Реферат Интерьер животных
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
ОГЛАВЛЕНИЕ
ИНТЕРЬЕР ЖИВОТНЫХ
ГРУППЫ КРОВИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ
ПОЛИМОРФНЫЕ СИСТЕМЫ БЕЛКОВ КРОВИ ЖИВОТНЫХ И ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИХ В СЕЛЕКЦИИ
ПОЛИМОРФИЗМ БЕЛКОВ КРОВИ И МОЛОКА В СВЯЗИ С УСТОЙЧИВОСТЬЮ КОРОВ К МАСТИТУ
Интерьер животных
Интерьер животных — это совокупность морфологических и фи
зиологических особенностей его организма, выявляемых лабора
торными методами с целью уточнения оценки конституциональных,
продуктивных и племенных качеств. Слово «интерьер» обозначает «внутренний» (франц.). Интерьерные исследования в зоотехнии направлены на поиск и познание стабильных внутренних особенностей организма здорового животного, характеризующих их наследственность и коррелирующих с хозяйственно полезными признаками. Это позволяет уточнить их племенную оценку, правильнее провести отбор, найти лучшие приемы для выращивания и эксплуатации. Особенно большая роль в учении об интерьере отводится прогнозированию будущей продуктивности животного или его потомства, то есть возможно ранней предварительной его оценке. Экономическая эффективность такого приема бесспорна, особенно при широком применении искусственного осеменения и организации животноводства на промышленной основе.
Изучение интерьера направлено на раскрытие связи между формой и функцией, а также между одной и другой функциями в онтогенезе животного. Оно основывается на генетических и онтогенетических закономерностях — наследовании и развитии признаков. Выбирая показатель для оценки производителя, учитывают, как наследуется этот признак потомством. Однако, рассматривая организм как единое целое, было бы ошибкой искать для характеристики того или иного хозяйственно полезного свойства какой-то показатель вне зависимости его от всех других особенностей организма. При прогнозировании будущей продуктивности животного изучают, как изменяется избранный для оценки интерьерный показатель с возрастом и под влиянием различных внешних факторов — кормления, содержания и эксплуатации.
Изучение молочной железы. В 1907 г. Е. Ф. Лискун провел изучение гистологического строения молочной железы у коров разных пород и установил различное соотношение в ней железистой и соединительной тканей (табл. 1).
Таблица 1 Соотношение железистой и соединительной тканей в
молочной железе коров разных пород
| Порода | На долю деятельной ткани приходится всей площади срезов (%) | Средний диаметр альвеол (микрон) | На каждые 10 альвеол этого диаметра приходится эпителиальных клеток |
| Серая украинская | 38 | 54 | 6,0 |
| Красная степная | 80 | 106 | 4,2 |
| Ярославская | 90 | 144 | 3,2 |
Е. Ф. Лискун пришел к выводу, что между строением молочной железы и ее функцией существует определенная связь, заключающаяся в степени развития соединительной ткани и в соотношении ее с железистой тканью, а также с диаметром альвеол. Вымя коров молочных пород содержит железистой ткани больше, чем соединительной. Но он отметил также, что на структуру молочной железы оказывают влияние возраст животных, период лактации или покоя, порода и тип нервной деятельности. После высказывания А. В. Немилова о биологическом значении соотношения железистой и соединительной ткани в вымени было проведено много исследований. В одной из своих работ Е. А. Арзуманян (1957 г.) показал, что оптимальным соотношением железистой и соединительной ткани является 75 : 25. Поскольку соединительная ткань выполняет очень важную опорную, трофическую и защитную роль в процессе молокообразования, то лишь определенное соотношение этих тканей обеспечивает высокую функциональную активность железы.
В последнее десятилетие проведены интересные гистохимические исследования вымени. Так, И. Я. Шиховым установлено, что функциональная активность вымени сочетается с содержанием в его железистой ткани нуклеиновых кислот. Соотношение ДНК и РНК меняется с возрастом, а также с течением лактации. Коэффициент корреляции между общим количеством нуклеиновых кислот и молочной продуктивностью составлял 0,881, между количеством РНК и молочностью — 0,716. Однако практическое применение установленных закономерностей весьма ограничено. И гистологические, и гистохимические исследования молочной железы можно провести главным образом после убоя животного. Поэтому результаты подобных экспериментов, отражающие к тому же функциональное состояние молочной железы в момент их проведения, могут быть использованы в основном для характеристики пород, линий, семейств. Применение метода биопсии — прижизненного взятия проб — в данном случае мало приемлемо.
Изучение кожи. Основываясь на филогенетическом родстве молочных желез с потовыми, А. В. Немилов (1915, 1927) предположил наличие зависимости между количеством потовых желез на коже вымени и соотношением железистой и соединительной тканей в нем. В результате ряда исследований был сделан вывод, что у коров, имеющих в коже большое количество потовых желез, при прочих равных условиях, более благоприятное соотношение между железистой и соединительной тканями. Для изучения потовых желез можно пробу для гистологического среза брать не из кожи вымени, а на ухе, что осуществляется просто и безболезненно для животного. Н. М. Замятин и многие другие ученые установили корреляционную связь между количеством потовых желез в коже ушной раковины коров и содержанием железистой ткани в вымени.
Все исследователи отметили большую изменчивость количества просветов потовых желез. Однако установлено, что при хорошем развитии потовых желез можно ожидать хорошего развития молочной железы. Подтвердилось это и исследованиями Г. В. Крылова (1957). Оказалось, что коровы, у которых в молодом возрасте более развиты потовые железы, отличались впоследствии более высокими удоями. Н. А. Кравченко, А. Г. Безносенко и другие (1960), проанализировав данные по стаду племенного завода «Тростянец», также установили зависимость между развитием потовых желез у телок и их молочной продуктивностью во взрослом состоянии (табл. 2).
Таблица 2 Связь между развитием потовых желез у телок и их молочной продуктивностью
| Число животных | Число просветов потовых желез | Удой молока по 3-й лактации (кг) |
| 10 | 30—40 | 5740 |
| 18 | 29—30 | 4366 |
| 11 | Меньше 20 | 4040 |
Поскольку число просветов потовых желез в коже — качество, наследственно обусловленное, по их развитию в коже быка можно судить о молочности его дочерей. Работами С. Н. Конькова (1930), Н. Д. Замятиной (1961), Г. В. Крылова (1957) и др. было доказано, что оценка «молочности» быка по развитию желез в коже совпадает с молочностью его дочерей. Некоторые ученые вели поиск, основываясь на предположении связи уровня функциональной деятельности кожных и молочных желез. Действительно, коровы с более интенсивным потоотделением отличались лучшей молочностью. Количество серки в ушах (свидетельство уровня функции кожных желез) издавна служило в народной селекции признаком молочности. Количество в серке липидов связано с другим важным показателем продуктивности — жирномолочностью. По данным К. К. Бакаловой (1960), у коров симментальской породы, в поте которых было больше липидов, наблюдался и больший процент жира в молоке. В исследованиях Е. В. Эйдригевича у коров джерсейской породы, отличающихся жирномолочностью, содержание липидов в серке составляло в среднем 61,84% при жирномолочности 4,5%, а у красных степных (жидкомолочных) —соответственно 51,07 и 3,78%. Известно также (Г. В. Крылов), что коровы с большим содержанием жира в молоке отличаются лучшим развитием сальных желез, большей их дольчатостью, чем коровы с низкой жирностью молока.
Особенно велико значение исследований кожи в оценке продуктивности овец. Досконально изучена зависимость между особенностями строения кожи, густотой и качеством шерсти. Н. А. Диомидова, Е. Н. Панфилова и другие показали, что тонина шерсти — ее важнейшее с технологической точки зрения свойство — зависит от строения и расположения волосяных фолликулов. Из крупных, глубоко расположенных волосяных луковиц развиваются более грубые волокна, чем из мелких и поверхностно расположенных. Тонина шерстинки также зависит от толщины стенки волосяной сумки. Установлена также прямая зависимость между густотой шерсти и развитием кровеносных сосудов кожи. В Литовском научно-исследовательском институте животноводства успешно проводится ранняя оценка баранчиков по гистологическим показателям. Этот метод основан на корреляции между густотой фолликулов в коже при рождении и настригом шерсти во взрослом состоянии (г = +0,66+0,15). Для этого у баранчиков в области лопатки или бочка ножницами путем биопсии берут образцы кожи. Образец заключают между двумя квадратиками картона, перевязывают и помещают в раствор 10%-ного формалина на 24—48 часов.
Затем по соответствующим гистологическим методикам приготовляют срезы и препараты, которые исследуют.
