Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Генофонд пород крупного рогатого скота и свиней Западной Сибири

ВАК РФ 06.02.07, Разведение, селекция и генетика сельскохозяйственных животных

Автореферат диссертации по теме "Генофонд пород крупного рогатого скота и свиней Западной Сибири"

На правах рукописи

КАМАЛДИНОВ ЕВГЕНИЙ ВАРИСОВИЧ

ГЕНОФОНД ПОРОД КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА И СВИНЕЙ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

06.02.07 - Разведение, селекция и генетика сельскохозяйственных животных

03.01.04 - Биохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

1 4 НОЯ 2013 005538037

Новосибирск 2013

005538037

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный аграрный университет»

Научные консультанты: доктор биологических наук,

профессор Короткевич Ольга Сергеевна

доктор биологических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Петухов Валерий Лаврентьевич

Официальные оппоненты: Васильева Любовь Антоновна,

доктор биологических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, ФГБУН «Институт цитологии и генетики» СО РАН, главный научный сотрудник лаборатории генетики популяций

Гончаренко Галина Моисеевна, доктор биологических наук, ГНУ «Сибирский НИИ животноводства» Россельхозакадемии, заведующая лабораторией биотехнологии

Степанова Ирина Петровна, доктор биологических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Омская государственная медицинская академия», заведующая кафедрой химии

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Алтайский

государственный аграрный университет»

Защита состоится 18 декабря 2013 г. в 14:00 на заседании диссертационного совета Д 220.048.03, созданного на базе ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный аграрный университет» по адресу: 630039, г. Новосибирск, ул. Добролюбова, 160, зал учёного совета; тел./факс: 8(383) 264-29-34, E-mail: norge@ngs.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный аграрный университет».

2013 г.

Маренков В.Г.

Автореферат разослан« { »

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время большое внимание уделяется вопросам совершенствования селекционно-генетической работы с породами скота и свиней на повышение продуктивности, устойчивости к болезням и продуктивному долголетию [Солошенко, Клименок, Хлебников, 2009; Дунин, Павлова, 2012 и др.]. Это происходит одновременно с интенсивно развивающимися технологиями, связанными с механизацией и автоматизацией животноводческого производства, и обусловливает появление определённых требований к животным. К огромному сожалению, снижаются генетическое разнообразие и число ценных, редких пород животных, «не выгодных» с экономической точки зрения [Моисеева и др., 2006]. Восстановить утраченное не представляется возможным даже с привлечением самых передовых научно-технических достижений, включая генную и клеточную инженерию [Эрнст, Зиновьева, 2008]. В свою очередь, данная тенденция также способствует увеличению частоты поражения лейкозом, туберкулёзом, бруцеллёзом и другими болезнями [Черекаев, 1997; Чугунов, 2007 и др.].

Существующие аргументы в пользу сохранения локальных пород суммированы академиком Ю.П. Алтуховым [2004] по 3 категориям: экономико-биологические, научные и культурные. Так, потребительские качества животноводческой продукции определяются соответствующими требованиями, которые, в свою очередь, очень изменчивы и непредсказуемы. Это предполагает потребность в высокой генетической изменчивости [Моисеева, Захаров, Митичашвили, 1992; Паронян, Прохоренко, 2008 и др.], потеряв которую, можно достичь так называемого «селекционного плато», при котором деятельность селекционеров становится малоэффективной. Наряду с этим, местные породы рассматриваются как памятник общечеловеческой культуры и приравниваются по своей важности к памятникам культуры. Таким образом, исследования в этом направлении вносят важный вклад в зоотехническую науку.

К сожалению, в настоящее время в полной мере не проводится комплексное изучение генофонда и фенотипических признаков пород сельскохозяйственных животных Сибири с учётом многомерной природы их взаимодействий. Недостаточно проработаны подходы к установлению популяционных средних и оценке степени изменчивости в случае отклонений от нормального распределения количественного признака. Это, в свою очередь, не позволяет должным образом сравнивать популяции сельскохозяйственных животных и оценивать их генофонд. Не разработа-

ны достаточно эффективные методы сохранения небольших популяций животных в течение продолжительного периода времени.

Работа выполнялась в рамках госбюджетной тематики «Изучение генофонда и фенофонда пород сельскохозяйственных животных в Сибири» (РК 01201362239).

Цель и задачи исследований. Цель работы заключается в комплексной характеристике генофонда и фенофонда пород крупного рогатого скота и свиней Западной Сибири по совокупности признаков.

В связи с поставленной целью были сформулированы следующие задачи:

• дать характеристику генетической структуры сибирской северной породы свиней и оценить её генетическое сходство с другими породами Западной Сибири по частотам аллелей и генотипов систем аллотипов сывороточных белков, генетических систем групп крови и эритроцитарных антигенов;

• оценить эритроцитарный антигенофонд якутского и серого украинского скота и провести сравнительный анализ с другими породами Сибири;

• выявить роль генотипов отцов и матерей в изменчивости витамина С в процессе онтогенеза;

• исследовать возможную роль витамина С в степени аккумуляции тяжёлых металлов в щетине и варьировании ряда гематологических и биохимических параметров свиней;

• определить влияние некоторых фиксированных факторов на концентрацию аскорбиновой кислоты у свиней;

• оценить межпородные фенотипические отличия и вероятную роль генотипа отца в изменчивости гематологических и биохимических показателей крови свиней с учётом многомерной природы взаимодействий изучаемых показателей;

• установить уровни и степень изменчивости гематологических, биохимических, цитогенетических показателей крови свиней и крупного рогатого скота, а также тяжёлых металлов в щетине свиней в свете породной принадлежности;

• изучить гематологический и биохимический профили чёрно-пёстрого, якутского и серого украинского скота в условиях Западной Сибири и оценить степень их фенотипического сходства; выявить породную дифференциацию молочного скота по восприимчивости и устойчивости к некоторым болезням в условиях Западной Сибири;

• разработать способ сохранения генетического разнообразия редких и исчезающих пород крупного рогатого скота.

Научная новизна работы. Впервые выполнены исследования, включающие комплексное изучение генофонда и фенофонда ряда пород сельскохозяйственных животных по частотам эритроцитарных антигенов, аллелей и генотипов систем аллотипов сывороточных белков крови, цитогенетическим, гематологическим, биохимическим показателям и устойчивости к ряду заболеваний в условиях Западной Сибири.

Предложен метод сохранения генофонда редких и исчезающих пород скота, позволяющий сохранять малочисленные популяции в течение длительного периода времени без применения тесного инбридинга и с сохранением адаптационной реактивности животных (патент РФ №2270562).

У свиней ряда пород определено влияние генотипов разных отцов и матерей на уровень витамина С в крови в течение онтогенеза. Установлена роль некоторых фиксированных факторов в варьировании аскорбиновой кислоты у свиней разных пород и возрастов. Полученные результаты свидетельствуют о необходимости учета многомерной природы взаимодействий широкого спектра исследуемых признаков дискретного и непрерывного характера варьирования.

Показано влияние генофонда пород крупного рогатого скота молочного направления в Западной Сибири на устойчивость и восприимчивость к гинекологическим заболеваниям, болезням вымени, конечностей, лейкозу и туберкулёзу.

Разработан новый подход к вычислению средней арифметической, стандартной ошибки, суммы квадратов, вариансы и стандартного отклонения в случае ненормального распределения признака.

Определён подход для оценки степени фенотипического сходства популяций животных по комплексу признаков с применением методов многомерной статистики.

Предложен способ замещения хромосом для получения высокоценных быков-производителей (патент РФ №2414124).

Практическая значимость. Результаты исследований легли в основу плана селекционно-племенной работы с крупным рогатым скотом (2013-2023 гг.) в ЗАО племзавод «Ирмень» - ведущем племенном хозяйстве Новосибирской области.

Разработанный метод сохранения редких и исчезающих пород животных позволяет сохранять генетическое разнообразие замкнутых малочисленных популяций в течение продолжительного времени (патент РФ №2270562).

Установленные источники изменчивости концентрации витамина С у свиней с учётом генетической и паратипической компонент вносят важный вклад в область биохимии животных и позволяют на более глубоком уровне иметь представление об особенностях обмена аскорбиновой кислоты и других органических и неорганических химических соединений в животном организме.

Материалы исследований включены в монографии «Генофонд скороспелой мясной породы свиней», «Генофонд и фенофонд сибирской северной породы и сибирской чёрно-пёстрой породной группы свиней», «Черно-пестрый скот Сибири», а также в учебное пособие «Витамины» и используются в курсах лекций для студентов во многих сельскохозяйственных вузах, обучающихся по направлениям: «Зоотехния» и «Ветеринария» по дисциплинам: «Разведение сельскохозяйственных животных», «Генетика и биометрия», «Ветеринарная генетика», «Биохимия», «Статистические методы обработки экспериментальных данных» и слушателей факультета повышения квалификации ФГБОУ ВПО «НГАУ» по программе подготовки «Основы создания ЭОР в учебном процессе и научной деятельности преподавателя ВПО с использованием информационных технологий».

Основные положения, вынесенные на защиту.

1. Выявлены внутри- и межпородные отличия по комплексу интерьер-ных признаков (частоты аллелей и генотипов систем аллотипов сывороточных белков, эритроцитарных антигенов, цитогенетические, биохимические и гематологические показатели крови) свиней и крупного рогатого скота Западной Сибири.

2. Установлены комплексы частот аллелей АМ-аллотипов сывороточных а-макроглобулинов, эритроцитарных антигенов, в-аллотипов иммуноглобулинов класса О, аллотипов липопротеидов и эритроцитарных антигенов крови, по которым можно дифференцировать породы Западной Сибири.

3. Высокий уровень хромосомной нестабильности является следствием продолжающихся процессов адаптации и нарастающего уровня гомо-зиготности интродуцированных в Западную Сибирь пород сельскохозяйственных животных.

4. Генотип отца, матери и породная принадлежность влияют на уровень витамина С в разные периоды онтогенетического развития у свиней.

5. Породная принадлежность и генотип отца играют важную роль в варьировании уровней гематологических и биохимических показателей у свиней с позиций многомерной природы взаимодействий таких признаков.

6. Разработанный метод сохранения редких и исчезающих пород крупного рогатого скота позволяет сохранять генофонд малочисленных

популяций в замкнутых условиях в течение продолжительного периода времени.

7. Устойчивость и восприимчивость крупного рогатого скота Западной Сибири к гинекологическим заболеваниям, болезням вымени, конечностей, туберкулёзу и лейкозу зависит от породной принадлежности животных.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на 17 конгрессе американской ассоциации свиноводства (США, 2002), международной конференции «Ветеринарная генетика, селекция и экология» (Новосибирск, 2003), 54 - 57-й международных конференциях Европейской ассоциации животноводства (Италия, 2003; Словения, 2004; Швеция, 2005 и Турция, 2006), конференции молодых ученых и аспирантов «Аграрная наука в России в новом тысячелетии» (Омск, 2004), 12-й и 13-й Международных конференциях по тяжёлым металлам в окружающей среде - ICHMET (Франция, 2003; Бразилия, 2005), научно-практической конференции «Актуальные проблемы животноводства: наука, производство и образование» (Новосибирск, 2006), научной конференции «Биология, образование и экология» (Новосибирск, 2008), 20-м Международном конгрессе по генетике (Германия, 2008), XVI международной научно-практической конференции «Пути интенсификации отрасли свиноводства в странах СНГ» (Беларусь, 2009), научной-практической конференции «Современные тенденции развития ветеринарной медицины и инновационные технологии в ветеринарии и животноводстве» (Казань, 2009) и 2-м международном симпозиуме «Экологические проблемы животных и человека» (Новосибирск, 2010).

Публикация результатов исследований. Материалы диссертации опубликованы в монографиях «Генофонд скороспелой мясной породы свиней» [2005], «Генофонд и фенофонд сибирской северной породы и сибирской черно-пестрой породной группы свиней» [2012], «Черно-пестрый скот Сибири» [2010]; в журналах: «Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук», «Сельскохозяйственная биология», «Сибирский вестник сельскохозяйственной науки», «Вестник НГАУ», «Вестник Красноярского государственного аграрного университета», «Вестник Алтайского государственного аграрного университета», «Главный зоотехник», «Аграрная Россия», «Journal de Phisique IV», Франция (из списка Web of Science); патентах на изобретения; материалах международных конференций и др. Всего опубликовано 53 работы, включая 5 патентов. По материалам диссертации опубликовано 50 научных работ, в том числе 2 патента и 3 монографии. Результаты исследований отражены в двух учебных пособиях.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 440 страницах машинописного текста, содержит 112 таблиц и 37 рисунков. Список

литературы включает 685 источников, в том числе 334 иностранных. Диссертация состоит из следующих разделов: введение, обзор литературы, материал и методы исследований, результаты исследований, обсуждение, выводы, предложения, библиографический список и приложения.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились на свиньях крупной белой, скороспелой мясной, сибирской северной пород, пород ландрас и дюрок, а также на якутском, сером украинском и чёрно-пёстром скоте в ведущих хозяйствах Новосибирской и Кемеровской областей. Схема исследований представлена на рисунке 1.

