Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние генотипа каппа-казеина на молочную продуктивность и сыропригодность молока коров ярославской породы

ВАК РФ 06.02.07, Разведение, селекция и генетика сельскохозяйственных животных

Автореферат диссертации по теме "Влияние генотипа каппа-казеина на молочную продуктивность и сыропригодность молока коров ярославской породы"

На правах рукописи

ИИ4695096 ' /

Ярлыков Николай Геннадьевич

ВЛИЯНИЕ ГЕНОТИПА КАППА-КАЗЕИНА НА МОЛОЧНУЮ ПРОДУКТИВНОСТЬ И СЫРОПРИГОДНОСТЬ МОЛОКА КОРОВ ЯРОСЛАВСКОЙ ПОРОДЫ

06.02.07. - Разведение, селекция и генетика сельскохозяйственных животных

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

1 7 ИЮН 2010

Ярославль 2010

004605096

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Ярославская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

Заслуженный работник сельского хозяйства РФ, профессор

Тамарова Раиса Васильевна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор

Букаров Нурмагомед Гаджикулиевич

доктор сельскохозяйственных наук, Заслуженный работник высшей школы РФ, профессор

Некрасов Дмитрий Константинович

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Московская государственная

академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина»

Защита состоится 8 июня 2010 года в 13 ч. 30 мин. на заседании диссертационного совета ДМ 220.072.02 при ФГОУ ВПО «Ярославская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 150042, Ярославль, Тутаевское шоссе, 58, зал заседаний Ученого совета, тел./факс (4852) 51-41-96, e-mail: dissdm22007202@yandex.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Ярославская государственная сельскохозяйственная академия».

Автореферат разослан « ^ » 2010 года

Объявление и автореферат размещены на сайте: www. yaragrovuz. ru

Учёный секретарь диссертационного совета, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Л. В.Яобашова

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Одна из главных задач зоотехнической науки на современном этапе развития животноводства РФ - повышение молочной продуктивности коров и улучшение качественных показателей молока.

Решить эту задачу предусматривается, прежде всего, за счет эффективного использования генетических ресурсов животных с применением новейших методов популяционной генетики - маркерной селекции, ДНК-технологий.

Для обеспечения продовольственной безопасности страны по молоку и молочным продуктам необходимо дальнейшее развитие отечественной молочной промышленности, повышение качества молочного сырья, содержания в нем белка, что особенно важно для сыроделия. В настоящее время потребность в сыре на 30% удовлетворяется за счет импорта его из-за рубежа. В новом регламенте на молоко определены боле высокие нормативы по содержанию в нем белка (Крикун Т.И., 2008).

Исследованиями отечественных и зарубежных ученых, изучавших полиморфизм белков молока установлено, что сыропригодность молока в определенной степени зависит от генотипа коров по каппа-казеину (Fox P.F., Mulvihil D.M., 1982; Rogne S., et. al., 1998; Erhardt G., et. al., 1998; Артемьев A.M., 2007; Калашникова Л.A. и др., 1999, 2000, 2008).

Казеин - основной белок молока, на который действует сычужный фермент, вызывая его свертывание. Каппа-казеин - одна из фракций казеина, и ген, контролирующий его образование в молоке, имеет 10 аллельных вариантов. Из них у крупного рогатого скота выделено два, встречающихся наиболее часто -А и В, в трех различных сочетаниях генотипов - АА, AB, ВВ.

В-аллель ассоциируется с более высоким содержанием белка в молоке, лучшими его коагуляционными свойствами, и большим выходом твердых и полутвердых сыров (Иолчиев Б.С. и др., 1993; Калашникова Л.А. и др., 1999).

Выявляют эти генотипы методом маркерной селекции и ДНК-анализа с помощью полимеразной цепной реакции (Сулимова Г.Е., Зинченко В.В., 1993). В европейских странах с развитым молочным скотоводством, в США и Канаде ДНК-технологии широко используют в селекционной практике. В нашей стране такие исследования проводились на коровах черно-пестрой, холмогорской, швицкой, костромской пород (Сивкин Н.В., 1993; Журавель Е.В., Лисовский Л.И., 1997; Миносян Т., Кондрахин В., 2003; Ахметов 'Г.М., 2009). По ярославской породе исследования такого рода были фрагментарными, а сыродельные качества молока коров нового интенсивного типа - Михайловский и гол-штинизированного ярославского скота улучшенного типа, полученного по той же методике, что и запатентованный михайловский тип, практически не изучены. Это подчеркивает актуальность исследований по теме диссертации.

Цель и задачи исследований. Цель исследований заключается в изучении влияния генотипа каппа-казеина на молочную продуктивность и сыропригодность молока ярославских чистопородных коров, Михайловского типа и голштино-ярославских помесей разной кровности (улучшенный тип). Для достижения цели поставлены следующие задачи: - генотипировать коров ярославской породы по гену каппа-казеина мето-

дом ДНК-диагностики и определить у них частоту встречаемости аллельных вариантов и генотипов каппа-казеина;

- изучить влияние генотипа каппа-казеина на показатели молочной продуктивности (удой, МДЖ, МДБ, количество молочного жира и белка) и сыро-пригодность молока коров ярославской породы;

- оценить качественные показатели, органолептические свойства и выход полутвердого сыра из молока коров ярославской породы с разными генотипами каппа-казеина;

- определить экономическую эффективность разведения коров с разными генотипами каппа-казеина по молочной продуктивности и выходу сыра.

Научная новизна. Получены новые данные о полиморфизме гена каппа-казеина у ярославского скота. Впервые изучено влияние генотипа каппа-казеина на химический состав и сыропригодность молока чистопородных и гол-штинизированных коров ярославской породы. Впервые при приготовлении полутвердого сыра «Российский» из молока коров ярославской породы с разными генотипами каппа-казеина исследованы физико-химические показатели молока, химический состав образцов сыра, масса и выход сыра, проведена его органо-лептическая оценка.

Практическая значимость работы. Проведенные исследования показали возможность совершенствования ярославской породы по признакам молочной продуктивности и сыропригодности с использованием ДНК-маркеров по гену каппа-казеина. При накоплении в стадах животных с желательным генотипом капна-казеина можно добиться улучшения качественных и сыродель-ческих свойств молока. Практическая значимость подтверждается результатами расчета экономической эффективности использования коров ярославской породы с разными генотипами каппа-казеина за счет дополнительной продукции молока и дополнительной продукции сыра.

Апробация работы. Основные теоретические положения и практические результаты исследований доложены на:

- Международной научной конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 120-летию академика Н.И. Вавилова (Москва, 31 мая-1 июня, 2007);

- 30-й юбилейной Всероссийской научно-практической конференции "Технологические проблемы сельскохозяйственного производства" (Ярославль, 17 декабря, 2007 г);

- Международной научно-практической конференции молодых ученых "Инновационно-эффективный вектор развития АПК региона. Потенциал молодых в практику сельскохозяйственного производства" (Ярославль, 17-18 января, 2008);

- II этапе Всероссийского конкурса на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов, молодых ученых высших учебных заведений Министерства сельского хозяйства РФ (Орёл, 24-25 апреля, 2008 г);

- 32-ой Международной научно-практической конференции "Проблемы перехода предприятий АПК на инновационный путь развития. Инновационные направления развития АПК и повышение конкурентоспособности предприятий,

отраслей и комплексов - вклад молодых ученых" (Ярославль, 11 февраля, 2009).

Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, в том числе три - в изданиях, согласно перечню, рекомендованному ВАК Минобразования и науки РФ: «Молочное и мясное скотоводство» (№3, 2008), «Маслоделие и сыроделие» (№1, №4, 2009), пять — в сборниках научных трудов, материалах конференций. Общий объем составляет 1,5 печатных листа.

Личный вклад соискателя состоит в выборе и обосновании направления исследований, проведении экспериментальной части диссертационной работы, биометрической обработке цифрового материала, анализе полученных данных, подготовке научных публикаций. Автор лично принимал участие в отборе подконтрольных животных и формировании групп, взятии и доставке проб крови для анализа ДНК, лично провел исследования молока по сычужной и сычужно-бродильной пробе. Отдельные этапы исследований проводились с помощью специалистов отдела генетики ФГНУ ВНИИ племенного дела (п. Лесные Поляны Московской области), а также при помощи технологов отдела сыроделия ГНУ ВНИИ маслоделия и сыроделия (г. Углич Ярославской области), которым автор выражает свою искреннюю благодарность и признательность.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, материалов и методики исследований, результатов исследований, обсуждения полученных результатов, выводов, предложений производству, списка использованной литературы. Работа изложена на 125 страницах компьютерного набора, содержит 24 таблицы, 20 рисунков. Библиографический список (объемом 22 страницы) включает 206 наименований, в том числе 54 на иностранном языке.