Исследования мускульных волокон. Изучение скелетных мышц с целью найти различия по величине мускульной клетки между животными разного направления продуктивности было начато К. Мальсбургом (1911). Он полагал, что размер мускульного волокна, зависящий в большой степени от количества в нем воды, должен давать представление об интенсивности обмена веществ, темпераменте, конституции и хозяйственных качествах пород и индивидуумов. Исходя из большой роли в жизни клетки ядра, он считал, что ядро взаимодействует с меньшим количеством плазмы клетки в том случае, если клетка невелика, то есть обмен веществ в ней происходит интенсивнее. Таким образом, мясные флегматичные животные должны иметь крупные, с большим количеством воды клетки, вес которых сравнительно больше, а энергичные животные— мелкие, сухие клетки, небольшого веса. Своими исследованиями К. Мальсбург частично подтвердил эти положения.
Однако очень быстро пришли к выводу, что оценка животного по размеру клетки и содержанию в ней воды неприемлема. Тем более, что обнаружилось много исключений и противоречий. У шортгорнов (классическая мясная порода), например, мускульная клетка оказалась мельче, чем даже у животных молочных пород. В дальнейшем также убедились, что размер клетки зависит от возраста, пола, внешних условий, в частности от особенностей выращивания. Со времени первых исследований мышечного волокна с точки зрения оценки конституции и продуктивных качеств сделано очень много открытий в области морфологии и физиологии мышц. Зоотехническую же науку интересуют главным образом вопросы, связанные с характером формирования отдельных мышц (особенно дающих мясо высших сортов) в онтогенезе: интенсивность их роста, химический состав и прочие особенности, обусловливающие получение мяса высокого качества и в максимальном количестве. Проблема прижизненного прогнозирования мясной продуктивности ждет своего решения, которое ни простым, ни легким быть не может. Ведь, несмотря на то, что теперь на вооружении морфологов имеется электронный микроскоп, а биохимики владеют тончайшими методиками анализа, до сих пор нет единого мнения о росте скелетных мышц ни в утробный, ни в послеутробный периоды.
Наследуемость (h2) отдельных признаков, характеризующих мясные качества животных, отличается большой изменчивостью. Этими признаками являются вес при рождении, при отъеме, в конце откорма, вес туши, привес, оплата корма, качество мяса. Лишь последнее из них (качество мяса), для характеристики которого применяются лабораторные методы исследования, может считаться интерьерным. Однако методики прижизненной оценки или прогноза этого свойства животных, разводимых с целью получения ценнейшего продукта в питании человека — мяса, пока нет.
Исследования костной ткани. Костной ткани в организме животного принадлежит не только опорная и двигательная функции. Об активной роли ее в минеральном обмене животного свидетельствуют результаты многих научных исследований. Состав ее не постоянен и отражает баланс электролитов в организме. Губчатое вещество кости наполнено кровообразующим красным костным мозгом, а в трубчатых костях взрослых животных содержится костный мозг, который рассматривают как депо питательных веществ. Кость также резервирует минеральные вещества. Интересны работы, посвященные изучению физических и химических свойств костной ткани животных различных видов и пород.
Известно, что на химический состав и крепость костей лошадей влияет минеральный состав почвы и кормов. Но независимо от этого в костях быстроаллюрных лошадей минеральных веществ больше, чем в костях лошадей шаговых пород. Рентгеновскими исследованиями у новорожденных жеребят установлена прямая связь ширины костномозговой полости с процентом гемоглобина. Прочность разных костей различна и зависит от возраста, породы, кормления животного. Прочность кости лошади на сжатие в 2—3 раза больше прочности гранита, а в отношении растяжения почти равна латуни и чугуну (П. Г. Алтухов). Методом рентгенографии И. Г. Шарабрин установил, что в организме высокопродуктивных коров во время интенсивного раздоя количество костного вещества уменьшается. Этим методом начинают контролировать состояние минерального обмена коров, поставленных на раздой.
Показатели температуры тела, частоты пульса и дыхания. Уровень продуктивности животных связан с интенсивностью окислительно-восстановительных процессов, протекающих в организме. Более высокопродуктивные коровы отличаются учащенным пульсом, глубоким дыханием и высоким кровяным давлением. У лошади по увеличению частоты пульса после испытаний судят о ее тренированности и работоспособности. Изменчивость этих показателей у здорового животного чрезвычайно высока и зависит от его возраста, пола, нервной и мускульной деятельности, полового состояния, уровня продуктивности, сезона года и многих других факторов. Поэтому их использование для оценки интерьера животного крайне ограничено, поскольку они в большинстве случаев отражают лишь колебания «в пределах нормы».
Исследование крови. От состава крови, от работы кровеносной системы зависит не только нормальная жизнедеятельность организма, но и его продуктивность и воспроизводительная способность. Поэтому при интерьерной оценке животных гематологические показатели имеют очень большое значение. Тем не менее не следует забывать, что состав крови может значительно изменяться в зависимости от возраста и пола животных, физиологического состояния организма (беременность, лактация, усиленная мышечная работа и т. д.), а также от типа кормления и сезона года. Поэтому связь между гематологическими показателями, типом конституции и особенностями продуктивности животных не всегда бывает достаточно ясно выражена.
При изучении крови обращают внимание прежде всего на такие показатели, как количество эритроцитов и лейкоцитов, лейкоцитарная формула (содержание в процентах отдельных форм лейкоцитов), содержание гемоглобина, резервная щелочность крови, содержание белков, липидов, сахара и других веществ. Важным показателем является общее количество крови в организме, хотя определение его без убоя животного весьма сложно. Довольно хорошо изучены возрастные изменения гематологических показателей. По данным П. А. Акопяна (1939), у крупного рогатого скота общее количество крови увеличивается от первого месяца жизни до 7—8-летнего возраста в 9 раз. Процентное отношение крови к весу тела почти не изменяется. Количество эритроцитов и процент гемоглобина в крови новорожденных выше, чем в крови животных других возрастных групп. Диаметр эритроцитов с возрастом увеличивается. На протяжении жизни животного происходят резкие изменения в процентном отношении нейтрофилов, лимфоцитов и других форм лейкоцитов. Исследованиями Е. В. Эйдригевича, X. Ф. Кушнера и других установлены довольно значительные половые различия в показателях крови. Так, у взрослых самцов содержание эритроцитов и гемоглобина выше, чем у самок.
Обнаружена связь между показателями крови и живым весом: по данным X. Ф. Кушнера и Е. В. Эйдригевича, А. П. Никольского и других исследователей, у крупного рогатого скота и овец в пределах породы более крупные животные имеют повышенное число эритроцитов, причем увеличивается и диаметр последних. Это связано, по-видимому, с интенсивностью роста молодняка. В исследованиях Е. В. Эйдригевича выявлена прямая зависимость между скоростью роста телят и ягнят и количеством эритроцитов в их крови.
Большой интерес представляет изучение показателей крови животных в связи с породными, конституциональными и продуктивными различиями. По данным В. И. Зайцева (1931, 1938), в крови лошадей верховых пород содержание эритроцитов выше, чем у тяжеловозов. В. И. Патрушев (1938) показал, что повышенная резвость у лошадей связана с большим содержанием в крови форменных элементов, сухих веществ, сахара, глютатиона, глобулинов, при пониженной частоте пульса и дыхания (в спокойном состоянии). Однако у крупного рогатого скота наблюдаются иные соотношения. В крови пород мясного направления число эритроцитов, содержание гемоглобина и сухого вещества выше, чем в крови молочного скота. Опытами Е. В. Эйдригевича, И. С. Токаря, А. П. Никольского, проведенными на животных симментальской, красной степной и тагильской пород, установлена аналогичная закономерность и внутри каждой породы: у животных узкотелого типа гематологические показатели ниже, чем у широкотелых. Однако это вовсе не означает, что уровень окислительно-восстановительных процессов в организме молочных коров ниже, чем у мясного скота. Ведь жидкая фракция крови является тем материалом, из которого в организме коровы синтезируется молоко, и у молочной коровы этого материала должно быть очень много. Более низкая концентрация эритроцитов и гемоглобина в пробе крови компенсируется большим объемом крови, лучшим кровоснабжением органов, тканей и клеток, хорошим развитием органов дыхания. П. А. Коржуев считает, что исследование состава «капли крови» без учета ее общего количества не может дать полного представления об уровне окислительно-восстановительных процессов в организме. Попытки многочисленных исследователей найти связь между гематологическими показателями и молочной продуктивностью коров дали весьма разноречивые результаты. Одни ученые (А. П. Никольский, Г. А. Бондаренко и др.) установили определенную положительную корреляцию между удоями и основными показателями крови, другие (С. Кронахер, X. Ф. Кушнер и др.) такой связи не обнаружили, а Л. Прохаска (1905) и Е. В. Эйдригевич (1949) нашли, что в крови высокопродуктивных коров содержание эритроцитов и гемоглобина даже несколько понижено. Правда, по данным Е. В. Эйдригевича, существует достоверная корреляция между величиной годового удоя и показателями крови коровы перед отелом, но во время лактации число эритроцитов снижается и начинает вновь увеличиваться лишь с уменьшением суточных удоев во второй половине лактации.