Всего проведено свыше 30000 иммуногенетических, гематологических, биохимических и цитогенетических исследований.

Группы крови животных типировали с помощью гемолитических тестов в лаборатории иммуногенетики НИИ ветеринарной генетики и селекции Новосибирского государственного аграрного университета (НИИВГиС НГАУ), Институте цитологии и генетики СО РАН (ИЦиГ СО РАН) и лаборатории иммуногенетики Сибирского научно-исследовательского и проектно-технологического института животноводства СО РАСХН (СибНИПТИЖ).

Частоты эритроцитарных антигенов, а также аллели и генотипы систем групп крови у свиней относились к 9 генетическим системам (А, В, О, Е, Р, в, Н, К и Ь). Исследования проводили с использованием животных сибирской северной породы в племсовхозе «Ояшинский» Новосибирской области на популяции, превышающей 1800 голов. Животных скороспелой мясной (СМ-1), кемеровской и крупной белой пород (КБ) исследовали совместно с Е.А. Тян [Тян, 2005] и В.В. Гартом [Гарт, 2006]. Серый украинский и якутский скот исследовали в Алтайском экспериментальном хозяйстве СО РАН (с. Черга), куда они были завезены с целью сохранения их генофонда. Использовали 46 моноспецифических сывороток, с помощью которых были идентифицированы антигены 8 генетических систем: А, В, С, Р-У, Ь, М, Б и Ъ. Всего проанализировано данных по 9556 головам чёрно-пёстрой, серой украинской пород и якутского скота.

Исследование полиморфизма белков сыворотки крови у свиней сибирской северной породы сопровождалось сравнением с животными кемеровской и скороспелой мясной пород и проводилось совместно с В.В. Гартом и Е.А. Тян. Свиней сибирской северной породы исследовали в племенном совхозе «Ояшинский» Новосибирской области, кемеровской - в племзаводе «Юргинский» Кемеровской области и скороспелой мясной в учхозе НГАУ «Тулинское». Общее число исследованных свиней составило 221. Лабораторные исследования образцов крови осуществляли

Вид животных

Свинья домашняя 1

(Sus scrofa domesticus)

Крупный рогатый скот

(Bos taurus)

Скороспелая мясная порода (СМ-1) Крупная белая порода Сибирская северная порода Ландрас Дюрок

Крупная белая х йоркширская

Черно-пестрая порода ]

Серая украинская порода ; Якутский скот ;

Симментальская порода Красная степная порода

—[ Селекционно-генетические"

Исследования

—I Гематологические

—| Биохимические

—[ Статистические

Полиморфизм эритроцитарных антигенов, частоты аллелей и генотипов генетических систем групп крови и сывороточных белков, показатели соматической хромосомной нестабильности, устойчивость к болезням, длительность продуктивного использования, влияние генотипов отцов и матерей на уровни ряда интерьерных показателей, генетическое и фенотипическое сходство

Интерьерные показатели: гемоглобин, концентрация эритроцитов, лейкоцитов и цветовой показатель

Интерьерные показатели: витамин С, витамин Е, общий белок, активность АЛТ, ACT, КФ, ЩФ, коэффициент де Ритиса, концентрация в сыворотке крови глюкозы, холестерина, мочевины, хлоридов, креатинина, кальция и неорганического фосфора, уровень к адмия, меди, свинца и цинка в щетине

Описательная статистика, установление наименее смещенной средней арифметической и стандартной ошибки, межквартильная разность, критерии Стьюдента, Фишера, Колмагорова-Смирнова, Андерсена-Дарлинга, Лиллиефорса, угловое преобразование Фишера, корреляционно-регрессионный, дисперсионный, канонический дискриминантный и кластерный анализы. Исключение выбросов методом Тьюки

Рис. 1 Схема исследований

в ИЦиГ СО РАН при помощи банка реагентов к аллотипам сывороточных белков свиньи и прошедших международные сравнительные испытания по пяти аллотипам иммуноглобулинов класса G, аллотипам липо-протеидов высокой и низкой плотности и некоторым аллотипам других недостаточно полно идентифицированных сывороточных иммуногене-тических систем [Ермолаев, Мирцхулава, Митичашвили, 1990].

При проведении цитогенетических исследований брали клетки культуры лейкоцитов периферической крови. Для дифференциального окрашивания хромосом использовали G-метод [Seabright, 1972]. Препараты анализировали на микроскопах «Biolar 1DP5AZ» и «ВИОЛАМ Р-16» в лабораториях НИИВГиС НГАУ.

Биохимические и гематологические исследования проведены в 2000-2010 гг. на базе ГПЗ учхоз НГАУ «Тулинское» и ОАО «Кудря-шовское», ЗАО «Политотдельское» и Алтайском экспериментальном хозяйстве СО РАН (с. Черга).

Исследовали свиней в возрасте 19-21 день, в месячном возрасте, через 2 недели после отъема, в возрасте 3 месяцев, 6 месяцев и взрослых животных пород СМ-1, крупной белой и дюрок. Наряду с общим анализом крови, у свиней определяли концентрацию витамина С и Е (совместно с Л.А. Быковой, 2011) в плазме и сыворотке крови сразу после ее взятия. Всего исследовали 1352 животных разного возраста.

Биохимические показатели крови определяли у взрослых особей чёрно-пёстрой (п=69), серой украинской (п=26) пород и якутского скота (п=22).

Уровень эритроцитов, лейкоцитов и гемоглобина определяли с использованием автоматического гематологического анализатора РСЕ-90VET. Содержание гемоглобина также устанавливали с использованием гемиглобинцианидного метода.

Концентрацию общего белка, альбуминов, глюкозы, холестерина, мочевины, хлоридов, креатинина, общего билирубина, кальция, неорганического фосфора, активность сывороточных аспартатаминотрансфе-разы (ACT) и аланинаминотрансферазы (AJIT), щелочной фосфатазы определяли с использованием готовых наборов реагентов производства «Вектор-Бест» (Россия) и Biocon (Германия).

Уровень свободных аминокислот находили с применением автоматического аминокислотного анализатора AAA 881.

Содержание аскорбиновой кислоты и витамина Е в плазме базировалось на применении а,а'-дипиридила, которое способно изменять валентность хлорного железа. В качестве антикоагулянта применяли цитрат натрия или гепарин вследствие того, что трилон Б способен негативно влиять на уровень аскорбиновой кислоты [Камалдинов, 2001]. После

забора крови производили консервацию аскорбиновой кислоты путём добавления водного раствора дитиотрейтола.

Исследования образцов щетины свиней на содержание цинка, кадмия, свинца и меди проводились совместно с С.А. Патрашковым с применением метода анодной инверсионной вольтамперометрии на анализаторе ТА-2. Пробоподготовка производилась с использованием комплекса «ТЭМОС-ЭКСПРЕСС».

Оценка степени генетического разнообразия популяций проводилась с помощью коэффициентов генетического сходства A.C. Серебровского [Серебровский, 1970]. С целью получения кластеров и последующего построения дендрограмм применяли метод группировки Уорда [Ward, 1963], предварительно протестировав результаты, получаемые при использовании таких методов, как: метод ближайшего соседа, полной связи и центроидный. При оценке фенотипических дистанций применяли дистанцию Эвклида [Weir, 1996].

Оценку причин выбраковки крупного рогатого скота по болезням проводили по чёрно-пёстрой (п=325346), красной степной (п=136422) и симментальской (п=121104) породам Новосибирской, Кемеровской и Омской областей совместно с В.Л. Петуховым и О.С. Короткевич [2011].

Статистическая обработка результатов исследований проводилась с использованием языка статистического программирования R и табличных процессоров Gnumeric и LibreOffice.Org Cale.

Все количественные признаки тестировались на наличие искажающих вариант - выбросов. При принятии решения о границах значений гематологических и биохимических показателей учитывались результаты исследований ряда авторов [Казакова, Луговская, Долгов, 2012; Brockus и др., 2005; Eze и др., 2011; Khalili, Foroozandeh, Toghyani, 2011; Quiroz-Rocha и др., 2009; Rabe, 2011] и оценивались гистограммы распределения. В случае отсутствия сведений о пределах варьирования признака в организме определённых видов сельскохозяйственных животных по данным литературы выбросы исключались по методу Тьюки [Horn и др., 2001; Rosen и др., 2002; Zhou и др., 2006; Zhou и др., 2008].

Межквартильная разность определялась по алгоритму, описанному Робом Хиндманом (J.R. Hyndman) и Янаном Фэном (Y. Fan) [Hyndman, Fan, 1996].

С целью получения наименее смещенной оценки средних и показателей изменчивости предлагается новый подход с применением нескольких видов нелинейных преобразований первичных данных, с подбором наиболее подходящего среди них и последующей линейной трансформацией.

При анализе качественной вариации в случаях, когда не встретилось ни одной варианты, позитивной по исследуемому параметру, ошибку выборочной доли определяли методом Б.Л. Ван-дер-Вардена [Васильева, 2007].

Тестирование соответствия имеющихся распределений нормальному проводили при помощи теста Андерсона-Дарлинга (Anderson-Darling test) и модификации теста Колмогорова-Смирнова - Крамера фон Мисеса (Cramer-von Mises), позволяющего получать более обоснованные выводы [Arshad, Rasool, Ahmad, 2003] по сравнению с остальными.

В исследованиях применяли t-критерий, ^-преобразование, дисперсионный [Васильева, 2007; Меркурьева, 1970], кластерный и канонический дискриминантный анализы, проводили тест Краскела-Уол-лиса [Kruskal, Wallis, 1952], строили линейную модель с учётом фиксированных эффектов.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Дифференциация свиней разных пород Сибири по частотам эритроцитариых антигенов

Установлены частоты эритроцитарных антигенов и аллелей систем групп крови у свиней сибирской северной, скороспелой мясной, кемеровской и крупной белой пород. Группы крови по кемеровской породе исследованы совместно с В.Л. Петуховым, А.И. Желтиковым и В.В. Гартом [Петухов, Желтиков, Камалдинов, 2004] и Е.А. Тян, по скороспелой мясной породе совместно с А.И. Желтиковым и В.В. Гартом [Желтиков и др., 2003].

Полученные результаты показали низкую встречаемость антигена Еа у свиней сибирской северной породы относительно скороспелой мясной, кемеровской и крупной белой пород с соотношением частот 1:11,5:11,5:25,2. Подобным образом обстояли дела с антигеном Lf, встречаемость которого также оказалась ниже, чем у остальных пород. Напротив, антиген Ef обладал самой высокой концентрацией у особей изучаемой породы и наблюдался в 1,8-4,9 раза чаще по отношению к остальным породам свиней Сибири (соотношение частот составило 1:0,57:0,21:0,25).

По двухаллельной генетической системе F свиньи сибирской северной породы характеризовались очень низкой частотой антигена Fa, которое также можно выразить соответствующим соотношением 1:4,6:91,6:9,2. Низкая частота антигена Fa является следствием использования генофонда свиней крупной белой породы [Тихонов, 1967].

В полиаллельной системе L низкая частота антигена Lf по сравнению с популяциями пород СМ-1 и крупная белая описывалась соотношением частот 1:13,2:7,4 соответственно.

Таким образом, для популяций свиней сибирской северной породы характерен кластер антигенов Еа, Ef, Fa и Lf, по которому она отличалась от других пород, разводимых в Сибири.

С целью более детального анализа были использованы частоты аллелей генетических систем групп крови, установленных, наряду с изучаемой породой, для представителей скороспелой мясной породы СМ-1, кемеровской и крупной белой совместно с Е.А. Тян и В.В. Гартом.

Установлены отличия по частотам большинства аллелей между сибирской северной и другими породами Сибири. Наряду с этим, обращает на себя внимание невысокая абсолютная разность встречаемости множества аллелей генетической системы В с антигенами В", В\ системы D - аллель Db, системы Е — аллели Eaef, Ebdf, Ebdg, системы F — аллель F*, а также антигенов полиаллельной системы L за исключением аллеля Lbdß.

Другой особенностью полученных данных можно считать отличие в большей степени особей сибирской северной породы, по сравнению с остальными породами Сибири по аллелям двух полиаллельных генетических систем Е и L. Самая низкая концентрация наблюдалась по аллелям E"eg, происхождение которого ассоциируется с азиатскими свиньями [Тихонов, 1991], и Lhdf', тогда как аллель El'df встречался у рассматриваемой породы, чаще чем у других пород. Наиболее яркие отличия можно выразить следующими соотношениями в порядке, используемом в таблице 1: 1:13,6:15,6:36,6 - по аллелю Eaeg, 1:0,44:0,17:0,18 - по Еы/к 1:13,9:9,0 - по Lbdß. Другие породы выделялись самой высокой встречаемостью по аллелям D" (скороспелая мясная порода), Р и G" (кемеровская порода).