Диссертационная работа посвящена вопросам повышения белковомолоч-ности животных ярославской породы и Михайловского типа современными методами маркерной селекции с использованием ДНК-диагностики. Выполнена автором з период с 2006 по 2009 гг. на кафедре биологии и ветеринарии в соответствии с тематическим планом НИР зооинженерного факультета Ф1 О У ВПО ЯГСХА по направлению 06.02.07 на тему: «Научный анализ современного состояния пород молочных стад Ярославской области и разработка научно обоснованной системы их дальнейшего качественного совершенствования», № госрегистрации 0120.06.03.251.

На защиту выносятся следующие положения:

• Результаты влияния генотипа каппа-казеина на показатели молочной продуктивности (удой, МДЖ, МДБ) коров ярославской породы.

• Физико-микробиологические показатели и сыропригодность молока коров ярославской породы с разными генотипами каппа-казеина

• Качественные показатели, выход и органолептичсская оценка полутвердого сыра из молока коров ярославской породы с разными генотипами каппа-казеина;

• Результаты экономического расчета использования коров с разными генотипами каппа-казеина по дополнительной продукции молока и сыра.

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Общая схема исследований приведена на рисунке 1.

Изучение влияния генотипов каппа-казеина на молочную продуктивность и сыропригодность молока коров ярославской породы

Генотипирование коров ярославской породы по гену каппа-казеина методом ДНК-диагностики. Определение у них частоты встречаемости аллелъных вариантов и генотипов каппа-казеина Анализ результатов тестирования быков-производителей по гену каппа-казеина

Коровы ярославской породы, п = 125 Быки-производители, п = 76

ОАО «Племзавод имени Дзержинского», п = 45 Племзавод ОАО «Михайловское», п = 80 ОАО «Ярославское» по племенной работе

I Ярославские чистопородные коровы п = 18 Голштино-ярославские помеси п= 27 Ярославские чистопородные коровы п = 34 Коровы Михайловского 1 типа п = 46

Чистопо родные Михайловский тип п = 9

Ярославские п = 55 ¡ Голштинские п = 12

Г- <3\ г) « 11 11 с с с < со" аз" < < со AA, п = 15 AB,п= 10 ВВ, п = 2 Г 2 н II || с с с AA, п = 32 AB, п = 12 ВВ, п = 2

AA,п= 18 AB, п = 27 ВВ,п= 10 (Ч II с <" < ОО ^ч II II С С а

_i_

Анализ молочной продуктивности коров

_с разными генотипами каппа-казеина_

Удой за 305 дней лактации (кг), МДЖ (%), МДБ (%),

_молочный жир (кг), молочный белок (кг)_

Селекционно-генетические параметры: X, хт, о, изменчивость (Cv,%), корреляция (rg) _признаков молочной продуктивности_

_i_

Влияние генотипа каппа-казеина на сыропригодность

_молока коров ярославской породы_

Состав молока (МДЖ, МДБ, COMO, плотность) Сыропригодность молока

_(сычужная и сычужно-бродильная проба)_

_i_

Изучение качества и состава сыра из молока

коров с разными генотипами каппа-казеина_

Физико-химические и микробиологические показатели молока подконтрольных коров Выход сыра и его состав _Органолегггическая оценка сыра_

_1______

Экономическая эффективность разведения коров

_с разными генотипами каппа-казеина_

по молочной продуктивности | по выходу сыра

Рисунок 1 - Схема исследований

I

Взаимосвязь генотипов каппа-казеина быков-производителей и среднего содержания белка в молоке их матерей

Исследования проводились с декабря 2006 г. но декабрь 2009 г. в двух ведущих нлемзаводах Ярославской области: ОАО «Михайловскос», ОАО «Племза-вод имени Дзержинского».

Объект исследований: в выборку вошли 125 коров, отобранных методом сбалансированных групп по возрасту (более пяти законченных лактации) и сезону отела (август-сентябрь-октябрь). Из них ярославские чистопородные коровы составили 52 головы (34 головы из стада ОАО «Михайловское», 18 голов из стада ОАО «Племзавод имени Дзержинского»), коровы Михайловского типа хозяйства-оригинатора ОАО «Михайловскос» - 46 голов, и голштино-ярослав-ские помеси стада ОАО «Племзавод имени Дзержинского» - 27 голов.

Кровность по голштинской породе у последних, составляла от 38 до 87%, в среднем 74%; у коров Михайловского типа - от 43 до 78%, в среднем 75%. Таким образом, группы голштинизированных ярославских коров, отобранных для исследований в двух племзаводах, по доле голштинской крови были практически равноценны. Только в племзаводе ОАО «Михайловское» велась целенаправленная селекция в течение четырех поколений и проведена апробация нового типа, который получил патент, и внесен в государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию с названием «Михайловский» в 1998 году. В ОАО «Племзавод имени Дзержинского» скрещивание начато позже, по разработанной в племзаводе ОАО «Михайловское» методике. Такая же работа велась и в других племенных хозяйствах области.

В настоящее время этот голштинизировнный скот с названием «улучшенный тип» разводят в 5 племзаводах и 24 племрепродукторах по ярославской породе, его поголовье составляет свыше 20 тысяч голов. Отбор голштинизиро-ванного ярославского скота улучшенного типа в группу для исследований в контроле с чистопородными ярославскими сверстницами позволил проследить влияние паратипических факторов на изученные показатели, межхозяйственную разницу у сходных генетических групп животных.

Все подконтрольные коровы находились в единых средовых условиях (в разрезе хозяйств) и были клинически здоровы.

По данным каталога быков-производителей, изданного ОАО «Ярославское» по племенной работе в 2009 году, нами проанализированы данные гено-типирования их по гену каппа-казеина. ДНК-тестирование быков ОАО «Ярославское» проводилось сотрудниками ГНУ НИИ животноводства и кормопроизводства Ярославской области и ВНИИ племенного дела Московской области. Всего были исследованы 76 быков, в том числе 55 - ярославских чистопородных, 9 - Михайловского типа и 12 - чистопородных голштинских производителей селекции России, Германии, Голландии.

Информационная база исследований: карточки племенных животных формы 2-мол и 1-мол, бонитировочные ведомости, каталог оценки быков по качеству потомства за 2009 год.

Генотипирование коров по каппа-казеину проводилось методом ДНК-тестирования в лаборатории ДНК-технологий ВНИИ племенного дела (п. Лесные поляны Московской области) по методике, разработанной К.К. 8а1кл с соавторами (1985), модифицированной Л.А. Калашниковой, И.М. Дуниным, В.И.

Глазко и другими (1999). Ядерную ДНК выделяли из биопробы крови, взятой из яремной вены, фенолдетергентным методом. Основные растворы для выделения ДНК, амплификации и рестрикции готовили по Т. Маниатису, Э. Фрич, Дж. Сэмбруку. Для проведения полимеразной цепной реакции (ПЦР) использовали олигонуклеотидные праймеры: CASI: 5' - ATA GCC AAA TATA ТСС СААТ TCAG Т- 3' и CAS2: 5'- ТТТ AIT ААТ AAG ТСС ATG ААТ СТТ G -3'. Концентрацию ДНК, специфичность амплификата и результаты рестрикции оценивали электрофоретическим методом в агарозном геле, окрашенном бромистым этиди-см, с помощью трансиллюминатора в проходящем УФ-свете с длиной волны 260 нм. В качестве маркера использовали ДНК плазмиды pBR322, расщепленную рестриктазой Alul. По 10 мкл амплификата расщепляли рестриктазой HindIII при температуре 37°С в течение 4-х часов. Продукты рестрикции разделяли элек-трофоретически в 1% агарозном геле при напряжении 40 вольт, в течение 2 часов. Для анализа распределения рестрикционных фрагментов ДНК в агарозном геле после электрофореза использовали компьютерную видеосистему и программу VITran.

На основании результатов ДНК-тестирования коров были сформированы опытные группы в соответствии с установленными генотипами каппа-казеина. Основными изучаемыми показателями являлись признаки молочной продуктивности в среднем за ряд лактации: удой, МДЖ, МДБ, количество молочного жира и белка.

От 13 ярославских чистопородных и 12 коров Михайловского типа стада племзавода ОАО «Михайловское», находившихся на третьем-четвертом месяцах лактации (ссзон отела: август-сентябрь), исследованных методом ДНК-анализа по генотипу каппа-казеина, были отобраны пробы молока для определения его физико-химического состава и сыропригодности в лаборатории генетического маркирования ФГОУ ВПО «Ярославская ГСХА». Содержание жира и белка в молоке определялись на приборе «Милкоскан», плотность и сухой обезжиренный молочный остаток (COMO) на приборе «Лактан 1-4». Сыропри-годность молока определяли по сычужной и сычужно-бродильной пробам в соответствии с ГОСТ 9225-84. Оптимальным для сыроделия считается молоко, свертываемость которого составляет 15-35 минут.

