для экзамена-крс. Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
 Скачать 31.43 Mb.
|
|
НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ НАПРАВЛЕННОГО ВЫРАЩИВАНИЯ МОЛОДНЯКА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ Москва – 2008 ПРЕДИСЛОВИЕ Настоящее издание проблемной лекции члена-корреспондента РАСХН В.Ф. Красоты «Научные основы направленного выращивания молодняка сельскохозяйственных животных» посвящена его памяти и представляет собой стереотипное издание 1981 года. КРАСОТА ВЛАДИМИР ФИЛИППОВИЧ Доктор с.-х. наук, заслуженный деятель науки РФ, лауреат Премии Совета Министров СССР, член-корреспондент РАСХН, профессор Красота В. Ф. - известный ученый в области генетики и селекции с.-х. животных родился 23 декабря 1916 года в семье сельской учительницы и агронома-садовода в деревне Кукуевка, Волуйского уезда, Воронежской губернии. В 1931 г. после окончания семилетки поступил в сельскохозяйственный техникум эфиромасличных культур, по окончании которого в 1933 г. пошел учиться в Воронежский зооветеринарный институт на зоотехнический факультет. После окончания института Владимир Филиппович был рекомендован в аспирантуру на кафедру генетики и разведения сельскохозяйственных животных. 26 июня 1941 года успешно защитив диссертацию Владимир Филиппович добровольно ушел на фронт. Красота В.Ф. с июля 1941 г. по февраль 1945 г. с оружием в руках защищал Родину от немецко-фашистских захватчиков. Фронтовыми дорогами с боями он прошел Подмосковье, Смоленщину, Белоруссию, Польшу, Восточную Пруссию. При штурме г. Кенигсберга, командуя батареей самоходных пушек, был тяжело ранен и несколько месяцев находился в госпитале на лечении. После выздоровления вернулся в родной институт и приступил к мирному созидательному труду: доцент, зав. кафедрой, а с 1953 г. - ректор Ульяновского института. Профессор Красота В.Ф. отдал развитию с.-х. образования и науки более полувека, прошел путь от ассистента до ректора вуза. Он 18 лет руководил Главным управлением высшего и среднего с.-х. образования МСХ СССР. В 1999 году был избран академиком Международной академии аграрного образования и ее почетным президентом. Красота В.Ф. подготовил 75 кандидатов и 7 докторов наук. Он - автор 4 учебников для вузов и с.-х. колледжей. Его учебник «Разведение сельскохозяйственных животных» выдержал 5 изданий и отмечен почетными дипломами и медалью Минвуза СССР. В 2000 г. вышла в свет его книга «Полвека в высшей aграрной школе России», в 2006 г. - «Жизненная позиция». За боевые заслуги и трудовые успехи профессор Красота В.Ф. награжден семью орденами, десятью медалями и многими почетными знаками. АННОТАЦИЯ Проблема направленного выращивания молодняка с.-х. животных - одна из основных проблем промышленного животноводства. В лекции обобщены теоретические положения о направленном изменении онтогенеза животных и опыт передовых хозяйств по выращиванию высокопродуктивных животных, приведены рекомендации МСХ СССРи отделения животноводства ВАСХНИЛ по направленному выращиванию ремонтного молодняка с.-х. животных, представлен интересный материал собственных исследований автора и его учеников по этой проблеме. Лекция рассчитана на слушателей факультета повышения квалификации, специалистов и научных работников. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПОЛУЧЕНИЯ НАПРАВЛЕННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ В ОНТОГЕНЕЗЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ Русская зоотехническая наука еще у своих истоков встала на путь разработки научных основ направленного выращивания молодняка, как учения об управлении индивидуальным развитием организма. Это прогрессивное направление в зоотехнии было подготовлено трудами выдающихся ученых: В. И. Всеволодова, И. А. Бабина, Н. Ф. Миддендорфа, П. Н. Кулешова, Н. П. Червинского, А. А. Малигонова, Е. А. Богданова и др. В наши дни, продолжая традиции русской зоотехнической школы, над этой проблемой успешно работали крупные советские ученые А. И. Овсянников и А. С, Солун. Сейчас разработкой этих трудных вопросов занимаются А. П. Дмитриченко. К. Б. Свечин, П. Ё. Ладан, II. Д. Пшеничный, В. И. Федоров, М. М. Лебедев, А. В. Квасницкий, Л. К. Эрнст, А. С. Всяких, В. А. Эктов и др. Направленное выращивание — это целеустремленная система воздействия на индивидуальное развитие животного, применяемая в определенные периоды жизни для выработки желательных признаков и свойств, заложенных в генетике. Элементами направленного выращивания животных являются: 1. Определение направления выращивания (тип взрослого животного, направление его продуктивности), пригодность животного к новой промышленной технологии (особенности кормления, содержания и эксплуатации). 