Жирномолочность является одним из важных показателей продуктивности. Неудивительно поэтому, что ученых особо интересует вопрос о связи жирномолочности с содержанием тех или иных веществ в крови животных. В исследованиях Р. П. Жебенка и А. В. Вилунайте (1958), Г. И. Азимова (1971) довольно четко выявлена положительная корреляция между содержанием липидов в крови нетелей и их жирномолочностью в течение последующей лактации. В литературе имеются данные о связи гематологических показателей с шерстной продуктивностью у овец (Б. А. Плиев, 1947), с плодовитостью и молочностью у свиней (М. Д. Любец-кий, 1957), оплодотворяющей способностью спермиев у петухов (X. Ф. Кушнер и М. Д. Кондратюк, 1946), с качеством спермы у быков (Е. В. Эйдригевич).
Группы крови сельскохозяйственных животных.
В последнее десятилетие важное место в интерьерных исследованиях заняло изучение групп крови и других полиморфных систем крови (а также молока) животных. Начало учению о группах крови было положено врачами-медиками, еще в прошлом столетии заметившими, что при переливании крови одного человека другому иногда происходит агглютинация (склеивание) эритроцитов, приводящая к тяжелым осложнениям и даже смерти больного. В начале XX века Ландштейнер, Янский и другие ученые установили, что это явление зависит от наличия в сыворотке крови особых веществ белкового характера — антител. Дальнейшее изучение этого вопроса привело к возникновению науки иммунологии. С 1910 г. начали проводить изучение иммунологических явлений у крупного рогатого скота и у сельскохозяйственных животных других видов.
Учение о группах крови сводится в кратком изложении к следующему. Когда в кровь животного попадают чужеродные (то есть не свойственные данному животному) белки или иные высокомолекулярные соединения, то для их обезвреживания организм вырабатывает специфические защитные антитела. Вещества же, вызывающие образование антител, принято называть антигенами. У сельскохозяйственных животных наиболее хорошо изучены антигены (или так называемые факторы крови), расположенные в оболочках эритроцитов, а также вырабатываемые против них антитела. Несмотря на то, что химический состав антигенов и антител исследован еще недостаточно, взаимодействие между ними изучено весьма детально. Оно протекает чаще всего в виде реакций гемолиза и агглютинации. Если смешать в пробирке эритроциты одного животного с сывороткой крови другого животного, в которой имеется одно или несколько антител против антигенов, находящихся в этих эритроцитах, то при соответствующих условиях антитело свяжется с антигеном, что вызовет разрушение оболочек эритроцитов. Произойдет гемолиз, то есть выход гемоглобина из разрушенных эритроцитов в сыворотку крови, вследствие чего она окрасится в интенсивно красный цвет. Такая реакция называется гемолитическим тестом (гемолитической пробой).
Для протекания гемолиза необходимы определенная температура (20—26°) и присутствие в пробирке комплемента — вещества не выявленного пока состава, содержащегося в большом количестве в сыворотке крови кроликов и морских свинок. Гемолиз является основным типом реакции между антителами и антигенами у крупного рогатого скота и овец. Взаимодействие антигена и антитела может приводить также к агглютинации (склеиванию) эритроцитов. Реакция агглютинации применяется при исследовании групп крови у лошадей, свиней, кроликов и кур. Во всех случаях важнейшим свойством антител является их специфичность. Антитело всегда реагирует только со «своим» антигеном, против которого оно выработано, и не реагирует ни с какими другими антигенами; то же можно сказать и об антигене. Такая высокая специфичность и дает возможность проводить анализ групп крови с большой точностью.
Антитела делятся на естественные и иммунные. Естественные антитела содержатся в крови животных (а также человека) с самого рождения или образуются в течение короткого периода после рождения и присутствуют в организме большей частью в течение всей его жизни. К этой группе принадлежит несколько антител крупного рогатого скота, лошадей и свиней. Естественные антитела встречаются далеко не у всех животных данного вида, они немногочисленны и поэтому играют в учении о группах крови весьма
ограниченную роль. Гораздо большее значение имеют иммунные антитела, которые удается получать посредством иммунизации животных, то есть введения эритроцитов одних животных (доноров) в кровяное русло или в мускулы других животных (реципиентов). После нескольких инъекций в сыворотке крови реципиента появляются иммунные антитела, выработанные организмом против соответствующих антигенов донора. Конечно, антитела образуются только против тех антигенов, которых нет в эритроцитах самого реципиента. Антигены донора, имеющиеся и у реципиента, не являются для последнего «чужими» веществами, и поэтому против них не вырабатываются антитела.
Донор и реципиент лишь в редких случаях отличаются друг от друга каким-либо одним антигеном. В большинстве случаев в эритроцитах донора имеется несколько антигенов, которых нет у реципиента. Вследствие этого в организме реципиента вырабатывается не одно антитело, а несколько, против всех «чужих» антигенов, и сыворотка его крови дает гемолитическую реакцию не с одним антигеном, а с несколькими. Такая сыворотка называется сырой сывороткой, и для анализа групп крови она непригодна. С целью удаления ненужных антител ее подвергают абсорбции, то есть последовательно смешивают с эритроцитами, содержащими соответствующие антигены, которые связываются с этими антителами (гемолиза при этом не происходит, так как к сыворотке не добавляют комплемент). После такой обработки в сыворотке остается антитело только против одного фактора крови. Такая сыворотка называется специфической антисывороткой и является чувствительным реагентом, с помощью которого в эритроцитах любого животного данного вида (а иногда и других видов) можно обнаружить наличие соответствующего антигена. Специфические сыворотки можно хранить в замороженном или высушенном виде в течение длительного времени.
До настоящего времени в эритроцитах крупного рогатого скота выявлено около 100 факторов крови, которые обозначаются большими буквами латинского алфавита. Когда алфавит был исчерпан, стали обозначать факторы буквами с апострофом или штрихом (например, А') или цифрами (Хь Х2, Х3). Большинство этих факторов было открыто посредством иммунизации животных. У лошадей было найдено 8 антигенов, у свиней—30, у овец—26, у кур —60.
При изучении наследования групп крови установлена важная закономерность: потомки могут иметь только такие факторы крови, которые есть хотя бы у одного из его родителей; если у потомка имеется хотя бы один фактор, которого нет ни у отца, ни у матери, это означает, что происхождение данного животного установлено по записям неверно. К этому нужно еще добавить, что у потомка совершенно не обязательно должны быть все факторы, имеющиеся у родителей; если родители являются гетерозиготными по каким-либо из факторов, эти антигены потомок может и не
унаследовать. Если бы потомки наследовали все антигены родителей, то у всех особей данного вида имелся бы полный набор факторов крови и иммуногенетический анализ происхождения животных был бы невозможен.
Указанная закономерность и лежит в основе проверки происхождения животных путем анализа групп крови. У потомка и его предполагаемых родителей берут небольшое количество крови (по 10 мл), отделяют при помощи центрифугирования эритроциты, готовят 2%-ную суспензию в физиологическом растворен производят определение имеющихся в эритроцитах антигенов. Для этого каплю суспензии эритроцитов смешивают в отдельных пробирках с двумя каплями каждой специфической сыворотки и каплей комплемента. Наличие гемолиза в пробирке свидетельствует о том, что в эритроцитах имеется этот антиген; если гемолиза нет, то эритроциты данного антигена не содержат. После окончания анализа сравнивают наборы факторов крови потомка и его родителей и делают тот или иной вывод о происхождении животного. В настоящее время на многих зарубежных станциях искусственного осеменения используют быков, происхождение которых проверено путем анализа группы крови. Если вспомнить, что от быка получают за год несколько тысяч потомков и что ошибки в племенных записях о происхождении быков могут привести к большим ошибкам в племенной работе, становится очевидной важность такой проверки.
Наследование факторов крови у каждого вида животных контролируется несколькими генами. Большинство факторов крови наследуется по типу аллеломорфных признаков: наличие в хромосомах различных аллелей обусловливает наследование тех или иных антигенов. При этом факторы крови могут наследоваться как поодиночке, так и целыми группами или комплексами, включающими от 2 до 8 антигенов каждая. Так, например, передается по наследству как обособленная единица группа факторов BO1QT1 дающая гемолитическую реакцию со специфическими сыворотками: анти-В, анти-Q1 , анти-Q и анти-Т1 Такие, наследуемые как одно целое, факторы получили название групп крови. Группа крови может состоять из одного или нескольких факторов. Отсюда следует, что в иммунологии сельскохозяйственных животных понятие группы крови несколько отличается от привычного для нас понятия, принятого в медицине.