В цехе отдела сыроделия ГНУ ВНИИ маслоделия и сыроделия (г. Углич Ярославской области) были приготовлены образцы полутвердого сыра типа «Российский» в соответствии с ТУ 9225-134-04610209-2003 «Сыр Российский молодой» и ГОСТ Р 52972-2008 «Сыры. Сыры сычужные полутвердые». Для изготовления сыра было отобрано 4 партии по 20 литров молока от коров разных генотипов: ярославских чистопородных коров с генотипами АВ и ВВ по каппа-казеину и коров Михайловского типа с генотипами АА и АВ по кагша-ка-зеипу. Молоко отбирали от коров стада ОАО «Михайловское», находившихся на третьем-четвертом месяцах лактации (сезон отела: август-сентябрь), во время вечерней дойки. Сыр вырабатывали из цельного пастеризованного молока.

Предварительно, для оценки молока как сырья пригодного для сыроделия были определены следующие физико-химические и микробиологические показатели опытных образцов молока: МДЖ (кислотным методом), МДБ (методом

Кьельдаля), кислотность, °Т (арбитражным методом по Н.В. Барабанщикову), плотность, кг/м3 (ареометром по ГОСТ 3625-84), редуктазная проба, класс (ГОСТ 9225-84), класс чистоты (ГОСТ 8218-89), количество мсзофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов, КОЭ/см3 (ГОСТ 25102-90) и количество соматических клеток в 1 см3 молока (ГОСТ 25453-90).

Приготовленные образны сыра взвешивали на технических весах для установления выхода готовой продукции. Были определены следующие физико-химические и микробиологические показатели образцов сыра: МДЖ в сухом веществе, % (ГОСТ Р 51457-99), МДБ в сухом веществе, % (ГОСТ 23327-98), содержание влаги, % (ГОСТ 3626-73). Органолептичсская оценка сыра была проведена по окончании его созревания (30 суток со дня выработки) при температуре 18±2°С, дегустационной комиссией отдела сыроделия ГНУ ВНИИМС.

Данные исследований обработаны методами вариационной статистики по Е.К. Меркурьевой, Г.Н. Шангин-Березовскому (1983) с использованием ПК и программного приложения Microsoft Excel 2007. Основные селекционно-генетические параметры, используемые в расчетах: средняя арифметическая (X), ошибка (хт), коэффициент вариации (Cv,%), среднеквадратическое отклонение (а), коэффициент наследуемости (h2), генетическая (rg) корреляция. Достоверность показателей определялась по t-критерию Стьюдснта.

Экономическую эффекгивность разведения коров с разными генотипами каппа-казеина, определяли по «Методическим рекомендациям по определению экономической эффективности деятельности сельскохозяйственных организаций» (Дугин П.И., 2007), с учетом базисной общероссийской нормы МДЖ и МДБ в молоке.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Полиморфизм гена каппа-казеина у подконтрольных коров

В таблице 1 приведен полиморфизм гена каппа-казеина коров.

Таблица 1- Полиморфизм гена каппа-казеина подконтрольных коров

Породные группы п АА АВ ВВ Частота аллеля Х2

п % п % п %

А I В

Племзавод ОАО «Михайловское»

ярославские чистопородные Н 34 11 32,3 16 47,1 7 20,6 0,56 0,44 0,07

О 11 31,3 17 49,3 6 19,4

Михайловский тип н 46 32 69,6 12 26,1 2 4,3 0,82 0,18 0,39

О 31 67,2 13 29,5 2 3,3

ОАО «Племзавод им. Дзержинского»

ярославские чистопородные я 18 7 38,9 9 50,0 2 И,1 0,64 0,36 0,12

О 6 41,0 10 46,1 2 12,9

голштино-ярославские помеси н 27 15 55,6 10 37,0 2 7,4 0,74 0,26 0,03

о 15 54,8 10 38,5 2 6,7

H - наблюдаемое распределение генотипов, О - ожидаемое распределение генотипов

Как видно из таблицы 1, наблюдаются некоторые межстадные различия по частоте встречаемости генотипов каппа-казеина и аллельных вариантов (А, В) у ярославских чистопородных коров разных хозяйств. У изучаемой популяции ОАО «Михайловское» частота генотипа ВВ составила 20,6%, или почти в 2 раза выше, чем у популяции ОАО «Племзавод имени Дзержинского» - 11,1%. В целом у ярославских чистопородных коров обоих хозяйств преобладает гетерозиготный генотип АВ каппа-казеина. Это обусловлено породными особенностями ярославского скота, поскольку у локальных пород наблюдается большая частота встречаемости аллеля В гена каппа-казеина.

Сравнивая полученные нами результаты генотипирования голштинизиро-ванных коров и Михайловского типа методом ДНК-тестирования по аллелям А и В гена каппа-казеина с данными других исследователей, можно заметить некоторые общие тенденции проявления биологических закономерностей: у гол-штинского и голштинизированного скота, значительно преобладает частота встречаемости гомозиготного генотипа АА по каппа-казеину, реже встречается гетерозиготный генотип АВ, и крайне редко - генотип ВВ. При использовании голштинской породы в качестве улучшающей среди помесей, особенно высококровных по голштинам, значительно снижается доля животных-носителей аллеля В по каппа-казеину - частота аллеля В составила 0,26 и 0,18 у голштино-ярославских помесей и коров Михайловского типа, соответственно. В целом, у исследуемых популяций голштинизированиых коров преобладает генотип АА, но у животных улучшенного типа генотип ВВ встречается чаще - 7,4% по сравнению с коровами михайловского типа - 4,3%.

Статистический метод Харди-Вайнберга и метод %2 для выявления отклонений эмпирического распределения частот генотипов от теоретического позволили установить, что у всех групп животных нет статистически достоверного сдвига генетического равновесия ни по одному из трех генотипов локуса гена каппа-казеина. В популяциях исследуемых коров не проводился искусственный отбор, затрагивающий генотипы животных по локусу гена каппа-казеина.

3.2. Полиморфизм гена каппа-казеина у быков-производителей

При анализе результатов генотипирования быков-производителей ОАО «Ярославское» по племенной работе также установлена большая частота встречаемости В-аллеля гена каппа-казеина у ярославских чистопородных быков: ге-терозигот АВ - 49,1%, гомозигот ВВ - 18,2%, гомозигот АА - 32,7%. Из быков михайловского типа: 88,9% - с генотипом АА, 11,1% - с генотипом АВ каппа-казеина. Все чистопородные голштинские быки имели только генотип АА каппа-казеина, хотя у их матерей было содержание белка в молоке на уровне 3,23,8% (по данным родословных).

У ярославских чистопородных быков нами установлена положительная взаимосвязь генотипа каппа-казеина с содержанием белка в молоке их матерей. В среднем МДБ за наивысшую лактацию у матерей 3,42%, в том числе у матерей быков с генотипом АА - 3,39% (от 3,01% до 3,80%), АВ - 3,41% (от 3,23% до 3,72%), ВВ - 3,49% (от 3,27% до 3,87%). Это свидетельствует о наследуемо-

сти сыновьями этого признака от матерей и соответствует теоретической предпосылке обусловленности белковомолочности генотипом каппа-казеина.

Анализ данных каталога быков-производителей за 2009 год позволяет дать некоторые рекомендации производству: при подборе к коровам ярославской породы для повышения содержания белка в их молоке, можно рекомендовать следующих ярославских чистопородных быков-производитслсй с желательным генотипом ВВ каппа-казеина:

- линии Марта ЯЯ-2456: Забой 764, Мазай 409, Надменный 596, Новый

122;

- линии Мурата ЯЯ-4388: Злак 221, Мрамор 176, Небосвод 1171, Гений

763;

- линии Вольного ЯЯ-4370: Золотой 859;

- линии Магната ЯЯ-6576: Дубряк 1328;

Бык-производитель Михайловского типа Натиск 248 с кровностью по голштинской породе 81,2%, линии Уес-Идсал, с генотипом АВ каппа-казеина, также может быть рекомендован для улучшающего подбора по белковомолочности методами селекции. По данным каталога, у оцененных по качеству потомства быков-производителей с аллелем В гена каппа-казеина выше племенная ценность по признаку белковомолочности - 6 быков имеют категорию А^, 2 быка - категорию А3БЬ 5 быков - категорию Б,.

Таким образом, поскольку такая закономерность отмечена и у других пород, по-видимому можно считать генотип АА каппа-казеина генетическим маркером более высоких удоев, а генотип ВВ - генетическим маркером более высокого содержания белка в молоке коров.

