продуктивных свойств животных по наличию отдельных генов-маркеров (Фисинин В.И. и др. 2003; Williams J.L., 2010; Чугай Б. В., 2010; Зиновьева H.A. и др. 2010).

Степень разработанности темы. Исследования по прижизненной оценке активно проводятся как с целью защиты здоровья животных (Usui T., et al., 2003), так и выявления генов (отдельных локусов) ответственных за тот или иной желательный признак (Menger M., Aston W. P., 2003; Kim Y., Ryu J., 2011).

Наиболее широкое использование ДНК-технологии получили для прогнозирования продуктивных качеств скота при откорме. Так целый ряд откормочных площадок Канады и США, в последние 3-5 лет, ввели новые критерии формирования цены на молодняк для откорма, в связи с наличием или отсутствием маркеров роста, лептина и т.д. (Мирошников С.А., 2013).

В странах с наибольшим потреблением жирной говядины внедряются тесты по выявлению ряда новых полиморфизмов в гене ВТА14, ответственного за формирование мясной продуктивности (Liang Р., 2011). При этом, выявление генов, ответственных за интенсивность роста, жировой обмен, остается главным приоритетом в этой области. Однако, объективно оценивая рост и развитие животных как взаимосвязь процессов синтеза и ресинтеза белков, можно прийти к необходимости дополнительной оценки животных на наличие генов, связанных с протеолитической системой. Очевидно, что эндогенные гидролазы, ответственные за ресинтез белков определяют «перспективы» синтеза тканей «De novo». Это связано как с высвобождением необходимого пластического материала, так и с возрастными изменениями тканей (Тюпаев И.М. и др., 1990; 1999; Черепанов Г.Г., 2000, 2001)

Поэтому разработка способов идентификации и характеристики животных, носителей хозяйственно-полезных признаков по характеристике эндогенных ферментативных систем в мясном скотоводстве и поиск молекулярно-генетических маркеров, связанных с продуктивностью, представляются вполне своевременным.

До настоящего времени исследования в этом направлении проводились с целью выявления связи протеолитической системы с процессами созревания мяса. Показана тесная зависимость наличия генов, кодирующих элемент кальпаиной системы с «нежностью» мяса (Göll D.E., Casas Е. et al., 2006).

В России работы по данному направлению выполняются в лаборатории М.Ю. Минаева.

Однако проблема ранней диагностики потенциала роста животных и их продуктивности пока осталась нерешенной. Одним из возможных маркеров является ген кальпаина - CAPN1 кальций-зависимой протеазы. Структура и ДНК последовательности, а так же структура и свойства элементов хорошо изучены (Suzuki К., 1990; Smith T.P.L. et al 2001; Бондарева Л.А. и др., 2006). В частности, CAPN1 кодируется большой субъединицей р-кальпаина. Этот ген состоит из 22 экзонов и имеет размер около 30 т.н.п. В кодирующей части этого гена ранее были обнаружены две несинонимические замены, которые приводили к изменению аминокислотной последовательности в положениях 316 (глицин на аланин) и 530 (валин на изолейцин). Желательной аллельной формой, обеспечивающей получение мяса повышенной нежности является С3)6 и G530. Из вышесказанного, очевидно, что дальнейшим этапом исследований по проблеме должны стать работы, направленные на выявление связи CAPN1 с другими хозяйственно-полезными признаками животных.

Цель и задачи исследований. Целью данных исследований, которые выполнены в соответствии с «Программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по развитию Агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2011-2015 годы» тема 06.01.03.01, является изучение биологических особенностей и качества продукции крупного рогатого скота в связи с наличием полиморфизма гена CAPN1 и разработка на этой основе предложений по оценке и ранней диагностике продуктивных качеств мясного скота.

При этом решались следующие задачи:

- дать сравнительную оценку особенностей роста и конверсии корма бычками калмыцкой породы в связи с наличием полиморфизма гена CAPN1;

- изучить гематологические показатели животных сравниваемых групп

скота;

- определить показатели неспецифического иммунитета подопытных животных;

- изучить этологические особенности подопытного молодняка;

-изучить мясную продуктивность и функционально-технологические

свойства мяса животных с полиморфизмом гена CAPN1;

- определить аминокислотный состав мышечной ткани бычков калмыцкой породы в связи с наличием полиморфизма гена CAPN1;

-дать экономическую оценку производства говядины с использованием скота в связи с наличием полиморфизма гена CAPN1.

Научная новизна исследований. Впервые, в рамках работ по разработке методов ранней диагностики продуктивности мясного скота, научно обоснована целесообразность прижизненной оценки признака-наличия гена CAPN1 для предсказания потенциала интенсивности роста животных. Установлен факт большей интенсивности роста животных, гомозиготных по аллелю C3i6 гена CAPN1. Показана зависимость состава прироста живой массы и содержания незаменимых аминокислот в мясе животных в зависимости от наличия полиморфизма гена CAPN1. Получены новые данные о качестве мяса при созревании, в частности, химическому составу, биологической полноценности и структурно-механическим свойствам животных-носителей желательного аллеля гена CAPN1.

