ХЕРСОНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ВОРОНЕНКО Андрій Володимирович

УДК 636.22/.28.082.23:636.082.12

ВИКОРИСТАННЯ ІМУНОГЕНЕТИЧНИХ МАРКЕРІВ В СЕЛЕКЦІЇ ЧЕРВОНОЇ МОЛОЧНОЇ ХУДОБИ

06.02.01. – розведення та селекція тварин

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата

сільськогосподарських наук

Херсон – 2001

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті тваринництва степових районів ім. М.Ф. Іванова “Асканія-Нова” – Національному науковому селекційно-генетичному центрі з вівчарства УААН

Науковий керівник: кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Назаренко Віктор Григорович, Інститут тваринництва степових районів ім. М.Ф. Іванова, завідувач лабораторії імуногенетики.

Офіційний опонент: доктор сільськогосподарських наук, професор, заслужений діяч науки і техніки України Агапова Євгенія Михайлівна Одеський державний сільськогосподарський інститут, завідувач кафедри спеціальної зоотехнії.

Офіційний опонент: кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Полупан Юрій Павлович Інститут розведення і генетики тварин, заступник директора з наукової роботи.

Провідна установа: Інститут тваринництва УААН, лабораторія генетики, м. Харків.

Захист дисертації відбудеться 18.05.2001 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 67.830.02 в Херсонському державному аграрному університеті (73006, м. Херсон-6, вул. Р. Люксембург, 23, головний навчальний корпус, ауд. 64 ).

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Херсонського державного аграрного університету за адресою: 73006, м. Херсон-6, вул. Р. Люксембург, 23, головний навчальний корпус.

Автореферат розісланий 17.04.2001 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Карапуз В.Д.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Інтенсифікація галузі молочного скотарства вимагає поряд з розробкою і удосконаленням технології вирощування та годівлі худоби також покращення існуючих й виведення нових порід та типів з високим потенціалом продуктивності. На сучасному етапі найбільш поширеним шляхом поліпшення існуючих порід в Україні є два напрями селекції – удосконалення існуючих порід на основі чистопородного розведення і відтворне схрещування з кращими молочними породами світу. Плідна багаторічна праця селекціонерів країни в напрямі породоутворення знайшла своє логічне завершення у виведенні нових червоно-рябої та чорно-рябої порід (Буркат В.П., Зубець М.В., Хаврук О.Ф., Кругляк А.П., 1995; Єфіменко М.Я., 1995; Зубець М.В., Буркат В.П., Мельник Ю.Ф., Єфіменко М.Я., 1997), а в південному та східному регіонах – двох типів червоної молочної породи: українського жирномолочного (Кононенко Н., Блізніченко В., Салій І., Бесараб О., Топілін Д., 2000) і українського голштинізованого (Зубець М.В., Буркат В.П., Полупан Ю.П., 2000; Полупан Ю.П., 2000). В процесі їх створення було використано та удосконалено ряд теоретичних та методичних аспектів селекції великої рогатої худоби. Але ще недостатньо проаналізовано і оцінено їх генетичну структуру та динаміку мікроеволюційних процесів при спрямованому відборі. Тому слід вважати актуальними дослідження і ставити за мету оцінку генетичної структури в статиці та динаміці нових порід і типів молочної худоби, а також розробку прийомів відбору та підбору тварин з використанням імуногенетичних маркерів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана у відповідності з науково-технічною програмою “Розведення і генетика тварин” і є складовою частиною завдання 02.01.12 “Розробити імуногенетичні методи інтенсифікації селекційного процесу для прискорення удосконалення існуючих та створення нових порід і типів великої рогатої худоби на основі чистопородного розведення, схрещування та гібридизації” 1996-2000 рр. (№ держреєстрації 0197У013655).

Мета і завдання досліджень. Основною метою досліджень було визначити ефективність використання імуногенетичних маркерів в селекції червоної молочної худоби.

Досягнення мети здійснювалось через вирішення слідуючих завдань:

- визначити алелофонд груп крові, імуногенетичну структуру популяції і заводських ліній та використати виявлені особливості для прискорення селекційних процесів при виведенні нової української червоної молочної породи;

- вивчити можливість ведення стабілізуючого відбору під імуногенетичним контролем;

- провести пошук взаємозв'язку генетичних маркерів із господарсько-корисними та біологічними ознаками: молочною продуктивністю, живою масою, відтворними функціями та частотою захворювання лейкозом;

- визначити рівень продуктивності груп потомків плідників у зв'язку з їх імуногенетичною схожістю та розщепленням батьківських генотипів.

Об'єкт дослідження – явище змін генетичної структури популяцій червоної молочної худоби під впливом селекції на підвищення продуктивності.

Предмет дослідження – імуногенетичні маркери в селекції червоної молочної худоби.

Методи досліджень: імуногенетичні при визначенні еритроцитарних антигенів та алелів груп крові; популяційно-генетичні при вивченні імуногенетичної структури та селекційних процесів у дослідних групах; біометричні при вивченні показників продуктивності.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше на тваринах червоної молочної худоби південного регіону вивчені особливості формування генотипів у поліалельних локусах; досліджена можливість використання імуногенетичних маркерів при стабілізуючому відборі; проведено пошук імуногенетичних маркерів, які характеризують сприйнятливість червоної молочної худоби до захворювання лейкозом та визначена ефективність оцінки плідників за рівнем продуктивності груп потомків в залежності від їх імуногенетичної схожості. Виявлено вплив генетичної схожості та відмінностей батьківських пар на запліднюваність корів та їх продуктивність; з'ясована можливість використання молекулярно-генетичних маркерів для підвищення ефективності відбору і підбору тварин при створенні та удосконаленні нових типів червоної молочної породи.