Индексы генетического сходства A.C. Серебровского по частотам аллелей генетических систем групп крови были достаточно высокими и несколько выше, рассчитанных по частотам антигенов (табл.1).

Таблица 1 Сходство свиней некоторых пород Западной Сибири по частотам эритроцитарных антигенов (треугольник вверху справа) и аллелей генетических систем групп крови (треугольник внизу слева)

Порода Сибирская северная СМ-1 Кемеровская Крупная белая

Сибирская северная СМ-1 Кемеровская Крупная белая 1 0,815±0,084 0,741±0,113 0,814±0,085 0,868±0,083 1 0,796±0,102 0,869±0,072 0,781 ±0,111 0,831±0,099 1 0,822±0,097 0,870±0,082 0,914±0,068 0,836±0,098 1

Как видно из приведённых в таблице данных, большее сходство было между скороспелой мясной и крупной белой породами, в то время как сибирская северная в меньшей степени показала генетическое сходство с кемеровской породой.

В целом установлено высокое генетическое сходство между 4 породами, что объясняется участием крупной белой породы в создании сибирской северной, кемеровской и скороспелой мясной. Несмотря на участие некоторых линий и семейств сибирской северной породы при создании кемеровской, сходство между ними было менее выражено. Незначительное изменение частот антигенов в популяции кемеровской породы является результатом использования генофонда крупной чёрной и беркширской пород в процессе её выведения.

Дальнейшая оценка с использованием дендрограмм генетического сходства показала сходство результатов сравнения как по частотам эрит-роцитарных антигенов, так и по аллелям генетических систем групп крови. В этой связи представлена только одна из них (рис. 1).

Наибольшее сходство с крупной белой породой показали особи скороспелой мясной (рис. 2).

S и

£ о,

Кластеры hclust (*, "ward")

Рис. 2 Генетическое сходство пород свиней Западной Сибири по частотам аллелей генетических систем групп крови

Сибирская северная порода, как и кемеровская представлены в виде отдельных кластеров по сравнению с СМ-1 и крупной белой. По всей видимости, это связано с тем, что генофонд сибирской северной и кемеровской пород имел разные доли крови крупной белой и местных сибирских свиней. Следует заметить, что индексы генетического сходства варьировали в небольших пределах, а на рисунке 2 не выявлено наличие четко сформированных кластеров. Это даёт нам основание указывать на относительное сходство распределения частот антигенов в популяциях сибирских пород свиней.

Выявлены антигенный и аллельный профили сибирской популяции свиней четырёх пород. Делается предположение о возможном смещении в частотном антигенном профиле рассматриваемых пород в других условиях разведения, а также в ходе микроэволюционных процессов.

Генетическое сходство сибирской северной породы но частотам аллелей и генотипов систем аллотипов сывороточных белков с некоторыми породами свиней Сибири

Установлены частоты по аллелям различных систем аллотипов сывороточных белков крови у свиней некоторых пород Сибири в сравнении с сибирской северной. Согласно полученным результатам, особи сибирской северной породы в большей степени отличались от свиней кемеровской. При сравнении с животными других пород особенно следует выделить систему аллотипов С1 и иммуноглобулинов О.

В системе аллотипов все частоты изучаемых аллелей отличались у особей разных пород в сравнении с сибирской северной. Следует обратить внимание на аллель 1а+, которая присутствовала у всех особей сибирской северной породы в отличие от кемеровской (67,2±3,4***) и скороспелой мясной (82,3±4,8*). В данной системе также необходимо выделить аллель 2Ь+, частота которой у свиней исследуемой породы (15,4±7,1) была почти в 6 раз ниже кемеровской (89,6±2,2***) и более чем в 2 раза выше скороспелой мясной (35,5±6,1 *).

Среди аллелей системы а можно выделить аллель 7+ с максимальной частотой встречаемости у представителей сибирской северной породы (23,1±8,3) по сравнению с кемеровской (0,0±0,5***) и скороспелой мясной (11,3±4,0). В оставшихся системах аллотипов не наблюдается ярких отличий, а наибольшее сходство обнаружено по частотам аллелей ЬрВЗ, ЬрВ13 системы ЬрВ и встречаемости аллелей систем Ьр4, Ьр5 и Ьр9.

Наряду с аллелями генетических систем аллотипов сывороточных белков, гаплотипы и генотипы также представляют интерес при изучении генетической структуры популяции и сравнении её с другими группами

животных изучаемого вида [Ермолаев и др., 2001]. Исходя из этого, произведено сравнение частот генотипов сывороточных белков шести систем ал-лотипов а-макроглобулинов, ^В, 01, 04, 05 и 07 свиней некоторых пород Сибири. В сравнительных исследованиях использованы данные В.В. Гарта по кемеровской и скороспелой мясной породам [Гарт, 2006].

Наиболее яркими сочетаниями генотипов свиней сибирской северной породы можно считать 1а+/1а+, 1а*/1а, 2Ь~/2Ь~ системы иммуноглобулинов класса О и Т/Т системы 07. Соотношение частот по установленным генотипам рассматриваемой породы имеет соответственно вид 100:0:0:69,2.

Соотношения частот генотипов между сибирской северной, кемеровской и скороспелой мясной породами в приведённом выше порядке генотипов составили: 100:45,2:67,7; 0:44,1:29,0; 69,2:1,1;41,9 и 61,5:100:77,4 соответственно. Установленные соотношения являлись уникальными и характеризовали генетическую гетерогенность пород Сибири. Тем не менее, полученные частоты и соотношения могут быть отличными от выявленных в других условиях среды.

Наряду с использованием частот аллелей генетических систем групп крови, применяли частоты аллелей и генотипов систем аллотипов сывороточных белков для оценки генетического сходства сибирских популяций свиней (табл. 2).

Таблица 2 Индексы генетического сходства свиней по частотам аллелей (треугольник внизу слева) и генотипов систем аллотипов (треугольник вверху справа) сывороточных белков

Порода Сибирская северная Кемеровская СМ-1 |

Сибирская северная 1 0,680±0,111 0,804±0,09

Кемеровская 0,773±0,078 1 0,767±0,097

СМ-1 0,867±0,068 0,812±0,079 1

Данные представленной таблицы свидетельствуют о достаточно высоком уровне генетического сходства сравниваемых популяций. Полученные результаты оказались схожи вне зависимости от использованного материала, были представлены по частотам генотипов систем аллотипов белков сыворотки крови (рис. 3) и отражали тенденции, выявленные ранее (см. рис. 2).

При сравнении пород свиней можно отметить большее сходство животных сибирской северной породы с особями породы СМ-1 по сравнению с кемеровской. Установленное сходство объясняется использованием генофонда разных пород при их создании с целью получения животных разного направления продуктивности.

2 - ~

s

и

и

Кластеры hclust (*, "ward")

Рис. 3 Объединение в кластеры некоторых пород свиней по частотам генотипов сывороточных белков методом Уорда

Таким образом, выявлено в целом высокое сходство сибирских свиней по всем аллелям генетических систем Ьр4, Ьр5, Ьрб, Ьр9, в5 и аллелям 7,5; 2,3 и 4,5 генетической системы АМ, а также аллелям ЬрВЗ и ЬрЫЗ системы ЬрВ. Независимо от вида применяемого материала для сравнения субпопуляций свиней получены сопоставимые результаты.

Допускается, что установленное генетическое сходство характерно для животных, разводимых в условиях Западной Сибири, и может оказаться иным в других регионах страны и за её пределами.

Сравнительный анализ эритроцитарных антигенофондов скота

Сибири

Проведён сравнительный анализ якутского интродуцированного в Сибирь скота с чёрно-пёстрой, красной степной [Деева, Сухова, 2002] породами и популяции белого сибирского [Камалдинов, Патрашков, 2001] и якутского аборигенного [Иванова, 1997; Уханов и др., 1993] скота. Примечательным представляется отсутствие антигенов К, I, Р2, Т2, В', Б', 32', О', Г, В", И.:, Х1, V и М как у серой украинской породы, так и у

якутского скота, в то время как по другим породам данного сходства не наблюдалось.

Установленные коэффициенты генетического сходства свидетельствовали в целом о высоком уровне генетического сходства всех сравниваемых пород животных, однако наибольшее подобие установлено между ин-тродуцированными породами по сравнению с остальными (табл. 3). Примечательным представляется высокое подобие частотам эритроцитарных антигенов скота, разводимого длительное время в условиях Сибири (чёрно-пёстрый, красный степной и белый сибирский). Полученные результаты позволяют предполагать, что определённая степень сходства по изучаемым показателям у особей разных популяций одного вида может возникнуть при разведении их в одинаковых условия окружающей среды.

Таблица 3 Генетическое сходство пород крупного рогатого скота по частотам эритроцитарных антигенов

Порода Якутский скот (ин-тродуци-рован-ный) Серая украинская (интродуцированная) Якутский скот (Иванова З.И., 1997) Чёрно-пёстрая Красная степная (Токарев Г.И., 1989) Популяция белого сибирского скота (Деева B.C., 2002)

Якутский скот 1

(интродуцированный)

Серая украинская 0,872± 1

(интродуцированная) 0,051

Якутский скот 0,748± 0,711± 1

(Иванова З.И., 1997) 0,071 0,076

Чёрно-пёстрая 0,853± 0,798± 0,779± 1

0,056 0,064 0,069

Красная степная 0,789± 0,725± 0,799± 0,862± 1

(Токарев Г.И., 1989) 0,065 0,073 0,065 0,055

Популяция белого 0,819± 0,770± 0,792± 0,863± 0,870± 1

сибирского скота 0,061 0,068 0,067 0,055 0,053

(Деева B.C., 2002)

Многомерный агломеративный кластерный анализ помог обнаружить деление пород крупного рогатого скота на две группы и подгруппы (рис. 4). На полученной дендрограмме видно, что интродуцированные в Сибирь якутский скот и серая украинская порода скота объединены в один общий кластер 1. Якутская аборигенная популяция отличалась от остальных пород, о чём свидетельствовала структура кластера 2. Чёрно-пёстрый, красный степной и белый сибирский скот на протяжении очень длительного пе-

риода разводились в условиях Сибири, были генетически более схожи между собой и образовывали отдельный, подкластер второго кластера.

о сч

о,

о

о

ш

я к rt са О а. я

Я &

о о. н

Я Я

о о. я я

£ о

С*

о.

к

о. а О

г» о

«Г

03

о я я

н £

0

о я а.

о. И

о. я ю я

W

Кластеры hclust (*, "ward")

Рис. 4 Генетическое сходство пород крупного рогатого скота

Разведение якутского скота на юге Западной Сибири, как уже ранее было отмечено, привело к изменению частотной составляющей его антигенофонда относительно аборигенного якутского скота. Подобные процессы, по-видимому, происходили и с серым украинским скотом и были результатом давления искусственного отбора, что встречается довольно часто [Деева, Сухова, 2002].

Результаты исследований, приведённые выше, показали возможность установления уникального частотного антигенного профиля для изучаемой популяции. Дальнейшие исследования транспонированного табличного материала позволили установить комплексы антигенов, по которым имелось наибольшее сходство между разводимыми длительное время в условиях Сибири и интродуцированными породами скота. Предполагается, что в отношении частот антигенов 02, вз, Х1 и Ь' наблюдалось адаптивное преимущество. Делается предположение, что по прошествии длительного

периода времени наблюдаемая кластерная структура исследуемых популяций скота может претерпеть значительные изменения. Напротив, степень согласования частот эритроцитарных антигенов В", Я], Т2 и В', с одной стороны, а также Б и Н[ - с другой, была самой высокой. Это давало основание воспринимать частоты данных групп антигенов в качестве константных для всех сравниваемых пород скота.

Соматическая хромосомная нестабильность скота Сибири

Наряду с изучением частот эритроцитарных антигенов интродуци-рованных популяций животных интересным представляется исследование хромосомной нестабильности как важного интерьерного параметра. Это даёт возможность глубже проанализировать процессы, которые происходят в результате изменений условий среды содержания животных. Наша работа являлась продолжением исследований М.Л. Кочневой [2005], которая ранее изучала хромосомную нестабильность у якутского и серого украинского скота.

С целью сравнения в один и тот же временной период изучена частота соматических мутаций геномных мутаций и хромосомных аберраций у чёрно-пёстрого, якутского и серого украинского скота. Исследования позволили установить основные виды хромосомных аберраций, среди которых наблюдались полиплоидия, анеуплоидия, фрагменты и разрывы хромосом.

Хромосомная нестабильность по ряду показателей была выше у якутского скота в сравнении с традиционно разводимой в Западной Сибири чёрно-пёстрой породой. Исключение составили частоты встречаемости анеуплоидных клеток, а также клеток с двумя фрагментами.

Частота фрагментов у якутского скота была в 1,85 раза выше, чем у чёрно-пёстрого (а<0,001). Не выявлено различий в частоте фрагментов у якутского скота в сравнении с ранее проведёнными исследованиями М.Л. Кочневой (8,62±0,89) [Кочнева, 2005].