Теоретическая и практическая значимость состоит в том, что полученные результаты рекомендуется использовать в образовательном процессе по курсам биохимии и физиологии.

Внедрение представленной разработки по оценке и ранней диагностике продуктивных качеств мясного скота в практику позволит повысить рентабельность производства говядины на 2-3 %. Выявление животных-носителей полиморфизма гена CAPN1 обеспечит получение говядины с более высокими функционально-технологическими свойствами.

Методология и методы исследования. Для достижения поставленной цели и решения задач использовались стандартные физиологические, генетические, биохимические и зоотехнические методы исследования с использования современного оборудования.

Полученный результат обработан с применением общепринятых методик при помощи приложения «Excel» из программного пакета «Office ХР» и «Statistica 6.0».

Основные положения, выносимые на защиту:

Оценку и раннюю диагностику продуктивности молодняка крупного рогатого скота по величине интенсивности роста и конверсии питательных веществ корма следует проводить на основании исследований наличия аллеля СлвгенаСАРШ.

Показатели биологической ценности мяса, оцениваемые по содержанию аминокислот и изменению структурно-механических свойств мяса крупного рогатого скота при созревании, определяются наличием полиморфизма гена CAPN1.

Степень достоверности и апробация работы. Научные положения, выводы и предложения производству обоснованны и базируются на аналитических и экспериментальных данных, степень достоверности которых доказана путем статистической обработки с использованием программного пакета Statistica 6.0. Выводы и предложения основаны на научных исследованиях, проведенных с использованием современных методов анализа и расчета. Основные материалы диссертационной работы доложены на расширенном заседании научных сотрудников и специалистов отдела технологии мясного скотоводства и производства говядины ГНУ Всероссийский НИИ мясного скотоводства Россельхозакадемии (Оренбург, 2013). Работа выполнена при финансовой поддержке Федеральной целевой программой «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 гг.» (№ 8803).

По теме диссертации опубликовано 5 научных работ, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации основных результатов диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 110 страницах компьютерной верстки, состоит из введения, обзора литературы, главы с описанием материалов и методов исследований, глав собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов, предложений производству. Содержит 31 таблиц, 5 рисунков и 1 приложение. Список использованной литературы включает 222 источников, в том числе 126 зарубежных авторов.

2. Результаты собственных исследований 2.1 Материалы и методы исследований

С целью разработки новых методов комплексной оценки и ранней диагностики продуктивных качеств крупного рогатого скота, в период 20102014 гг. была проведена серия исследований по оценке биологических особенностей и мясной продуктивности бычков калмыцкой породы различных генотипов по САРЫ! (рисунок 1).

Рисунок 1 - Схема проведения эксперимента

На первом этапе в условиях ОАО «Агробизнес» Республики Калмыкия проводилась генетическая оценка месячных бычков калмыцкой породы (п=70). На основании этой оценки были сформированы три группы животных по 15 голов в каждой с различным сочетанием аллелей, соответственно, гомозиготные (III группа) и гетерозиготные (II группа) по аллелю C3i6 и гомозиготные по аллелю G гена CAPN1 (I группа).

В качестве исследуемого биологического материала в работе использовались образцы крови для выделения ДНК. Забор крови проводилея с использованием одноразового инструмента; в качестве антикоагулянта использовали 1,5 М ЭДТА. Выделение ДНК для постановки ПЦР в реальном

времени проводилось по методикам (Levin, 1992; Park, 1993; Херрингтон и др., 1999). Праймеры синтезированы на основе нуклеотидной последовательности ДНК гена CAPN1 крупного рогатого скота:

5' - AGC AGCCC АСС АТС AGAG А А А - 3'

5'- TCAGCTGGTTCGGCAGAT - 3'

На втором этапе были проведены исследования особенностей роста и развития, конверсии корма, мясной продуктивности подопытных животных, обеспечивающие разработку новых подходов к комплексной оценке и ранней диагностике продуктивных качеств на основании данных по полиморфизму CAPN1.

На протяжении всего периода исследований животные содержались в одинаковых условиях, до 8 месячного возраста - на подсосе, после отбивки бычки были переведены на стойловое содержание. Животные содержались беспривязно, со свободным доступом к воде. Кормление в стойловый период осуществлялось два раза в день, учет поедаемости кормов проводился раз в две недели, в два смежных дня. Эксперимент был завершен по достижению 14-месячного возраста животных.

В ходе экспериментов кормление скота осуществлялось в соответствии с нормами кормления (Калашников А.П. и др. 2003).

Интенсивность роста подопытных животных оценивалась на основании результатов индивидуального взвешивания с последующим расчётом среднесуточных приростов массы тела, относительной скорости роста в отдельные возрастные периоды.