3.3. Влияние генотипа каппа-казеина на показатели молочной продуктивности коров ярославской породы

В таблицах 2 и 3 показана молочная продуктивность коров ярославской породы.

Показатели Генотип Разность между генотипами

АА ЛВ | ВВ ВВ и АА ! ВВ и АВ |АВиАА

Ярославские чистопородные коровы ОАО «Племзавод имени Дзержинского»

п 7 9 2 - - -

Удой, кг 5055±145 5252±194 5728±570 +673 +476 +197

МДЖ,% 3,98±0,02 4,07±0,05 4,01±0,08 -И),03 -0,06 +0,09

МЖ, кг 201,2±5,6 213,8±13,1 229,6±18 +28,4 +15,8 +12,6

МДБ, % 3,37±0,02 3,37±0,02 3,27±0,06 -0,1 -0.1 0

МБ, кг 170,4±11,7 177±20,4 187,3±12,6 +16,9 +10,3 +6,6

Ярославские чистопородные коровы ОАО «Михайловское»

п 11 16 7 - - -

Удой, кг 5200±270 5004±147 4998±137 -202 -6 -6

МДЖ, % 4,58±0,07 4,57±0,05 4,68±0,07 +0,1 +0,11 -0,01

МЖ, кг 238,2±13,4 228,7±15,6 233,9±6,77 -4,3 +5,2 -9,5

МДБ, % 3,39±0,01 3,54±0,02 3,56±0,04 +0,17" +0,02 +0,15

МБ, кг 176,3±10,6 177,ШО,8 177,9±12,4 +1,6 +0,8 +0,8

Достоверность разности при Р<0,01;

При анализе показателей ярославских чистопородных и голштинизиро-ванных коров в племенных хозяйствах - ОАО «Михайловское» и ОАО «Плем-завод имени Дзержинского» помимо влияния породных различий, доли кровно-сти по голштину на изучаемые признаки исследуемых животных наблюдается также влияние уровня селекции и средовых, или хозяйственных факторов.

Так по данным таблицы 2, у коров ярославской породы ОАО «Михайловское» более высокое содержание жира и белка в молоке, чем у ярославских коров ОАО «Племзавод имени Дзержинского», вследствие целенаправленной селекции по белковомолочности в первом хозяйстве и преимущественного отбора по удою во втором. Отрицательная корреляция удоя с МДЖ и МДБ обусловила межхозяйственную разность показателей МДБ ярославских коров с одинаковым генотипом ВВ по каппа-казсину - 3,56% и 3,27% при удоях 4998 кг и 5728 кг. Комплексный показатель оценки молочной продуктивности - суммарное количество молочного жира и белка за лактацию, у ярославских чистопородных коров составил в ОАО «Племзавод им. Дзержинского»: с генотипом АА - 371,6 кг, АВ - 390,8 кг, ВВ - 416,9 кг; в ОАО «Михайловское», соответственно: 414,5; 405,8; 411,8 кг. В среднем по обоим хозяйствам по генотипам в той же последовательности: 399,0; 398,3; 413,3 кг.

Таким образом, можно говорить о тенденции превосходства коров с генотипом ВВ по удою, количеству молочного жира и белка в молоке над коровами с генотипами АА и АВ.

Таблица 3 - Молочная продуктивность голштинизированных коров

Показатели Генотип Рашость между генотипами

АА | АВ | ВВ ВВ и АА | ВВ и АВ |АВиАА

Коровы Михайловского типа ОАО «Михайловское»

п 32 12 2 - -

Удой, кг 6106±129 6367±217 5223±316 -883' -1144' +26

МДЖ,% 4,49±0,05 4,45±0,06 4,52+0,04 +0,03 +0,07 -0,04

МЖ, кг 274,1±4,87 283,3±9,56 236,1 ±3,56 -37,4'" -43,5"' +9Д

МДБ, % 3,34±0,02 3,31±0,03 3,39+0,03 +0,05 +0,08 -0,03

МБ, кг 203,9±4,08 210,7±6,96 177,1+2,64 -25,5"' -33,1 +6,8

Голштино-ярославские помеси ОАО «Племзавод имени Дзержинского»

п 15 10 2

Удой, кг 5473+213 5198±271 5675±391 +202 +477 -275

МДЖ, % 4,02±0,05 4,08+0,07 4,00±0,09 -0,02 -0,08 +0,06

МЖ, кг 220±7,8 212,1±9,9 227±12,4 +3,5 +9,7 -7,9

МДБ, % 3,28±0,03 3,37+0,05 3,28+0,06 0 -0,09 +0,09

МБ, кг 179,5±6,62 175,2±7,9 186,1+9,11 +5,8 +11,4 -4,3

Достоверность разности при Р<0,05; Р<0,001

Как видно из таблицы 3, у коров Михайловского типа стада ОАО «Михайловское» наивысшие показатели МДЖ и МДБ в молоке исследуемой популяции с генотипом ВВ - 4,52% и 3,39%, но удой ниже на 20%, чем у коров с гетерозиготным генотипом АВ и на 14,5%, чем с генотипом АА (разность достоверна при Р<0,05).

В популяции голштино-ярославских помесей стада ОАО «Племзавод имени Дзержинского» у коров с генотипом ВВ удой на 3,7 и 9,2% и количество молочного жира на 3,2 и 7% больше, чем у коров с генотипом АА и АВ, соответственно. МДБ в молоке коров с генотипами АА и ВВ находится на одном уровне - 3,28%, что ниже на 0,09%, чем у коров с гетерозиготным генотипом АВ - 3,37%. Так как у полученных результатов нет достоверных отличий, то можно утверждать о тенденции превосходства по удою коров с генотипом ВВ, и МДЖ и МДБ в молоке коров с генотипом АВ каппа-казеина.

В целом, суммарные показатели молочного жира и белка за лактацию у голштинизированных коров по хозяйствам составили, соответственно (в кг): у коров Михайловского типа ОАО «Михайловское»: АА - 478; АВ - 494; ВВ -413,2; у коров улучшенного типа ОАО «Племзавод им. Дзержинского»: 399,5; 387,5; 413,1. В среднем по обоим хозяйствам по генотипам в той же последовательности: 438,7; 440,7; 413,2 кг.

Таким образом, наивысшие показатели молочного жира и белка у коров Михайловского типа с генотипом АВ каппа-казеина, у голштино-ярославских помесей - с генотипом ВВ. В целом, молочная продуктивность выше у коров, имеющих в генотипе В-аллель гена каппа-казеина.

Для установления влияния кровности но голштину исследуемая популяция голштино-ярославских помесей стада ОАО «Племзавод им. Дзержинского» была разделена на 2 группы: помесные с кровностью по голштинской породе менее 75%, п = 11 голов и более 75%, п = 16 голов (таблица 4).

Таблица 4 - Молочная продуктивность голштино-ярославских помесей с различной долей крови по голштинской породе.___

Генотип п Удой, кг МДЖ,% МДБ, % Молочный жир, кг Молочный белок, кг

Голштипо-ярославские помеси с долей кровности менее 75%

АА 6 55644289 3,99±0,09 3,29+0,06 222,0+9,16 182,1+9,2

АВ 4 5162±470 4,11±0Д8 3,39+0,11 212,2±14,5 174,9+9,6

ВВ 1 5284 4,1 3,34 216,6 176,5

Разность между генотипами

ВВ-АА - -280 +0,11 +0,05 -5,4 -5,6

ВВ-АВ - +122 -0,01 -0,05 +4,4 +1,6

АВ-АА - -402 +0,12 +0,1' -9,8 -7,2

Голштино-ярославские помеси с долей кровности более 75%

АА 9 5411=1=311 4,05+0,07 3,28+0,04 219,1 ±12,1 177,5+9,4

АВ , 6 5222+363 4,06+0,06 3.35+0,06 212,0+14,3 174,9+8,7

ВВ 1 6066 3,91 ЗД1 237,2 194,7

Разность между генотипами

ВВ-АА - +655 -0,14 -0,07 +18,1 +17,2

ВВ-АВ - +844 -0,15 -0,14 +25Д +19,8

АВ-АА - -189 +0,01 +0,07" -7,1 -2,6

Достоверность разности при: - Р<0,05; - Р<0,01

Как видно из таблицы 4, четко прослеживается в обоих хозяйствах влия-

ние доли кровносгги по голштинской породе на молочную продуктивность коров. У низкокровных помесей (менее 75%) меньше удои, но достоверно выше МДБ и МДЖ, что характерно для ярославской породы. С повышением доли голштинской крови увеличиваются удои, но снижается МДБ и МДЖ в молоке. У гетерозигот АВ содержание белка в молоке выше, чем у других генотипов.