В сравнительном аспекте отмечалась очень высокая встречаемость разрывов хромосом, клеток с аберрациями и количество аберраций у якутского скота. Тенденция к повышению частоты гипоплоидных клеток у чёрно-пёстрого скота, как мы считаем, может быть связана с нерасхождением хромосом в ходе деления клеток. Причина такого явления до сих пор остаётся неизвестной, однако принято связывать его с разрушающим действием ряда органических соединений на нити веретена деления.

Интродукция якутского скота в несколько иные условия среды привела к повышению уровня хромосомных аберраций более чем в 3 раза (а<0,001). Особенно эти различия были заметны по частоте разрывов.

Полученные данные, наряду с установленными ранее отличиями в частотах эритроцитарных антигенов, свидетельствуют об уникальности

генофонда якутского скота. Возможно, интродукция якутского скота привела к повышению частоты хромосомной нестабильности, что можно рассматривать в качестве ответа на изменение условий среды. Можно также предположить, что повышение хромосомной нестабильности является адаптивной реакцией и следствием увеличения доли гомозигот -ности в замкнутой популяции.

Изучение спонтанной хромосомной нестабильности позволяет, наряду с исследованием других показателей, характеризовать интерьер животных. Это представляется актуальным для оценки фенофонда как интродуцированного якутского скота, так и серого украинского.

Частоты большинства показателей хромосомной нестабильности у серого украинского скота превышали таковые у чёрно-пёстрого. Это, видимо, связано с приспособлением животных к суровым условиям Сибири в результате интродукции из южного района с более тёплым климатом. Так, серая украинская порода значительно превосходила чёрно-пёструю по количеству разрывов, аберраций и клеток с аберрациями.

Наибольшее сходство между породами выявлено по количеству ги-перплоидных клеток. Вместе с тем при сопоставлении выборок с меньшим числом вариант и схожих значениях абсолютных частот подобных отличий можно и не обнаружить. Такая неоднозначная оценка видится не совсем корректной при характеристике степени сходства популяций и требует использования альтернативного подхода, в качестве которого применяли кластерный анализ.

Установлены фенотипические дистанции между тремя породами крупного рогатого скота, разводимыми в Сибири (табл. 4).

Таблица 4 Фенотипические дистанции между породами крупного рогатого скота по показателям хромосомной нестабильности

Порода Чёрно-пёстрая Серая украинская Якутский скот

Чёрно-пёстрая 0

Серая украинская 0,260 0

Якутский скот 0,214 0,103 0

Полученные коэффициенты позволяют сделать заключение о сходстве пород одновременно по всем исследованным показателям. Максимальное подобие по параметрам хромосомной нестабильности выявлено между интродуцированным якутским и серым украинским скотом. Особи этих пород оказались почти на одном расстоянии относительно чёрно-пёстрой породы (рис. 5).

Кластеры hclust (*, "ward")

Рис. 5 Сходство пород скота по показателям хромосомной нестабильности

Объяснимым представляется объединение якутского и серого украинского скота в один общий кластер в противовес черно-пёстрой породе. Интродуцирование пород в другие экологические условия ведёт к повышению частот некоторых параметров хромосомной нестабильности и объясняется влиянием условий окружающей среды и возрастающим уровнем гомозиготности разводимых замкнутых популяций. Чем меньше имеется различий в экологических условиях в процессе разведения пород, тем в общем меньше отличий и в хромосомной нестабильности. Этот феномен ярко подтверждается соматическими хромосомными нарушениями серого украинского и якутского скота.

Роль генотипа отцов и матерей в уровне витамина С в плазме крови свиней в процессе онтогенеза

Особый интерес представлял витамин С, который, наряду с другими многочисленными параметрами, установленными по крупной белой, скороспелой мясной породам, а также ландрас, дюрок и ряда помесей,

играет огромную роль в обмене веществ у животных, а его уровень генетически детерминирован [Камалдинов, 2003; Hasan и др., 1999].

Изучена концентрация витамина С в плазме крови потомков хряков скороспелой мясной и крупной белой пород в разные периоды онтогенеза. Проведена комплексная оценка и установлена степень влияния генотипа хряков на содержание в плазме крови витамина С у их потомков в разные периоды постнатального развития (табл. 5).

Таблица 5 Влияние генотипов отцов на уровень витамина С в плазме крови потомков в разные периоды онтогенеза

Порода Критерий сравнения Множественный R2 MSMr MSC„ df, df2 а

19-21-дневный возраст

Крупная белая Н=35,4 F=l,9 0,269 265,6 141,7 20 102 0,018 0,022

Скороспелая мясная Н=78,1 F=5,2 0,289 2 недели поел 744,6 е отъёма 144,3 20 281 <0,001 <0,001

Крупная белая Н=17,7 F=2,0 0,271 82,5 40,4 10 55 0,060 0,046

Скороспелая мясная Н=25,3 F=2,5 0,321 413,7 164,0 12 64 0,013 0,009

Примечание. Здесь и далее по тексту: R2 - коэффициент детерминации; MS„r - варианса, характеризующая изменчивость между градациями фактора (факториальная компонента); MSM - варианса, характеризующая изменчивость «внутри» градаций (случайная компонента); dfi -межгрупповое число степеней свободы; df2 - внутригрупповое число степеней свободы; а - ошибка первого рода (уровень статистической значимости); Н - критерий Краскела-Уоллиса (Kruskal-Wallis); F - критерий Фишера.

Как и следовало ожидать, факториальная изменчивость была выше в 19-21-дневном возрасте. Высокая изменчивость аскорбиновой кислоты в крови поросят в этом периоде, по всей видимости, является причиной высоких значений критерия Краскела-Уоллиса. Так, данный показатель был в 3 раза меньше у отьёмышей по сравнению с поросятами-сосунами породы СМ-1. В меньшей степени эта особенность выражена у крупной белой породы.

Установлено влияние генотипа хряков на концентрацию витамина С у всех пород почти во все периоды онтогенеза. Исключение составила крупная белая порода в постотъёмный период.

Наряду со вкладом генотипа отцов, немаловажную роль в изменчивости концентрации витамина С играет генотип маток. Особенную актуальность исследованиям, как и в случае понимания роли генотипов, придает изучение уровня витамина в сопоставимые периоды индивидуального развития. Получаемая в ходе исследования информация может пролить свет на возможное наличие материнского эффекта в случае изучения уровня витамина в разные периоды постнатального развития. Как и ранее, для оценки уровня вклада генотипа матерей в характер варьирования концентрации витамина С применялся обобщённый анализ с использованием непараметрических и параметрических подходов (табл. 6).

Таблица 6 Влияние генотипа матерей на уровень витамина С в плазме крови потомков в разные периоды онтогенеза

Порода Критерий сравнения Множественный Я2 МБмг МЗс, «И* а

19-21 -дневный возраст

Крупная белая Н=50,0 Е=2,1 0,353 260,8 122,0 27 100 0,005 0,003

Скороспелая мясная Н= 142,1 ¥=1,6 0,501 792,8 104,1 35 265 <0,001 <0,001

2 недели после отъёма

Крупная белая Н=72,0 Р=5,9 0,529 370,5 63,3 19 99 <0,001 <0,001

Скороспелая мясная Н=17,9 Р=1,9 0,131 276,9 144,4 11 56 0,083 0,056

Полученные результаты указывают на влияние генотипа матерей на содержание аскорбиновой кислоты в крови их потомков. Это особенно ярко проявляется у породы СМ-1, по которой не установлено значимых отличий между представителями разных гнёзд в постотьёмный период, в то время как у подсосных поросят такое влияние было самым выраженным.

Таким образом, установлено влияние генотипа хряков и свиноматок на концентрацию аскорбиновой кислоты в плазме крови их потомков. Сила влияния данных группирующих признаков была неодинаковой при изучении зависимого признака в разные периоды онтогенеза живот-

ных. Не обнаружено отличий между поросятами-сосунами разных гнёзд крупной белой и интродуцированной йоркширской пород по изучаемому зависимому признаку.

Каноническая дискриминантная модель межпородных дифференциаций по биохимическим и гематологическим параметрам крови свиней Западной Сибири

Ранее было отмечено, что для получения наименее смещённых оценок количественных признаков следует принимать во внимание многомерную природу их взаимодействий. Не менее актуальным данный вопрос видится при характеристике пород сельскохозяйственных животных. В этой связи особенно важным является поиск показателей, по которым такие отличия выражены сильнее всего. Решение поставленной задачи возможно с использованием канонического дискриминантного анализа.

На первом этапе было необходимо установить биохимические показатели, на которые порода оказывала влияние. Это позволило в последующем включать соответствующие переменные в создаваемую каноническую дискриминантную модель [Камалдинов, Короткевич, 2011]. Выделены 3 дискриминантных функции, из которых первые две позволяли объяснить 97,5% всей изучаемой изменчивости (табл. 7).

Таблица 7 Результаты канонического дискриминантного анализа

Дискриминантная функция Собственное значение матрицы Я 'уу КУх К XX К- ух Коэффициент канонической корреляции Коэффициент детерминации канонической корреляции Л-стати-стика Уилкса Дисперсия, %

1 7,85488 0,942 0,887 0,11264 83,0

2 1,37175 0,761 0,578 0,42088 14,5

3 0,23195 0,434 0,188 0,81164 2,5

Это также видно по установленным коэффициентам детерминации. Наряду с этим, обнаружена низкая вероятность верности нулевой гипотезы относительно равенства нулю полученных коэффициентов канонической корреляции. Вместе с тем важно принимать во внимание функцию 3 в поиске дискриминирующих переменных. Первая дискриминантная функция позволила выделить признаки, по которым породы отличались друг от друга в большей степени в условиях Западной Сибири. Среди таких показателей следует отметить уровень глюкозы, лейкоцитов и активность щелочной фосфатазы.

Вклад таких переменных, как «эритроциты», «общий белок» и «отношение кальция к фосфору» по сравнению с другими был второстепенным (рис. 6).

Канонические оценки Структурные коэффициенты

о

Условные обозначения:

xl — витамин С

х2 — эритроциты

хЗ — лейкоциты

х4 — гемоглобин в 1 эритроците

х5 — хлориды

хб — кальций

х7 — отношение Са/Р

х8 — глюкоза

х9 — общий белок

х10 — активность кислой фосфатазы

Дюрок Йорк. X КБ

Порода

Рис. 6 Оценка величин вкладов некоторых биохимических и гематологических показателей в различия между породами свиней

Функция 2 характеризовалась показателями, по которым породы отличались в меньшей, по сравнению с представителями функции 1, степени. Тем не менее, эти переменные имели определённый вес при сравнении пород между собой. В этом аспекте доминирующие позиции занимали такие составляющие функции, как «отношение кальция к фосфору» и «концентрация гемоглобина в одном эритроците». У помесных животных установлен самый большой уровень внутрипопуляционной изменчивости. В противоположность этому, свиньи породы дюрок, обладавшие самыми низкими пределами варьирования, и занимавшие промежуточное положение породы СМ-1 и крупная белая заметно отличались от помесей. Причиной тому могут служить более длительный период их разведения. Вместе с тем животные крупной белой породы очень активно использовались в селекционной работе. Данное обстоятельство могло

быть причиной проявления эффекта коррелятивной изменчивости, что и показано на представленном рисунке.

Визуализированные канонические оценки и структурные коэффициенты наглядно отражают фенотипическую пластичность популяций и позволяют характеризовать генофонд пород свиней, разводимых в условиях Западной Сибири.

Изучение структурных коэффициентов показало их высокую корреляцию с дискриминантной функцией. Такие коэффициенты являлись характеристиками углеводного и минерального обменов, а также уровня гемоглобина в цельной крови. Направление связей изменялось только по стандартизированным коэффициентам первой дискриминантной функции в отношении кальция и фосфора. Когда значение стандартизированного коэффициента детерминации было высоким, имел место кумулятивный эффект, возникавший в результате коррелятивной изменчивости включённых в модель переменных. Это особенно ярко проявлялось по концентрации глюкозы, лейкоцитов и активности щелочной фосфатазы.

Проведённые исследования вносят вклад в понимание особенностей отличий пород свиней по ряду гематологических и биохимических показателей на основании канонических дискриминантных функций. Дальнейший анализ в двумерном геометрическом пространстве позволил ещё больше углубиться в понимание межпородных дифференциаций. Это стало возможным посредством визуализации построенной модели (рис. 7).

На рисунке видно, что изучаемые показатели, изображённые в виде разнонаправленных стрелок разного размера, по степени выраженности выходили за пределы статистической ошибки. Это говорило в пользу принятия альтернативной гипотезы. По изучаемым признакам породы отличались друг от друга и от средней в целом по виду. В данном случае, в качестве математического ожидания принимался многомерный показатель, характеризующий сразу все исследуемые количественные признаки. Самыми отдалёнными от центроида оказались порода СМ-1 и крупная белая. Меньшая дистанция была присуща представителям породы дюрок, тогда как помесные животные заняли промежуточное положение между родительскими породами. Дискриминантный анализ показал, что по уровням эритроцитов, гемоглобина в 1 эритроците и кальций-фосфорному отношению породы свиней отличались в большей степени с вероятностью 95,2% (Л=0,048).