Каждый ген (точнее, группа аллелей, находящихся в определенном локусе определенной хромосомы) управляет наследованием одной системы крови, включающей от одного до нескольких десятков факторов крови, которые, как уже было сказано, могут образовывать комплексы или группы. У крупного рогатого скота выявлено 11 систем крови. Наиболее простые системы: J, L, N и Z; каждая из них состоит из одного фактора крови. Генотипически эти системы могут быть представлены в виде трех возможных комбинаций: жи-вотные-гомозиготы, имеющие в каждой из парных хромосом ген данного фактора (например, L/L); гетерозиготы с наличием гена в одной хромосоме и при отсутствии его в другой (обозначение L/—) и, наконец, животные, у которых данный ген полностью отсутствует (—/—). По существу к таким системам можно отнести и систему М, состоящую из двух подгрупп — mi и М.2. Система Z интересна в том отношении, что разработаны специфические антисыворотки, которые позволяют различить животных гомозиготных по фактору Z (Z/Z) и гетерозиготных (Z/—). Система FV состоит из двух факторов, которые могут встречаться в комбинациях F/F, F/V, V/V. Из двух факторов состоит также система R'S'. Система А включает в себя четыре фактора, система SU — пять. Гораздо более сложной является система С, состоящая из десяти антигенов, комбинации которых могут составлять 35 групп крови. Самая сложная система — это система В, включающая свыше 40 антигенов, которые могут образовать около 300 групп крови; каждая из них содержит от ! до 8 факторов (например, BGK, BO2Y2, D').
Определение групп крови, входящих в систему Ви и С, дает больше всего данных для племенного анализа и при установлении происхождения животных. Наличие многочисленных групп крови создает возможность для образования огромного числа комбинаций аллелей, вследствие чего животные, у которых группы крови совершенно одинаковы, практически не встречаются. Исключение составляют лишь однояйцевые двойни, имеющие одинаковый тип крови (то есть совокупность всех групп крови). В литературе принято обозначать ген соответствующей группы крови большой буквой системы с обозначением аллеля, написанным рядом сверху. Например, аллель группы крови BO1YoD' системы В обозначается как BBOlY2D
У овец установлено семь систем крови, у свиней— 16, у лошадей — 8, у кур — 14. Поскольку учение о группах крови животных еще очень молодо, исследователи продолжают открывать новые антигены и системы крови. Работа по изучению и практическому применению групп крови возможна только в условиях хорошо оборудованной лаборатории, при достаточно большом количестве животных (взрослых или молодых) для иммунизации и получения специфических сывороток. У иммунизированных животных приходится брать много крови (4—5 л) для приготовления сывороток, поэтому с этой целью ценных маток и производителей стараются ие использовать.
В последние годы в СССР и за рубежом, кроме групп крови, стали уделять много внимания изучению полиморфизма белков крови, молока и яиц, выявляемого при помощи электрофореза на крахмальном геле. Оказалось, что многие белки (например, гемоглобин) можно разделить электрофоретическим путем на несколько типов, причем эти типы, подобно группам крови, контролируются особыми генами. Так, у крупного рогатого скота выявлено четыре типа гемоглобина, десять типов трансферринов ((5-глобули-нов), несколько типов казеина, лактальбумина и лактоглобулина. В яйцах кур обнаружен генетически обусловленный полиморфизм альбуминов и других белков. Проводятся интересные исследования антигенных свойств спермы производителей. Установлено, что в некоторых случаях в организме самок образуются антитела, губительно действующие на спермин некоторых производителей, что является одной из причин яловости.
Накопление знаний о группах крови и других полиморфных системах привело к возникновению новой науки — иммуногенетики, данные которой все шире используются при разведении животных. Уже говорилось об уточнении происхождения животных путем анализа групп крови. Такое уточнение возможно и для животных, потерявших свой номер (конечно, если типы их крови были определены еще до потери). Анализ групп крови дает возможность отличить однояйцевые (монозиготные) двойни, образовавшиеся из одной оплодотворенной яйцеклетки, от дизиготных однополых двоен. Во время эмбрионального развития разнополых двоен иногда устанавливаются связи (анастомозы) между их кровеносными системами. При этом в организм телочки 'попадает вместе с кровью бычка мужской половой гормон, вследствие чего нарушается нормальное развитие ее половых органов. По группам крови можно в самом раннем возрасте выявить таких телок — фримартинов и не планировать их использование для размножения.
Весьма перспективно применение групп крови при анализе происхождения отдельных стад, линий и целых пород скота. Исследования Л. Рендела (1958) и других ученых выявили значительные межпородные различия в группах крови крупного рогатого скота. Поскольку факторы крови (антигены) стойко передаются от родителей к потомкам, изучение групп крови должно сыграть в племенном деле важную роль, помогая установить происхождение пород и отдельных групп животных и взаимоотношения между ними. Так, после анализа групп крови у чешского красно-пестрого скота И. Матоушек пришел к выводу, что в образовании этого скота участвовали многие породы. И. Р. Гиллер (1970) в результате изучения групп крови у симментальского скота в племенных заводах «Тростянец» и «Терезино» выявил довольно значительные различия между этими стадами по распространенности некоторых аллелей системы В.
Чрезвычайно интересной является идея о возможности связи наследования групп крови и других полиморфных признаков с наследованием продуктивных свойств животных, например жирномолочности. Правда, гены, контролирующие наследование групп крови, по-видимому, не оказывают прямого влияния на развитие тех или иных признаков продуктивности. Но эти гены могут находиться в одних и тех же хромосомах с генами, определяющими продуктивность животных. В этом случае те или иные группы крови могут служить «генетическими маркерами», сигнализирующими о наличии у данного животного генов высокой жирномолочности или других генов, непосредственно связанных с продуктивными свойствами животных. Поскольку группы крови можно определить сразу же после рождения животного, то можно предполагать, что
по ним смогут предсказывать его будущую продуктивность. Успешное решение этого вопроса привело бы к «революции» в племенной работе. Имеется довольно много сообщений о связи между отдельными группами крови (а также другими полиморфными признаками) и некоторыми признаками продуктивности животных. Однако далеко не всегда опубликованные данные потверждаются при повторении исследований в других стадах и группах животных.
Весьма обнадеживающими являются исследования И. Р. Гиллера (1970), который определил группы крови знаменитой коровы Воротки 5992 (племенной завод «Тростянец»), уникальной по жирности молока (6,04%). Оказалось, что потомки Воротки, унаследовавшие от нее высокую жирномолочность, одновременно унаследовали и аллель OiTG'K' системы В. Те же потомки Воротки, у которых этот аллель отсутствовал, не имели и столь высокой жирномолочности. Конечно, эти данные еще требуют проверки на других животных, но они, во всяком случае, вселяют надежду на успешное разрешение данной проблемы. На основании приведенного исследования значительно повысилась вероятность устанавливать генетическое сходство между родителями и детьми не статистическими приемами («доли крови», генетическое сходство по формуле С. Райта), а по проценту повторений группы крови родителя у потомка. Такое генетическое сходство не между группами с большой численностью животных, а между индивидуумами было бы очень ценным при работе с линиями и семействами племенных животных для анализа сочетаемости, кроссов и скрещивания.