Изучение селекционно-генетических параметров показало влияние породности на изменчивость признаков: у ярославских чистопородных они более стабильны, чем у голштинизированпых коров. Изменчивость в пределах статистических норм: С, „оудою До 14,1%; СУ1юмдж до 7,6%; С „„ад/; до 3,7%.

При исследовании корреляции признаков выявлено их соответствие биологической закономерности: МДБ в молоке отрицательно коррелирует с удоем (Р<0,05 у голштино-ярославских помесей, Р<0,001 у Михайловского типа). Высокая достоверная положительная связь по показателям МДЖ и МДБ в молоке животных всех групп (Р<0,001) позволяет вести селекцию по обоим признакам одновременно (таблица 5).

Таблица 5 - Корреляция признаков молочной

продуктивности

Корреляция ОАО «Михайловское» ОАО «Племзавод им. Дзержинского»

Ярославские чистопородные Михайловский тип Ярославские чистопородные Голштино-ярослав-ские помеси

Г 1'ЯОЙ- кг МБ. % -0,11 -0,56"* -0,34 -0,43*

г Хшьм тж. % +0,03 -0,20 +0,07 -0,14

г цпж.% шг,. % +0,59*" +0,69*" +0,54" +0,78*"

Достоверность при: Р<0,05, Р<0,01, Р<0,001

С целью изучения влияния генотипа каппа-казеина на содержание белка в молоке по лактациям нами был проведен анализ динамики МДБ (таблица 6).

Таблица 6 - Изменение МДБ в молоке коров по лактациям

Породная группа

№ Ярославские Голгнтано-ярославские Михайловский

лактации чистопородные помсси тип

М±т Су, % М±т СУ, % М+ш Су, %

1 3,29+0,03 4,6 3,29+0,04 3,8 3,16+0,03 2,4

2 3,36+0,03 3,9 3,35+0,04 3,7 3,33+0,03 2,7

3 3,38+0,04 2,5 3,31+0,03 3,8 3,28+0,03 2,4

4 3,34+0,03 2,3 334+0,04 3,2 3,34+0,02 2,4

5 3,39+0,04 2,2 3,31 ±0,04 4,9 3,38+0,03 3,9

6 3,35±0,04 3,1 3,29±0,05 3,9 3,44+0,03 3,0

7 3,42+0,06 3,1 3,27+0,07 3,9 3,48+0,06 2,8

8 3,56+0,03 3,0 3,22+0,03 4,3 3,33+0,08 1,9

9 - - 3,19+0,03 2,6 3,56+0,04 1,8

В среднем 3,39+0,03" 2,4 3,29+0,02* 23 3,37+0,04 1,3

Достоверность при: - Р < 0,05; - Р < 0,01;

У ярославских чистопородных коров содержание белка в молоке с возрастом повышается, у голштино-ярославских помесей - понижается. У коров Михайловского типа МДБ в молоке с возрастом увеличивается, достигая наивысших показателей на 7 и 9 лактации - 3,48% и 3,56%. Ввиду тесной корреляции и невысокой изменчивости но показателям МДБ за первую и в среднем за ряд лактаций, можно делать достоверный прогноз по белковомолочности за последующие лактации уже у первотелок.

3.4. Влияние генотипа каппа-казеина на сыропригодность молока коров ярославской породы

Исследования состава и свойств молока коров разных генотипов подтвердило более высокую питательную ценность и сыропригодность молока коров с генотипом ВВ по каппа-казеину, что обусловлено химической структурой этого гена, зависящей от породных особенностей ярославского скота.

В таблице 7 представлены результаты химического состава и изучения сыропригодности молока коров ярославской породы по сычужной пробе.

Таблица 7 - Химический состав и сыропригодность молока ярославских чистопородных коров и Михайловского типа ОАО «Михайловское»__

Показатели Генотип Разность между генотипами

АЛ | АВ | ВВ ВВ и АЛ | ВВ и АВ | АВ и АА

Ярославские чистопородные коровы

п 4 4 5 - - -

COMO, % 8,48 8,13 8,61 +0,13 +0,48 -0,35

МДЖ, % 4,26 4,15 4,4 +0,14 +0,25 -0,11

МДБ,% 3,37 3,24 3,48 +0,11 +0,24 -0,13

плотность, °А 28,4 27,8 28,6 +0,2 +0,8 -0,9

сычужная свертываемость, мин. 21,5 20,5 16 -5,5 -4,5 -1

Коровы Михайловского типа

п 7 3 2 - - -

COMO, % 8,79 8,51 8,91 +0,12 +0,4 -0Д8

МДЖ, % 4,48 3,88 4,53 +0,05 +0,65 -0,6

МДБ, % 3,41 3,31 3,56 +0,15 +0,25 -0,1

плотность, °А 29,4 29,2 30,1 +0,7 +0,9 -0.2

сычужная свертываемость, мин. 16 19 12 -4 -7 -3

Примечание: достоверность разности недостоверна вследствие малого объема выборки

Наивысший показатель МДЖ в молоке обеих подконтрольных групп животных с генотипом ВВ по каппа-казеину - 4,4%, 4,53%. Также и наивысший показатель сухого обезжиренного молочного остатка (COMO) - 8,61% и 8,91%, что связано с наивысшим показателем МДБ в молоке коров с генотипом ВВ -3,48% и 3,56%, соответственно.

По белковомолочности у коров подконтрольных групп порядок следующий: АВ<АА<ВВ, или 3,24%<3,37%<3,48% - у ярославских чистопородных коров; 3,31%<3,41%<3,56% - у коров Михайловского типа.

Наибольшей плотностью обладает молоко коров с гомозиготным ВВ-ва-риантом каппа-казеина в обеих группах животных. Если сравнивать ярослав-

ских чистопородных и коров Михайловского типа, то плотность молока, МДЖ, МДБ выше у вторых, что видимо, обусловлено породными особенностями.

Свертываемость молока коров с генотипом ВВ под действием сычужного фермента составила 12 и 16 минут, против 19 и 21,5 минуты свертываемости молока коров с генотипами AB и АА, соответственно.

IIo Н.В. Барабанщикову (1990) молоко коров локальных пород, в том числе и ярославской относится ко второму типу (свертываемость от 15 до 30 минут) и более желательно для производства сыра. Наши данные в этом отношении согласуются с результатами других исследователей (Иолчие Б.С., 1993; Хаертдинов P.A. и др., 2005; Калашникова JI.A. и др., 2008) - при наличии ал-лелыюго варианта В гена каппа-казеина время образования сычужного сгустка уменьшается на 20-40%.

Для определения сыропригодности молока немаловажно оценить качество сычужного сгустка, для этого была проведена сычужно-бродильная проба молока коров с разными генотипами каппа-казеина - таблица 8.

Таблица 8 - Результаты сычужно-бродильной пробы молока коров

Генотип каппа-казеина Характеристика сгустка

Ярославские чистопородные коровы

АА Сгусток плотный, разорван, но не вспучен, с множеством глазков (10-12), не поднялся наверх, молоко 11 класса

AB Сгусток неплотный, рыхлый, разорван, с глазками (12-14), не поднялся наверх, молоко II класса

ВВ Сгусток плотный, упругий на ощупь, однородный, с гладкой поверхностью, без глазков, молоко I класса

Коровы Михайловского типа

АА Сгусток рыхлый, с единичными полосками и глазками, плаваете прозрачной сыворотке, молоко И класса

AB Сгусток неплотный, разорван, с глазками (8-10), не поднялся наверх, молоко II класса

ВВ Однородный плотный сгусток хорошего качества, упругий, без глазков, молоко I класса

Согласно результатам сычужно-бродилыюй пробы, молоко коров обеих породных групп с генотипом ВВ относится к I классу - из проб молока был получен более плотный однородный сгусток, без глазков. Это обусловлено особенностями казеин-кальций-фосфатного комплекса - способностью стабилизировать мицеллы казеина, и связывать большее количество влаги. Молоко коров с генотипом АА и АВ по каппа-казеину относится ко II классу по сыропригодности.

Таким образом, наличие в геноме животных аллеля В гена каппа-казеина оказывает существенное влияние на состав и сыропригодность молока коров ярославской породы - более высокие показатели МДБ и COMO, а также лучшее качество сычужного сгустка и меньшая продолжительность свертывания молока.

3.5. Состав, выход и органолептическая оценка сыра из молока коров с разными генотипами каппа-казеина

В таблицах 9-11 принято следующее обозначение исследуемых групп:

I - ярославские чистопородные коровы с генотипом АВ

II - ярославские чистопородные коровы с генотипом ВВ

III — коровы Михайловского типа с генотипом АА

IV - коровы Михайловского типа с генотипом АВ

Молоко от ярославских чистопородных коров с генотипом АА и коров Михайловского типа с генотипом ВВ, не исследовалось вследствие отсутствия коров с данными генотипами (выбыли из стада по разным причинам).

Химический состав и физические показатели проб молока, взятого для изготовления сыра «Российский» от каждой исследуемой группы коров приведены в таблице 9

Таблица 9 - Химический состав и физические показатели молока коров

Показатели Группа

I II III IV Норма

Массовая доля жира, % 5,0 4,4 4,4 3,3 -

Массовая доля белка, % 3,3 3,2 3,2 зд Не менее 3,2%

Плотность молока, кг/м3 1027 1027 1026 1027 не более 1027

Кислотность молока,0 Т 18 18,5 19 19,2 16,0-19,0

Из таблицы 9, видно, что наибольшее содержание жира и белка в молоке ярославских чистопородных коров с генотипом АВ. В молоке коров Михайловского типа с генотипом АА и ярославских чистопородных с генотипом ВВ содержание жира на одном уровне - 4,4%. Массовая доля белка в молоке всех опытных групп коров практически одинаковая - на уровне 3,2%.

Плотность молока у всех групп животных, кроме Михайловского типа с генотипом АА (1026 кг/м3), также на одном уровне - 1027 кг/м3. У всех групп животных молоко с уровнем кислотности в пределах 18-19,2° Т. Наибольшая кислотность, чуть выше нормы, у молока коров Михайловского типа с генотипом АВ - 19,2° Т, наименьшая - у ярославских чистопородных коров с генотипом АВ-18°Т.

По микробиологическим показателям молоко всех подконтрольных групп коров соответствовало нормам и требованиям, предъявляемым к молоку, пригодному для сыроделия.

По химическому составу образцы сыра, выработанные из молока коров подконтрольных групп, мало отличались друг от друга (таблица 10).

Таблица 10 - Химический состав образцов сыра из молока коров

Показатели Группа

I II III IV

Массовая доля влага, % 43,8 43,1 43,0 42,8

Сухое вещество (СВ), % 56,2 56,9 57,0 57,2

Массовая доля жира в СВ, % 51,8 49,9 50,6 49,8

Массовая доля белка в СВ, % 46,6 48,5 47,8 48,6

Более высокое содержание белка в сухом веществе было отмечено в сыре из молока ярославских коров с генотипом ВВ - 48,5%, наименьшее в сыре из молока ярославских коров с генотипом АВ - 46,6%. Наиболее высокий показатель МДЖ в сухом веществе сыра из молока коров ярославской породы с генотипом АВ - 51,8%, что связано с более высоким содержанием жира в молоке этих коров - 5,0%.

Исследования сыропригодности молока коров ярославской породы с разными генотипами каппа-казеина, выхода и качества сыра из молока этих коров представляют наибольший интерес, так как проведены впервые, в экспериментальном варианте - таблица 11.

Таблица 11 - Масса и выход сыра из молока коров исследуемых групп

Показатели Группа

I II III IV

Масса сыра после прессования, кг 2,091 2,155 2,560 1,536

Выход сыра после прессования, % 10,455 11,342 10,240 10,971

Масса сыра после созревания, кг 1,96 2,02 2,4 1,44

Выход сыра после созревания, % 9,8 10,63 9,6 10,28

Расход молока на 1 кг сыра, кг 10,20 9,41 10.42 9,72

Выход сыра наивысший у ярославских чистопородных коров с генотипом ВВ по каппа-казеину - 10,63%, наименьший у Михайловского типа с генотипом ЛА - 9,6% (см. рисунок 2).

Расход молока - наиболее значимый показатель сыропригодности молока, который показывает сколько потребуется молока для выработки 1 кг готового продукта. По данным многих исследователей, В-аллельный вариант гена каппа-казеина способствует сокращению расхода молока на приготовление 1 кг

и! а IV

10,42

1= Ш

! Ж

на 1кг сыра,!

I, II - ярославские чистопородные коровы с генотипом АВ, ВВ; III, IV - коровы Михайловского типа с генотипом АА, АВ; Рисунок 2 - Масса, выход сыра и расход молока на 1 кг сыра

На получение 1 кг сыра из молока ярославских чистопородных коров с генотипом ВВ потребовалось меньшее количество молока - 9,41 кг. Для изготовления сыра от ярославских чистопородных коров с генотипом АВ, и Михайловского типа с генотипами АВ, АА, было израсходовано, соответственно 10,2 - 9,72 - 10,42 кг молока, или на 0,79 - 0,31 - 1,01 кг молока больше, чем из молока коров с генотипом ВВ.

По результатам дегустационной оценки специалистов отдела сыроделия ФГНУ ВНИИ маслоделия и сыроделия, сыр из молока ярославских чистопородных коров с генотипом ВВ имеет наивысшую оценку (78 баллов) оптимальные органолептические характеристики: нежное однородное упругое тесто, светлый цвет, выраженный сырный, сливочный, без посторонних примесей запах и вкус. Сыр из молока ярославских чистопородных коров с генотипом АВ занял по результатам органолептической оценки второе место - 76 баллов, более кисловат по вкусу, без посторонних привкусов и запахов, рисунок и консистенция отличные. Сыр из молока коров Михайловского типа с генотипом АВ оценен в 75 баллов, и имеет по оценке специалистов дегустационной комиссии щиплющий, сырный, с легкой горчинкой вкус и запах, мажущуюся консистенцию, цвет теста желтоватый. Наименьшее количество баллов у сыра из молока Михайловского типа с генотипом АА - 74 баллов. Вкус и запах - умеренно выраженный, сырный, более соленый, легкий, нечистый, а также слегка сероватый оттенок сырного теста. У всех образцов сыра вкус слегка кисловат, что типично для сыра «Российский».

Результаты органолептической оценки позволяют сделать вывод, что сыр, выработанный из молока ярославских чистопородных коров с генотипом ВВ, получил более высокие оценки по вкусу, запаху и консистенции, чем остальные образцы сыра.

По таким показателям, как физико-химические, микробиологические свойства, состав и относительный выход сыра, органолептические свойства, сыр приготовленный из молока ярославских чистопородных коров с генотипом ВВ по каппа-казеину, был лучше по сравнению с образцами сыра, приготовленными из молока коров с другими генотипами по каппа-казеину.

3.6. Экономическая эффективность разведения коров с разными генотипами каппа-казеина

Эффективность производства продукции в основном определяется уровнем продуктивности молочных коров, то есть чем выше продуктивность, тем ниже затраты на единицу продукции и выше выручка и прибыль от реализации.

Ниже приведены расчёты экономического эффекта использования ярославских чистопородных коров за счёт дополнительной продукции молока и дополнительной продукции сыра.

1. По собственной молочной продуктивности коров

Стоимость дополнительной продукции в расчете на 1 голову составила: у ярославских чистопородных коров ОАО «Племзавод имени Дзержинского»: ВВ к АА - 8679 рублей, ВВ к АВ - 4556 рублей, АВ к АА - 4123 рублей, то есть наибольшая - от ВВ-гомозигот; ярославских чистопородных коров ОАО «Ми-

хайловское» также от носителей ВВ генотипа: ВВ к АВ -1580 рублей, ВВ к АА - 1343 рублей. У коров Михайловского типа наибольшая дополнительная стоимость от животных с гетерозиготным АВ генотипом - 3401 рубль. От голшти-низированных коров стоимость дополнительной продукции выше от носительниц ВВ-генотипа: ВВ к АВ - 4611 рублей, ВВ к АА - 2966 рублей.

Наиболее высокий чистый доход на 1 кг молока от ярославских чистопородных животных с гомозиготным генотипом ВВ - 7,38 рублей и 9,43 рублей, ОАО «Племзавод имени Дзержинского» и ОАО «Михайловское», соответственно. От коров михайловского типа - с генотипом АВ - 8,56 рублей.

Таким образом, экономический эффект производства молока у ярославских чистопородных животных стада и голштино-ярославских помесей наибольший от коров с гомозиготным генотипом ВВ каппа-казеина, у коров михайловского типа - от коров с гетерозиготным генотипом АВ.

2. По выходу сыра из молока подконтрольных коров

При производстве 1 кг сыра из молока ярославских чистопородных коров с генотипом ВВ экономия затрат на 1 кг молока составила 10,8 рублей, что па 3,9 рублей и 8,45 рублей меньше, чем на 1 кг молока от коров михайловского типа и ярославских чистопородных с генотипом АВ. Это связано с меньшим расходом молока на приготовление 1 кг сыра (9,41 кг) и большим выходом сыра из 10 кг молока (1,069 кг).

Экономический эффект при производстве 1 кг сыра наибольший у коров михайловского типа с генотипом АВ - 12,0 рублей, что связано с меньшей себестоимостью 1 кг молока - 9,85 рублей и себестоимостью 1 кг сыра - 109,0 рублей. Если производить сыр из молока ярославских чистопородных коров с генотипом ВВ, то экономия составит 8,1 рубля на 1 кг готового продукта.