Исследования химического состава кормов, биосубстратов животных производились в центре коллективного пользования Всероссийского НИИ мясного скотоводства - независимом аккредитованном Испытательном центре (аккред. Росс RU № 000121 ПФ 59).

Особенности обмена энергии в организме подопытных бычков изучались с использованием рекомендаций ARC (1984). Уровень кормления установлен по Н.Г. Григорьеву и др. (1989).

Для контроля за физиологическим состоянием подопытных животных, их здоровьем определялись гематологические показатели: количество эритроцитов, лейкоцитов, гемоглобин. В сыворотке крови определялось содержание общего белка, белковых фракций, кислотной емкости, содержание кальция, фосфора, активность ACT и AJIT по методу Райтмана-Френкеля.

В ходе исследований была дана сравнительная оценка конверсии сырого протеина и энергии корма в продукцию по методике В.И. Левахина и др. (1999).

Исследования неспецифического иммунитета проводили по оценке бактерицидной активности сыворотки крови, концентрации р-лизинов и лизоцима в сыворотке крови по методикам, предложенным О.В. Бухариным и др. (1971; 1972).

Этологические особенности подопытного молодняка оценивали с использованием рекомендаций ВНИИРГАЖ (1975).

Для изучения мясной продуктивности и качества мяса был проведен контрольный убой трех животных из каждой группы в 14 месячном возрасте. По данным контрольного убоя учитывали съемную и предубойную живую

массу, массу парной туши, количество внутреннего жира, выход туши и убойный выход и т.д.

Оценка качества мяса животных предполагала, в том числе, исследования в период созревания. Образцы мышечной ткани, полученные в течение 10 часов после убоя, хранились 18 дней при температуре 2°С. Холодильная обработка осуществлялась в соответствии с действующими нормативами. Периодически отбирались пробы для дальнейших исследований.

Исследования физико-химических показателей включали в себя: определение химического состава ткани, в частности, массовой доли жира по ГОСТ 23042-86; золы - по ГОСТ 15113-77; белка - по ГОСТ 23327-78 с предварительной минерализацией проб; определение содержания аминного азота в образцах методом формольного титрования; определение массовой доли влаги - по ГОСТ 15113.8-77.

Уровень рН водного экстракта мышечной ткани определяли потенциометрическим методом по ГОСТ 3624-87.

С целью изучения изменения состояния и структуры белков мышечной ткани, проводили исследования функционально-технологических показателей опытных образцов.

Влагосвязывающую способность (ВСС) определяли по методу Р. Грау и Р. Хамма. Влагоудерживающую способность (ВУС) определяли согласно рекомендациям P.M. Салаватулина (1983) и др.

В ходе исследований был определен аминокислотный состав мяса методом капиллярного электрофореза с использованием системы «Капель» путем измерения массовой доли аминокислот (Методика М-04-38-2009).

Экономическую эффективность предлагаемого метода ранней диагностики продуктивности мясного скота оценивали по общепринятой методике, с учетом затрат и цен на продукцию, сложившихся в 2013 году.

Статистическая обработка полученного материала проводилась с применением общепринятых методик при помощи приложения «Excel» из программного пакета «Office ХР» и «Statistica 6.0».

2.2 Результаты экспериментальных исследований

Проведение полимеразной цепной реакции в реальном времени выявило наличие полиморфизма гена CAPN1 в группе бычков калмыцкой породы крупного рогатого скота. Показано, что частота встречаемости генотипа СС в анализируемой микропопуляции составила 0,23, GG и GC составила 0,42 и 0,35 соответственно.

Как следует из полученных результатов, в популяции аллель G имеет большее распространение (0,59), в сравнении с аллелем С (0,41).

Такое распределение можно объяснить тем, что калмыцкая порода имеет общие корни с индийским зебу и представляет собой переходную форму между европейским и азиатским скотом.

Кормление и содержание подопытных животных. Условия кормления и содержания всех подопытных бычков были одинаковыми по сезонам года, в соответствии с технологией принятой в мясном скотоводстве в условиях ООО «Агробизнес» (респ. Калмыкия).

В процессе проведения опыта кормление подопытных животных осуществлялось рационами, предусматривающими один и тот же уровень кормления. Рацион в стойловый период формировался за счет сена житнякового и суданской травы, силоса кукурузного, зерна ячменя и жмыха подсолнечного.

Значительных межгрупповых различий по поедаемости кормов бычками не наблюдалось, изменения составили от 2 до 3 %.

За период после отбивки бычки потребили от 14167 до 14491 МДж обменной энергии и 169,1-172,6 кг протеина (таблица 1).