ПОЛИМОРФНЫЕ СИСТЕМЫ БЕЛКОВ КРОВИ ЖИВОТНЫХ И ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИХ В СЕЛЕКЦИИ
Разработка, освоение и внедрение в практику разведения сельскохозяйственных животных новейших достижений генетики - реальный путь повышения эффективности селекции. На фермах сложились достаточно обоснованные методы отбора и подбора животных, с оценкой их по происхождению, конституции, экстерьеру, живому весу, молочной продуктивности и качеству потомства. При бонитировке обеспечивается комплексная оценка каждого животного. Однако отдельные метода оценки и разведения животных не всегда обеспечивают ожидаемый эффект в селекции. А.И.Храповский и В.В.Павлов (1976 г.) сообща юг данные о том, что показатели продуктивности матерей и более далеких предков не могут гарантировать правильной предварительной оценки потомства.Они же сообщают о довольно противоречивых данных, полученных при изучении связи экстерьера и молочной продуктивности. Статистическая обработка обширных материалов показывает, что корреляция между отдельными признаками телосложения коров и их уровнем продуктивности является функцией всего организма в целом и множества биохимических и физиологических процессов. Сложные биохимические процессы метаболизма контролируются в каждой клетке генами, генотипом. Проявление тех или иных признаков, свойств и уровня продуктивности животного, т.е. фенотипа, зависит от взаимодействия генотипа с условиями среды.Биохимическая природа животных, их наследственность и изменчивость - один из наиболее скрытых и сложных резервов повышения продуктивности. Для раскрытия этого резерва необходима разработка новых теорий и более совершенных методов генетического анализа, с использованием для характеристики животных различных биохимических показателей. "Сельское хозяйство - говорил Л.И.Брежнев (1974), - нуждается в новых идеях, способных революционизировать сельскохозяйственное производство, в постоянном притоке фундаментальных знаний о природе растений и животных, которые могут дать биохимия, генетика, молекулярная биология". В нашей стране и за рубежом ведутся исследования генетической обусловленности биохимических показателей
крови, молока, яиц, тканей, изучаются их связи с уровнем продуктивности, плодовитостью, жизнестойкостью, а также с заболеваниями животных. Особый интерес представляют белки крови. Их много. Структура каждого белка кодируется одним или несколькими генами. Для целого ряда уже хорошо изученных белков характерны разные наследственно обусловленные фракции (формы), так называемые полиморфные системы. Явление наследственного полиморфизма обусловлено множественным аллелизмом соответствующего гена. Генетически обусловленные полиморфные системы могут быть выявлены серологически (группы крови) или биохимическими методами (типы белков крови, молока, яиц и др.). Группы крови и системы полиморфных белков специфичны, индивидуальны для каждого животного и не изменяются в течение жизни, не зависят от условий среда. Это позволяет использовать полиморфные системы белков для паспортизации животных по их сугубо индивидуальным группам крови и электрофоретическим типам белков. Определяют полиморфные системы белков и их типы (фракции) методом электрофореза в крахмальном геле по методу, разработанному в 1955 г. Смитисом и модернизированному другими исследователями. Скорость и дальность миграции каждой фракции зависит от величины ее электрического заряда и от размера макромолекулы белка. В электрическом поле молекулы одних фракций белков оказываются более подвижными ("быстрыми"), а другие менее подвижными ("медленными"). По скорости движения в электрическом поле на крахмальном геле зафиксированные и окрашенные фракции одной серии характеризуют фенотип исследуемого белка, специфичного для данного животного. Каждая из систем полиморфных белков наследуется по менделевским закономерностям, кодоминантно. При таком типе наследования ни одна из аллелей той или иной полиморфной системы белка не доминирует над другой и у гетерозигот на форе-грамме проявляются оба аллеля. При таком типе наследования фенотип белка соответствует его генотипу, который имеет такое же буквенное обозначение.
По Р.А.Хаертдинову, Л.А.Зубаревой (1977) в настоящее время у крупного рогатого скота известен полиморфизм по 20 системам белков и ферментов сыворотки крови, эритроцитов и молока. Наиболее широко изучались и изучаются такие полиморфные системы бел-
гемоглобин ( Нв ) - белок эритроцитов; он имеет два аллеля
Нв НВ , а в популяции (стаде, породе) возможны три комбинации этих аллелей, образующих фенотипы полиморфного белка - ВВ("быстрый"), АА ("медленный") и АВ - две полосы (промежуточные). Карбо-ангидраза (Са) - белок эритроцитов, двухаллельный: сар и cаs, а в популяции можно встретить три фенотипа: FF ("быстрый"), SS -("медленный") и FS - две полосы (промежуточный); церулоплазмин (Ср) - ферментативный белок сыворотки крови, имеет два аллеля-: СрАи срв, а в популяции образует три фенотипа: АА, ВВ, АВ. Трансферин (Tf) - белок сыворотки крови. У европейских пород скота имеет три аллеля: ТFа , tfd, тfе , комбинации которых в популяции образуют шесть фенотипов (генотипов этого белка: АА, ДД,ЕЕ, АЕ, ДЕ, ad) Амилаза (Am) - ферментативный белок сыворотки крови, у европейских пород двухаллельный: Am и АmC, образующий в популяции три фенотипа (генотипа) - ВВ, СС и ВС.
Постальбумин (Ра) к альбумин (Alb-) - двухаллельные белки сы воротки крови животных, каждый из которых в популяции образует по три фенотипа.
Целый ряд отечественных исследователей полиморфных систем белков крови: Л.В.Богданов и В.М.Обуховский (1967), В.А.Джумков (1970), Ю.О.Шапиро (1970), О.А.Иванова и др.(1971), Х.Ф.Кушнер и др. (1973), Н.Н.Колесник, В.И.Сокол (1972) и др., а за рубежом Эштон, Эбертус, Буш и др. считают, что полиморфизмы белков с успехом можно и нужно использовать. практике селекции животных. Постоянствотипов полиморфных белков в онтогенезе, наследование по кодоминантному принципу позволяют использовать их в качестве маркеров отдельных животных для генетической характеристики популяций, анализа происхождения пород, линий, семейств, установления генетического сходства между отдельными животными, линиями, породами, контроля записей о происхождении. В последние годы ряд исследователей делают попытки установить связи различных типов белков крови и молока с биологическими особенностями и уровнем продуктивности животных, использовать их как биологические маркеры при отборе и прогнозировании продуктивности животных в раннем возрасте. При этом исследования генетически обусловленных полиморфных систем белков крови не отвергают сложившейся системы племенной работы, а дополняют и совершенствуют ее за счет введения объективных биохимических показателей.
ПОЛИМОРФИЗМ БЕЛКОВ КРОВИ И МОЛОКА В СВЯЗИ С УСТОЙЧИВОСТЬЮ КОРОВ К МАСТИТУ
Мастит - широко распространенное заболевание молочной железы коров, которое наносит заметный экономический урон (О.Ф.Сорокина, 1964). В основе профилактики маститов лежат мероприятия по нормализации кормления, содержания и эксплуатации коров, по строгому соблюдению всех санитарно-гигиенических правил (Мутовин В.И., 1974).Что же касается роли наследственных факторов в устойчивости коров к маститу, то им до настоящего времени уделяется меньше внимания. Вместе с тем, как убедительно показано Ф.Хаттом (1969), мастит коров является лучшим примером уже доказанной, но все еще не используемой генетической изменчивости в отношении устойчивости к заболеванию. Наследуемость резистентности к маститам, по данным разных авторов, находится в пределах 23-32% (Кушнер Х.Ф.).
В последние года появились сообщения, в которых устойчивость коров к маститу рассматривается в связи с полиморфизмом молочного
белка - лактоглобулина ( Giesecke W.H.Osterhoff ).
По данным Ю.М.Кривенцова и др. разная устойчивость к субклиническому маститу коров с типами - лактоглобулина АА, АВ и ВВ может быть связана с различной ингибирующей активностью молока у таких коров. В работе Е.Митчерлиха отмечается пониженная частота групп крови В, К, у коров черно-пестрой порода, больных стрептококковым маститом.
Учитывая не многочисленность исследований, относящихся к связи генетических маркеров с устойчивостью к маститу и интерес этих данных для селекции, нами в племзаводе "Холмогорка" Московской области: проводились наблюдения за коровами двух экологических групп черно-пестрого скота голландской (п=246) и шведской (п=156) пород. Подробная характеристика стада племзавода была сделана в недавно опубликованной статье П.Е.Полякова . Диагностика субклинического мастита осуществлялась ежемесячно с помощью 5% димастина в соответствии с Методическими указаниями Главного управления ветеринарии (Мутовин В.И). Коровы, молоко которых в течение периода наблюдений (апрель - сентябрь) не давало положительной реакции с димастином, были отнесены в группу здоровых. Наличие на 2-м-6-м месяцах лактации реакции с димастином, оцененной одним или двумя плюсами, классифицировали как слабое раздражение вымени, тремя-четырьмя плюсами -как сильное раздражение и субклинический мастит. Те же реакции
в начале и конце лактации, обозначали как неспецифическое раздражение вымени.
Методом горизонтального электрофореза на крахмальном геле по Смитису (smithies) определяли типы полиморфных белков крови и молока; для электрофореза молочных белков использовали модификацию метода, предложенную Д.И.Погоняйло и Л.В.Богдановым.
В таблице I представлены результаты реакции с димастином. В обеих экологических группах суммарное количество здоровых коров и коров со слабым раздражением вымени оказалось сходным и составляло около 52%. У шведских коров сильное раздражение вымени и субклинический мастит наблюдались несколько чаще (25,0%), чем у голландских коров (17,0%), однако неспецифическое раздражение вымени в начале и конце лактации у них отмечалось реже (23,1%), чем у голландских коров (30,5%).
Анализ полиморфизма белков крови и молока по шести локусам
( Tf,AM,ds'Cn, Cn,x-Cn, tg ) показал, что наибольшие различия по устойчивости коров к маститу были связаны с локусом - . У коров с типами в lg АА и АВ устойчивость к субклиническому маститу была. выше, чем у коров с типами ВВ (Л.А.Зубарева, Н.И. Кузнецов). В группе голландских коров было выявлено 62 семьи, включающих 157 кopoв, в шведской - 30 семей, включающих 86 коров. Количество коров в семье составляло от 2 до 5 голов. Как видно из представленных в таблице 2 данных, почти в 60% семей голландских коров и в 40% семей шведских коров не наблюдалось случаев сильного раздражения вымени и субклинического мастита ("здоровые" семьи).
