Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Продуктивные качества и биологические особенности черно-пестро х голштинских помесей при разведении "в себе"

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

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата биологических наук, Раджабов, Магомед Османович, Лесные Поляны Мос. обл.

Министерство сельского хозяйства и продовольствия Российской Федерации Всероссийский научно-исследовательский институт племенного дела

На правах рукописи

РАДЖАБОВ МАГОМЕД ОСМАНОВИЧ

ПРОДУКТИВНЫЕ КАЧЕСТВА И БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЧЕРНО-ПЕСТРО х ГОЛШТИНСКИХ ПОМЕСЕЙ ПРИ РАЗВЕДЕНИИ «В СЕБЕ"

06.02.01. — Разведение, селекция, генетика и воспроизводство сельекожозяйствйшык шгао'гаыж

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук Аджибеков К.К.

Лесные Поляны Московской области 1999

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.............................................................................. 4

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ....................................................... 8

1.1. Селекция как форма антропогенного пресса на генетическую изменчивость популяций молочного скота... 8

1.2. Генетические основы скрещивания в молочном скотоводстве....................................................................................................13

1.3. Мировой опыт использования голштинской породы

для совершенствования местных пород скота................ 21

1.4. Использование голштинской породы для генетического улучшения черно-пестрого скота России........................ 30

1.5. Специфика белкового и жирового обмена в организме жвачных животных.......................................................... 38

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА............................................ 41

2.1. Характеристика объекта исследований........................ 41

2.2. Методы исследований.....................................................42

3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.... 44 3.1. Оценка результатов скрещивания черно-пестрого и голштинского скота в хозяйствах Самарской области.......44

3.1.1. Изучение энергии роста и развития черно-пестро X голштинских помесей........................................................... 44

3.1.2. Оценка уровня молочной продуктивности коров разных генотипов.................................................................. 49

3.1.3. Анализ показателей мясной продуктивности............. 52

3.2. Анализ популяционно-биологических процессов

у помесного поголовья...................................................... 55

3.2.1. Показатели воспроизводства животных как критерий

их приспособленности................................................................. 55

3.2.2. Анализ влияния генетического потенциала родителей

на репродуктивные свойства дочерей..........................................58

3.2.3. Продолжительность хозяйственного использования черно-пестро х. голштинских помесей разных генотипов........ 61

3.2.4. Корреляционно-регрессионный анализ связи различных хозяйственно-полезных признаков животных........ 66

3.3. Оценка фенотипических особенностей животных

разных генотипов с биохимических позиций..................... 69

3.3.1. Сравнительная характеристика биохимического состава мяса животных разных генотипов..................................................69

3.3.2. Анализ корреляционных связей некоторых биохимических показателей мяса..................................................77

3.3.3. Корреляционная зависимость аминокислотного и жирнокислотного составов белка и жира мяса............................. 84

3.4. Роль генотипа животного в фенотипических проявлениях хозяйственно-биологических признаков................................ 94

ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ.................96

ВЫВОДЫ.......................................................................................102

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ....................................... 104

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ................. 105

ВВЕДЕНИЕ

С развитием научно-технического прогресса, формированием технического мышления человеческой цивилизации происходят изменения во взаимоотношениях человека с природой в направлении нарушения закономерностей функционирования и развития биологических систем как основных компонентов живой природы. Функционирование биологических систем подчинено закономерности: особь-популяция-сообщество-экосистема-биосфера. На каждом из уровней иерархической структуры автономно функционируют природные механизмы регуляций взаимоотношений, численности популяций, пространственной, генетической, экологической, этологической структур. Сознательное создание человеком моносортов растений в агроценозах и монопород в животноводстве - есть одна из форм вмешательства человека в автономию развития биологических систем природы. Отягчает ситуацию попытка человека перевести функционирование биологической системы на промышленную основу.

Для этих целей, в частности в скотоводстве, при создании пород с высоким потенциалом продуктивности методом искусственного отбора человек подгоняет породу под технические стандарты промышленных технологий производства продуктов животноводства.

Актуальность работы. Как известно, любая биологическая система базируется на трех основных китах: потоке энергии, обмене веществом и обмене информацией. При способе использования животных, характерном сегодня для человека, из этого цикла исключается информационное звено, а при неполноценном и несбалансированном кормлении ощущается дефицит в потоке энергии. В таких условиях мы сталкиваемся со следующими проблемами: 1. высокопродуктивные животные выбывают

из стад, раньше, чем дадут приплод их дочери, разрушая целостность по-пуляционно-биологической системы, 2. генетический тренд, оказывается значительно меньше ожидаемого, поскольку основной вклад в создание потенциала последующих поколений вносят не высоко-, а среднепродук-тивные особи, которые, в силу7 своей повышенной приспособленности, дольше живут и больше оставляют потомства.

В этой связи комплексное изучение основных процессов, протекающих в популяциях отечественного скота при использовании на них производителей высокопродуктивных импортных пород, исследование биологических механизмов, определяющих функционирование и сценарии развития популяций представляются весьма актуальными.