Таблица 1 — Расчет баланса энергии в организме подопытных бычков в период 8-14 месяцев, МДж/гол__

Показатель Группа

I II III

Обменная энергия 14167 14371 14491

Обменная энергия поддержания 6014 6149 6330

в т.ч. чистая энергия поддержания* 4318 4415 4545

Обменная энергия сверхпод держания в т.ч. чистая энергия продукции 8153 2996 8222 3022 8161 2999

Уровень кормления 1,7 1,7 1,7

* Примечание: затраты энергии на поддержание рассчитаны по А КС (1984)

Анализ полученных данных позволил установить, что подопытные животные содержались при одном уровне кормления - 1,7. В тоже время, ввиду межгрупповых различий использование энергии корма в межуточном обмене было различным. Это отразилось на характеристиках роста и развития животных.

Рост и развитие бычков калмыцкой породы разных генотипов.

Опираясь на данные о связи синтеза, отложения и деградации белков в скелетных мышцах, различных органах и тканях (ЬоЫеу О.Е., 1991) и исходя из тесной связи интенсивности роста животных, синтеза белка и его распадаемости (Черепанов Г.Г.,1994; Тюпаев И.М. и др. 1999) нами было сделано предположение о возможном прогнозировании способности животных к росту по гену САРЖ. Полученная гипотеза получила экспериментальное подтверждение.

Животные, гомозиготные по аллелю С316 гена САРЫ1, характеризовались более высокой интенсивностью роста (рисунок 2)

25 20 15 10 5 0

3 мес 8 мес 12 мес 14 мес

Рисунок 2 - Динамика разницы в живой массе между сравниваемыми группами, кг.

При рождении животные имели практически одинаковую массу. Однако, начиная с 3 месяца, наблюдаются различия в массе между животными III и I групп. В 8 месяцев животные III группы имели, в среднем, живую массу 227,7 кг, когда как данный показатель в I и во II группах оказался меньше на 8,4 % (Р<0,05) и 4,0 %. На момент окончания эксперимента разница составила в группах I-III - 6,2 %; III-II - 3,5 %. По величине абсолютного прироста животные III группы также преобладали над остальными животными в группах.

Таким образом, гомозиготное состояние гена С находится в определенной связи с повышенной энергией роста.

Морфологический и биохимический состав крови подопытных животных. В ходе исследований нами не было выявлено достоверных различий между группами по содержанию эритроцитов в крови. При этом III группа характеризовалась относительно большим содержанием эритроцитов. Так, превосходство бычков этой группы составляло 0,05-0,141012/л по сравнению со сверстниками из других групп (таблица 2).

Таблица 2 - Морфологические и биохимические показатели крови бычков (14 мес.)_

Показатель Группа

I II III

Эритроциты, 1012/л 5,93±0,04 6,07±0,04 6,78±0,06

Гемоглобин, г/л 125,4±0,57 127,6±0,82 131,9±1,04

Лейкоциты, 109/л 8,15±0,06 8,01±0,05 8,13±0,07

Кальций, ммоль/л 2,47±0,02 2,56±0,03 2,61 ±0,01

Фосфор, ммоль/л 2,33±0,03 2,29±0,03 2,33±0,02

Кислотная емкость, ммоль/л 110,5±0,6 113±1,50 113,3±1,60

Наибольшее количество альбуминов содержалось в сыворотке крови животных III группы. Их преимущество по изучаемому показателю над сверстниками I и III составило 2,76 и 2,70 %, соответственно. Повышенное

содержание альбуминов у животных III группы является биохимическим подтверждением более высоких среднесуточных приростов живой массы.

Анализ активности ферментов переаминирования выявил межгрупповые различия. Установлено, что бычки III группы превосходил своих сверстников из других групп по активности ферментов переаминирования.

Так, активность трансфераз аспартат-аминотрансферазы и аланин-аминотрансферазы во II и III группах в 14 месячном возрасте оказалась в пик аналогичного уровня в I группе. Однако, различия на момент окончания эксперимента были недостоверными.

Неспецифический иммунитет подопытных животных. В ходе исследований была выявлена тенденция к повышению активности лизоцима в сыворотке крови молодняка II и III групп в среднем на 9,9-11,2 %, превышающая аналогичную величину в I группе. Однако, обнаружение различия были статистически недостоверными. Оценки бактерицидной активности и термостабильной составляющей антимикробного начала сыворотки крови также не выявили достоверных различий между сравниваемыми группами.

Этологические исследования. Исходя из полученного экспериментального материала при уровне кормления 1,6-1,7 значимых изменений в поведении животных сравниваемых групп нет. Незначительными отличиями особей II и III групп стала более высокая двигательная активность 1783 и 1904 ед. шагомера за сутки против 1624 единицы в I группе. При относительно большей продолжительности активного состояния на 5,7-9,9 %. В тоже время все межгрупповые различия по характеристикам поведения животных были статистически недостоверными.

Мясная продуктивность подопытных животных. Контрольный убой, в ходе которого была изучена мясная продуктивность подопытных животных, был проведен в возрасте 14 месяцев.