Шведские коровы из "здоровых" семей характеризовались достоверно более высокой частотой гена (0,4865)пo сравнению с коровами из "больных" семей, в которых отмечался мастит (0,3776). Аналогичная тенденция повышенной частоты гена lgA в "здоровых" семьях по сравнению с "больными" отмечена и у голландских коров.
1. И.А. Кравченко « разведение с/х животных »
2. В.Ф. Красота и др. « разведение с/х животных »
3. Научные труды института им. В.В. Куйбышева
«Генетика полиморфных белков животных» Том 216
В последнее десятилетие важное место в интерьерных исследованиях заняло изучение групп крови и других полиморфных систем крови (а также молока) животных. Начало учению о группах крови было положено врачами-медиками, еще в прошлом столетии заметившими, что при переливании крови одного человека другому иногда происходит агглютинация (склеивание) эритроцитов, приводящая к тяжелым осложнениям и даже смерти больного. В начале XX века Ландштейнер, Янский и другие ученые установили, что это явление зависит от наличия в сыворотке крови особых веществ белкового характера — антител. Дальнейшее изучение этого вопроса привело к возникновению науки иммунологии. С 1910 г. начали проводить изучение иммунологических явлений у крупного рогатого скота и у сельскохозяйственных животных других видов.
Учение о группах крови сводится в кратком изложении к следующему. Когда в кровь животного попадают чужеродные (то есть не свойственные данному животному) белки или иные высокомолекулярные соединения, то для их обезвреживания организм вырабатывает специфические защитные антитела. Вещества же, вызывающие образование антител, принято называть антигенами. У сельскохозяйственных животных наиболее хорошо изучены антигены (или так называемые факторы крови), расположенные в оболочках эритроцитов, а также вырабатываемые против них антитела. Несмотря на то, что химический состав антигенов и антител исследован еще недостаточно, взаимодействие между ними изучено весьма детально. Оно протекает чаще всего в виде реакций гемолиза и агглютинации. Если смешать в пробирке эритроциты одного животного с сывороткой крови другого животного, в которой имеется одно или несколько антител против антигенов, находящихся в этих эритроцитах, то при соответствующих условиях антитело свяжется с антигеном, что вызовет разрушение оболочек эритроцитов. Произойдет гемолиз, то есть выход гемоглобина из разрушенных эритроцитов в сыворотку крови, вследствие чего она окрасится в интенсивно красный цвет. Такая реакция называется гемолитическим тестом (гемолитической пробой).
Для протекания гемолиза необходимы определенная температура (20—26°) и присутствие в пробирке комплемента — вещества не выявленного пока состава, содержащегося в большом количестве в сыворотке крови кроликов и морских свинок. Гемолиз является основным типом реакции между антителами и антигенами у крупного рогатого скота и овец. Взаимодействие антигена и антитела может приводить также к агглютинации (склеиванию) эритроцитов. Реакция агглютинации применяется при исследовании групп крови у лошадей, свиней, кроликов и кур. Во всех случаях важнейшим свойством антител является их специфичность. Антитело всегда реагирует только со «своим» антигеном, против которого оно выработано, и не реагирует ни с какими другими антигенами; то же можно сказать и об антигене. Такая высокая специфичность и дает возможность проводить анализ групп крови с большой точностью.
Антитела делятся на естественные и иммунные. Естественные антитела содержатся в крови животных (а также человека) с самого рождения или образуются в течение короткого периода после рождения и присутствуют в организме большей частью в течение всей его жизни. К этой группе принадлежит несколько антител крупного рогатого скота, лошадей и свиней. Естественные антитела встречаются далеко не у всех животных данного вида, они немногочисленны и поэтому играют в учении о группах крови весьма
ограниченную роль. Гораздо большее значение имеют иммунные антитела, которые удается получать посредством иммунизации животных, то есть введения эритроцитов одних животных (доноров) в кровяное русло или в мускулы других животных (реципиентов). После нескольких инъекций в сыворотке крови реципиента появляются иммунные антитела, выработанные организмом против соответствующих антигенов донора. Конечно, антитела образуются только против тех антигенов, которых нет в эритроцитах самого реципиента. Антигены донора, имеющиеся и у реципиента, не являются для последнего «чужими» веществами, и поэтому против них не вырабатываются антитела.
Донор и реципиент лишь в редких случаях отличаются друг от друга каким-либо одним антигеном. В большинстве случаев в эритроцитах донора имеется несколько антигенов, которых нет у реципиента. Вследствие этого в организме реципиента вырабатывается не одно антитело, а несколько, против всех «чужих» антигенов, и сыворотка его крови дает гемолитическую реакцию не с одним антигеном, а с несколькими. Такая сыворотка называется сырой сывороткой, и для анализа групп крови она непригодна. С целью удаления ненужных антител ее подвергают абсорбции, то есть последовательно смешивают с эритроцитами, содержащими соответствующие антигены, которые связываются с этими антителами (гемолиза при этом не происходит, так как к сыворотке не добавляют комплемент). После такой обработки в сыворотке остается антитело только против одного фактора крови. Такая сыворотка называется специфической антисывороткой и является чувствительным реагентом, с помощью которого в эритроцитах любого животного данного вида (а иногда и других видов) можно обнаружить наличие соответствующего антигена. Специфические сыворотки можно хранить в замороженном или высушенном виде в течение длительного времени.
До настоящего времени в эритроцитах крупного рогатого скота выявлено около 100 факторов крови, которые обозначаются большими буквами латинского алфавита. Когда алфавит был исчерпан, стали обозначать факторы буквами с апострофом или штрихом (например, А') или цифрами (Хь Х2, Х3). Большинство этих факторов было открыто посредством иммунизации животных. У лошадей было найдено 8 антигенов, у свиней—30, у овец—26, у кур —60.
При изучении наследования групп крови установлена важная закономерность: потомки могут иметь только такие факторы крови, которые есть хотя бы у одного из его родителей; если у потомка имеется хотя бы один фактор, которого нет ни у отца, ни у матери, это означает, что происхождение данного животного установлено по записям неверно. К этому нужно еще добавить, что у потомка совершенно не обязательно должны быть все факторы, имеющиеся у родителей; если родители являются гетерозиготными по каким-либо из факторов, эти антигены потомок может и не
унаследовать. Если бы потомки наследовали все антигены родителей, то у всех особей данного вида имелся бы полный набор факторов крови и иммуногенетический анализ происхождения животных был бы невозможен.
Указанная закономерность и лежит в основе проверки происхождения животных путем анализа групп крови. У потомка и его предполагаемых родителей берут небольшое количество крови (по 10 мл), отделяют при помощи центрифугирования эритроциты, готовят 2%-ную суспензию в физиологическом растворен производят определение имеющихся в эритроцитах антигенов. Для этого каплю суспензии эритроцитов смешивают в отдельных пробирках с двумя каплями каждой специфической сыворотки и каплей комплемента. Наличие гемолиза в пробирке свидетельствует о том, что в эритроцитах имеется этот антиген; если гемолиза нет, то эритроциты данного антигена не содержат. После окончания анализа сравнивают наборы факторов крови потомка и его родителей и делают тот или иной вывод о происхождении животного. В настоящее время на многих зарубежных станциях искусственного осеменения используют быков, происхождение которых проверено путем анализа группы крови. Если вспомнить, что от быка получают за год несколько тысяч потомков и что ошибки в племенных записях о происхождении быков могут привести к большим ошибкам в племенной работе, становится очевидной важность такой проверки.
Наследование факторов крови у каждого вида животных контролируется несколькими генами. Большинство факторов крови наследуется по типу аллеломорфных признаков: наличие в хромосомах различных аллелей обусловливает наследование тех или иных антигенов. При этом факторы крови могут наследоваться как поодиночке, так и целыми группами или комплексами, включающими от 2 до 8 антигенов каждая. Так, например, передается по наследству как обособленная единица группа факторов BO1QT1 дающая гемолитическую реакцию со специфическими сыворотками: анти-В, анти-Q1 , анти-Q и анти-Т1 Такие, наследуемые как одно целое, факторы получили название групп крови. Группа крови может состоять из одного или нескольких факторов. Отсюда следует, что в иммунологии сельскохозяйственных животных понятие группы крови несколько отличается от привычного для нас понятия, принятого в медицине.