2. Выбор факторов воздействия (кормление, эндокринные препараты, свет, температура, мутагенные факторы, культура тканей, трансплантация зигот и другие биотехнические методы). 3. Установление сроков (периодов) применения выбранных факторов воздействия. 4. Дозировка факторов воздействия. Необходимо знать влияние различных по силе и продолжительности действия факторов на наследственные свойства организма в отдельные периоды роста и развития. 5. Воспитание с учетом особенностей пола, типа конституции, наследственности. Большинство факторов, влияющих на продуктивность животных, находятся под контролем человека и могут изменяться в нужную сторону. Наиболее изменчивы под влиянием среды молодые, менее сформированные организмы. Это положение - одно из основных биологических предпосылок направленного выращивания животных. В процессе индивидуального развития организма проявляются 4 формы изменчивости: комбинационная, мутационная, онтогенетическая (возрастная) и модификационная. Первые три имеют наследственный характер и передаются потомству. Модификационная изменчивость ненаследственная и потомству, как правило, не передается; размах ее обусловлен генотипом животного. Следует помнить, что организм никогда полностью не реализует свои наследственные возможности. В онтогенезе проявляются те задатки, которые получили для своего развития необходимые условия. Фенотипические качества, появившиеся у сельскохозяйственных животных в процессе, направленного выращивания, ученые называют модификационными. Амплитуду модификационной изменчивости организма считают нормой реакции. Под нормой реакции подразумеваются доступные пределы реализации организмом его наследственных возможностей в развитии определенных признаков и свойств под влиянием конкретных условий внешней среды. Ненаследственные изменения (модификации), указывал академик И. И. Шмальгаузен, в повторяющихся условиях среды, вызвавших эти изменения, стабилизируются отбором в норму наследственного реагирования. Характер и длительность модификационной изменчивости различны и иногда охватывают ряд поколений. Примером может служить формирование молочной продуктивности у коров под влиянием различных факторов (внутренних и внешних) (схема № 1). Управление индивидуальным развитием с.-х. животных в эмбриональный период Генотип животного определяет направление развития всех сложных хозяйственно-полезных признаков, а также норму реакции организма на влияние факторов внешней среды. В связи с этим для получения ожидаемых результатов направленного выращивания с.-х. животных важно, прежде всего, получить желательные генотипы путем целеустремленного подбора родительских пар. Подбор родительских пар — это мощный рычаг, регулирующий размножение определенных генотипов и формирующий генотипичную структуру стада. При подборе пар учитывают как породные, так и индивидуальные качества родителей, их возраст, конституционные особенности, телосложение, живую массу, продуктивность, здоровье. В последние годы в связи с развитием иммуногенетики при подборе пар надо учитывать сочетаемость самцов и самок по группам крови и иммунной совместимости, а также цитогенетические особенности их кариотипов. Схема № 1 Формирование признаков молочной продуктивности коров Генотип отца Генотип матери Зигота (наследственная основа потомства) Генотип потомства Фенотип потомства (комплекс всех признаков и свойств организма) Онтогенез Эмбриональное развитие Постэмбриональное развитие Особенности организма Живая масса телят матери при рождении Живая масса матери Уровень и тип кормления ремонтных тёлок План роста Возраст матери Породность Условия кормления Технология содержания беременной самки ремонтных телок Условия содержания Живая масса первотелок беременной самки (температура, влажность Развитие признаков воздуха) молочности (качества вымени, подготовка нетелей к отёлу, раздой первотёлок) Технология содержания Молочность полновозрастных коров Использование особенностей материнского организма для получения потомков желательного типа Установлено, что для получения потомства с большей живой массой необходимо подбирать для спаривания более крупных маток, так