Как следует из полученных данных, животные III группы имели наиболее высокую предубойную массу, превышающую на 22,7 кг (6,0 %) аналогичный показатель в I группе и на 13 кг (3,4%) во II группе. Градация сравниваемых групп по выходу туши была сходной. Так III группа превосходила I на 3,54 и II группу на 1,24 %. Разница между I и II группой составила 2,3 %. Наибольший убойный выход был зафиксирован в I группе -56,8 %, что на 0,5 % превосходила величину в III и на 0,11 % во II группе.

В ходе исследований установлено, что максимальное содержание жира наблюдалось в средней пробе мяса-фарша бычков I группы - 11,8 %, что превосходило аналогичный показатель во II и III группах на 2,3 и 1,6 % соответственно. Аналогичная градация групп отмечалась нами по химическому составу длиннейшей мышцы спины (таблица 3).

Таблица 3 - Химический состав длиннейшей мышцы спины молодняка, %

Группа Показатель

сухое вещество жир протеин зола

I 23,63±0,87 1,69±0,16 20,95±0,68 0,99±0

II 23,78±0,51 1,43±0,11 21,35±0,54 1,00±0,004

III 23,98±0,10 1,64±0,06 21,36±0,04 0,99±0

Биоконверсия протеина и энергия корма. При оценке продуктивного использования корма животными важно учитывать трансформацию кормового протеина и энергии корма в съедобную часть тела.

Анализ полученных данных свидетельствует о межгрупповых различиях в содержании протеина и жира в тканях тела (таблица 4).

Таблица 4 — Содержание протеина и жира в тканях и органах съедобной части тела животных в 14-месячном возрасте, кг_

Показатель Группа

I II III

протеин жир протеин жир протеин жир

Мякоть туши 29,2 18,0 32,0 15,1 33,4 16.8

Внутренние органы 2Д 0,47 2,22 0,52 2,28 0,51

Желудочно-кишечный тракт 1,22 0,73 1,25 0,91 1,32 1,1

Внутренний жир 0,43 12,7 0,36 10,9 0,25 9,8

Кровь 2,01 0,13 2,1 0,13 2,2 0,14

Итого 34,9 32,05 37,9 27,6 39,6 28,35

В тканях съедобной части тела животных I группы содержалось 32,05 кг жира. Это на 4,45 кг превосходит аналогичный уровень во II и на 3,7 кг в III группе. В тоже время имели место различия по содержанию протеина между группами (таблица 5).

Таблица 5 - Трансформация протеина и энергии корма в съедобную часть тела животных.

Показатель Группа

I II III

Предубойная масса, кг 377,0 386,7 399,7

Отложилось в съедобной части тела

протеина, кг 34,9 37,9 39,6

жира, кг 32,05 27,6 28,35

энергии, МДж 2107 2002 2072

Выход на 1 кг живой массы:

протеина, г 92,5 98,0 99,1

жира, г 85,0 71,4 70,9

энергии, МДж 5.59 5,17 5,18

Коэффициент конверсии, %:

протеина 9,4 10,9 11,3

обменной энергии 6,4 5,6 5,9

Так, при удельном содержании протеина в 1 кг обменной массы - 408 г в

I группе, этот показатель во II и III группах достиг 435 и 443 г. В тоже время калорийность единицы живой массы в I группе оказалась выше уровня

II группы на 7,4 %, III - на 6,0 %.

На первый взгляд, интерпретация полученного материала не исключает влияния на конечный результат других генетических факторов, определяющих липидный обмен. Между тем, учитывая значительную скорость обновления белков в тканях тела, можно предположить, что повышение интенсивности синтеза-ресинтеза белка в III и II группах, в конечном счете, может быть сопряжена с увеличением затрат энергии на поддержание жизни и большими «неэффективными» затратами корма при длительном содержании животных на рационах поддерживающего уровня. Закономерно, что большее жироотложение в I группе, а на фоне примерно одинакового потребления кормов было сопряжено с повышением коэффициента конверсии обменной энергии корма до 6,4 % против 5,6 % во II и 5,9 % в III группе.

Эффективность конверсии протеина корма во II и III группах оказалась выше 10,9 и 11,3 %, что на 1,5 и 1,9 % превосходило аналогичный показатель в I группе.

Аминокислотный состав мышечной ткани. На этапе планирования исследования мы исходили из гипотезы, что изменения в кодировании эндогенных протеаз могут быть связаны с рядом других характеристик тканей животных. Как следует из фактического материала, в нашем случае, это оказано непосредственное влияние на аминокислотный состав мышц. В частности, в длиннейшей мышце животных II и III групп отмечалось достоверное повышение содержания валина на 13,3 (Р<0,01) и 11,4 % (Р<0,05) соответственно (таблица 6).