Практичне значення одержаних результатів. Запропоновані прийоми використання імуногенетичних маркерів для підвищення ефективності племінної роботи в популяціях червоної молочної худоби півдня України дозволяють інтенсифікувати селекційний процес в 1,2-1,4 рази та підвищити продуктивність тварин.

Особистий внесок здобувача. При виконанні дисертаційної роботи автором особисто проведена імуногенетична паспортизація за групами крові 1148 голів великої рогатої худоби, а також розроблена методика досліджень та виконані збір, обробка і аналіз експериментальних даних. Для порівняння зміни генетичної структури стада під впливом селекції та пошуку зв'язку молекулярних маркерів з господарсько-корисними ознаками використані деякі матеріали лабораторії імуногенетики інституту “Асканія-Нова” по імуногенетичному типуванню тварин стада за попередні роки.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати досліджень доповідались і одержали позитивну оцінку на: засіданнях Вченої ради інституту тваринництва ім. М.Ф. Іванова “Асканія-Нова” УААН (Асканія-Нова, 1998-2001); координаційних нарадах в Інституті розведення і генетики тварин УААН (Київ, 1998-2000); Міжнародній конференції молодих вчених “Творчий розвиток наукової спадщини академіка М.Ф. Іванова” (Асканія-Нова, 1998); ІІ і ІІІ Міжнародних конференціях “Використання сучасних молекулярно-генетичних і біотехнологічних розробок у генетико-селекційних дослідженнях” (Одеса, 1998-1999); ІІІ Міжнародній конференції “Молекулярно-генетичні маркери тварин” (Київ, 1999); Міжнародній науково-виробничій конференції “Селекційно-генетичні та біотехнологічні методи консолідації новостворених порід і типів сільськогосподарських тварин” (Київ, УААН, 1999); Міжнародній конференції, присвяченій 90 річчю з дня народження М.А. Кравченка (Київ, НАУ, 1999); Ювілейній науково-практичній конференції викладачів та аспірантів зооінженерного факультету ХДАУ “Зооінженерний факультет на межі віків – минуле, сучасне та майбутнє” (Херсон, 2000).

Публікації. Матеріали дисертації опубліковані у 7 наукових працях.

Структура дисертації. Дисертація включає: вступ, огляд літератури, матеріал і методику досліджень, результати досліджень, висновки, список використаних джерел і додатків. Обсяг роботи 169 сторінок комп'ютерного тексту, в т. ч. 34 таблиці, 5 рисунків, 2 додатка. Список використаної літератури складає 308 джерел, з яких 78 іноземних.

МАТЕРІАЛ І МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження проведені в племзаводі “Малинівка” Володарського району Донецької області в 1998-2000 роках за представленою схемою (рис. 1).

Антигени груп крові визначали у лабораторії імуногенетики Інституту тваринництва степових районів імені М.Ф. Іванова “Асканія–Нова” гемолітичними тестами за загальноприйнятою методикою (Матоушек И., 1964; Сороковой П.Ф., 1974; Мещеряков В.Я.,1977) із використанням 53 моноспецифічних реагентів 9 генетичних систем, перевірених у міжнародних порівняльних випробуваннях. Сімейно-генетичним аналізом результатів тестів визначали алелі та генотипи В-системи. Одночасно з цим перевіряли дійсність походження нащадків.

Частоти антигенних факторів, алелів та індекс антигенної схожості (Ra) визначали за методикою Животовського Л.А, Машурова О.М. (1974); число теоретично очікуваних генотипів та кількість ефективних алелів (Na) – за Машуровим О.М. (1980); коефіцієнт гомозиготності (Са) – за формулою Robertson A. (1956), а ступінь генетичної схожості за алелями В-системи (r1) – Maijala K., Lindstrцm G. (1966).

Ступінь схожості показників оцінки рівня диференціації порід і типів різними методами визначали за коефіцієнтом парної рангової кореляції Спірмана (Плохинский Н.А., 1964).

Достовірність різниці частот антигенів і алелів груп крові в порівнюваних групах тварин – методом кута “фі” Фішера (Плохинский Н.А., 1970).

Для вивчення впливу стабілізуючого відбору на генетичну структуру популяцій за даними продуктивності було зроблено два групування: І – по надою за першу лактацію, ІІ – по живій масі (n=1146). В подальшому кожна з груп розподілена на три класи: М- варіант, Мо та М+ варіанти. До модального класу ввійшли тварини з рівнем продуктивності від –0,70у до +0,70у, а до М- та М+ – з крайніми показниками продуктивності. Після розподілу груп на класи досліджувалась їх імуногенетична структура за алелями В-локусу.

При визначенні впливу рівня гетерогенності підборів пар на відтворювальні здатності корів було сформовано три групи. У першу включали корів, які мають найменший коефіцієнт антигенної схожості із спарюваними бугаями (0,01-0,20), у другу групу – тварин з середнім значенням коефіцієнта антигенної схожості (0,21-0,40) і у третю – тварин з найвищим показником схожості (0,41 і більше). Кожна із цих груп, в свою чергу, була розподілена на дві підгрупи за критерієм наявності або відсутності у їх генотипах ідентичних алелів В-системи груп крові.

Оцінюючи енергію росту молодняка тварин аналогічним чином розподіляли на групи в залежності від імуногенетичної схожості як їх батьків, так і схожості потомків з бугаями. Дослідні групи порівнювали між собою по живій масі у 3, 6, 9, 12, 15 та 18 місяців.