Каждый ген (точнее, группа аллелей, находящихся в определенном локусе определенной хромосомы) управляет наследованием одной системы крови, включающей от одного до нескольких десятков факторов крови, которые, как уже было сказано, могут образовывать комплексы или группы. У крупного рогатого скота выявлено 11 систем крови. Наиболее простые системы: J, L, N и Z; каждая из них состоит из одного фактора крови. Генотипически эти системы могут быть представлены в виде трех возможных комбинаций: жи-вотные-гомозиготы, имеющие в каждой из парных хромосом ген данного фактора (например, L/L); гетерозиготы с наличием гена в одной хромосоме и при отсутствии его в другой (обозначение L/—) и, наконец, животные, у которых данный ген полностью отсутствует (—/—). По существу к таким системам можно отнести и систему М, состоящую из двух подгрупп — mi и М.2. Система Z интересна в том отношении, что разработаны специфические антисыворотки, которые позволяют различить животных гомозиготных по фактору Z (Z/Z) и гетерозиготных (Z/—). Система FV состоит из двух факторов, которые могут встречаться в комбинациях F/F, F/V, V/V. Из двух факторов состоит также система R'S'. Система А включает в себя четыре фактора, система SU — пять. Гораздо более сложной является система С, состоящая из десяти антигенов, комбинации которых могут составлять 35 групп крови. Самая сложная система — это система В, включающая свыше 40 антигенов, которые могут образовать около 300 групп крови; каждая из них содержит от ! до 8 факторов (например, BGK, BO2Y2, D').
Определение групп крови, входящих в систему Ви и С, дает больше всего данных для племенного анализа и при установлении происхождения животных. Наличие многочисленных групп крови создает возможность для образования огромного числа комбинаций аллелей, вследствие чего животные, у которых группы крови совершенно одинаковы, практически не встречаются. Исключение составляют лишь однояйцевые двойни, имеющие одинаковый тип крови (то есть совокупность всех групп крови). В литературе принято обозначать ген соответствующей группы крови большой буквой системы с обозначением аллеля, написанным рядом сверху. Например, аллель группы крови BO1YoD' системы В обозначается как BBOlY2D
У овец установлено семь систем крови, у свиней— 16, у лошадей — 8, у кур — 14. Поскольку учение о группах крови животных еще очень молодо, исследователи продолжают открывать новые антигены и системы крови. Работа по изучению и практическому применению групп крови возможна только в условиях хорошо оборудованной лаборатории, при достаточно большом количестве животных (взрослых или молодых) для иммунизации и получения специфических сывороток. У иммунизированных животных приходится брать много крови (4—5 л) для приготовления сывороток, поэтому с этой целью ценных маток и производителей стараются ие использовать.
В последние годы в СССР и за рубежом, кроме групп крови, стали уделять много внимания изучению полиморфизма белков крови, молока и яиц, выявляемого при помощи электрофореза на крахмальном геле. Оказалось, что многие белки (например, гемоглобин) можно разделить электрофоретическим путем на несколько типов, причем эти типы, подобно группам крови, контролируются особыми генами. Так, у крупного рогатого скота выявлено четыре типа гемоглобина, десять типов трансферринов ((5-глобули-нов), несколько типов казеина, лактальбумина и лактоглобулина. В яйцах кур обнаружен генетически обусловленный полиморфизм альбуминов и других белков. Проводятся интересные исследования антигенных свойств спермы производителей. Установлено, что в некоторых случаях в организме самок образуются антитела, губительно действующие на спермин некоторых производителей, что является одной из причин яловости.
Накопление знаний о группах крови и других полиморфных системах привело к возникновению новой науки — иммуногенетики, данные которой все шире используются при разведении животных. Уже говорилось об уточнении происхождения животных путем анализа групп крови. Такое уточнение возможно и для животных, потерявших свой номер (конечно, если типы их крови были определены еще до потери). Анализ групп крови дает возможность отличить однояйцевые (монозиготные) двойни, образовавшиеся из одной оплодотворенной яйцеклетки, от дизиготных однополых двоен. Во время эмбрионального развития разнополых двоен иногда устанавливаются связи (анастомозы) между их кровеносными системами. При этом в организм телочки 'попадает вместе с кровью бычка мужской половой гормон, вследствие чего нарушается нормальное развитие ее половых органов. По группам крови можно в самом раннем возрасте выявить таких телок — фримартинов и не планировать их использование для размножения.
Весьма перспективно применение групп крови при анализе происхождения отдельных стад, линий и целых пород скота. Исследования Л. Рендела (1958) и других ученых выявили значительные межпородные различия в группах крови крупного рогатого скота. Поскольку факторы крови (антигены) стойко передаются от родителей к потомкам, изучение групп крови должно сыграть в племенном деле важную роль, помогая установить происхождение пород и отдельных групп животных и взаимоотношения между ними. Так, после анализа групп крови у чешского красно-пестрого скота И. Матоушек пришел к выводу, что в образовании этого скота участвовали многие породы. И. Р. Гиллер (1970) в результате изучения групп крови у симментальского скота в племенных заводах «Тростянец» и «Терезино» выявил довольно значительные различия между этими стадами по распространенности некоторых аллелей системы В.
Чрезвычайно интересной является идея о возможности связи наследования групп крови и других полиморфных признаков с наследованием продуктивных свойств животных, например жирномолочности. Правда, гены, контролирующие наследование групп крови, по-видимому, не оказывают прямого влияния на развитие тех или иных признаков продуктивности. Но эти гены могут находиться в одних и тех же хромосомах с генами, определяющими продуктивность животных. В этом случае те или иные группы крови могут служить «генетическими маркерами», сигнализирующими о наличии у данного животного генов высокой жирномолочности или других генов, непосредственно связанных с продуктивными свойствами животных. Поскольку группы крови можно определить сразу же после рождения животного, то можно предполагать, что
по ним смогут предсказывать его будущую продуктивность. Успешное решение этого вопроса привело бы к «революции» в племенной работе. Имеется довольно много сообщений о связи между отдельными группами крови (а также другими полиморфными признаками) и некоторыми признаками продуктивности животных. Однако далеко не всегда опубликованные данные потверждаются при повторении исследований в других стадах и группах животных.
Весьма обнадеживающими являются исследования И. Р. Гиллера (1970), который определил группы крови знаменитой коровы Воротки 5992 (племенной завод «Тростянец»), уникальной по жирности молока (6,04%). Оказалось, что потомки Воротки, унаследовавшие от нее высокую жирномолочность, одновременно унаследовали и аллель OiTG'K' системы В. Те же потомки Воротки, у которых этот аллель отсутствовал, не имели и столь высокой жирномолочности. Конечно, эти данные еще требуют проверки на других животных, но они, во всяком случае, вселяют надежду на успешное разрешение данной проблемы. На основании приведенного исследования значительно повысилась вероятность устанавливать генетическое сходство между родителями и детьми не статистическими приемами («доли крови», генетическое сходство по формуле С. Райта), а по проценту повторений группы крови родителя у потомка. Такое генетическое сходство не между группами с большой численностью животных, а между индивидуумами было бы очень ценным при работе с линиями и семействами племенных животных для анализа сочетаемости, кроссов и скрещивания.
ПОЛИМОРФНЫЕ СИСТЕМЫ БЕЛКОВ КРОВИ ЖИВОТНЫХ И ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИХ В СЕЛЕКЦИИ
Разработка, освоение и внедрение в практику разведения сельскохозяйственных животных новейших достижений генетики - реальный путь повышения эффективности селекции. На фермах сложились достаточно обоснованные методы отбора и подбора животных, с оценкой их по происхождению, конституции, экстерьеру, живому весу, молочной продуктивности и качеству потомства. При бонитировке обеспечивается комплексная оценка каждого животного. Однако отдельные метода оценки и разведения животных не всегда обеспечивают ожидаемый эффект в селекции. А.И.Храповский и В.В.Павлов (1976 г.) сообща юг данные о том, что показатели продуктивности матерей и более далеких предков не могут гарантировать правильной предварительной оценки потомства.Они же сообщают о довольно противоречивых данных, полученных при изучении связи экстерьера и молочной продуктивности. Статистическая обработка обширных материалов показывает, что корреляция между отдельными признаками телосложения коров и их уровнем продуктивности является функцией всего организма в целом и множества биохимических и физиологических процессов. Сложные биохимические процессы метаболизма контролируются в каждой клетке генами, генотипом. Проявление тех или иных признаков, свойств и уровня продуктивности животного, т.е. фенотипа, зависит от взаимодействия генотипа с условиями среды.Биохимическая природа животных, их наследственность и изменчивость - один из наиболее скрытых и сложных резервов повышения продуктивности. Для раскрытия этого резерва необходима разработка новых теорий и более совершенных методов генетического анализа, с использованием для характеристики животных различных биохимических показателей. "Сельское хозяйство - говорил Л.И.Брежнев (1974), - нуждается в новых идеях, способных революционизировать сельскохозяйственное производство, в постоянном притоке фундаментальных знаний о природе растений и животных, которые могут дать биохимия, генетика, молекулярная биология". В нашей стране и за рубежом ведутся исследования генетической обусловленности биохимических показателей
крови, молока, яиц, тканей, изучаются их связи с уровнем продуктивности, плодовитостью, жизнестойкостью, а также с заболеваниями животных. Особый интерес представляют белки крови. Их много. Структура каждого белка кодируется одним или несколькими генами. Для целого ряда уже хорошо изученных белков характерны разные наследственно обусловленные фракции (формы), так называемые полиморфные системы. Явление наследственного полиморфизма обусловлено множественным аллелизмом соответствующего гена. Генетически обусловленные полиморфные системы могут быть выявлены серологически (группы крови) или биохимическими методами (типы белков крови, молока, яиц и др.). Группы крови и системы полиморфных белков специфичны, индивидуальны для каждого животного и не изменяются в течение жизни, не зависят от условий среда. Это позволяет использовать полиморфные системы белков для паспортизации животных по их сугубо индивидуальным группам крови и электрофоретическим типам белков. Определяют полиморфные системы белков и их типы (фракции) методом электрофореза в крахмальном геле по методу, разработанному в 1955 г. Смитисом и модернизированному другими исследователями. Скорость и дальность миграции каждой фракции зависит от величины ее электрического заряда и от размера макромолекулы белка. В электрическом поле молекулы одних фракций белков оказываются более подвижными ("быстрыми"), а другие менее подвижными ("медленными"). По скорости движения в электрическом поле на крахмальном геле зафиксированные и окрашенные фракции одной серии характеризуют фенотип исследуемого белка, специфичного для данного животного. Каждая из систем полиморфных белков наследуется по менделевским закономерностям, кодоминантно. При таком типе наследования ни одна из аллелей той или иной полиморфной системы белка не доминирует над другой и у гетерозигот на форе-грамме проявляются оба аллеля. При таком типе наследования фенотип белка соответствует его генотипу, который имеет такое же буквенное обозначение.