Цель и задачи исследования. Целью данного исследования является комплексное изучение результатов использования генофонда гол-штинской породы скота американской и канадской селекции при повышении генетического потенциала продуктивности черно-пестрого скота в условиях Среднего Поволжья в аспекте его приспособленности и биохимического статуса.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

-изучить рост и развитие помесных животных в зависимости от генотипа;

-изучить молочную и мясную продуктивность животных конечных генотипов;

-оценить влияние генетического потенциала родителей на репродуктивные качества дочерей;

-определить особенности процессов метаболизма у животных разной кровности;

-изучить характер взаимозависимости и взаимообусловленности ряда биохимических показателей у животных разной кровности.

Научная новизна. Впервые в зоне Среднего Поволжья проведено комплексное изучение хозяйственно-биологических признаков у черно-пестро х голштинских помесей, полученных от разведения "в себе". Определено влияние селекции на развитие биологической системы на биохимическом и популяционном уровнях.

Практическая значимость работы. Установленные в процессе исследования коррелятивные зависимости различных фенотигшческих и биохимических показателей позволят прогнозировать и проводить оценку результатов селекционно-племенной работы. Полученные данные о влиянии генетического потенциала родителей на репродуктивные качества потомства могут быть использованы при составлении селекционной программы совершенствования черно-пестрой породы в Самарской области.

На защиту автором выносятся следующие основные положения работы:

1. Различия в параметрах приспособленности у животных с 50 и 75% «долями крови» по голштинской породе и, в связи с этим, их хозяйственная ценность в конкретных хозяйственных условиях.

2. Оценка степени влияния генетического потенциала родителей на репродуктивные качества дочерей.

3. Особенности процессов метаболизма у животных с разной долей крови по голштинской породе.

По результатам исследований автором опубликованы 3 научные работы.

Все исследования проводились в период с 1994 по 1998 г. в процессе выполнения Государственной программы "Создать новый высокопродуктивный тип крупного рогатого скота черно-пестрой породы путем воспроизводительного скрещивания с быками голштинской породы в условиях хозяйств Самарской области" . Номер государственной регистрации 81072513.

Автор выражает глубокую признательность доктору сельскохозяйственных наук Охапкину С.К. за оказанную консультативную помощь при анализе исследований, представленных в данной диссертации.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Селекция как форма антропогенного пресса

на генетическую изменчивость популяций молочного скота

Развитие цивилизации поставило человечество на грань экологической катастрофы. Истончение озонового слоя планеты, парниковый эффект и кислотные дожди - лишь немногие, лежащие на поверхности, неблагоприятные процессы, с наибольшей очевидностью свидетельствующие о надвигающейся угрозе. Еще одно знамение времени - сокращение видового разнообразия жизни. За последнее столетие человеческая деятельность привела к тому, что с лица Земли исчезли (или близки к исчезновению) до 25 тыс. видов высших растений и более 1 тыс. видов позвоночных животных (Ю.П. Алтухов 1995г.). На грани вымирания находятся сотни уникальных пород домашних животных .

По оценкам известных специалистов, к началу следующего тысячелетия биосфера может утратить до 10-15% составляющих ее видов (Ed. Wilson, 1988).

Вызванный антропогенным воздействием темп вымирания превышает все, что известно на этот счет из палеонтологической летописи. Предотвратить (точнее, смягчить) разыгрывающуюся на наших глазах экологическую катастрофу возможно лишь на путях коренного пересмотра и решительного изменения всей стратегии взаимодействия человека с природой.

Однако, предпринимая соответствующие усилия, надо ясно сознавать, что помимо самоочевидных неблагоприятных воздействий таких, как загрязнение среды и разрушение мест обитания по крайней мере еще один не столь явный фактор ответственней за сокращение биоразнообра-

зия - нерациональная хозяйственная деятельность, игнорирующая генетическою подразделенность видов и структуру внутривидовой наследственной изменчивости. В настоящее время в связи с резким сокращением численности используемых производителей, проведением различных межпородных скрещиваний в молочном скотоводстве, обострением противоречий между генетическим потенциалом продуктивности животных и средой их обитания, усилением различных антропогенных воздействий и других факторов генетическая ситуация в стадах может меняться столь неожиданно и непредсказуемо, что намечаемые селекционные мероприятия вместо позитивного оказывают отрицательное влияние.

Известно, что любая система оказывает сопротивление воздействию извне, и чем больше интенсивность воздействия, тем сильнее сопротивление. В 80-х годах XIX столетия для физических систем был сформулирован принцип Ле-Шателье-Брауна, утверждающий, что при внешнем воздействии на систему, находящуюся в фазе устойчивого равновесия, выводящим систему из такого состояния, равновесие смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется. Этот принцип действует и в живых системах. Однако лишь до тех пор, пока внешнее воздействие не превышает некоторого порогового значения, после чего происходит саморазрушение системы (Ю.П. Алтухов, 1995).

Установление нового равновесного состояния системы, при котором внешние факторы оказывают меньшее воздействие на систему, приводит к изменению самой системы (Э.М. Соколов, Е.И. Захаров, Н.В. Панфёрова, 1996г.)