Вивчення впливу рівня помилок походження на об'єктивність оцінки генотипу нащадків проводили шляхом визначення співвідношення різниці продуктивності номінальних і дійсних дочок до показників останніх.

Для з'ясування зв'язку генетичних маркерів із захворюваністю лейкозом тварин залежно від стану здоров'я розподіляли на групи, в яких досліджували антигенний спектр та насиченість алелями В-локусу.

Характеристика господарсько-корисних та біологічних ознак проведена згідно даних первинного племінного і зоотехнічного обліку та ветеринарних документів господарства.

Біометричну обробку і аналіз матеріалів досліджень здійснювали загальноприйнятими методами (Плохинский Н.А., 1970; Рокицкий П.Ф., 1978; Лакин Г.Ф., 1980) з використанням мікрокалькуляторів та персонального комп'ютера.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Генетичні особливості червоної молочної худоби за еритроцитарними антигенами. Проведений комплексний імуногенетичний аналіз показав, що в обстежених групах було виявлено 52 антигени (окрім В'') з різною частотою.

Чистопородна популяція тварин англерської породи характеризується тим, що в них не виявлено антигенів Z', Р2, І', Y', R1, X1, U, H'' та U''; у червоної датської відсутні антигени Z', G2, G3, К, Т1, Т2, І', K', J2', R1, X1, L', J, U, H'', U''; у голштинської – Z', I1, U, H'', U''. Індекси генетичної схожості між ними знаходяться в межах 0,7444-0,7758.

Тварини двох нових типів червоної молочної породи характеризуються специфічним імуногенетичним профілем. Так, у тварин жирномолочного типу, що отриманий шляхом схрещування червоної степової породи з англерською, виявлені всі антигени. У порівнянні з англерською худобою тварини даного типу достовірно відрізняються за частотою 28 антигенів (Z', G2, G3, K, O1, O2 , Q, Y2, A1', A2', D', E2', G', J2', P', G'', C1, C2, E, R1, W, X1, X2, C', L', S1, H', U') при індексі схожості 0,8145. З прилиттям крові червоної датської породи змінюється і імуногенетична структура жирномолочного типу. Трьохпородні помісі характеризуються тим, що в них відсутні антигени Z', I1, B' та R1. Індекс імуногенетичної схожості із англерською породою дорівнює 0,8181, а з червоною датською – 0,8243.

У тварин голштинізованого типу взагалі не виявлено антигену R1. Порівнюючи їх з вихідними породами встановлено, що за імуногенетичною структурою вони ближчі до голштинської породи, ніж до англерської. Це підтверджують такі дані: індекс генетичної схожості з англерами становить 0,8061, а кількість антигенів, за частотою яких голштинізований тип достовірно відрізняється від англерів, складає 21 (Z', B2, G2, O1, O2 , Q, Y2, E2', G', K', J2', P', C2, E, W, X1, X2, C', S1, H', U'); у порівнянні з голштинами індекс схожості становить 0,9254, а достовірна різниця виявлена за частотою 10 еритроцитарних антигенів (Z', I1,Y2, G', R2, X2, H',U, U'', Z).

Генетична структура популяцій червоної молочної худоби за алелями В-системи груп крові. У чистопородних тварин англерської породи (Анг) сумарна концентрація 22 алелів, які найбільш часто зустрічаються, виявилася на рівні 86,63 %, а на останні 7 приходиться тільки 13,37 %. Найбільш розповсюдженими алелями являються: B1G2KE2'F2'O', B1QA1'P'Q', B2О1, G2A1', I2, O1QA1'J2'K'O', Y2A1', G'' та b, носіями яких є 59,16 % тварин (табл. 1).

В популяції голштинської худоби (Гл) всього виявлено 43 алеля, а частота 24 основних склала 90,08 %. Найбільш широке розповсюдження мають B2О1, B2O1Y2D', G2Y2E1'I'Q', O1QA1'J2'K'O', O1A1', O1J2'K'O', Y2A1', G'Q'G'', G'G'', Q', G'' і b, що встановлені у генотипах 68,59 % тварин. Індекс імуногенетичної схожості між англерською та голштинською породами знаходиться на рівні 0,5244.

Тварини червоної датської худоби (ЧД) характеризуються специфічним імуногенетичним профілем і мають сумарну концентрацію 18 алелів, які віднесені до основних, на рівні 90,87 %. Найбільш розповсюдженими є слідуючі алельні типи: B2О1, I2, I2O2QA1'E1'K'Q', Y2Y', b, які виявлені у 62,12 % тварин. Індекси генетичної схожості з англерською та голштинською породами дорівнюють 0,5986 та 0,3828.

У двохпородних помісей (червона степова х англерська – ЧС х Анг) жирномолочного типу (ЖМТ) виявлено 50 алелів В-локусу, із яких 22 (з частотою 0,2187) відсутні у англерів, а за частотою алеля B1QA1'P'Q' отримана достовірна різниця (Р>0,95). Трьохпородні (ЧС х Анг х ЧД) помісі відрізняються більшою консолідацією, про що свідчать коефіцієнт гомозиготності та показник кількості ефективних алелів (Ca=8,69; Na=11,5). Індекс їх схожості з англерами становить 0,6139, а з червоною датською – 0,7754.