как размеры материнского организма предопределяют в основном и живую массу приплода. В эмбриональный период развития, когда идут основные формообразовательные процессы, нужно создавать хорошие условия кормления и содержания беременных маток. У эмбриона крупного рогатого скота в первые три месяца очень интенсивно развиваются внутренние органы, мягкие ткани, эндокринная система, позже - в 4 - 5 месяцев - скорость роста внутренних органов снижается, но быстрее начинает расти костяк. Недокорм в эти периоды угнетает рост и развитие этих систем и органов. Уолтон и Хеммонд приводят интересные данные о живой массе жеребят при рождении и месячном возрасте, полученных от реципрокных скрещиваний между шайрами и пони. Жеребенок, полученный от скрещивания жеребца пони с конематкой шайр, был значительно крупнее своего сверстника, полученного от жеребца шайра и матки пони. Интересные исследования реципрокного скрещивания у кур были проведены К. Ф. Кушниром и Кишке (1966 г.). Скрещивали две породы: мелкую бентамку с крупной - ньюгемпширом. От скрещивания петухов с курами более крупной породы (ньюгемпшир) рождались значительно большие по живой массе цыплята с большей энергией роста, чем их сверстники от реципрокного скрещивания бентамки х ньюгемпшир. По данным X.П. Дональда, от скрещивания корон айрширской породы с быками джерсейской телята в первом поколении имели массу 34,3 кг, от обратного скрещивания 26,7 кг. Ленард приводит данные о результатах реципрокного скрещивания между шортгорнами и герефордами с абердин-ангусским скотом. По массе бычки в (возрасте 205 дней от скрещивания быков ангусской породы с коровами шортгорнской превосходили своих реципрокных сверстников на 16,8 кг, а помеси ангус х герефорд - на 17,2 кг. Масса поросят при рождении также зависит от размеров свиноматки. Данные Джуберта (Англия) по этому вопросу представлены в таблице 1. Таблица 1. Изменение массы поросят в процессе роста.
М. Ф. Иванов на основании результатов скрещивания овец установил, что величина новорожденных ягнят находится в прямой связи с величиной материнского организма. Довольно четкую тенденцию доминирующего влияния материнского организма в наследовании типа складчатости проследила у тонкорунных овец Г. А. Стакан. Влияние матери на размеры новорожденного потомка изучал у мулов В. А. Щекин. Он обнаружил, что эмбриональное развитие приплода в основном зависит от размеров матери; постэмбриональный рост проходит под совместным влиянием наследственных свойств крупности, получаемых как со стороны отца, так и со стороны матери. Приведенные материалы свидетельствуют о том, что подбор отцовской и материнской пород - важный фактор направленного формообразования многих хозяйственно-полезных признаков у потомства (живая масса, мясистость, шерстность и т. д.). Управление онтогенезом с помощью генетических факторов Последние годы характеризуются широким внедрением генетических методов управления онтогенезом. Успехи физики и химии в настоящее время создали предпосылки для использования рентгеновских излучений и высокоактивных химических соединений для ускорения развития и повышения продуктивности животных и птиц. Особый интерес в последние годы привлекают возможности применения супермутагенов - широкого класса соединений нитрозоалкилмочевины, алкилсульфатов, этиленимина и др. Эти вещества, как показали исследования И. А. Раппопорта, не вызывают (в отличие от излучений) повреждений ядра и цитоплазмы. Частота полезных жизнеспособных мутаций выше. Использование супермутагенов в практике селекции открывает широкие перспективы для получения полезных для человека форм растений, микроорганизмов, животных. С помощью супермутагенов И. А. Раппопортом были получены новые высокоурожайные формы карликовых пшениц, ячменя, микроорганизмов ценных в медицине, жизнеспособных мутаций у кроликов с измененной окраской шерсти. В малых дозах супермутагены вызывают двойную генетическую стимуляцию роста и развития: изменяется характер онтогенеза, активизируется обмен веществ, полнее раскрываются генетические возможности развития организма. Эффект стимуляции может быть закреплен, так как генетические стимуляции могут дать селекционный материал для создания гетерозиготных линий. Этому важному вопросу посвящены исследования профессора И.А.