Таким образом, произведена оценка пород по степени сходства по ряду гематологических и биохимических показателей. С этой целью

-10 -5 0 5 10

Каноническая размерность 1 (78.3%)

Рис. 7 Двумерная каноническая дискриминантная модель роли ряда количественных признаков в несходстве некоторых пород свиней Западной Сибири

применяли комплексный подход на основе дисперсионного и канонического дискриминантного анализов. Это позволило дифференцировать, разводимые в Сибири породы свиней по степени их несходства по ряду гематологических и биохимических показателей и тем установить наличие кумулятивного дискриминантного эффекта по концентрации лейкоцитов, глюкозы, активности общей щелочной фосфатазы и насыщенности эритроцита гемоглобином. Наряду с этим, отмечено фенотипиче-ское разнообразие по показателям минерального обмена. Полученные результаты вносят вклад в понимание фенотипической изменчивости свиней разных пород, разводимых в Западной Сибири.

Фенотипическое сходство пород крупного рогатого скота по биохимическим показателям крови

Применение биохимических показателей позволяет исследователю оценить физиологическое состояние животных и является одним из самых широко распространённых инструментов мониторинга в современном животноводстве.

С использованием биохимических показателей была поставлена задача оценить фенотипическое сходство пород скота Сибири, предварительно проанализировав уровень изменчивости биохимических показателей крови. Самый большой размах фенотипической изменчивости у серой украинской наблюдался по ферментативной активности и в особенности кислой, щелочной фосфатаз и АЛТ. Высокие пределы варьирования выявлены также по содержанию общего билирубина и холестерина. Подобным образом картина выглядела по якутскому скоту, где максимальное соотношение крайних вариант наблюдалось по активности щелочной и кислой фосфатаз, АЛТ, содержанию сывороточных общего билирубина и холестерина.

Для оценки степени фенотипического сходства сразу по всем биохимическим показателям установлены дистанции Эвклида с использованием предварительно стандартизированных данных (табл. 8).

Таблица 8 Фенотипические дистанции между породами крупного рогатого скота, разводимого в Западной Сибири

Порода Порода

украинская чёрно-пёстрая якутский скот

Серая украинская 0

Чёрно-пёстрая 0,677 0

Якутский скот 0,053 0,653 0

Как следует из результатов проведённого сравнения, существующие отличия завезённого в Западную Сибирь скота по исследованным биохимическим показателями оказались невысокими. В этом свете становятся объяснимыми фенотипические дистанции между серым украинским, якутским и чёрно-пёстрым скотом, которые имели соотношения дистанций в пределах 1:12,3-12,8% соответственно.

Представленная информация показана в виде соответствующей дендрограммы (рис. 8).

Кластеры hclust (*, "ward")

Рис. 8 Фенотипическое сходство чёрно-пёстрой, серой украинской пород и якутского скота по биохимическим показателям сыворотки крови

Полученные результаты позволяют заключить, что, возможно, имеет место сходство в отношении некоторых биохимических и физиологических процессов, происходящих в организме интродуцированного скота вне зависимости от его породной принадлежности. Это можно было заключить по уровню таких показателей как: хлориды, общий белок, глобулины, активность AJIT и общей кислой фосфатазы. Возможно, что эти признаки всегда варьируют в одних и тех же пределах и являются

видовой особенностью крупного рогатого скота, разводимого в условиях Сибири. Подобные результаты наблюдались и ранее по частотам эритро-цитарных антигенов (рис. 4) и показателям соматической хромосомной нестабильности (рис. 5).

Таким образом, установлены средние уровни, а также доверительные границы ряда биохимических показателей в крови крупного рогатого скота. Установлены фенотипические дистанции и выявлена породная дифференциация животных по изучаемым фенотипическим признакам. Предполагается, что некоторые параметры крови ассоциированы с интродукцией серого украинского и якутского скота в Западную Сибирь.

Влияние породы на устойчивость крупного рогатого скота к некоторым болезням

Наряду с оценкой биохимического, гематологического и цитогене-тического статуса животных, не менее важной характеристикой пород крупного рогатого скота выступает их дифференциация по устойчивости к ряду заболеваний (табл. 9). Полученные результаты позволяют заключить, что по всем изученным породам чаще всего встречались гинекологические заболевания. Наименьшей устойчивостью к болезням конечностей обладали представители чёрно-пёстрой породы, отличавшиеся в 1,8 раза от симментальской (а<0,001).

Таблица 9 Причины выбраковки животных разных пород

Причина выбытия Порода

черно -пестрая красная степная симментальская

п % п % п %

Гинекологические заболевания 75128 23,0±0,07 30695 22,5±0,11 25553 21,1±0,12

Болезни вымени 39393 12,1±0,06 15434 11,3±0,09 11140 9,2±0,08

Болезни конечностей 48802 15,0±0,06 12116 8,9±0,08 9760 8,1±0,08

Туберкулез 10408 3,2±0,03 7003 5,1±0,06 859 0,7±0,02

Лейкоз 22692 7,0±0,04 2912 2,1±0,04 4013 3,3±0,05

Другие причины Средний возраст в лакгациях 128923 39,7±0,09 68262 50,1±0,14 69779 57,6±0,14

3,6 3,6 4,3

В целом исследования позволили обнаружить комплексную резистентность симментальского скота к болезням. Животные данной породы, наряду с более высокой устойчивостью к ряду заболеваний, характеризовались крепкой конституцией. Это проявлялось как относительно низкой частотой болезней конечностей, так и значительно более высоким уровнем продуктивного долголетия.

Поражённость симментальского скота туберкулезом оказалась в несколько раз ниже остальных пород (в 4 раза ниже черно-пестрого и в 7 раз - красного степного (а<0,001)). Наряду с этим, в присутствии инфекционного фона в условиях Западной Сибири самым восприимчивым к туберкулезу оказался красный степной скот, но менее подверженным заболеванию лейкозом.

Полученные результаты позволяют сделать заключение об особой роли генетических факторов, обусловливающих восприимчивость молочного скота разных пород к некоторым инфекционным заболеваниям. Вполне очевидным видится и предположение о том, что в разных географических зонах с другими экологическими условиями установленные частоты могут оказаться другими, включая также соотношения найденных частот. Имеющийся уровень отличий пород скота по устойчивости и восприимчивости к заболеваниям в очередной раз свидетельствовал об актуальности применения селекционных методов повышения резистентности животных к болезням.

Таким образом, установлена межпородная дифференциация крупного рогатого скота по устойчивости и восприимчивости к ряду заболеваний в условиях Западной Сибири. Симментальский скот характеризовался относительно высокой, по сравнению с остальным скотом, устойчивостью к некоторым болезням. Вместе с тем особи данной породы обладали самым длительным периодом продуктивного использования. Черно-пестрая порода была более восприимчивой по сравнению с другими к ряду заболеваний.

Приведённые данные о влиянии породы на относительную устойчивость и восприимчивость к болезням свидетельствуют о необходимости включения в селекционные программы пункта, предусматривающего повышение резистентности популяций животных к распространённым заболеваниям в Западной Сибири.

Сохранение генетического разнообразия редких и исчезающих пород крупного рогатого скота

Проблема сохранения генофондов животных сегодня становится всё более и более актуальной [Паронян, Прохоренко, 2008; Эрнст, Дмитриев, Паронян, 1994; Эрнст, Зиновьева, 2008; Дунин, Павлова, 2012]. Интенсивное развитие общества, сопряжённое с быстрым течением научно-технического прогресса, и экономические предпосылки налагают, в этой связи, свой серьёзный отпечаток.

Новые технологические потребности сельскохозяйственного производства приводят к созданию специализированных пород, появле-

ние которых невозможно без достаточной генетической изменчивости популяций. В этой связи следует отметить особую роль природно-климатических условий и устойчивость к болезням. Это в очередной раз говорит в пользу поиска возможности использования генетических ресурсов аборигенных пород, устойчивость которых к таким факторам формировалась веками [Моисеева, Уханов, Столповский, Сулимова, Каштанов, 2006].

К большому сожалению, сегодня приходится констатировать последствия исчезновения ряда пород с уникальными свойствами, на создание которых потребовались большие усилия специалистов животноводов («Состояние всемирных генетических ресурсов животных в сфере продовольствия и сельского хозяйства», ФАО, 2010).

Генофонд свиней сибирской северной породы лёг в основу некоторых линий кемеровской породы свиней [Гудилин, 1997]. Поэтому изучение генофондов и фенофондов уже исчезнувших пород является важным для понимания микроэволюционных процессов в существующих популяциях животных.

В области скотоводства Сибири наблюдается ещё более драматичная ситуация, когда за последние два столетия была выведена только красно-пёстрая порода крупного рогатого скота [Голубков, 2003].

Происходящие тенденции ведут к обеднению генетического разнообразия и продолжению процесса «вымирания» пород, редких и исчезающих видов животных. Особенно обращают на себя внимание их небольшие популяции. Это также способствует усложнению сохранения существующего генетического разнообразия и связано с увеличением доли инбредных животных. В результате происходит снижению уровня продуктивности и жизнеспособности.

Вместе с этим следует отметить, что наряду с повышением уровня молочной продуктивности возрастала встречаемость болезней, характерных для чёрно-пёстрой породы скота по сравнению с другими. Подобного рода картина была характерна и для других хозяйств Западной Сибири с высоким уровнем продуктивности. Всё это в глобальном масштабе способствует доминированию культурных трансграничных высокопродуктивных пород сельскохозяйственных животных и приводит к значительному сокращению генетического разнообразия.

С целью нивелирования описанных выше негативных последствий и сохранения генофонда редких и исчезающих пород животных совместно с академиком Л.К. Эрнстом и другими соавторами был предложен способ сохранения редких и исчезающих пород животных (патент РФ №2270562). Главными условиями рассматриваемого метода являют-

ся создание микролиний и криоконсервация семени, полученного от родоначальников микролиний, в течение длительного периода времени.

Показан принцип сохранения малочисленной популяции крупного рогатого скота, племенное ядро которой представлено 10 производителями и 10 группами по 10-12 коров. От каждого быка на длительное хранение закладывают семя. На первом этапе быком А осеменяют первую группу животных, от которых впоследствии получают 5-6 тёлочек. Через каждый год данную процедуру повторяют в течение 3 лет (за основу взят период продуктивного долголетия коровы, соответствующий 3-4 лактаци-ям). В результате от каждой матери получают по 2 тёлки, из которых отбирают лучшую с целью дальнейшего воспроизводства. В случае выбытия из группы одного или нескольких животных, их заменяют на лучших полусибсов первой группы. Таким образом, получают потомков Еь

При достижении дочерьми первой группы 17-18-месячного возраста их покрывают последним по счёту быком в течение последующих 4 лет в соответствии с описанным ранее алгоритмом. Подобный подход применяется в отношении всех остальных микрогрупп матерей.

Особей поколения Бю осеменяют семенем родоначальника микролинии и получают потомков с долей 50,1%. Каждый такой цикл может занять по времени до 50 лет и повторяется несколько раз.

Наряду с предлагаемой схемой сохранения генетического разнообразия пород крупного рогатого скота, совместно с В.Л. Петуховым, Л.К. Эрнстом, А.И. Желтиковым и другими соавторами разработан способ получения высокопродуктивных производителей сельскохозяйственных животных (патент РФ №2414124). Метод основан на замещении хромосомы у выдающихся животных. Способ позволит достаточно быстро получать достаточное число животных с высоким уровнем хозяйственно полезных признаков и особенно ограниченных полом. Реализация предлагаемой схемы представляется выполнимой в свете совершенствования существующих биотехнологических методов (клонирование).

Совместно с В.В. Вастьяновым, А.И. Желтиковым и другими коллегами установлены различия между быками чёрно-пёстрой породы по количеству эякулятов, объёму нативной спермы и концентрации сперматозоидов.

Таким образом, предлагаемая схема позволит сохранять генофонд небольшой популяции, состоящей их 100-120 коров и 10 быков-производителей в течение очень продолжительного времени с коэффициентом инбридинга, не превышающим 0,1%. При использовании такого подхода сохраняется возможность отбирать наиболее приспособленных к изменяющимся условиям среды особей.

ВЫВОДЫ

Высокий уровень генетического сходства пород свиней Западной Сибири установлен по комплексу показателей: частотам аллелей систем аллотипов сывороточных белков и эритроцитарных антигенов. Коэффициенты генетического сходства варьировали в незначительных пределах - 0,773-0,781 (при сравнении сибирской северной и кемеровской пород), 0,867-0,868 (сибирская северная - СМ-1). Самые большие пределы варьирования коэффициентов получены при сравнении скороспелой мясной и кемеровской пород (0,812-0,914). Подобная ситуация наблюдалась, за небольшим исключением, по частотам эритроцитарных антигенов и генотипов систем аллотипов сывороточных белков (0,741-0,773; 0,815-0,867 и 0,796-0,812 соответственно).