Таблица 6 - Содержание незаменимых аминокислот в длиннейшей мышце спины подопытных животных (I сутки хранения)

Показатель Группа

I II III

Незаменимые АМК, мг/100г: 6786±534,5 6941±564,9 6687±576,8

Валин 678±3,05 768±5,0** 755±8,03**

Лейцин-изолейцин 1855±75,0 1793±71,9 1808±61,0

Лизин 1748±40,2 1729±49,9 1708±24,5

Метионин 519±10,0 528±58,3 527±38,9

Треонин 860±116,8 897±30,3 847±24,4

Триптофан 339±29,7 323±2,8 309±17,3

Фенилаланин 787,3±15,8 903±14,8* 733 ±24,6

Примечание: *Р<0,05; **Р<0,01

Помимо этого достоверные различия были установлены нами по содержанию фенилаланина. Содержание этой аминокислоты в образцах II группы оказалось больше аналогичного уровня в I группе на 14,7 % (Р<0,05). Между тем, различия по общему содержанию незаменимых аминокислот в мышечной ткани сравниваемых групп составили 1,4-2,2 % и были статистически недостоверными.

Анализ аминокислотного состава мышечной ткани при сравнении групп животных показал, что общий уровень незаменимых аминокислот превалирует

во II группе. Такая тенденция сохраняется с течением времени. Так, на 4 сутки созревания образцов длиннейшей мышцы спины разница составляет по сравнению с I на 155 мг/100 г продукта, а в III - на 254 мг/100 г мышечной ткани. Разница между I и III группой составила 99 мг/100 г в пользу I группы.

Оценивая общее содержание аминокислот в мясе можно отметить, что наибольшее их содержание было зафиксировано в III опытной группе. Разница между III и I составляет - 157 мг/100 г, III и I -10 мг/100 г.

Оценка изменений в аминокислотном составе мяса при созревании выявила следующие различия (таблица 7).

Таблица 7 - Аминокислотный состав длиннейшей мышцы спины после 18 суток созревания (мг/100 г)_____

Показатель Группа

I II III

Незаменимые АМК, мг/100г: 6744±610,8 6931±598,1 6674±587,7

Валин 639±21,3 732±49,8 721±34,4

Лейцин-изолейцин 1807±3,0 1811±36,9 1824±39,9

Лизин 1818±18,7 1796±32,7 1699±59,6

Метионин 495±70,3 487±19,7 493±42,7

Треонин 915±60,8 954±52,8 934±41,0

Триптофан 309±11,2 294±3,8 297±9,8

Фенилаланин 716±121,0 857±16,0 706±36,7

Заменимые АМК, мг/100г: 6929±469,3 6781,2±444,2 6605,4±434,5

Алании 1499±54,2 1411±48,5 1369±90,8

Аргинин 1399±6,0 1323±11,9 1317±35,4

Гистидин 694±26,0 671±49,5 655±14,9

Глицин 837±80,6 834±28,1 765±19,4

Оксипролин 63,8±3,91 66,2±0,30 63,4±1,75

Пролин 783±58,8 755±73,8 766±61,1

Серии 782±3,53 894±12,5 890±47,6

Тирозин 661±21,0 620±45,1 545±43,8

Цистин 210±50,0 207±7,9 235±30,2

Общее кол-во АМК, мг/100г: 22040±339 22173±353 22070±202

На 11 сутки количество аминокислот увеличивается, однако лидирующее значение занимает непосредственно III группа. В ней зафиксировано увеличение концентрации на 880 мг/100 г, во II группе изменяется на 613 мг/100 г, в I группе - на 680 мг/100 г. На 18 сутки уровень аминокислот снижается, несмотря на это, III группа сохраняет лидирующую позицию.

Биологическая ценность белка зависит не только от абсолютного количества аминокислот, но и от их соотношения, которое определяется вычислением аминокислотного скора (AMC) по лимитирующей аминокислоте в продукте. В данном случае подобными аминокислотами выступили фенилаланин, валин и метионин. Аминокислотный скор в среднем составил 69,4, 63,3 и 70,29 % соответственно. Оценивая различия внутри групп можно

отметить, что содержание данных лимитирующих аминокислот различно. Наиболее лучшие показатели были установлены в II группе, несмотря на дальнейшее уменьшение АМС с течением времени.

Качественные характеристики мяса при созревании.

Полученные данные об измерении рН свидетельствуют об оптимальной норме в процессе созревания до 18 сут., не превышающее по уровню предельно допустимой концентрации.

Уровень рН уменьшается во всех опытных группах в период от 4 до

II суток при созревании мяса. В I опытной группе уровень рН в абсолютном значении составил 0,14, во II опытной уменьшился до 0,13 и в III до 0,21, соответственно. Противоположную картину наблюдали от 4 до 18 суток, в этот период уровень рН повысился, 11-ти и 4-х суточное созревание мяса в I опытной группе увеличился на 1,06 % (р<0,05), в III группе на 0,52 % (р<0,05). Уровень рН по созреванию мяса во II опытной группе был недостоверным, но не превышал предельно допустимую концентрацию.