Таблиця 1 - Генетична структура червоної молочної худоби за В-алелями

Алелі Анг ЖМТ ЧД ГТ Гл

ЧС х Анг ЧС х Анг х ЧД

B1G2KE2'F2'O' 0,0775 0,1237 0,0088 - 0,0540 0,0328

B1QA1'P'Q' 0,1127 0,0378 0,0175 0,0151 0,0262 0,0073

B2О1 0,0915 0,0328 0,2105 0,3030 0,0278 0,0584

G2Y2E1'I'Q' 0,0070 0,0479 0,0702 - 0,0849 0,1131

G2A1' 0.0493 0,0379 - - 0,0062 0,0146

I2 0,0493 0,0202 0,0175 0,0758 0,0077 0,0036

I2O2QA1'E1'K'Q' - - - 0,0454 0,0015 0,0036

O1QA1'J2'K'O' 0,0446 0,0429 - 0,0151 0,0617 0,0438

O1A1' 0,0141 0,0050 0,0351 - 0,0139 0,0401

O1J2'K'O' 0,0070 0,0025 - - 0,0293 0,0292

Y2A1' 0,0446 0,0075 0,0088 0,0303 0,1173 0,1204

Y2Y' 0,0211 0,0202 - 0,0909 0,0077 0,0036

G'Q'G'' - 0,0050 - - 0,0278 0,0365

G'G'' - 0,0025 0,0088 - 0,0092 0,0292

Q' 0,0352 0,0378 0,0789 - 0,0170 0,0693

G'' 0,0446 0,1035 0,0614 0,0303 0,0926 0,0401

b 0,0775 0,0783 0,0877 0,1061 0,0633 0,0547

Число встановлених В-алелів 29 50 28 21 60 43

Кількість основних алелів 22 26 15 18 22 24

Частота основних алелів 0,8663 0,8832 0,8768 0,9087 0,8395 0,9008

Ca 5,20 5,11 8,69 12,94 5,03 5,43

Na 19,2 19,6 11,5 7,7 19,9 18,4

Всього голів 71 198 57 33 324 137

Тварини голштинізованого типу (ГТ) відрізняються значно більшим генетичним різноманіттям, ніж жирномолочного. У них виявлено 60 В-алелів і тільки 22 з них мають частоту понад 1 %. Порівнюючи худобу даного типу з вихідними породами встановлено, що в їх генотипах виявлено 33 алеля, які не зустрічаються у англерської породи, та 25 алелів, що відсутні у голштинів. Ці дані свідчать про те, що тварини голштинізованого типу генетично ближчі до голштинської породи ніж до англерської, що підтверджується і індексами генетичної схожості, які дорівнюють 0,8500 та 0,6133 відповідно.

При порівнянні між собою новостворених типів встановлена достовірна різниця за частотою 11 В-алелів: B1G2KE2'F2'O', B1Y2A1'E2'G'P'Q'G'', B1P', G2O1, G2Y2D'E2'F2'J2'O', G2A1', G2Y2E1'I'Q', O1J2'K'O', Y2A1', G'Q'G'' та I'. Крім того, виявлено 8 маркерних алелів жирномолочного типу з сумарною частотою 0,0451 та 19 алелів (частота – 0,0907), що характерні для голштинізованого типу червоної молочної худоби. Індекс імуногенетичної схожості між ними знаходиться на рівні 0,7235.

Поряд з методом Майали і Ліндстрема (r1) для порівняльного аналізу генетичної подібності та відмінності порід, типів і заводських ліній в дослідженнях визначалася ефективність ряду інших методів розрахунку індексів (коефіцієнтів) схожості (S, r), або генетичних дистанцій (d, D) за алгоритмами слідуючих авторів: S1 – Сокал і Сніт (1974); r2 – Животовський та ін. (1973); d1 – Роджерс (1972); d2 – Сангві (1953); CD – Мацусіта (Животовський , 1991); DN – Ней (1975).

Показники індексів подібності та генетичних дистанцій при попарному порівнянні популяцій в межах кожної із груп методів мають різні абсолютні значення і амплітуди коливань, але практично дали адекватні результати оцінок. З метою співставлення між собою двох груп методів додатково проведено порівняльний аналіз повторюваності результатів генетичних оцінок популяцій (табл. 2).

Таблиця 2 – Ранговий зв'язок генетичної оцінки структури популяцій

різними методами

Порівнювані методи S1 r1 r2 d1 d2 CD

r1 0,765 - - - - -

r2 0,471 0,837 - - - -

d1 0,460 0,892 0,899 - - -

d2 0,628 0,919 0,937 0,892 - -

CD 0,624 0,896 0,915 0,828 0,967 -

DN 0,776 0,989 0,867 0,881 0,944 0,907

Отримані дані свідчать, що майже всі методи визначення імуногенетичної подібності та генетичних дистанцій між популяціями дають схожі результати оцінок. Показники рангової кореляції Спірмана при попарному порівнянні порід і типів різними методами знаходяться в межах від 0,828 до 0,989. Дещо осторонь знаходиться метод визначення індекса схожості за Сокалом і Снітом - ранговий зв'язок оцінок цим методом в порівнянні з іншими має коливання від 0,460 до 0,776. Застосований в дослідженнях індекс імуногенетичної схожості Майали та Ліндстрема об'єктивно і достатньо повно дозволяє описувати генетичні взаємовідносини в популяціях: кореляційний зв'язок з іншими методами знаходиться в межах від 0,765 до 0,989. Останній показник рангового зв'язку свідчить про те, що індекс імуногенетичної схожості Майали та Ліндстрема і показник генетичних дистанцій за Неєм дають практично ідентичні результати оцінок.