Выводы

1. ДНК-тестированием установлена различная частота встречаемости генотипов по каппа-казеину и аллельных вариантов А и В у ярославских чистопородных и голштинизированных коров, что обусловлено генетически (породными качествами) и средовыми факторами (межхозяйственные различия). У ярославских чистопородных коров преобладает В-аллель, обуславливающий бел-ковомолочность и сыропригодность молока, гетерозиготный генотип АВ по каппа-казеину встречается с частотой 47,1-50%, гомозиготный генотип ВВ -20,6-11,1%, генотип АА - лишь с частотой 32,3-38,4%. Для голщтинизирован-ных ярославских пород с долей крови голштинов 74-75% наиболее характерен А-аллель гена каппа-казеина: частота его встречаемости - 0,82-0,74%, или в 2,84,5 раза больше, чем В-аллеля. Генотип АА по каппа-казеину встречается у коров михайловского типа с частотой 69,6%, улучшенного типа - 55,6%; генотип АВ - 26,1-37%, ВВ - 4,3-7,4% или в 2,5-4,7 раза меньше, чем у ярославских чистопородных коров. Аналогичное распределение частот генотипов каппа-казеина и у быков-производителей.

2. Более высокие удои у коров с генотипом АА по каппа-казеину, особенно у голштинизированных (5473-6106 кг). Содержание жира и белка в молоке достоверно выше у коров с В-аллельным вариантом по каппа-казеину: у ярослав-

ских чистопородных МДЖ составила от 4,07% до 4,68%, МДБ - от 3,27 до 3,56%; у голштинизированных коров, соответственно, от 4,08 до 4,52%, и от 3,28 до 3,39%. При оценке по комплексному показателю - суммарному молочному жиру и белку, лучшими оказались среди ярославских чистопородных коров животные с генотипом ВВ по каппа-казеину (413,3 кг, п=4), из голштинизированных коров - с генотипом АВ по каппа-казеину (494 кг у коров Михайловского типа, п=12); в среднем по обоим хозяйствам - 440,7 кг, п=22). Следовательно, генотипы по каппа-казеину можно использовать как генетические маркеры в селекции молочного скота.

3. Изменчивость признаков молочной продуктивности у подконтрольных коров на уровне среднестатистических норм: С» удоя до 14,1%, С„ МДЖ до 7,6%, Су МДБ до 3,7%. У ярославских чистопородных коров коэффициенты изменчивости меньше, чем у голштинизированных коров. Чётко прослеживается влияние доли крови голштинов на молочную продуктивность коров: с её увеличением более 75% увеличиваются удои, но снижается содержание жира и белка в молоке. Корреляции признаков соответствуют общей биологической закономерности: отрицательные между удоем и МДЖ - у голштинизированных коров г - - 0,14 и -0,2, у ярославских чистопородных небольшая положительная г = + 0,03 и +0,07; между удоем и МДБ, г от -0,11 до -0,56; положительная между МДЖ и МДБ, г от +0,54 до +0,78. Более высокие коэффициенты корреляции у голштинизированных коров. Установлена высокая корреляция МДБ за первую лактацию и в среднем за ряд лактации и небольшая изменчивость МДБ с возрастом, что позволяет достоверно прогнозировать пожизненную белковомо-лочность коров по показателям первотёлок.

4. По химическому составу молоко ярославских чистопородных коров с генотипом ВВ по каппа-казеину оказалось наилучшим - показатели МДЖ, МДБ выше на 0,14-0,25% и 0,11-0,24%, чем у коров с генотипами АА и АВ. У коров Михайловского типа с ВВ-генотипом, выше, соответственно на 0,05-0,65% и 0,15-0,25%. Наилучшая сыропригодность молока у коров Михайловского типа с генотипом ВВ каппа-казеина - свертываемость их молока составила 12 минут, или на 7 минут быстрее, чем у коров с генотипом АВ, и на 4 минуты меньше, чем у коров с генотипом АА. По результатам сычужно-бродильной пробы молоко коров ярославской породы с генотипом ВВ каппа-казеина отнесено к I классу, качество полученного сгустка наилучшее среди исследуемых образцов молока. Молоко коров с генотипами АА и АВ оказалось II класса.

5. По микробиологическим показателям молоко всех подконтрольных групп коров соответствовало нормам и требованиям, предъявляемым к молоку, пригодному для сыроделия. Более высокое содержание белка в сухом веществе -48,5%. и выход сыра - 10,63% у ярославских чистопородных коров с генотипом ВВ. Меньше всего сыра было получено от коров Михайловского типа с генотипом АА - 9,6%, при этом МДБ в сухом веществе составила 47,8%. Наименьший расход молока на выработку 1 кг сыра у ярославских чистопородных коров с генотипом ВВ: на 0,31-1,01 кг меньше, чем у других исследуемых групп. По ор-ганолептическим показателям (вкус, запах, консистенция) сыр из молока ярославских коров с генотипом ВВ занял первое место.

6. Экономический эффект производства молока наивысший от ярославских чистопородных коров ОЛО «Михайловское» с генотипом ВВ - 9,43 рубля чистого дохода на производство 1 кг молока. Сыр наиболее выгодно производить из молока коров Михайловского типа с генотипом АВ — экономия составила 12 рублей на 1 кг сыра. При изготовлении сыра из молока ярославских чистопородных коров с генотипом ВВ - сэкономлено 8,1 рубля на приготовление 1 кг сыра. Следовательно, для получения дополнительной прибыли хозяйствам целесообразнее вырабатывать сыр из молока коров, имеющих в генотипе В-аллель каппа-казеина.

Предложения производству

1. Проводить в более широких масштабах ДНК-тестирование коров и быков-производителей по генотипу каппа-казеина, чтобы использовать генетические маркеры для улучшения белковомолочности и сыропригодности молока

2. Зоотехникам-селекционерам вести гомогенный подбор родительских пар животных с В-аллелем по гену каппа-казеина для создания групп коров или стад с улучшенной сыропригодностыо молока, особенно в хозяйствах с собственным цехом выработки твердых и полутвердых сыров, реализуемых по более высоким ценам.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ

1. Тамарова, Р.В. ДНК-анализ в селекции ярославского скота [Текст] / Р.В. Та-марова, Н. Г. Ярлыков // Молочное и мясное скотоводство. - 2008. - № 3. — С. 18-19.

2. Тамарова, Р. В. Сыропригодность молока коров Михайловского типа [Текст] / Р. В. Тамарова, Н. Г. Ярлыков // Сыроделие и маслоделие. - 2009. - № 1. - С. 16 -17.

3. Тамарова, Р. В. Технологические свойства молока ярославских чистопородных коров [Текст] / Р. В. Тамарова, Н. Г. Ярлыков // Сыроделие и маслоделие. -2009.-№4.-С.53-54.

Публикации в других изданиях

4. Ярлыков, Н. Г. Факторы, обуславливающие белковомолочность коров и использование их в селекции ярославского скота [Текст] / Н. Г. Ярлыков // Сборник материалов междунар. науч. конф. молодых ученых и специалистов, посвященной 120-летию академика Н. И. Вавилова, секция «Разведение, генетика, селекция и воспроизводство сельскохозяйственных животных». - Москва, 2007. -С. 486-488.

5. Ярлыков, Н. Г. Взаимосвязь показателей молочной продуктивности ярославских чистопородных и голштинизированных коров с разными генотипами каппа-казеина [Текст] / Н. Г. Ярлыков // Проблемы и перспективы развития аграрного производства: Сб. материалов междунар. науч. конф. - Смоленск, 2007. -С. 351 -352.

6. Ярлыков, Н. Г. Исследование белковомолочности у ярославских чистопород-

ных и голштинизированных коров в племзаводах [Текст] / Н. Г. Ярлыков // Технологические проблемы сельскохозяйственного производства: сборник научных трудов по материалам международных научно-практических конференций. - Ярославль, 2007. - С. 234 - 240.

7. Ярлыков, Н. Г. Влияние кровности по голштину и генотипа по каппа-казеину на молочную продуктивность [Текст] / Н. Г. Ярлыков // Инновационно-эффективный вектор развития АПК региона. Потенциал молодых в практику сельскохозяйственного производства: сборник научных трудов по материалам международных научных конференций. - Ярославль, 2008. - С. 78 - 81.

8. Ярлыков Н. Г. Сыропригодность молока ярославских чистопородных коров [Текст] / Н. Г. Ярлыков // Проблемы перехода предприятий АПК на инновационный путь развития. Инновационные направления развития АПК и повышение конкурентоспособности предприятий, отраслей и комплексов - вклад молодых ученых: сборник научных трудов по материалам международных научно-практических конференций.-Ярославль, 2009.-С. 19-22.

Подписано в печать 29.04.2010. Формат 60x90 1/16. Условных печ. листов 1,5. Тираж 100 экз. Заказ № 23. Бумага офсетная. Печать ризографическая.

Типография ФГОУ ВПО «Ярославская государственная сельскохозяйственная академия». 150042, г. Ярославль, Тутаевское шоссе, 58.

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Ярлыков, Николай Геннадьевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Селекция ярославского скота при чистопородном разведении и межпородном скрещивании.В

1.2. Строение, состав и свойства каппа-казеина.

1.3. Полиморфизм гена каппа-казеина у различных пород КРС.

1.4. Полиморфизм гена каппа-казеина у быков-производителей.

1.5. Молочная продуктивность коров и сыропригодность молока в зависимости от генотипов каппа-казеина.

1.6. Экономия затрат на молоко от коров с разными генотипами каппа-казеина.

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Полиморфизм гена каппа-казеина у подконтрольных коров.

3.2. Полиморфизм гена каппа-казеина у быков-производителей.

3.3. Влияние генотипа каппа-казеина на показатели молочной продуктивности коров ярославской породы.

3.4. Влияние генотипа каппа-казеина на сыропригодность молока коров ярославской породы.

3.5. Состав, выход и органолептическая оценка сыра из молока коров с разными генотипами каппа-казеина.

3.6. Экономическая эффективность разведения коров с разными генотипами каппа-казеина.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Влияние генотипа каппа-казеина на молочную продуктивность и сыропригодность молока коров ярославской породы"

Молочное скотоводство является одной из главных отраслей сельского хозяйства Российской Федерации. По статистическим данным, производством молока занимаются свыше 90% сельхозпредприятий страны, а также в крестьянских фермерских и личных подсобных хозяйствах населения (Лоба-чева Т.Н., 2009).

В 2008 году Министерство сельского хозяйства РФ утвердило целевую программу «Развитие молочного скотоводства и увеличение производства молока в РФ на 2009-2012 годы», в которой намечен рост валового производства молока с 32,2 млн. тонн в 2007 году до 37 млн. тонн в 2012 году (Стре-козов Н.И., 2009).

Согласно концепции развития животноводства России до 2020 год, рост валового производства молока необходимо обеспечить за счет повышения удоев коров методами селекции, при коренном улучшении кормовой базы и кормления животных по физиологически обоснованным нормам (Крылатых Э.Н., 2006).

Одна из главных задач зоотехнической науки на современном этапе развития животноводства РФ - повышение молочной продуктивности коров и улучшение качественных показателей молока.

Решить эту задачу предусматривается, прежде всего, за счет эффективного использования генетических ресурсов животных с применением новейших методов популяционной генетики - маркерной селекции, ДНК-технологий.

Для обеспечения продовольственной безопасности страны по молоку и молочным продуктам необходимо дальнейшее развитие отечественной молочной промышленности, повышение качества молочного сырья, содержания в нем белка, что особенно важно для сыроделия. В настоящее время потребность в сыре на 30% удовлетворяется за счет импорта его из-за рубежа.

В новом регламенте на молоко определены боле высокие нормативы по содержанию в нем белка (Крикун Т.И., 2008).

Исследованиями отечественных и зарубежных ученых, изучавших полиморфизм белков молока установлено, что сыропригодность молока в определенной степени зависит от генотипа коров по каппа-казеину (Fox P.F., Mulvihil D.M., 1982; Rogne S., et. al., 1998; Erhardt G., et. al., 1998; Артемьев A.M., 2007; Калашникова JI.A. и др., 1999, 2000, 2008).

Казеин — основной белок молока, на который действует сычужный фермент, вызывая его свертывание. Каппа-казеин — одна из фракций казеина, и ген, контролирующий его образование в молоке, имеет 10 аллельных вариантов. Из них у крупного рогатого скота выделено два, встречающихся наиболее часто - А и В, в трех различных сочетаниях генотипов — АА, AB, ВВ.

В-аллель ассоциируется с более высоким содержанием белка в молоке, лучшими его коагуляционными свойствами, и большим выходом твердых и полутвердых сыров (Иолчиев Б.С. и др., 1993; Калашникова JI.A. и др., 1999).

Выявляют эти генотипы методом маркерной селекции и ДНК-анализа с помощью полимеразной цепной реакции (Сулимова Г.Е., Зинченко В.В., 1993). В европейских странах с развитым молочным скотоводством, в США и Канаде ДНК-технологии широко используют в селекционной практике. В нашей стране такие исследования проводились на коровах черно-пестрой, холмогорской, швицкой, костромской пород (Сивкин Н.В., 1993; Журавель Е.В., Лисовский Л.И., 1997; Миносян Т., Кондрахин В., 2003; Ахметов Т.М., 2009). По ярославской породе исследования такого рода проводились ранее, но сыродельные качества молока коров нового интенсивного типа — Михайловский и голштинизированного ярославского скота улучшенного генотипа, полученного по той же методике, что и запатентованный Михайловский тип, практически не изучены. Это подчеркивает актуальность исследований по теме диссертации.

Цель и задачи исследований

Цель исследований заключается в изучении влияния генотипа каппа-казеина на молочную продуктивность и сыропригодность молока ярославских чистопородных коров, Михайловского типа и голштино-ярославских помесей разной кровности (улучшенный тип).

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

- генотипировать коров ярославской породы по гену каппа-казеина методом ДНК-диагностики и определить у них частоту встречаемости аллель-ных вариантов и генотипов каппа-казеина;

- изучить влияние генотипов каппа-казеина на показатели молочной продуктивности (удой, МДЖ, МДБ, количество молочного жира и белка) и сыропригодность молока коров ярославской породы;

- оценить качественные показатели, органолептические свойства и выход полутвердого сыра из молока коров ярославской породы с разными генотипами каппа-казеина;

- определить экономическую эффективность разведения коров с разными генотипами каппа-казеина по молочной продуктивности и выходу сыра.

Научная новизна

Получены новые данные о полиморфизме гена каппа-казеина у ярославского скота. Впервые изучено влияние генотипа каппа-казеина на химический состав и сыропригодность молока чистопородных и голштинизиро-ванных коров ярославской породы. Впервые при приготовлении полутвердого сыра «Российский» из молока коров ярославской породы с разными генотипами каппа-казеина исследованы физико-химические показатели молока, химический состав образцов сыра, масса и выход сыра, проведена его орга-нолептическая оценка.

Практическая значимость

Проведенные исследования показали возможность совершенствования ярославской породы по признакам молочной продуктивности и сыропригод-ности с использованием ДНК-маркеров по гену каппа-казеина. При накоплении в стадах животных с желательным генотипом каппа-казеина можно добиться улучшения качественных и сыродельческих свойств молока. Практическая значимость подтверждается результатами расчета экономической эффективности использования коров ярославской породы с разными генотипами каппа-казеина за счет дополнительной продукции молока и дополнительной продукции сыра.

Апробация работы

Основные теоретические положения и практические результаты исследований доложены на:

- Международной научной конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 120-летию академика Н.И. Вавилова (Москва, 31 мая-1 июня, 2007);

- 30-й юбилейной Всероссийской научно-практической конференции "Технологические проблемы сельскохозяйственного производства" (Ярославль, 17 декабря, 2007 г);

- Международной научно-практической конференции молодых ученых "Инновационно-эффективный вектор развития АПК региона. Потенциал моI лодых в практику сельскохозяйственного производства" (Ярославль, 17—18 января, 2008);

- II этапе Всероссийского конкурса на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов, молодых ученых высших учебных заведений Министерства сельского хозяйства РФ (Орёл, 24-25 апреля, 2008 г);

- 32-ой Международной научно-практической конференции "Проблемы перехода предприятий АПК на инновационный путь развития. Инновационные направления развития АПК и повышение конкурентоспособности предприятий, отраслей и комплексов - вклад молодых ученых" (Ярославль, 11 февраля, 2009).

Публикация результатов исследований

По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, в том числе три -в изданиях, согласно перечню, рекомендованному ВАК Минобразования и науки РФ: «Молочное и мясное скотоводство» (№3, 2008), «Маслоделие и сыроделие» (№ 1, №4, 2009), пять - в сборниках научных трудов, материалах конференций. Общий объем составляет 1,5 печатных листа.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, материалов и методики исследований, результатов исследований, обсуждения полученных результатов, выводов, предложений производству, указателя библиографических источников. Работа изложена на 125 страницах компьютерного набора, содержит 24 таблицы, 20 рисунков. Библиографический список (объемом 22 страницы) включает 206 наименований, в том числе 54 на иностранном языке.