В результате проведенных исследований и интерпретации полученных данных, можно сделать вывод, что высокой влагоудерживающей способностью обладает мясопродукты, которые были получены при убое экспериментальных бычков всех генотипов. Однако, в результате созревания мяса, следует отметить, что исследуемый показатель несколько превышен у бычков

III группы

За период от 4 до 11 сут. влагоемкости мяса животных III группы повысилась на 3,13 %. Во I и II группах за этот период произошло уменьшение влагоемкости мяса соответственно на 2,52 % (Р>0,95) и 0,53. С увеличением созревания до 18 суток во всех групп этот показатель повысился на 5,31, 7,97 % и 8,52 % соответственно.

Установлены межгрупповые различия во влагоудерживающей способности. Так, животные II и III группы имели преимущество над I при меньшем содержания жира в мышечной ткани.

Анализ показателей нежности длиннейшей мышцы спины показал, что образцы сырого мяса, полученные от животных III группы, были самыми «нежными» во все периоды созревания. Так при созревании до 4 сут. они на 0,17 кг/см2 (28,3 %) имели меньшее сопротивление при разрезании, по сравнению с образцами, полученными от I группы и на 0,12 кг/см2 (21,8 %) по сравнению с животными II группы (таблица 8).

Таблица 8 - Показатели нежности длиннейшей мышцы спины (усилие при разрезании, кг/см2)___

Срок созревания, Группа

сут. I II III

1 0,60±0,07 0,55±0,09 0,43±0,05

18 0,15±0,00 0,12±0,01 0,12±0,01

С увеличением срока созревания у всех образцов мяса улучшались показатели сопротивления при резании, однако более интенсивно эти процессы

проходили в III группе.

Таким образом, при изучении бычков калмыцкой породы выявлены генотипы с желательными аллельными формами гена CAPN1 С316. В кодирующей части этого гена обнаружены замены цитозина на гуанин, которые приводили к изменениям в аминокислотной последовательности в положениях 316 (глицин на аланин), обеспечивающие получение мяса повышенной нежности, животные, гомозиготные и гетерозиготные по этим аллелям, представляют интерес для селекции на качественные показатели мяса.

Экономическая эффективность. Как следует из полученных результатов, относительно большая интенсивность роста животных III в сравнении с аналогами сопровождается снижением себестоимости 1 ц. прироста на 200 и 106 рублей относительно I и II групп соответственно (таблица 9).

Таблица 9 - Экономическая эффективность выращивания молодняка

руб./гол (в ценах на 2013 г.).

Показатель Группа

I II III

Предубойная живая масса, кг 377 386,7 399,7

Производственные затраты, руб./гол 25637,3 25932,9 26381

Себестоимость 1 ц прироста, руб. 6800,4 6706,2 6600,1

Реализационная стоимость, руб./гол 26390 27069 27979

Прибыль, руб./гол 752,5 1136,1 1598

Уровень рентабельности, % 2,9 4,4 6,1

Аналогичные различия были зафиксированы нами и по величине уровня рентабельности производства говядины. Наиболее высокой оказалась окупаемость затрат в III группе - 6,1 %, что на 3,2 % и 1,7 % превосходило уровень I и II групп.

Выводы

1. При уровне кормления 1,6-1,7 интенсивность роста молодняка калмыцкой породы крупного рогатого скота, гомозиготного по аллели C316 гена CAPN1 превосходит аналогичный показатель гетерозиготных сверстников на 3,5 %; гомозиготных животных по аллелю G — на 6,2 %.

2. Биологической особенностью животных-носителей аллеля С316 гена CAPN1 в сравнен™ со сверстниками является большее отложение белка и меньшее жира в съедобной части тела. При уровне кормления 1,6-1,7 эти различия составляют 27-35 г/кг W0-75 по белку и 58-60 г/кг W0-75 по жиру соответственно. При этом коэффициент конверсии сырого протеина корма у животных-носителей аллеля С316 гена CAPN1 выше, чем у сверстников на 1,51,9 %, тогда как эффективность трансформации доступной для обмена энергии, напротив, ниже на 0,5-0,8 %.

3. Морфологический состав крови молодняка крупного рогатого скота не определяется наличием полиморфизма гена CAPN1. Между тем, животных - носителей аллеля С316 отличает повышенное содержание в крови

гемоглобина на 3-5 %, превышающее значение аналогичного показателя у аналогов.

4. Оценка неспецифического иммунитета животных-носителей аллеля Сз1б по БАС, р-лизину и лизоциму сыворотки крови не выявила статистически достоверных различий по этим показателям с животными-аналогами.

5. Проведенные исследования не выявили достоверных различий в характеристиках поведения животных в зависимости от полиморфизма гена САРШ.

6. При уровне кормления 1,6-1,7 животные, гомозиготные и гетерозиготные по аллелю С316 гена САРШ этого гена, характеризуются меньшим отложением внутреннего жира и, соответственно, меньшим на 0,3-0,5 % убойным выходом, что имеет место на фоне большего выхода туши в сравнении с аналогами без мутационного аллеля.