Формування генотипів у поліалельних локусах. На основі системного типування за еритроцитарними антигенами тварин в популяції визначено 144 алеля В-локусу. Теоретична кількість їх сполучень становить 10440, а фактично виявлено тільки 771 генотип. Проведеним аналізом встановлено, що в стаді племзаводу використовувалась значна кількість плідників і підбір пар забезпечував можливість формування у нащадків значно більшої кількості комбінацій алелів ніж встановлено, однак більшість з них була відсутня. Порівняльний аналіз фактичної і теоретичної кількості генотипів у стаді племзаводу показав суттєві відхилення від закону нормального розподілення. Всі виявлені невідповідності мали місце як по групі дорослих тварин, так і молодняка тому ці явища не можуть бути результатом селекційної роботи. Поряд з цим відмічено, що частоти генотипів визначаються не тільки концентрацією в стаді окремих алелів, а і антигенним складом феногруп, які контролюються відповідними алелями. Суттєву перевагу при формуванні генотипів нащадків мали ті батьківські алелі, які контролювали синтез різних антигенних факторів крові. Генотипи, в складі альтернативних алелів яких відсутні однакові антигени, мали 66,6 %; з одним загальним антигеном – 23,6 %; з двома і більше ідентичними антигенами (в тому числі гомозиготи) – лише 9,8 % поголів'я.

Вплив стабілізуючого відбору на генетичну структуру популяцій. На основі проведеного аналізу встановлено, що основна кількість алелів при модальному відборі за надоєм мала однакову частоту в усіх класах розподілу. Різниця у показниках частоти окремих алелів не була достовірною (табл. 3), з чого можна зробити висновок, що при модальному відборі за надоєм суттєвої зміни генетичної структури не відбувається. Це підтверджується і показниками ступеня гомозиготності (Са) та кількістю ефективних алелів (Na), а також індексами імуногенетичної схожості, які становлять: між М- та Мо варіантами – 0,9770; Мо та М+ – 0,9820 і М+ та М- – 0,9290.

Таблиця 3 – Частота алелів В-системи при стабілізуючому відборі

Алелі В попу- ляції За надоєм За живою масою

М- М0 М+ М- М0 М+

B1G2KE2'F2'O' 0,065 0,069 0,068 0,056 0,080 0,063 0,052

B2О1 0,026 0,024 0,026 0,026 0,029 0,024 0,024

B2O1Y2D' 0,046 0,042 0,045 0,053 0,050 0,045 0,042

Y2D'G'Q'Y' 0,012 0,014 0,012 0,012 0,014 0,016 0,014

Y2Y' 0,041 0,042 0,044 0,033 0,040 0,040 0,046

Q' 0,033 0,027 0,033 0,041 0,032 0,042 0,014

G'' 0,120 0,133 0,114 0,118 0,134 0,111 0,124

b 0,098 0,099 0,104 0,086 0,093 0,105 0,089

Встановлено В-алелів 124 83 95 72 76 104 69

Основних алелів 24 25 25 27 24 27 22

Частота основних алелів 0,819 0,811 0,839 0,838 0,841 0,838 0,836

Са 4,63 4,85 4,75 4,39 5,18 4,47 4,57

Na 21,60 20,62 21,05 22,78 19,31 22,37 21,88

Голів 1146 312 550 284 327 572 247

При моделюванні стабілізуючого відбору за живою масою встановлено, що його вплив на генетичну структуру дещо більший, ніж за надоєм. Так, кількість алелів, які відрізняються за частотою у різних класах розподілу вища ніж при відборі за надоєм, але вони не мали достовірної різниці у частоті, окрім корів-носіїв алеля Q' між модальним та М+ варіантом. Не дивлячись на виявлені відмінності у частоті окремих алелів, в різних класах суттєвого впливу на генетичну структуру вони не мали, на що вказують як коефіцієнти гомозиготності (Са) та показники кількості ефективних алелів (Na), так і індекси генетичної схожості, які становлять між М- та Мо класами 0,9650, Мо і М+ - 0,9640, між М- та М+ - 0,8830.

Відтворні функції корів у зв'язку з групами крові. З метою виявлення впливу імуногенетичних маркерів на відтворні функції проведено аналіз запліднюваності корів з комплексним використанням для контролю генетичних відмінностей між спарюваними особинами антигенів і алелів В-системи (табл. 4).

Таблиця 4 – Запліднюваність корів в залежності від їх схожості з бугаями по

маркерам груп крові

Гру-пи Ra Ідентичні В-алелі n Запліднилося після першого осіменіння: Кількість осіменінь

голів % всього на одне запліднення

І 0,01-0,20 присутні 114 51 44,7 215 1,88±0,08

відсутні 891 540 60,6 1443 1,62±0,03

ІІ 0,21-0,40 присутні 201 85 42,3 382 1,90±0,07

відсутні 1002 548 54,7 1723 1,72±0,03

ІІІ 0,41 і більше присутні 196 79 40,3 378 1,93±0,07

відсутні 113 56 49,6 202 1,79±0,08

В середньому по стаду 2517 1359 54,0 4343 1,73±0,02

Дані таблиці свідчать про перевагу гетерогенних варіантів спарювання у порівнянні з гомогенними. Найвищі показники запліднюваності – 60,6 % корів після першого осіменіння і 1,62 осіменінь на одне запліднення – виявлені при спарюванні корів і бугаїв з найнижчим коефіцієнтом антигенної схожості та відсутності у них спільних алелів В-локусу. У цьому варіанті підборів запліднюваність корів вище у порівнянні з останньою частиною проаналізованих тварин на 10,2 %, а кількість осіменінь вірогідно нижча на 0,16.