По Р.А.Хаертдинову, Л.А.Зубаревой (1977) в настоящее время у крупного рогатого скота известен полиморфизм по 20 системам белков и ферментов сыворотки крови, эритроцитов и молока. Наиболее широко изучались и изучаются такие полиморфные системы бел-
гемоглобин ( Нв ) - белок эритроцитов; он имеет два аллеля
Нв НВ , а в популяции (стаде, породе) возможны три комбинации этих аллелей, образующих фенотипы полиморфного белка - ВВ("быстрый"), АА ("медленный") и АВ - две полосы (промежуточные). Карбо-ангидраза (Са) - белок эритроцитов, двухаллельный: сар и cаs, а в популяции можно встретить три фенотипа: FF ("быстрый"), SS -("медленный") и FS - две полосы (промежуточный); церулоплазмин (Ср) - ферментативный белок сыворотки крови, имеет два аллеля-: СрАи срв, а в популяции образует три фенотипа: АА, ВВ, АВ. Трансферин (Tf) - белок сыворотки крови. У европейских пород скота имеет три аллеля: ТFа , tfd, тfе , комбинации которых в популяции образуют шесть фенотипов (генотипов этого белка: АА, ДД,ЕЕ, АЕ, ДЕ, ad) Амилаза (Am) - ферментативный белок сыворотки крови, у европейских пород двухаллельный: Am и АmC, образующий в популяции три фенотипа (генотипа) - ВВ, СС и ВС.
Постальбумин (Ра) к альбумин (Alb-) - двухаллельные белки сы воротки крови животных, каждый из которых в популяции образует по три фенотипа.
Целый ряд отечественных исследователей полиморфных систем белков крови: Л.В.Богданов и В.М.Обуховский (1967), В.А.Джумков (1970), Ю.О.Шапиро (1970), О.А.Иванова и др.(1971), Х.Ф.Кушнер и др. (1973), Н.Н.Колесник, В.И.Сокол (1972) и др., а за рубежом Эштон, Эбертус, Буш и др. считают, что полиморфизмы белков с успехом можно и нужно использовать. практике селекции животных. Постоянствотипов полиморфных белков в онтогенезе, наследование по кодоминантному принципу позволяют использовать их в качестве маркеров отдельных животных для генетической характеристики популяций, анализа происхождения пород, линий, семейств, установления генетического сходства между отдельными животными, линиями, породами, контроля записей о происхождении. В последние годы ряд исследователей делают попытки установить связи различных типов белков крови и молока с биологическими особенностями и уровнем продуктивности животных, использовать их как биологические маркеры при отборе и прогнозировании продуктивности животных в раннем возрасте. При этом исследования генетически обусловленных полиморфных систем белков крови не отвергают сложившейся системы племенной работы, а дополняют и совершенствуют ее за счет введения объективных биохимических показателей.
ПОЛИМОРФИЗМ БЕЛКОВ КРОВИ И МОЛОКА В СВЯЗИ С УСТОЙЧИВОСТЬЮ КОРОВ К МАСТИТУ
Мастит - широко распространенное заболевание молочной железы коров, которое наносит заметный экономический урон (О.Ф.Сорокина, 1964). В основе профилактики маститов лежат мероприятия по нормализации кормления, содержания и эксплуатации коров, по строгому соблюдению всех санитарно-гигиенических правил (Мутовин В.И., 1974).Что же касается роли наследственных факторов в устойчивости коров к маститу, то им до настоящего времени уделяется меньше внимания. Вместе с тем, как убедительно показано Ф.Хаттом (1969), мастит коров является лучшим примером уже доказанной, но все еще не используемой генетической изменчивости в отношении устойчивости к заболеванию. Наследуемость резистентности к маститам, по данным разных авторов, находится в пределах 23-32% (Кушнер Х.Ф.).
В последние года появились сообщения, в которых устойчивость коров к маститу рассматривается в связи с полиморфизмом молочного
белка - лактоглобулина ( Giesecke W.H.Osterhoff ).
По данным Ю.М.Кривенцова и др. разная устойчивость к субклиническому маститу коров с типами - лактоглобулина АА, АВ и ВВ может быть связана с различной ингибирующей активностью молока у таких коров. В работе Е.Митчерлиха отмечается пониженная частота групп крови В, К, у коров черно-пестрой порода, больных стрептококковым маститом.
Учитывая не многочисленность исследований, относящихся к связи генетических маркеров с устойчивостью к маститу и интерес этих данных для селекции, нами в племзаводе "Холмогорка" Московской области: проводились наблюдения за коровами двух экологических групп черно-пестрого скота голландской (п=246) и шведской (п=156) пород. Подробная характеристика стада племзавода была сделана в недавно опубликованной статье П.Е.Полякова . Диагностика субклинического мастита осуществлялась ежемесячно с помощью 5% димастина в соответствии с Методическими указаниями Главного управления ветеринарии (Мутовин В.И). Коровы, молоко которых в течение периода наблюдений (апрель - сентябрь) не давало положительной реакции с димастином, были отнесены в группу здоровых. Наличие на 2-м-6-м месяцах лактации реакции с димастином, оцененной одним или двумя плюсами, классифицировали как слабое раздражение вымени, тремя-четырьмя плюсами -как сильное раздражение и субклинический мастит. Те же реакции
в начале и конце лактации, обозначали как неспецифическое раздражение вымени.
Методом горизонтального электрофореза на крахмальном геле по Смитису (smithies) определяли типы полиморфных белков крови и молока; для электрофореза молочных белков использовали модификацию метода, предложенную Д.И.Погоняйло и Л.В.Богдановым.
В таблице I представлены результаты реакции с димастином. В обеих экологических группах суммарное количество здоровых коров и коров со слабым раздражением вымени оказалось сходным и составляло около 52%. У шведских коров сильное раздражение вымени и субклинический мастит наблюдались несколько чаще (25,0%), чем у голландских коров (17,0%), однако неспецифическое раздражение вымени в начале и конце лактации у них отмечалось реже (23,1%), чем у голландских коров (30,5%).
Анализ полиморфизма белков крови и молока по шести локусам
( Tf,AM,ds'Cn, Cn,x-Cn, tg ) показал, что наибольшие различия по устойчивости коров к маститу были связаны с локусом - . У коров с типами в lg АА и АВ устойчивость к субклиническому маститу была. выше, чем у коров с типами ВВ (Л.А.Зубарева, Н.И. Кузнецов). В группе голландских коров было выявлено 62 семьи, включающих 157 кopoв, в шведской - 30 семей, включающих 86 коров. Количество коров в семье составляло от 2 до 5 голов. Как видно из представленных в таблице 2 данных, почти в 60% семей голландских коров и в 40% семей шведских коров не наблюдалось случаев сильного раздражения вымени и субклинического мастита ("здоровые" семьи).
Шведские коровы из "здоровых" семей характеризовались достоверно более высокой частотой гена (0,4865)пo сравнению с коровами из "больных" семей, в которых отмечался мастит (0,3776). Аналогичная тенденция повышенной частоты гена lgA в "здоровых" семьях по сравнению с "больными" отмечена и у голландских коров.
ЛИТЕРАТУРА
1. И.А. Кравченко « разведение с/х животных »
2. В.Ф. Красота и др. « разведение с/х животных »
3. Научные труды института им. В.В. Куйбышева
«Генетика полиморфных белков животных» Том 216