Обнаружен высокий уровень генетической консолидированности сибирской северной породы свиней по частотам эритроцитарных антигенов в большинстве линий и семейств. Выявлена генетическая гетерогенность свиней таких пород, как сибирская северная, скороспелая мясная (СМ-1), кемеровская и крупная белая по частотам антигенов Еа и Е£ Соотношения частот антигенов составили 1:11,5:11,5:25,2 и 1:0,57:0,21:0,25 соответственно. Установлены кластеры антигенов, по частотам которых породы свиней были схожи между собой в большей степени. К таким антигенам относились представители двух кластеров - Ва, ЭЬ, Ес1, РЬ, ЬЬ, Ы (самая высокая встречаемость - 93-100%) и ВЬ, Ра, Ьа, Ц, Ы, ЬЬ (0,1-45,8%). По остальным антигенам однообразие частот оказалось выраженным в меньшей степени.

Свиньи сибирской северной породы характеризовались высокой встречаемостью аллотипов С1, С4, в7, генотипа С4'/С4\ а также относительно низкими частотами аллелей иммуноглобулина ^ 1а и 2Ь+ и генотипов С '/С1 и С4'/С4'. Приведённая структура аллелей и генотипов характеризует генетическую структуру изучаемой субпопуляции и представляет собой уникальное сочетание их частот. Наибольшее генетическое сходство по исследуемым показателям выявлено у сибирской северной со скороспелой мясной породой (0,804-0,867), тогда как их сходство с особями кемеровской породы оказалось самым низким (0,680-0,773). Промежуточное положение занимали представители кемеровской и скороспелой мясной пород (0,767-0,812).

Интродуцированные особи якутского скота отличались от якутского аборигенного по ряду эритроцитарных антигенов генетических си-

стем В и С. По большинству исследованных антигенов якутский скот Сибири был схож с чёрно-пёстрым. Это позволяет сделать предположение о нарастающем уровне гомозиготности в замкнутых популяциях интродуцированных животных и продолжающихся адаптационных процессах на примере антигенов С2 и Сз, тогда как остальные из них оказались адаптивно-нейтральными.

5. Среди показателей соматической хромосомной нестабильности обнаружены хромосомные аберрации, полиплоидия, анеуплоидия, разрывы и фрагменты хромосом. Серая украинская порода практически по всем этим параметрам превышала чёрно-пёструю. По общему количеству разрывов и аберраций такое превышение было довольно значительным. Подобные результаты получены при сравнении интродуцированного в Западную Сибирь якутского скота и чёрно-пёстрой породы. По остальным показателям наблюдалось высокое фенотипическое сходство интродуцированных в Западную Сибирь из южной и восточной частей России пород скота по сравнению с чёрно-пёстрой.

6. Установлены средние популяционные уровни, а также пределы варьирования гематологических и биохимических показателей крови свиней и скота некоторых пород Западной Сибири. Отмечено высокое фенотипическое сходство интродуцированного якутского и серого украинского скота по комплексу биохимических показателей крови (фенотипическая дистанция - 0,053). Эти животные фенотипически отличались от чёрно-пёстрого скота, традиционно разводимого в Западной Сибири (0,653-0,677).

7. Генотип хряков и матерей разных пород свиней влиял на уровень витамина С в плазме крови их потомков в процессе онтогенеза. Наибольшие отличия установлены между поросятами-сосунами разных производителей скороспелой мясной породы (Н=78,1***, Р=5,2***), в то время как по крупной белой такие отличия были менее выражены (Н=35,4*, Р=1,9*). У особей скороспелой мясной породы через 2 недели после отъема влияние генотипа отца на содержание в плазме аскорбиновой кислоты оказалось ещё ниже (Н=25,3*, Г=2,5**), тогда как по крупной белой породе имела место лишь тенденция (Н=17,7 Р=2,0*). Роль генотипа маток в изменчивости содержания витамина С была самой высокой у свиней в подсосный период (скороспелая мясная - Н=142,1 ***, Р=7,6***; крупная белая - Н=50,0**, Р=2,1**), тогда как материнский эффект проявлялся ярче у особей скороспелой мясной породы в постотъёмный период (Н=72,0***, Р=5,9***). Вместе с тем генетическая обусловленность уровня исследуемого органи-

ческого соединения в гнёздах скороспелой мясной породы проявилась недостаточно сильно (Н=17,9% Р=1,9»).

8. Оценено влияние концентрации аскорбиновой кислоты на некоторые гематологические и биохимические показатели крови свиней. Сделано предположение об особой роли витамина С в метаболизме хлоридов, глюкозы, кальция, общего белка и активности АЛТ. В изменчивости ряда гематологических и биохимических показателей доля влияния содержания аскорбиновой кислоты была невысокой. Это объяснялось действием таких факторов, как «возраст», «порода», «порода:возраст», «порода:возраст:уровень аскорбиновой кислоты», «порода:уровень аскорбиновой кислоты» и «возраст:уро-вень аскорбиновой кислоты». Уровни гематологических и биохимических показателей в первую очередь зависели от возраста животного в пределах одного вида и связаны с особенностями течения обменных процессов.

9. Определена роль ряда фиксированных и случайных факторов в изменчивости концентрации витамина С в плазме крови свиней разных пород Западной Сибири. Построена линейная модель, проливающая свет на роль таких факторов, как: «хозяйство», «сезон года», «порода», «возраст», «содержание свинца», «содержание меди», «содержание цинка» и «основные дыхательные шумы», а также их взаимодействий. Наибольший вклад в уровень витамина С вносит зимний период по сравнению с летним (а<0,001). Влияние зимнего периода на изучаемый количественный признак у животных породы дюрок было в 2 раза ниже относительно крупной белой (а<0,05) и ландрас. Выявлено, что концентрация аскорбиновой кислоты может изменяться в период отъёма, сопровождающегося стрессовыми ситуациями для поросят. Это подтверждалось высоким значением коэффициента регрессии по фактору «возраст (2 недели после отъема) * сезон(зима)».

10. Построены канонические дискриминантные модели межпородных дифференциаций по гематологическим и биохимическим показателям, а также оценено влияние генотипа отца на эти параметры интерьера у их потомков. Степень внутрипопуляционной изменчивости оказалась самой высокой у помесей йоркширской и крупной белой пород. В соответствии с моделью, меньшая изменчивость наблюдалась у особей скороспелой мясной и крупной белой пород, в то время как представители породы дюрок, наряду с низким уровнем изменчивости, характеризовались по некоторым признакам высокими пределами варьирования. В большей степени от средних видовых

значений отличались скороспелая мясная порода СМ-1 и крупная белая и в меньшей — дюрок. Поросята-сосуны, полученные от разных отцов, различались между собой по активности АЛТ, АСТ, содержанию гемоглобина, мочевины и витамина С. В более позднем возрасте количество таких показателей оказалось меньшим и выявлено только по концентрации лейкоцитов, кальция и общего белка.

11. Установлены межпородные фенотипические дистанции по частотам аллелей и генотипов систем аллотипов сывороточных белков, эритро-цитарных антигенов и аллелей генетических систем групп крови у свиней. Обнаружено сходство оценок при сравнении пород Западной Сибири. По степени сходства исследованные субпопуляции можно расположить в следующем порядке: кемеровская — сибирская северная - скороспелая мясная — крупная белая.

12. Проведён комплексный анализ и оценено сходство пород крупного рогатого скота по частотам эритроцитарных антигенов, параметрам соматической хромосомной нестабильности и биохимическим показателям крови. Выявлено высокое генетическое и фенотипическое сходство интродуцированных серого украинского и якутского скота вне зависимости от применяемых показателей.

13. Установлено влияние генофонда пород крупного рогатого скота на устойчивость и восприимчивость к гинекологическим заболеваниям, болезням вымени, конечностей, туберкулёзу и лейкозу в условиях Западной Сибири. Симментальская порода характеризовалась в целом наиболее высокой устойчивостью ко всем исследованным заболеваниям. Поражённость этого скота туберкулезом была в несколько раз ниже остальных пород (в 4 раза ниже черно-пестрого (а<0,001) и в 7 раз - красного степного (а<0,001)). Симментальский скот характеризовался более. длительным периодом продуктивного использования. Черно-пестрая порода была относительно восприимчива к гинекологическим заболеваниям, болезням вымени, конечностей и лейкозу по сравнению с другими.

14. С целью поддержания существующего биоразнообразия крупного рогатого скота разработан способ сохранения редких и исчезающих пород скота, основанный на создании микролиний и биотехнологическом методе замещения хромосомы у выдающихся животных (патент РФ №2414124). Предлагаемая схема может быть использована для сохранения генофонда пород с поголовьем 100-200 голов на протяжении длительного периода времени, не прибегая к тесному инбридингу (патент РФ №2270562).

ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. При оценке сходства пород сельскохозяйственных животных и их внутрипородной структуры важно применять комплексный анализ, основанный на характеристике генофонда и ряда фенотипических признаков.

2. Для получения представления о степени варьирования и сопряжённости гематологических и биохимических показателей следует принимать во внимание сложную многомерную природу их взаимодействий. С этой целью рекомендуется использовать совокупность многомерных статистических подходов.

3. Применять разработанный метод сохранения редких и исчезающих пород крупного рогатого скота для консервации малочисленных популяций, в том числе якутского скота.

4. Использовать в селекционных программах выведения новых и совершенствования существующих пород крупного рогатого скота критерии отбора по устойчивости к болезням и длительности продуктивного использования.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ

1. Быкова, JI.A. и Е.В. Камалдинов Среднепопуляционный уровень а-токоферола в плазме крови свиней скороспелой мясной породы (СМ-1) / J1.A. Быкова и Е.В. Камалдинов // Докл. Рос. акад. с.-х. наук. - 2011. - № 4. - С. 50-52.

2. Вастьянов, В.В. Качество спермы быков / В.В. Вастьянов, А.И. Жёлтиков, О.С. Короткевич и Е.В. Камалдинов // Животноводство России. -2010. -№ 6. - С.41-42.

3. Желтиков, А.И. Оценка быков-производителей чёрно-пёстрой породы по качеству спермопродукции / А.И. Жёлтиков, О.С. Короткевич, В.В. Вастьянов, Е.В. Камалдинов // Вестн. Новосиб. гос. аграр. ун-та. - 2010. -№ 13. - С. 28-31.

4. Камалдинов, Е.В. Концентрация витамина С в плазме крови свиней некоторых пород / Е.В. Камалдинов // Сиб. вестн. с.-х. науки. - 2006. - Т. 164, № 4. - С. 31-35.

5. Камалдинов, Е.В. [и др.] Антигенный статус и хромосомная нестабильность серого украинского скота / Е.В. Камалдинов [и др.] // Сиб. вестн. с.-х. науки. - 2010. -№ 12.-С. 67-73.

6. Камалдинов, Е.В. Полиморфизм белков сыворотки крови свиней сибирской северной породы / Е.В. Камалдинов [и др.] // Докл. Рос. акад. с.-х. наук. - 2010. - №4. - С. 49-51.

7. Камалдинов, Е.В. Характеристика семейств сибирской северной породы свиней по частотам эритроцитарных антигенов / Е.В. Камалдинов // Вестн. Новосиб. гос. аграр. ун-та. - 2010. - Т. 14, № 2. - С. 30-35.

8. Камалдинов, Е.В. Влияние уровня витамина С на некоторые гематологические и биохимические показатели крови свиней / Е.В. Камалдинов // Вестн. Алт. гос. аграр. ун-та. - 2011. - Т. 84, № 10. - С. 59-62.

9. Камалдинов, Е.В. Межпородные фенотипические дистанции по комплексу биохимических показателей у свиней Западной Сибири / Е.В. Камалдинов // Вестн. Алт. гос. аграр. ун-та. - 2011. - № 1. - С. 59-63.

10. Камалдинов, Е.В. Фонд эритроцитарных антигенов и хромосомная нестабильность якутского скота/Е.В. Камалдинов // С.-х. биология. -2011. -№ 2. - С. 51-56.

11. Камалдинов, Е.В. Характеристика линий сибирской северной породы свиней по частотам эритроцитарных антигенов / Е.В. Камалдинов // Вестн. Новосиб. гос. аграр. ун-та. - 2011. - Т. 18, № 2. - С. 48-54.

12. Камалдинов, Е.В. Использование информационных технологий в племенном свиноводстве / Е.В. Камалдинов, В.Н. Дементьев и В.В. Гарт // Вестн. Новосиб. гос. аграр. ун-та. - 2012. - Т. 22, № 1. - С. 50-54.

13. Камалдинов, Е.В. Каноническая дискриминантная модель влияния генотипа отца на некоторые интерьерные показатели его потомков у свиней / Е.В. Камалдинов // Вестн. КрасГАУ. - 2012. - № 1.-С. 117-122.

14. Камалдинов, Е.В. Каноническая дискриминантная модель межпородных дифференциаций свиней по биохимическим параметрам / Е.В. Камалдинов и О.С. Короткевич // Аграрная Россия. -2011. -№ 5. -С. 8-12.

15. Петухов, В.Л. Влияние породы на устойчивость крупного рогатого скота к некоторым болезням / В.Л. Петухов, Е.В. Камалдинов и О.С. Короткевич // Главный зоотехник. - 2011.-№ 1,-С. 10-13.

16. Петухов, В.Л. Иммуногенетические системы сывороточных белков крови свиней / В.Л. Петухов, А.И. Желтиков, М.Л. Кочнева ... Е.В. Камалдинов // Докл. Рос. акад. с.-х. наук. - 2003. - № 5. - С. 38-40.

17. Петухов, В.Л. Генетическая структура кемеровской и крупной белой пород свиней по системам групп крови / В.Л. Петухов, А.И. Желтиков и Е.В. Камалдинов // С.-х. биология. - 2004. - № 2. - С. 43^19.

Патенты на изобретения

18. Пат. 2270562 Рос. Федерация, МПК А01К 67/02. Способ сохранения редких и исчезающих пород животных / В.Л. Петухов, Л.К. Эрнст, А.И. Желтиков ... Е.В. Камалдинов [и др.]; заявитель и патентообладатель Новосиб. гос. аграр. ун-т. -№2004113866/13; заявл. 05.05.2004; опубл. 27.02.2004, Бюл. №6. - 10 е.: ил.

19. Пат. 2414124 Рос. Федерация, МПК А01К 67/00. Способ получения высокопродуктивных производителей сельскохозяйственных животных / В.Л. Петухов, Л.К. Эрнст, А.И. Желтиков ... Е.В. Камалдинов [и др.]; заявитель и патентообладатель Новосиб. гос. аграр. ун-т. - №2009122691/10; заявл. 15.06.2009; опубл. 20.03.2011, Бюл. №8. - 8 е.: ил.

Монографии

20. Петухов, В.Л. Генофонд скороспелой мясной породы свиней / В.Л. Петухов, В.Н. Тихонов, А.И. Желтиков ... Е.В. Камалдинов [и др.]. - Новосибирск: Юпитер, 2005.-631 с.

21. Желтиков, А.И. Черно-пестрый скот Сибири / А.И. Желтиков, В.Л. Петухов, О.С. Короткевич ... Е.В. Камалдинов. - Новосибирск: Прометей, 2010. - 500 с.

22. Петухов, В.Л. Генофонд и фенофонд сибирской северной породы и сибирской черно-пестрой породной группы свиней / В.Л. Петухов, В.Н. Тихонов, А.И. Желтиков ... Е.В. Камалдинов [и др.]. - Новосибирск: Прометей, 2012. — 579 с.

Публикации в других источниках

23. Желтиков, А.И. Иммуногенетическая характеристика скороспелой мясной породы свиней (СМ-1) новосибирской селекции / А.И. Желтиков, M.JL Кочнева, B.JI. Петухов ... Е.В. Камалдинов // Труды Новосибирского государственного аграрного университета. — 2003. - Т. 183, № 1. - С. 108-114.

24. Камалдинов, Е.В. Наследуемость и изменчивость содержания витамина С в плазме свиней / Е.В. Камалдинов // Труды Новосибирского государственного аграрного университета.-2003.-Т. 183, № 1.-С. 124-128.

25. Желтиков, А.И. Характеристика семейств крупной белой породы свиней по частоте аллелей генетических систем групп крови / А.И. Желтиков, В.В. Гарт и Е.В. Камалдинов // Ветеринарная генетика, селекция и экология. - Новосибирск, 2003.-С. 178-179.

26. Камалдинов, Е.В. Влияние поведения на концентрацию витамина С в плазме крови свиней / Е.В. Камалдинов // Ветеринарная генетика, селекция и экология.

- Новосибирск, 2003. - С. 10-11.

27. Камалдинов, Е.В. Роль аскорбиновой кислоты в стабилизации процессов торможения у свиней в процессе онтогенеза / Е.В. Камалдинов // Ветеринарная генетика, селекция и экология. - Новосибирск, 2003. - С. 121-122.

28. Камалдинов, Е.В. Роль аскорбиновой кислоты в минеральном обмене веществ у свиней скороспелой мясной породы СМ-1 / Е.В. Камалдинов // Пути интенсификации отрасли свиноводства в странах СНГ: сб. тр. XVI Междунар. науч.-практ. конф. (26-27 августа). - Гродно, 2009. - С. 59-61.

29. Камалдинов, Е.В. Роль некоторых фиксированных факторов в варьировании уровня аскорбиновой кислоты у свиней Западной Сибири / Е.В. Камалдинов // Учёные записки КГАВМ им. Н.Э. Баумана. - 2009. - Т. 199. - С. 67-73.

30. Камалдинов, Е.В. Структура эритроцитарных антигенов якутского скота в разных экологических условиях / Е.В. Камалдинов // Экологические проблемы животных и человека. - Новосибирск, 2010. - С. 78-80.

31. Камалдинов, Е.В. Использование факторного анализа в прогнозировании влияния комплекса признаков на уровень витамина С в плазме крови свиней / Е.В. Камалдинов и Л.А. Алексеева // Аграрная наука в России в новом тысячелетии.

- Омск, 2004. - С. 42-48.

32. Камалдинов, Е.В. Влияние трилона Б на уровень аскорбиновой кислоты в плазме крови свиней / Е.В. Камалдинов и Л.А. Быкова // Ветеринарная генетика, селекция и экология. - Новосибирск, 2003. - С. 119.

33. Камалдинов, Е.В. Изменчивость концентрации витамина С в плазме крои свиней в различные периоды онтогенеза / Е.В. Камалдинов и Л.А. Быкова // Ветеринарная генетика, селекция и экология - Новосибирск, 2003. - С. 120-121.

34. Камалдинов, Е.В. Зависимость содержания аскорбиновой кислоты в плазме крови свиней от некоторых интерьерных показателей / Е.В. Камалдинов и Л.А. Быкова // Актуальные проблемы животноводства: наука, производство и образование.

- Новосибирск, 2006. - С. 209-211.

35. Короткевич, О.С. Иммуногенетическая структура красной степной породы скота Алтайского края / О.С. Короткевич, А.И. Желтиков, В. Л. Петухов ... Е.В. Камалдинов // Совместная деятельность сельскохозяйственных товаропроизводителей и научных организаций в развитии АПК Центральной Азии.

- Иркутск, 2008. - С. 152-156.

36. Dukhanin, I.A. Heavy metals accumulation in liver and kidneys of pigs / I. A. Dukhanin, S.A. Patrashkov, V.L. Petukhov ... E.V. Kamaldinov // XIII International Conference on Heavy Metals in the Environment (ICHMET). - Rio de Janerio, 2005. - P. 41.

37. Kamaldinov, E.V. The genetic structure of immunogenetic system in plasma proteins of Kemerovo pig breed / E.V. Kamaldinov [et al.] // The 17th int. Pig Veterinary Society Congress - Iowa, USA, 2002. - 2. - P. 369.

38. Kamaldinov, E.V. Ascorbic acid level in blood plasma of some pigs breeds of West Siberia / E.V. Kamaldinov [et al.] // 54th Annual Meeting of the EAAP. - Rome, Italy, 2003. - P. 86.

39. Kamaldinov, E.V. Heavy metals influence on ascorbic acid level / E.V. Kamaldinov [et al.] // XII International Conference on Heavy Metals in the Environment (ICHMET). Journal de Fisique IV (France). - 2003. - Vol. 107, - P. 687-689.

40. Kamaldinov, E.V. Hereditability of plasma vitamin C level in pigs / E.V. Kamaldinov // 55th Annual Meeting of the EAAP. - Bled, Slovenia, 2004. - P. 65.

41. Kamaldinov, E.V. The fund of erythrocyte antigene in Jakutsky cattle / E.V. Kamaldinov, O.S. Korotkevich h A.I. Zheltikov // 56th Anmial Meeting of the EAAP. - Uppsala, Sweden, 2005. - P.46.

42. Kamaldinov, E.V. Hereditary aspects of vitamin C biosynthesis in pigs / E.V. Kamaldinov // Biology, Economics and Education. - Novosibirsk, 2008. - P. 45-50.

43. Kamaldinov, E.V. Studying of some multiple traits' influence on plasma ascorbic acid concentration / E.V. Kamaldinov h L.A. Bykova // 57th Annual Meeting of the EAAP.

- Antalya, Turkey, 2006. - P. 235.

44. Kamaldinov, E.V. Factor analysis using in prognosing of multiple traits influence om plasma ascorbic acid level in pigs / E.V. Kamaldinov h L.A. Bykova // Biology, Economics and Education. - Novosibirsk, 2008. - P. 51—58.

45. Karyagin, A.D. Influence of the genotype of red steppe sires upon the progeny resistance to deseases / A.D. Karyagin [et al.] // Biology, Economics and Education. - Novosibirsk, 2008.-P. 65-70.

46. Korotkevich, O.S. The determination of zinc level in chicken muscles and bones / O.S. Korotkevich [et al.] // Biology, Economics and Education. - Novosibirsk, 2008.

- P. 89-95.

47. Zheltikov, A.I. Characteristic of Kemerovskaya pig breed for immune genetic system of blood proteins / A.I. Zheltikov, V.V. Gart, E.V. Kamaldinov [et al.] // Veterinary Genetics, Selection and Ecology. - Novosibirsk, 2003. - P. 53-58.

48. Zheltikov, A.I. Immune genetic characteristic of Kemerovo pig breed / A.I. Zheltikov, V.L. Petukhov, E.V. Kamaldinov [et al.] // Biology, Economics and Education. -Novosibirsk, 2008. - P. 267-273.

49. Zheltikov, A.I. Characteristic of Siberian Northern pig breed for immune genetic system of blood proteins / A.I. Zheltikov, E.V. Kamaldinov, V.L. Petukhov [et al.] // XX International Congress of Genetics - Understanding Living Systems (July 12-17).

- Berlin, Germany, 2008. - P. 266.

50. Petukhov, V.L. The resistance of West Siberian cattle breeds to diseases with hereditary predisposition / V.L. Petukhov, E.V. Kamaldinov, O.S. Korotkevich [et al.] // XX International Congress of Genetics - Understanding Living Systems (July 12-17).

- Berlin, Germany, 2008. - P. 218.

Камалдинов Евгений Варисович Генофонд пород крупного рогатого скота и свиней Западной Сибири

Автореферат

Редактор Н.К. Крупина

Подписано в печать 30 сентября 2013 г. Формат 60x84 1/16. Объём 2,0 уч.-изд. л., 2,0 усл. печ. л. Тираж 100 экз. Заказ № 936

Отпечатано в Издательстве Новосибирского государственного аграрного университета 630039, г. Новосибирск, ул. Добролюбова, 160, каб. 106. Тел./факс (383) 267-09-10. E-mail: 2134539@mail.ru

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, доктора биологических наук, Камалдинов, Евгений Варисович, Новосибирск

ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный аграрный университет»

На правах рукописи

Л С О О А / С А / / о V -> V 1 -Г Л ЧП 7

КАМАЛДИНОВ Евгений Варисович

ГЕНОФОНД ПОРОД КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА И СВИНЕЙ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

06.02.07 - Разведение, селекция и генетика сельскохозяйственных животных 03.01.04 — Биохимия

Диссертация на соискание учёной степени доктора биологических наук

Научные консультанты:

доктор биологических наук, профессор Короткевич Ольга Сергеевна; доктор биологических наук, профессор Петухов Валерий Лаврентьевич

Новосибирск 2013

Принятые сокращения

АК - аскорбиновая кислота, мкмоль/л;

AJIT - аланинаминотрансферазная активность;

ACT - аспартатаминотрансферазная активность;

КБ - крупная белая порода свиней;

КФ - активность общей кислой фосфатазы;

ЩФ - активность щелочной фосфатазы;

СГЭ - содержание гемоглобина в 1 эритроците (г/л);

СМ-1 - скороспелая мясная порода свиней СМ-1 ;

ЩФ - активность щелочной фосфатазы;

ANO VA- однофакторный дисперсионный анализ;

CRAN - репозиторий библиотек для языка «R»;

IQR - величина межквартильного размаха (Inter Quartile Range)

PerANOVA - перестановочный (пермутационный) дисперсионный анализ

(Permutational Analysis of Variances);

R - язык статистического программирования;

а - ошибка первого рода (соответствует уровню значимости, р);

сл. — доверительный интервал (confidence interval).

Содержание

Введение...........................................................................................................................6

1 Обзор литературы.......................................................................................................13

1.1 Генофонд и фенофонд пород сельскохозяйственных животных....................13

1.2 Генетический полиморфизм...............................................................................28

1.2.1 Полиморфизм групп крови..........................................................................31

1.2.2 Белковый полиморфизм...............................................................................39

1.3 Соматическая хромосомная нестабильность....................................................46

1.4 Восприимчивость сельскохозяйственных животных к заболеваниям...........50

1.5 Биохимические и гематологические показатели крови сельскохозяйственных животных....................................................................................................................58

1.5.1 Изменчивость уровня витамина С в крови свиней и генетические аспекты его биосинтеза.........................................................................................59

1.5.2 Гематологический и биохимический статус сельскохозяйственных животных................................................................................................................61

2 Материал и методы исследований............................................................................67

2.1 Генетические системы групп крови...................................................................67

2.2 Генетический полиморфизм сывороточных белков.........................................70

2.3 Соматическая хромосомная нестабильность....................................................71

2.4 Гематологический и биохимический статус животных...................................72

2.5 Генетическое и фенотипическое сходство.........................................................78

2.6 Инверсионная вольтамперометрия....................................................................80

2.7 Статистический анализ.......................................................................................80

3 Результаты исследований...........................................................................................92

3.1 Генетическая структура сибирской северной породы свиней.........................92

3.1.1 Характеристика сибирской северной породы по частотам эритроцитарных антигенов...................................................................................92

3.1.1.1 Частоты эритроцитарных антигенов у свиней разных линий сибирской северной породы.............................................................................93

3.1.1.2 Частоты эритроцитарных антигенов у свиней разных семейств сибирской северной породы...........................................................................108

3.1.1.3 Дифференциация свиней разных пород Сибири по частотам эритроцитарных антигенов.............................................................................117

3.1.2 Характеристика сибирской северной породы по частотам аллелей генетических систем групп крови......................................................................124

3.1.2.1 Характеристика линий свиней сибирской северной породы по частотам аллелей генетических систем групп крови...................................124

3.1.2.2 Характеристика семейств свиней сибирской северной породы по частотам аллелей генетических систем групп крови...................................133

3.1.2.3 Сравнительная характеристика свиней некоторых пород по частотам аллелей генетических систем групп крови...................................................143

3.1.3 Генетический полиморфизм сывороточных белков свиней сибирской северной породы..................................................................................................149

3.1.3.1 Характеристика свиней сибирской северной породы по частотам аллелей и генотипов систем аллотипов сывороточных белков...................150

3.1.3.2 Генетическое сходство сибирской северной породы по частотам аллелей систем аллотипов сывороточных белков с некоторыми породами свиней Сибири.................................................................................................158

3.1.3.3 Генетическое сходство свиней сибирской северной породы по частотам генотипов систем аллотипов сывороточных белков с другими породами Сибири............................................................................................165

3.2 Фонд эритроцитарных антигенов крупного рогатого скота Сибири............171

3.2.1 Фонд эритроцитарных антигенов якутского скота..................................171

3.2.2 Фонд эритроцитарных антигенов серого украинского скота.................175

3.2.3 Сравнительный анализ эритроцитарных антигенофондов скота Сибири ...............................................................................................................................178

3.3 Соматическая хромосомная нестабильность скота Сибири..........................184

3.4 Биохимический и гематологический профиль свиней и крупного рогатого скота Западной Сибири...........................................................................................192

3.4.1 Гематологический и биохимический профиль свиней...........................192

3.4.1.1 Межпородная дифференциация свиней Западной Сибири уровню витамина С.......................................................................................................194

3.4.1.2 Роль генотипа хряков в уровне витамина С в плазме крови потомков в процессе онтогенеза.....................................................................................201

3.4.1.3 Роль генотипа свиноматок в уровне витамина С в плазме крови потомков в процессе онтогенеза....................................................................209

3.4.1.4 Уровень аккумуляции тяжёлых металлов в щетине в зависимости от содержания витамина С в плазме крови свиней...........................................215

3.4.1.5 Влияние уровня аскорбиновой кислоты на концентрацию гематологических и биохимических показателей крови свиней................217

3.4.1.6 Роль некоторых фиксированных факторов в варьировании уровня витамина С у свиней Западной Сибири........................................................234

3.4.1.7 Фенотипические межпородные дистанции по гематологическим и биохимическим показателям свиней Западной Сибири..............................237

3.4.1.8 Каноническая дискриминантная модель межпородных дифференциаций по биохимическим и гематологическим параметрам крови свиней Западной Сибири.....................................................................245

3.4.1.9 Каноническая дискриминантная модель влияния генотипа отца на гематологические и биохимические параметры крови его потомков........252

3.4.2 Гематологический и биохимический профиль скота..............................259

3.4.2.1 Гематологический и биохимический профиль чёрно-пёстрого скота Западной Сибири.............................................................................................259

3.4.2.2 Биохимический профиль якутского и серого украинского скота.. .271

3.5 Влияние породы на устойчивость крупного рогатого скота к некоторым болезням...................................................................................................................278

3.6 Сохранение генетического разнообразия редких и исчезающих пород

крупного рогатого скота..........................................................................................280

Обсуждение..................................................................................................................286

Выводы.........................................................................................................................313

Предложения................................................................................................................319

Библиографический список........................................................................................320

Приложения..................................................................................................................392

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Животноводство - это одно из самых значимых направлений сельскохозяйственной отрасли любого государства, так как позволяет обеспечить человека всем спектром полноценных и необходимых для его жизнедеятельности питательных элементов. Способность государства собственными силами производить качественную животноводческую продукцию является важнейшим элементом продовольственной безопасности и залогом здоровья нации. Понимая это, наши предки начали процесс доместикации животных, уменьшив зависимость от результатов охоты и условий окружающей среды. Разводимые в неволе животные не только «кормили» человека, но и служили в качестве тягловой силы, помогали в охоте, предупреждали об опасности и защищали его жилище.

В настоящее время уделяется большое внимание вопросам совершенствования селекционно-генетической работы с породами скота и свиней на повышение продуктивности, устойчивости к болезням и продуктивному долголетию. Это происходит одновременно с интенсивно развивающимися технологиями, связанными с механизацией и автоматизацией животноводческого производства и обусловливает появление определённых требований к животным. К огромному сожалению снижаются генетическое разнообразие и число ценных, редких пород животных, не выгодных с экономической точки зрения [209, 233, 235]. Восстановить утраченное не представляется возможным даже с привлечением самых передовых научно-технических достижений, включая генную и клеточную инженерию [53]. В свою очередь, данная тенденция также способствует увеличению частоты поражения лейкозом, туберкулёзом, бруцеллёзом и другими болезнями [322, 324].

Использование генофондов локальных пород позволит иметь не только достаточный уровень генетической изменчивости, необходимый для создания новых пород сельскохозяйственных животных, увеличит устойчивость к местным суро-

вым условиям окружающей среды [208], но и откроет возможность для выявления скрытых генетических резервов [209].

Существующие аргументы в пользу сохранения локальных пород суммирует академик Ю.П. Алтухов [6] по трём категориям: экономико-биологические, научные и культурные. Так, потребительские качества животноводческой продукции определяются соответствующими требованиями, которые очень изменчивы и непредсказуемы. Это, в свою очередь, предполагает потребность высокой генетической изменчивости, потеряв которую, можно достигнуть так называемого «селекционного плато», при котором деятельность селекционеров становится малоэффективной. Наряду с этим, местные породы рассматриваются как памятник общечеловеческой культуры и приравниваются по своей важности к памятникам архитектуры. Таким образом, исследования в этом направлении вносят важный вклад в зоотехническую науку.

К сожалению, в настоящее время в полной мере не проводится комплексное изучение генофонда и фенотипических признаков пород сельскохозяйственных животных Сибири с учётом многомерной природы их взаимодействий. Недостаточно проработаны подходы к установлению популяционных средних и оценке степени изменчивости в случае отклонений от нормального распределения количественного признака. Это, в свою очередь, не позволяет должным образом сравнивать популяции сельскохозяйственных животных и оценивать их генофонд. Не разработаны достаточно эффективные методы сохранения небольших популяций животных в течение продолжительного периода времени.

Работа выполнялась в рамках госбюджетной тематики «Изучение генофонда и фенофонда пород сельскохозяйственных животных в Сибири» (РК 01201362239).

Цель и задачи исследований. Цель работы заключается в комплексной характеристике генофонда и фенофонда пород крупного рогатого скота и свиней Западной Сибири по совокупности признаков.

В связи с поставленной целью были сформулированы следующие задачи: дать характеристику генетической структуры сибирской северной породы свиней и оценить её генетическое сходство с другими породами Западной Сибири по частотам аллелей и генотипов систем аллотипов сывороточных белков, генетических систем групп крови и эритроцитарных антигенов; оценить эритроцитарный антигенофонд якутского и серого украинского скота и провести сравнительный анализ с другими породами Сибири; выявить роль генотипов отцов и матерей в изменчивости витамина С в процессе онтогенеза;

исследовать возможную роль витамина С в степени аккумуляции тяжёлых металлов в щетине и варьировании ряда гематологических и биохимических параметров свиней;

определить влияние некоторых фиксированных факторов на концентрацию аскорбиновой кислоты у свиней;

оценить межпородные фенотипические отличия и вероятную роль генотипа отца в изменчивости гематологических и биохимических показателей крови свиней с учётом многомерной природы взаимодействий изучаемых показателей;

установить уровни и степень изменчивости гематологических, биохимических, цитогенетических показателей крови свиней и крупного рогатого скота, а также тяжёлых металлов в щетине свиней в свете породной принадлежности; изучить гематологический и биохимический профили чёрно-пёстрого, якутского и серого украинского скота в условиях Западной Сибири и оценить степень их фенотипического сходства;

выявить породную дифференциацию молочного скота по восприимчивости и устойчивости к некоторым болезням в условиях Западной Сибири; разработать способ сохранения генетического разнообразия редких и исчезающих пород крупного рогатого скота.

Научная новизна работы. Впервые выполнены исследования, включающие комплексное изучение генофонда и фенофонда ряда пород сельскохозяйственных животных по частотам эритроцитарных антигенов, аллелей и генотипов систем аллотипов сывороточных белков крови, цитогенетическим, гематологическим, биохимическим показателям и устойчивости к ряду заболеваний в условиях Западной Сибири.

Предложен метод сохранения генофонда редких и исчезающих пород скота, позволяющий сохранять малочисленные популяции в течение длительного периода времени без применения тесного инбридинга и с сохранением адаптационной реактивности животных (патент РФ №2270562).

У свиней ряда пород определено влияние генотипов разных отцов и матерей на уровень витамина С в крови в течение онтогенеза. Установлена роль некоторых фиксированных факторов в варьировании аскорбиновой кислоты у свиней разных пород и возрастов. Полученные результаты свидетельствуют о необходимости учета многомерной природы взаимодействий широкого спектра исследуемых признаков дискретного и непрерывного характера варьирования.

Показано влияние генофонда пород крупного рогатого скота молочного направления в Западной Сибири на устойчивость и восприимчивость к гинекологическим заболеваниям, болезням вымени, конечностей, лейкозу и туберкулёзу.

Разработан новый подход к вычислению средней арифметической, стандартной ошибки, суммы квадратов, вариансы и стандартного отклонения в случае ненормального распределения признака.

Определён подход для оценки степени фенотипического сходства популяций животных по комплексу признаков с применением методов многомерной статистики.

Предложен способ замещения хромосом для получения высокоценных быков-производителей (патент РФ №2414124).

Практическая значимость. Результаты исследований легли в основу плана селекционно-племенной работы с крупным рогатым скотом (2013-2023 гг.) в ЗАО племзавод «Ирмень» - ведущем племенном хозяйстве Новосибирской области.

Разработанный метод сохранения редких и исчезающих пород животных позволяет сохранять генетическое разнообразие замкнутых малочисленных популяций в течение продолжительного времени (патент РФ №2270562).

Установленные источники изменчивости концентрации витамина С у свиней с учётом генетической и паратипической компонент вносят важный вклад в область биохимии животных и позволяют на более глубоком уровне иметь представление об особенностях обмена аскорбиновой кислоты и других органических и неорганических химических соединений в животном организме.

Материалы исследований включены в монографии «Генофонд скороспелой мясной породы свиней», «Генофонд и фенофонд сибирской северной породы и сибирской чёрно-пёстрой породной группы свиней», «Черно-пестрый скот Сибири», а также в учебное пособие «Витамины» и используются в курсах лекций для студентов во многих сельскохозяйственных вузах, обучающихся по направлениям: «Зоотехния» и «Ветеринария» по дисциплинам: «Разведение сельскохозяйственных животных», «Генетика и биометрия», «Ветеринарная генетика», «Биохимия», «Статистические методы обработки экспериментальных данных» и слушателей факультета повышения квалификации ФГБОУ ВПО «НГАУ» по программе подготовки «Основы создания ЭОР в учебном процессе и