Крім вищенаведеного дослідження нами для визначення впливу організованих в експерименті факторів на відтворну функцію корів також проведено дисперсійний аналіз. При побудові двохфакторного дисперсійного комплексу в якості організованих факторів враховані: коефіцієнт антигенної схожості корів з плідником за сукупністю кровогрупових факторів 9 систем груп крові та рівень гетерогенності підборів пар за наявністю або відсутністю в їх генотипах ідентичних алелів В-системи груп крові.

Проведеним дисперсійним аналізом встановлено, що на зміни величини індексів осіменінь суттєвим і вірогідним виявився вплив кожного із організованих факторів окремо (16,9 та 11,7 %), а також їх взаємодії. Загальна дія організованих імуногенетичних факторів на показник кількості осіменінь на одне запліднення виявилася на достатньо високому рівні і склала 46,4 % (Р>0,99).

Аналіз енергії росту молодняка. Дослідженнями встановлено, що у стаді племзаводу виявлена тенденція переваги гетерогенних варіантів спарювання батьків. Телиці з максимальними показниками імуногенетичної відмінності батьків одночасно за двома імуногенетичними критеріями мають живу масу у 15 та 18 місяців достовірно вищу, ніж у альтернативних ровесниць відповідно на 10 та 14 кг (табл. 5).

Таблиця 5 - Жива маса телиць в залежності від ступеня схожості батьків за

антигенами та В-алелями груп крові

Показник схожості батьків Вік, міс.

3 6 9 12 15 18

Коефіцієнт антигенної схожості Наявність спільних В-алелів M±m M±m M±m M±m M±m M±m

0,01-0,20 присутні 89±2 154±2 213±3 274±4 333±4 392±6

відсутні 90±1 157±1 215±1 277±1 337±2 394±1

0,21-0,40 присутні 83±1 150±1 209±2 270±2 332±3 392±3

відсутні 89±1 154±1 213±1 274±1 335±1 386±2

0,41 і більше присутні 86±1 153±2 209±2 269±3 327±3 380±5

відсутні 87±2 152±2 210±2 272±3 335±3 389±4

В середньому по стаду 88±0,4 155±1 213±1 274±1 335±1 389±1

Аналогічним чином бугайці з індексом схожості батьків до 0,20 і відсутності в їх генотипах ідентичних алелів В-локусу в показниках розвитку за живою масою у 12 та 15 місяців високовірогідно перевищують альтернативних ровесників із третьої групи відповідно на 16 та 20 кг.

В той же час не виявлено вірогідного впливу показників антигенної схожості бугаїв і їх нащадків на енергію росту останніх.

Аналіз молочної продуктивності у зв'язку з імуногенетичними маркерами. На першому етапі багатопланових досліджень відносно зв'язку алелів із продуктивністю при різних програмах відбору (за надоєм та вмістом молочного жиру) було сформовано три групи корів: носії “плюс”-алелів з достовірним позитивним зв'язком, носії “мінус”-алелів з достовірним негативним зв'язком та тварини з “нейтральними” алелями – у яких не виявлено достовірного зв'язку. Між групами корів-первісток з альтернативними “плюс” та “мінус” В-алелями виявлена суттєва і достовірна різниця у показниках продуктивності: при однойменних програмах відбору за надоєм вона знаходиться на рівні 673 кг, а за вмістом жиру в молоці – 0,30 %.

Ці результати використали для аналізу залежності продуктивності корів від різних варіантів сполучуваності батьківських алелів у генотипах. Отримані дані свідчать, що у тварин які успадкували від обох батьків “плюс”-алелі, рівень надою на 949 кг вище в порівнянні з тваринами, у яких поєднуються батьківські “мінус”-алелі (Р>0,99). Аналогічним чином, при застосуванні програми відбору за вмістом жиру в молоці, різниця між альтернативними групами становила 0,43% (Р>0,999). Проміжні показники продуктивності відмічені у інших чотирьох групах корів, які успадкували від батьків “позитивні”, “нейтральні” та “мінус”-алелі в різних варіантах гетерогенних сполучень.

На останньому етапі комплексних досліджень вивчена залежність рівня молочної продуктивності від різних типів підбору батьківських пар водночас за всіма антигенами 9 систем груп крові та В-алелями. Між альтернативними групами за сукупністю двох критеріїв гетерогенності підбору батьківських пар різниця в показниках продуктивності дочок-первісток виявилася високовірогідною і склала за надоєм 664 кг, за молочним жиром – 24,1 кг, а за “стандартним” молоком 4 %-вої жирності – 600 кг. До того ж, тварини, отримані у більш гетерозиготних за сукупністю двох критеріїв підборах, як правило, мають вищий надій і у порівнянні з матерями.

Для визначення впливу рівня гетерогенності підбору батьківських пар на послідуючу мінливість молочної продуктивності дочок проведено дисперсійний аналіз, в якому за організовані фактори враховані індекс антигенної схожості батьків та наявність або відсутність в їх генотипах однакових алелів В-системи.

Двохфакторний дисперсійний аналіз надою та кількості молочного жиру корів показав, що найбільш високий вплив на розвиток зазначених селекційних ознак справляє антигенна схожість батьків (16,8 та 15,4 % відповідно Р>0,95). Наявність або відсутність ідентичних В-алелів в генотипах також значно обумовлює рівень мінливості молочної продуктивності (12,3 і 11,8 %, Р>0,95). Вплив цих двох організованих факторів у взаємодії знаходиться на рівні 11,0 % та 18,6 %, а сумарна дія на варіабельність надою склала 40,1 %, на кількість молочного жиру – 45,8 %.