Раппопорта, которому принадлежит и приоритет открытия в этой области биохимической генетики. Было замечено, что у супермутагенов даже в микродозах порядка 10 -7, 10 -9 генетическая активность уступает место биологической активности, способности существенно влиять на систему обмена веществ и тем самым на онтогенез клетки и организма. Эти представления были положены в основу опытов по выяснению влияния малых доз супермутагенов на рост и развитие животных. Г. Н. Шангин-Березовским и Тампсон А. Н. был разработан способ обработки в газовой среде. Яйца кур яйценосного направления и бройлеров обрабатывали перед инкубацией супермутагенами в дозах 10 -7, 10 -9 на яйцо, в миллион раз меньшими, чем мутагенные дозы воздействия. В поисковых опытах на других объектах — свиньи, перепела, пушные звери (Перчихин, Молоскин, Адамов)— микродозы соединений вводили перед осеменением в сперму, в разбавитель семени, внутривенно, а также во влагалище. Изучали влияние соединений на рост и развитие животных, показатели их продуктивности, сохранность и резистентность к различным стресс-факторам. Результаты опыта на птице. Опыт показал, что однократное введение нитрозоалкилмочевины или алкилсульфата вызывает многосторонний положительный эффект с пролонгированным действием в одном дочернем поколении. Было наказано, что обработка яиц в течение суток или часов достаточна, чтобы уменьшить процент эмбриональных аномалий, долю эмбрионов, отставших в развитии, увеличить процент эмбрионов, опережающих в развитии контроль. Выводимость цыплят в опыте увеличилась на 3—7% по сравнению с контролем, выше была и сохранность цыплят. Кроме того, к моменту забоя бройлерной птицы живая масса цыплят на 30— 50 г превышала таковую и у их аналогов из контрольной группы. Примечательно, что эффект воздействия в ряде опытов с птицей был тем больше, чем ниже качество исходного яйца. По предварительным наблюдениям, яйценоскость птицы в опыте на 5—10% превосходила контроль. В дополнительных острых опытах, проведенных на цыплятах в экспериментальных условиях ВИЭВ, при заражении молодняка микоплазмой в контрольной группе погибло 74% птицы, в опытной сохранилось 60% зараженной птицы. Как основные опыты, так и опыты с заражением культурой микоплазмы позволяют сделать вывод о том, что обработка яиц нитрозодиметилмочевиной повышает эмбриональную и постэмбриональную резистентность. Результаты опытов на пушных зверях. Воздействие нитрозоалкилмочевин и алкилсульфатов на самок песцов, лисиц и норок также привело к положительным результатам. В опытах, проведенных в 1979 г. под нашим руководством Г. Н. Шангин-Березовским, Ю. А. Перчихиным, В. А. Адамовым и другими в зверосовхозах Салтыковсий и Тимоховский, НДММ в дозах 10-6-10-7 г/кг живой массы вводили самцам внутривенно до наступления охоты. В период охоты этим самкам и контрольным такую же дозу НДММ вводили внутривагинально. Таким образом, в опыте было 4 варианта: интактный контроль (К), внутривенное введение (0—1), комбинированное воздействие (0—2) и интравагинальное (0—3). В опыте использовали самок, которые не пришли в охоту в последний период гона. Воздействие малых доз НДММ при внутривенном введении привело к консолидированности сроков прихода в охоту, 100%-ному покрытию (в контроле 88%), увеличению плодовитости с 8,8 до 9,1—9,6 щенка. Сохранность щенят была на 2% выше, чем в контроле. Таким образом, воздействие НДММ положительно сказалось на резистентности животных. Выявлено последействие НДММ на плодовитость самок на следующий год. Показатели развития резистентности внучатого поколения были выше, чем первого. Трансплантация (пересадка) яйцеклеток и зигот как метод направленного формообразования с.-х. животных в эмбриональный период Одним из методов направленного эмбриогенеза с.-х. животных является трансплантация яйцеклеток и зигот. В последние годы с развитием техники замораживания и хранения эмбрионов во многих странах стала широко практиковаться и пересадка зародышей с.