Согласно положениям популяционной биологии, основу благополучия любой популяции составляет ее приспособленность, отражающая степень соответствия генотипа и среды. Устойчивое сохранение или рост продуктивности животных в ряду поколений можно обеспечить только гармоничным сочетанием этих двух основных биологических категорий.

Сельскохозяйственные популяции, несмотря на кажущуюся защищенность от внешних воздействий, не перестали быть частью природы.

Созданием для них оптимальных условий среды можно лишь ослабить влияние естественных факторов и усилить долю влияния селекционных. Однако и при этом сохраняются все основные биологические принципы функционирования и организованности системы. Действие естественного отбора в отсутствии оптимальных условий кормления и содержания животных становится более интенсивным. Оно создает своего рода противовес селекционному отбору и проявляется в вынужденной выбраковке высокопродуктивных особей, которые при недостаточно высоком уровне кормления и содержания в первую очередь заболевают и страдают различными нарушениями воспроизводительных и других функций. Незначительная продолжительность хозяйственного использования таких животных обуславливает соответствующую долю их генетического вклада в создание потенциала последующих поколений. Оно не входит ни в какое сравнение с долей вклада животных модального класса по совокупности фенотипических признаков, которые дольше живут и в связи с этим больше оставляют потомства (С.К. Охапкин, И.М. Дунин, Ю.И. Рожков, 1995).

Селекционные мероприятия при отсутствии оптимальных условий кормления и содержания животных имеют значение лишь в плане их соответствия или несоответствия конкретным хозяйственным условиям. Избыточное селекционное давление, вызывая в начальной фазе кратковременный эффект, со временем приводит к спаду продуктивности животных, обусловленному снижением их приспособленности.

Недостаточная для имеющихся условий интенсивность селекции ведет к бесполезному расходу кормов (С.К. Охопкин, И.М.Дунин, Ю.И. Рожков, 1995).

Селекция и породообразование являются составными элементами общих процессов микроэволюции, протекающих во всех без исключения сельскохозяйственных популяциях.

Для того чтобы знать, как преобразовать популяцию в требуемом направлении, не нарушая закономерности функционирования биологической системы, необходимо прежде всего иметь представление об основных механизмах, посредством которых приводится в движение микроэволюционный процесс.

Наиболее важное значение для хода микроэволюционного процесса имеет, по-видимому, накопленная генетическая изменчивость, которую представляет вся совокупность полиморфных генов. Именно эти гены создают то разнообразие фенотипов в популяциях, которое мы наблюдаем и которое, преобразуясь под действием отбора и других факторов, приводит к дифференциации популяций и формообразованию р.К. Бороздин, Г.Я. Зимин, С.К. Охапкин 1984).

Всю массу накопленной в популяциях изменчивости «подхватывает» отбор, преобразуя фенотипы особей векторизовано в направлении их большей приспособленности (Мае. А. Wilson, 1967).

Поскольку антропогенный контакт с сельскохозяйственными популяциями подчинен желанию получать максимальную продукцию, здесь отбор ведется в основном по количественным признакам. В этих популяциях, как это не покажется странным, также во многих случаях превалирует стабилизирующая форма отбора. Особенно это характерно для популяций молочного скота, разводимых в различных регионах России (С.К. Охапкин, Ю.И. Рожков, 1987; С.К. Охапкин, Ю.И. Рожков, А.И. Хрунова, 1987; Ю.И. Рожков, С.К. Охапкин и др. 1989; A.B. Проняев, О.Д. Пискунов, С.К. Охапкин, и др. 1990; О.Д. Пискунов, 1992; С.К. Охапкин, 1992).

Наибольшую вероятность элиминации при стабилизирующем отборе имеют животные с крайними значениями какого-либо количественного признака, минимальную - с близкими к среднепопуляционным величинам. Следовательно, и потенциал продуктивности следующих поколений почти на 90 % будут определять особи, продуктивность которых находится на уровне среднепопуляционной.

Действие стабилизирующего отбора означает поддержание популяций в состоянии равновесия со средой. Селекционное давление, оказываемое на животных, влечет за собой смещение признаков в сторону повышения. По мере смещения признаков усиливается давление отрицательного вектора естественного отбора, пытающего достичь нового состояния равновесия. Конечный итог в таких случаях следующий: после небольших сдвигов - очередное состояние равновесия системы «генотип-среда» со значительным снижением приспособленности. Финал - деградация популяции, поскольку элиминация особей не восполняется их воспроизводством (С.К. Охапкин, И.М. Дунин, Ю.И. Рожков, 1995).

Животные модального класса продуктивности, как уже было отмечено, подвержены минимальной элиминации. Это свидетельствует об их повышенной приспособленности в конкретных условиях среды. Вполне естественно, что только у них осуществляется нормальное воспроизводство и оптимальное функционирование всех систем. Селекционер, стремясь поднять продуктивность стада за счет отбора и использования соответствующего состава производителей, искусственно пытается сдвинуть биологический оптимум �