Використання імуногенетичних маркерів при оцінці бугаїв за якістю нащадків. Генетичною експертизою походження племінного молодняка встановлено, що рівень помилок у 1997-1999 рр. становить 15,5 %. Найменша кількість помилок встановлена по матерям – 1,7 %; по обох предках – 3,7 %, а по батькам – 10,1 %.

Для з'ясування питання про вплив помилок походження на об'єктивність оцінки генотипу плідників проведений порівняльний аналіз оцінки бугаїв-плідників за продуктивними якостями номінальних та дійсних дочок (табл. 6).

Дослідженнями встановлено, що невідповідність реєстрації батьківства у корів-дочок суттєво впливає на визначення дійсної племінної цінності кожного плідника. Різниця в результатах оцінки бугаїв за надоєм номінальних і дійсних дочок має коливання від 17 кг у Радія 242 до 282 кг у Вільсона 20744. В цілому помилки походження у групах нащадків Рулата 3643, Вільсона 20744 та інших призвели до заниження в оцінці їх генотипових особливостей, а у групах Джайма 245 та інших невірна реєстрація батьківства призвела до штучного завищення їх оцінки за продуктивними ознаками потомства.

Таблиця 6 – Точність оцінки генотипу плідників за надоєм дочок

Бугаї-плідники Різниця Д – М % помилок походження Зміна ефективності селекції

за номінальними дочками за дійсними дочками всього на 1 % помилок походження

Радій 242 397 380 10,5 4,5 0,4

Джайм 245 580 469 18,3 23,7 1,3

Асканієць 1900 106 195 10,8 45,6 4,2

Лавр 1908 214 308 6,2 30,5 4,9

Рулат 3643 97 269 21,3 63,9 3,0

Унікум 20422 728 767 5,7 5,1 0,9

Вільсон 20744 -33 249 28,2 86,7 3,1

Проведені розрахунки показали, що кожний відсоток помилок походження зменшує ефективність племінної роботи по всіх оцінених в дослідженнях 17 плідниках в середньому на 2,2 %, а у потомстві окремих плідників ця величина коливається від 0,4 до 4,9 %. До того ж, лінійної залежності між величиною схиблення результатів оцінки генотипу батьків та питомою вагою помилок походження у групах дочок не встановлено. Тому оцінку плідників за якістю нащадків необхідно проводити тільки з використанням імуногенетичного контролю походження дочок.

Поряд з оцінкою генотипу вивчено вплив маркерних батьківських факторів на продуктивність груп дочок 8 плідників, результати по двох з яких наведені в таблиці 7.

Таблиця 7 – Молочна продуктивність дочок при розщепленні батьківських спадкових факторів

Бугаї Алелі плідників n Надій, кг % жиру

M±m Різниця M±m Різниця

НС Д-М НС Д-М

Секстант 571 B1QA'P'Q' 18 4149±175 583 61 4,02±0,05 0,05 0,12

I2 11 4732±198 609 4,07±0,06 0,19

Єгон 3929253 O1A1'J2'K'O' 17 5046±252 408 621 3,79±0,05 0,03 -0,04

b 29 4638±237 108 3,82±0,04 0,02

Примітка: НС – напівсестри; Д-М – дочки-матері.

Одержані експериментальні дані свідчать, що напівсестри з альтернативними алелями відрізняються між собою за продуктивними ознаками. Так, потомки Секстанта 571, які успадкували батьківський алель І2 вірогідно відрізняються від напівсестер з алелем B1QA'P'Q' більш високим надоєм на 583 кг. Водночас перша група напівсестер достовірно перевищує і своїх матерів за надоєм на 609 кг, за відсотковим вмістом жиру у молоці на 0,19 %.

Дочки Єгона 3929253, які мають у генотипах батьківський алель O1A1'J2'K'O' у порівнянні з напівсестрами та матерями характеризуються більш високими надоями на 408-621 кг. Аналогічні дані у різниці продуктивності отримані і у дочок інших оцінених плідників.

Зв'язок імуногенетичних маркерів із захворюваністю лейкозом. Проведеним аналізом встановлено, що за частотою 24 еритроцитарних антигенів були виявлені відмінності поміж альтернативними групами. У здорових тварин більшу частоту мають антигени В2, G2, G3, I1, I2, O1, O2, Q, A1', G', K', J2', O', G'' – В-локусу; C1, E, R2, C', L' – С-локусу; J – J-локусу; H' – S-локусу, а у хворих – В1, E2' – В-локусу; U' – S-локусу (Р>0,95-0,999).

Для визначення можливого зв'язку окремих алелів груп крові зі стійкістю або сприйнятливістю червоної молочної худоби до захворювання проведений аналіз імуногенетичної структури груп тварин по В-локусу. Всього виявлено 118 алелів, з числа яких 11 зустрічалися тільки у хворих тварин з частотою 0,0012 – 0,0025, а 39 були маркерними для здорової худоби і мали концентрацію від 0,0004 до 0,0042. Поряд з цим визначено 46 алелів, які зустрічалися в альтернативних групах худоби з однаковою частотою, а по іншим встановлена непропорційність розподілення між здоровими та хворими тваринами. Наприклад, частота алеля Е2' у популяції хворих тварин становить 0,0268, а у здорових – 0,0080 (Р>0,99). Алель I2Y2E2' також характерний для лейкозних тварин, де його концентрація становить 0,0255, а в альтернативній групі – 0,0100 (Р>0,95).