-х. животных. Одним из перспективных методов направленного развития признаков высокой молочности у молочного скота является получение оплодотворенных яйцеклеток от высокоценных в племенном отношении коров-рекордисток. Основа метода — это комплекс эндокринологических приемов, называемых суперовуляцией, благодаря которым удается получить от одного донора повышенный выход 'полноценных зародышей. Предполагается, что коровы-рекордистки будут использоваться в качестве доноров оплодотворенных яйцеклеток. Специалисты полагают, что от коровы через каждый 21 день можно получать без ущерба для ее здоровья 12 и более яйцеклеток и тем самым увеличить количество ее потомков. Вместо осеменения спермой быков коровам посредственной продуктивности будут пересаживать оплодотворенные яйцеклетки коров-рекордисток. Тысячи подобных опытов в ряде стран завершились. В настоящее время в США и Канаде получено более 70 тыс. телят методом трансплантации. Некоторые фирмы начали экспорт зародышей в другие страны. Яйцеклетки пересаживают с помощью хирургического вмешательства. Метод состоит из двух этапов: а) суперовуляции яйцеклеток у доноров (коров), т. е. получение у рекордисток в нужный момент 10—1.2 яйцеклеток; б) введения яйцеклеток реципиентам. В связи с этим важным моментом является синхронизация охоты у животных доноров и реципиентов. Второй метод - нехирургической пересадки яйцеклеток. Незрелые яйцеклетки извлекают из яичника донора, культивируют их до стадии созревания; созревшие яйцеклетки оплодотворяют и культивируют in vitro в течение 3 - 4 дней (работы Д. Зойделя). Биотехнический метод как прием направленного формообразования в эмбриональный период развития организма в научном отношении дает возможность исследовать особенности ранних стадий эмбриогенеза, определить влияние материнского организма на плод, причины яловости я смертности плодов, изучить влияние различных мутагенных факторов на яйцеклетки и создать методы трансплантации ядер соматических клеток 1в яйцеклетки и развития последних. В практическом отношении этот метод важен для направленного выращивания высокопродуктивных животных высокоинтенсивного типа для промышленной технологии. При широком проведении работ с трансплантацией зигот для разрешения проблем практической селекции большое значение имеет изучение генотипа животных-трансплантантов. В литературе по этому вопросу нет единого мнения. Одни исследователи (А. Д. Курбатов, 1951; А. И. Лопырин и др., 1950) находят, что организм реципиента оказывает существенное влияние на трансплантатов, расшатывая их наследственность. Другие авторы (Ф. М. Мухамедгалиев, 1971; Дикинсон, 1962) являются сторонниками противоположной точки зрения. В связи с этим большой интерес в изучении этой сложной научной проблемы имеют исследования, проведенные на овцах в 1970—1976 гг. Ф. М. Мухамедгалиевым и другими. Было установлено, что организм реципиентов (грубошерстных овец) не оказал существенного генетического влияния на организм ягнят-трансплантантов асканийской тонкорунной породы. Как выяснилось, овцы во всех вариантах опытов одинаково наследовали признаки генетических родителей. Не умаляя значения этих исследований и вывода из них, следует, однако, заметить, что взаимоотношения материнского организма (реципиента) и развивающейся в его утробе чужеродной зиготы-трансплантанта весьма сложные и полностью еще не выяснены. Эта проблема ждет своего разрешения. Очевидно, однозначный ответ на этот вопрос вряд ли будет верным. Нужны комплексные глубокие исследования. Трансплантация зигот и эмбрионов решает ряд важных научно-практических задач: улучшение генотипа животных, копирование животных с известной продуктивностью и др. В ближайшем будущем с помощью генной инженерии будут решаться более сложные цитогенетические проблемы. Выделение генов, их синтез, интеграция чужого гена с клеткой-реципиентом в ближайшем будущем станет элементом работы по молекулярной реконструкции организма. Регулирование функции воспроизводства животных. Промышленная технология на животноводческих комплексах требует определенной ритмичности и регулирования функции воспроизводства у животных. В настоящее время разработаны методы синхронизации охоты у телок, коров и свиней и их оплодотворения. Опыты на свиньях показали, что наибольший эффект получается при инъекции сыворотки жеребых кобыл с соотношением общей гонадотропной активности к лютеинизирующей 4:1 в день отъема поросят или на фоне обработки маток оксипрогестероиом. Такой метод вызвал синхронизацию охоты у 100% (30 голов) животных опытной группы при 75% -ной оплодотворяемости по сравнению с 69% -ной в контроле. У ремонтных свинок наиболее эффектно в синхронизации эструса и повышении оплодотворяемости комплексное применение оймакса, ацетат-мегестрола и СЖК. У коров, по данным Ю. Д. Клинского (1977), наилучшее действие для синхронизации охоты оказывает ацетат-мегестрол, у свиней и овец, по данным Латвийского НИИ животноводства - мепрегенол-диацетат. Исследования в этом направлении продолжаются. |