7. Биологической особенностью крупного рогатого скота при полиморфизме гена САРШ являются изменения в аминокислотном составе мышечной ткани. В частности, в длиннейшей мышце спины животных-носителей аллеля С31б, содержание валина на 11,4-13,3%, серина на 11,7-15,6% больше в сравнении с особями гомозиготными по аллелю О. В тоже время содержание глицина, напротив, меньше на 11,4%.

8. Нежность мяса крупного рогатого скота может быть прижизненно предсказана по наличию в генотипе полиморфизма гена САРШ. Усилия при разрезании длиннейшей мышцы спины животных - носителей аллеля С316 гена САРШ ниже, чем у гомозиготных аналогов по аллелю С на 9,1-39,5 % на первые сутки поле убоя и на 20-25 % после 18 суток хранения при температуре 2 °С.

9. Мясо животных - носителей желательного аллеля Сц6 гена САРШ по химическому составу характеризуется высокой пищевой и биологической ценностью. Максимальным содержанием протеина на 18 сутки созревания характеризовались образцы мяса животных-носителей полиморфизма гена САРШ. Разница составила 0,45 и 0,58 % в сравнении с гетерозиготами и гомозиготными животными по аллелю в.

10. Производство говядины при уровне кормления 1,6-1,7 более экономически выгодно при использовании молодняка крупного рогатого скота - носителя аллеля С31б гена САРШ. Это обеспечивает повышение рентабельности производства говядины на 2-3 %.

Предложение производству При комплектации откормочных предприятий молодняком крупного рогатого скота и в целях повышения эффективности производства говядины в сельхозпредприятиях целесообразно использовать скот - носитель аллеля С316 гена САРШ. Это позволит повысить интенсивность роста на 5,3 %, конверсию сырого протеина корма - на 1,5-1,9 %. Полученная говядина будет характеризоваться лучшими качественными характеристиками по нежности мяса. В этом случае следует ожидать повышение рентабельности производства говядины на 2-3 %.

Перспектива дальнейших исследований

Учитывая полученные данные о связи полиморфизма гена CAPN1, кальций-зависимой протеазы, определяющего, в том числе ресинтез белка в организме при интенсивном росте животных, перспективными будут работы по комплексному исследованию биологических и хозяйственных особенностей крупного рогатого скота, имеющие генетические маркеры, определяющие процессы синтеза и ресинтеза белков в скелетной мускулатуре и липидный обмен.

Список основных научных работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Использование метода ПЦР для генотипирования крупного рогатого скота по гену CAPN1 с использованием генетических маркеров / Д.Б. Косян, Л.Г. Сурундаева, Л.А. Маевская, Е.А. Русакова, О.В. Кван // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2012. - № 6 (142), июнь — С. 26-30.

2. Сурундаева Л.Г., Маевская Л.А., Косян Д.Б. Использование ДНК-маркеров для выявления полиморфизма гена CAPN1 у скота мясных пород / Л.Г. Сурундаева, Л.А. Маевская, Д.Б. Косян // Вестник мясного скотоводства. -2012. - № 4 (78). - С. 41-45.

3. Сурундаева Л.Г., Маевская Л.А., Косян Д.Б. Использование молекулярно-генетических маркеров в селекции крупного рогатого скота мясных пород (Методические рекомендации) - Оренбург: Издание ГНУ ВНИИМС Россельхозакадемии, 2011. - 49 с.

4. Сурундаева Л.Г., Косян Д.Б. Функционально-технологические и структурно-механические свойства мяса бычков калмыцкой породы в связи с наличием полиморфизма гена CAPN1 // Современные проблемы науки и образования. - 2013. - № 6; URL: http://www.science-education.ni/l 1311050 (дата обращения: 10.12.2013).

5. Ранняя диагностика аминокислотного состава мяса крупного рогатого скота по носительству мутации гена CAPN1 / Сурундаева Л.Г., Косян Д.Б., Русакова Е.А., Кван О.В., Шейда Е.В. // Современные проблемы науки и образования. - 2014. - № 2; URL: http://www.science-education.rU/l 1612561 (дата обращения: 31.03.2014).

Косян Дианна Багдасаровна

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И МЯСНАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ БЫЧКОВ КАЛМЫЦКОЙ ПОРОДЫ РАЗЛИЧНЫХ ГЕНОТИПОВ

06.02.10 - частная зоотехния, технология производства продуктов

животноводства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научное издание Косян Дианна Багдасаровна Биологические особенности и мясная продуктивность бычков калмыцкой породы

различных генотипов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Подписано в печать 17.10.2014. Формат 60x90/16. Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1,0.

_Тираж 100 экз. Заказ №120._

ИП Квашенников 460000, г. Оренбург, пр. Победы 11, офис 5