З іншого боку виявлені алелі, які мають підвищену концентрацію у групі здорових корів: частота алеля B1QA1'P'Q' у здорових тварин знаходиться на рівні – 0,0264, а у хворих – 0,0141. Концентрація алеля I2E2'G'G'' у здорових тварин становить 0,0331, у хворих – 0,0126 (Р>0,95).

ВИСНОВКИ

1. У англерської, червоної датської, голштинської порід, жирномолочного та голштинізованого типів червоної молочної породи виявлено 52 ідентифікованих еритроцитарних антигена з різною концентрацією; понижена частота або відсутність ряду факторів є однією з особливостей відповідних породних груп. Індекси імуногенетичної схожості між трьома вивченими породами за сукупністю еритроцитарних антигенів знаходяться в межах 0,744-0,776, а за алелями В-системи груп крові 0,383-0,599. Встановлена вірогідна міжпородна різниця за концентрацією 18-32 антигенів, виявлено від 2 до 24 маркерних алелів.

2. Імуногенетичним аналізом нових українських жирномолочного і голштинізованого типів червоної молочної породи підтверджена спорідненість їх геноструктури з поліпшуючими породами – англерською, червоною датською та голштинською (індекси схожості за антигенами та алелями В-системи знаходяться відповідно в межах 0,806-0,925 і 0,333-0,850).

Одночасно виявлені імуногенетичні особливості нових типів, які підтверджують їх диференціацію, специфічність імуногенетичного профілю та оригінальність генофондів: від вихідних порід вони відрізняються за частотою 10-28 кровогрупових факторів та 22-33 маркерних алелів В-локусу, а між собою – за концентрацією 7 антигенів та 11 маркерних алелів В-системи при індексах схожості відповідно 0,923 і 0,724. Гомозиготність жирномолочного типу дорівнює 0,087, а голштинізованого – 0,050.

Встановлені особливості новостворених типів червоної молочної худоби об'єктивно свідчать про обгрунтованість їх апробації, самостійного відтворення та подальшої консолідації.

3. Методами моделювання внутрішньопопуляційних процесів встановлено, що в поліалельних локусах комбінація алеломорфів в генотипах обумовлена як концентрацією так і антигенним складом феногруп. В формоутворення переважно включаються ті алелі батьків, які контролюють синтез різних еритроцитарних антигенів. Виявлений механізм створення генотипової структури сприяє досягненню оптимального рівня гетерозиготності популяцій. Генетико-автоматичні процеси при цьому визначають одну із форм селективного презиготичного відбору.

4. Порівняльне випробування семи різних методів оцінки імуногенетичної схожості та генетичних дистанцій показало, що шість із них дають схожі результати при високому значенні коефіцієнтів рангової кореляції (0,828-0,989), але найбільш адекватно та ідентично відображають реальну стратифікацію порід, типів і заводських ліній методи Майали і Ліндстрема (1966) та Нея (1975), які зручно використовувати для вивчення питань мікрофілогенії.

5. Використання в обстежених породах та типах принципів модальної селекції не впливає суттєво на генетичну структуру окремих класів розподілу за мірними ознаками. Це вказує на можливість широкого застосування стабілізуючого відбору в стадах молочної худоби без застережень небажаного звуження генотипового різноманіття.

6. Генетичним та дисперсійним аналізом встановлено суттєвий вплив імуногенетичних відмінностей бугаїв та корів на відтворну здатність. При паруванні тварин з низьким значенням індекса антигенної схожості та відсутності в їх генотипах спільних В-алелів запліднюваність корів від першого осіменіння вище на 20,3 %, а кількість перегулів нижче на 19,1 %. Сумарна дія організованих імуногенетичних факторів на зміни коефіцієнта запліднення склала 46,4 % (Р>0,99).

7. Виявлено позитивний зв'язок між низьким індексом антигенної схожості і відсутністю ідентичних алелів В-системи в генотипах батьківських пар зі швидкістю росту їх нащадків. В альтернативних групах телиць у 15- та 18-місячному віці різниця за живою масою склала 10 і 14 кг (Р>0,99), а в групах бугайців у 12- і 15-місячному віці – відповідно 16 та 20 кг (Р>0,99).

Аналогічним чином в альтернативних за двома імуногенетичними критеріями групах корів-первісток різниця за надоєм дорівнювала 664 кг (Р>0,999), за кількістю молочного жиру – 24,1 кг (Р>0,999). Двохфакторний дисперсійний аналіз надою (з2=40,1 %, Р>0,95) і продукції молочного жиру (з2=45,8 %, Р>0,95) також підтвердив значний вплив показників імуногенетичної відмінності батьків на формування рівня молочної продуктивності дочок.

8. Оцінка бугаїв за якістю нащадків по продуктивності номінальних дочок є необ'єктивною і призводить до завищення або заниження на 1-4 ранги їх фактичної племінної цінності. Відмінності між показниками оцінок плідників за номінальними і фактичними дочками склали 17-282 кг молока, а прямопропорційна або лінійна залежність між величиною похибки результатів оцінки генотипу і питомою вагою помилок походження нащадків відсутня. Одночасно визначено, що кожен відсоток помилок походження знижує ефективність племінної роботи на 2,2 %.

9. Групи нащадків бугаїв-плідників значно різняться в залежності від успадкування того чи іншого альтернативного алеля батька. Серед оцінених за якістю нащадків бугаїв ця різниця варіює за: