Биологические параметры пищеварительных и обменных процессов у межвидовых гибридов домашней овцы (Ovis aries) и архара (Ovis ammon polii)

Один из способов повышения продуктивности животноводства и качества получаемой продукции — вовлечение в сельскохозяйственное производство ресурсов дикой фауны посредством создания новых форм животных методом межвидовой гибридизации (1-3).

^∗ Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ, номер проекта 14-36-00039.

Искусственная гибридизация различных видов Ovis издавна привлекала исследователей. Так, М.Ф. Иванов, используя муфлона, вывел новую породу овец — горного мериноса, пригодного для круглогодичного содержания на горных пастбищах (4). П.А. Мантейфель высказал идею создания северных овец с использованием гибридизации со снежным бараном (5), которая позднее нашла отражение в работах других исследователей (6, 7). На основе гибридизации архара ( O. ammon polii ) с тонкорунными овцами была выведена новая мясошерстная порода — казахский архаромеринос (8). Посредством гибридизации каракульских маток с архаром создан серый тип каракульских овец (9). Интродукция в существующие породы домашних животных аллелофонда диких видов рассматривается как один из перспективных подходов повышения нутриентного разнообразия (10) и обеспечения человека качественной, безопасной и здоровой пищей. В этой связи особое значение имеет раскрытие морфологических, физиологических и биохимических механизмов, регулирующих процессы пищеварения и участвующих в формировании продуктивных признаков у животных новых генотипов (11-13).

Во Всероссийском НИИ животноводства им. академика Л.К. Эрнста (ВИЖ им. Л.К. Эрнста) ведется работа по получению межвидовых гибридов романовской породы овец ( Ovis aries ) и архара ( Ovis ammon ) с целью создания новых селекционных форм с измененным нутриентным составом (14), сочетающих желательные продуктивные, биологические признаки и адаптационные возможности исходных видов. Так, овцы романовской породы имеют выдающиеся продуктивные качества и многоплодие, но низкую резистентность и некоторую изнеженность конституции (15). Архар (аргали), самый крупный из диких баранов, обладает относительной неприхотливостью и способностью выживать в экстремально неблагоприятных условиях внешней среды (16).

Известно, что генотипические особенности отражаются на активности функционирования регуляторных систем, что сопровождается изменениями в интенсивности и направленности пищеварительных и обменных процессов. Переваримость и использование питательных веществ, а также потребность в них у животных разного происхождения неодинаковы (17, 18). Вследствие различий в адаптивных возможностях пищеварительного аппарата у животных разных генотипов в желудочно-кишечном тракте создаются специфические условия, влияющие на активность микроорганизмов и биосинтез метаболитов (19-23). Понимание закономерностей этих процессов необходимо для обоснования рационального кормления поголовья и повышения эффективности использования корма (24-25).

Кроме того, определение показателей, характеризующих пищеварение, усвоение питательных субстратов в организме и обмен веществ, относится к обязательным требованиям при разработке режимов кормления для создаваемых селекционных форм животных (26-29). Учет особенностей их физиолого-биохимического статуса позволяет оптимизировать рационы, обеспечивающие наиболее полную реализацию потенциала высокой продуктивности, достигнутого в результате селекции (30).

В настоящей работе впервые сопоставили ряд биологических параметров пищеварительных и обменных процессов у полученных межвидовых гибридов домашней овцы ( Ovis aries ) (с участием романовской породы или романовской и эдильбаевской пород) с архаром ( Ovis ammon polii ) и получили подтверждение более интенсивного метаболизма и лучшего усвоения питательных веществ у этих овец по сравнению с аналогами романовской породы.

Нашей целью было сравнительное изучение особенностей пищеварения, обмена веществ, переваримости и использования субстратов рациона у чистопородной романовской овцы и гибридов разной кровности от скрещивания домашних овец с архаром.

Методика. Исследования проводили в условиях физиологического двора (ВИЖ им. Л.К. Эрнста, 2014-2015 годы) на трех группах валухов разного происхождения, подобранных по возрасту (6-7 мес) и живой массе и прооперированных с наложением фистул рубца (по Басову). Контроль (I группа) составляли валухи романовской породы (ROM), II группу — гибриды F₃ (HYB1) от скрещивания романовских маток с гибридом F₂ романовской овцы и архара (12,5 % — архар, 87,5 % — романовская порода); III группу — гибриды F₃ (HYB2) от скрещивания гибридов F₂ романовской овцы и архара с баранами эдильбаевской породы (12,5 % — архар, 37,5 % — романовская порода, 50,0 % — эдильбаевская порода). Все животные получали комбинированный рацион, сбалансированный по нормам ВИЖ (31) для молодняка романовской породы, состоящий из силоса, сенажа, сена и концентратов.

Продолжительность исследований составила 28 сут. Предварительный период длился 21 сут, учетный — 7 сут. В отобранных образцах кормов, остатков кормов и кале определяли общую влажность, содержание сырого жира — по С.В. Рушковскому, сырого протеина — методом Кьельдаля, сырой клетчатки — по Геннебергу и Штоману. В пробах мочи оценивали количество азота. По результатам балансового опыта рассчитывали количество и коэффициенты переваримости питательных веществ и использования азота согласно общепринятым методикам (32).

За 1 ч до и через 3 ч после утреннего кормления отбирали пробы рубцового содержимого, а также крови.

В содержимом рубца определяли общее количество летучих жирных кислот методом паровой дистилляции в аппарате Маркгама, количество аммиачного азота — микродиффузным методом по Конвею, амилолитическую активность — фотометрическим методом, биомассу простейших и бактерий — дифференцированным осаждением (центрифуга Sigma 3-18, Германия) (33).

Клинический анализ крови с определением концентрации гемоглобина, содержания эритроцитов и лейкоцитов проводили на ветеринарном гематологическом анализаторе Micros ABC VET («HORIBA ABX Diagnostics, Inc.», Франция). Количество общего белка, альбуминов, глобулинов, мочевины, креатинина, глюкозы, холестерина, активность аланинаминотрансферазы (АлАТ), аспартатаминотрансферазы (АсАТ) в сыворотке крови оценивали на автоматическом биохимическом анализаторе Chem Well 2902 (+) («Awareness Technology, Inc.», США) (34).

Статистическую обработку данных осуществляли по общепринятым методикам, используя программное обеспечение Microsoft Excel (35).

ных HYB1 и HYB2 (рис. 1). В этих группах анализируемый показатель до кормления был ниже, чем после его начала. Вo II группе (HYB1) масса симбиотической микрофлоры до кормления и после него была выше соответственно на 37,3 и 33,3 % (p < 0,05), в III группе (HYB2) — на 37,0 и 22,2 % по сравнению с контролем (ROM). Следует отметить, что увеличение микробиальной массы происходило главным образом за счет повышения количества бактерий. У животных HYB1 до и после кормления этот показатель возрастал соответственно на 62,6 (p < 0,05) и 48,3 % (p < 0,05), у HYB2 — соответственно на 46,3 (p < 0,05) и 28,0 % по сравнению с таковым у ROM. Наибольшая разница относительно контроля наблюдалась у гибридов HYB1. Повышение массы симбиотической микрофлоры приводило к увеличению переваримости питательных веществ, а также к лучшему использованию азота рубцовой микрофлорой.

Рис. 1. Состав микробиальной биомассы в рубцовой жидкости у чистопородных романовских овец (а) , гибридов F 3 романовской овцы и архара ( Ovis ammon polii ) (б) , гибридов F 3 романовской овцы и архара с баранами эдильбаевской породы (в) до и после кормления: 1 — бактерии, 2 — простейшие, 3 — общее количество микроорганизмов (Всероссийский НИИ животноводства им. академика Л.К. Эрнста, Московская обл., 2014-2015 годы).

Рис. 2. Содержание летучих жирных кислот (ммоль/100 мл) (1) и азота аммиака (мг%) (2) в рубцовой жидкости у чистопородных романовских овец (а) , гибридов F 3 романовской овцы и архара ( Ovis ammon polii ) (б) , гибридов F 3 романовской овцы и архара с баранами эдильбаевской породы (в) до и после кормления (Всероссийский НИИ животноводства им. академика Л.К. Эрнста, Московская обл., 2014-2015 годы).

ЛЖК — высокоценный энергопластический материал, из которого синтезируются липопротеиды и углеродные скелеты почти всех аминокислот (37). В наших опытах общее количество ЛЖК в рубцовой жидкости возрастало после кормления у всех животных (рис. 2). У гибридных животных по сравнению с чистопородными романовскими овцами концентрация этих метаболитов была выше до и после кормления соответственно на 26,1 и 12,0 % (p < 0,05) во II группе HYB1 и на 17,5 (p < 0,05) и 8,7 % (p < 0,05) в III группе, что свидетельствовало о более интенсивном гидролизе углеводов.

Использование крахмала и других легкоусвояемых углеводов в рубце — необходимое условие поддержания нормальной жизнедеятельности микрофлоры. Амилолитическая активность рубцовой жидкости обеспечивается микроорганизмами, а также наличием свободной амилазы (38). В группах HYB1 и HYB2 этот показатель был выше соответственно на 14,0

(p < 0,05) и 10,3 % по сравнению с таковым у ROM.

Важную роль в превращениях питательных веществ в рубце играет аммиак — конечный продукт распада белковых и небелковых азотистых соединений корма. Часть аммиака всасывается в кровь из пищеварительного тракта, что представляет собой бесполезную потерю азота, поскольку лишь малая его часть возвращается в рубец со слюной и через рубцовую стенку, а б о льшая — выделяется из организма с мочой (39, 40). В наших исследованиях (см. рис. 2) отмечалось снижение концентрации азота аммиака в рубцовой жидкости у гибридных животных до (p < 0,05) и после кормления по сравнению с контролем, а также более низкое количество мочевины в сыворотке крови (табл.), что может свидетельствовать о более эффективном использовании азота протеина микрофлорой рубца.

Концентрация метаболитов белкового и углеводно-липидного обмена в крови у чистопородных романовских овец и их гибридов с архаром ( Ovis ammon polii ) и баранами эдильбаевской породы ( M ± m , Всероссийский НИИ животноводства им. академика Л.К. Эрнста, Московская обл., 2014-2015 годы)

Показатель	Группа
	I ( n = 3)		II ( n = 3)		III ( n = 3)
	до кормления	после кормления	до кормления	после кормления	до кормления	после кормления
Общий белок, г/л	68,2±0,85	68,8±1,23	70,5±0,50*	70,7±0,54	68,6±1,06	69,4±1,49
Мочевина, ммоль/л	5,03±0,20	6,89±0,14	5,03±0,18	6,70±0,30	4,89±0,23	6,66±0,41
Креатинин, мкмоль/л	61,40±3,05	66,92±1,30	76,90±3,60*	78,11±0,70***	68,80±4,10	69,20±2,50
Альбумины, г/л	28,9±0,26	30,4±0,34	30,9±0,70*	32,5±0,43**	29,9±0,63	31,5±0,46
Глобулины, г/л	39,2±0,86	38,4±1,14	39,6±0,78	38,2±0,34	38,7±0,65	37,9±1,20
А/Г	0,74±0,02	0,79±0,02	0,78±0,02	0,85±0,01	0,77±0,01	0,83±0,02
АлАТ, МЕ/л	17,0±0,60	16,9±0,35	17,1±0,60	17,2±0,70	17,9±0,63	18,9±0,50*
АсАТ, МЕ/л	72,9±2,50	76,0±2,84	63,7±3,80	68,3±2,18	84,2±2,65*	84,8±3,60
Глюкоза, ммоль/л	4,56±0,07	4,85±0,08	4,83±0,09*	4,99±0,10	5,45±0,09***	5,63±0,04***
Холестерин, ммоль/л	1,64±0,04	1,54±0,04	1,44±0,04*	1,32±0,03**	1,37±0,04**	1,37±0,03*

П р и м еч а ни е. I группа — валухи романовской породы, II группа — гибриды F3 от скрещивания романовских маток с гибридом F2 романовской овцы и архара (12,5 % — архар, 87,5 % — романовская порода); III группа — гибриды F3 от скрещивания гибридов F2 романовской овцы и архара с баранами эдильбаевской породы (12,5 % — архар, 37,5 % — романовская порода, 50,0 % — эдильбаевская порода). Кровь для анализа брали за 1 ч до кормления и через 3 ч после кормления, А/Г — альбумино-глобу-линовый коэффициент, АлАТ — аланинаминотрансфераза, АсАТ — аспартатаминотрансфераза.

*, **, *** Различия с контролем (I группа) достоверны соответственно при p < 0,05, p < 0,01, p < 0,001.

Изменение направленности процессов преджелудочного пищеварения у животных в зависимости от происхождения сказывалось на переваривании разных питательных веществ корма. У HYB1 коэффициенты переваримости сухого вещества, органического вещества, сырого протеина, сырого жира, сырой клетчатки и безазотистых экстрактивных веществ были соответственно на 7,8; 5,3; 6,9; 3,8 (p < 0,05); 6,5 (p < 0,05) и 4,5 % выше по сравнению с таковыми у ROM. У HYB2 также отмечался рост этих показателей относительно контроля.

Исследованные нами группы характеризовались различиями в использовании питательных веществ рациона. Количество и процент переваренного и отложенного в теле азота у гибридных животных были выше, несмотря на некоторое увеличение его содержания в кале (III группа) и моче (II группа). Коэффициент использования азота в группе ROM (контроль) составил 27,9 %, что было на 8,9 и 8,5 % меньше, чем у животных HYB1 и HYB2. В крови у гибридных животных концентрация общего белка также повышалась, мочевины — снижалась, альбумино-глобулиновый коэффициент возрастал (см. табл.), что может свидетельствовать о более интенсивном белковом обмене.

У гибридных животных по сравнению с ROM достоверно увеличивалось содержание глюкозы в крови (см. табл.), что подтверждало факт более интенсивного поступления микробной биомассы из сложного же-504

0,22 (p < 0,05, p < 0,01) и 0,17-0,27 ммоль/л (p < 0,05, p < 0,01).

Рис. 3. Содержание (%) эритроцитов (1) , лейкоцитов (2) и гемоглобина (3) в крови у чистопородных романовских овец (график) , гибридов F 3 романовской овцы и архара ( Ovis ammon polii ) (а) , гибридов F 3 романовской овцы и архара с баранами эдильбаевской породы (б) после кормления (Всероссийский НИИ животноводства им. академика Л.К. Эрнста, Московская обл., 2014-2015 годы).

Азотистый обмен у животных HYB1 по сравнению с ROM характеризовался следующими особенностями: отмечалось некоторое увеличение количества общего белка (p < 0,05), альбуминов (p < 0,05, p < 0,01), уменьшение концентрации мочевины после кормления, повышение альбуми-но-глобулинового коэффициента. В крови животных HYB2 происходило снижение концентрации мочевины, а также некоторое повышение содержания альбуминов, значения альбумино-глобулинового коэффициента были выше, чем у романовских овец. Количе- ство креатинина (донора фосфорного остатка для АДФ, восстановление которого до АТФ повышает энергетический потенциал клеток) оказалось существенно больше у гибридных животных по сравнению с чистопород- ными. Значение этого показателя до и после кормления во II группе превысило контроль на 25,2 (p < 0,05) и 16,7 % (p < 0,001), в III группе — соответственно на 12,0 и 3,4 %.

В крови у гибридных животных отмечалось более высокое содержание эритроцитов (на 0,8-2,9 %) при снижении числа лейкоцитов на 21,8 % (p < 0,05) (рис. 3). У гибридов из III группы по сравнению с чистопородными аналогами количество гемоглобина также было повышено (на 9,6 %) (p < 0,01). Эти результаты косвенно отражают тот факт, что гибридизация оказала в целом благоприятное влияние на общее физиологи- ческое состояние животных.

Таким образом, у полученных гибридов домашней овцы и архара разной кровности (12,5 % — архар, 87,5 % — романовская порода; 12,5 % — архар, 37,5 % — романовская порода, 50,0 % — эдильбаевская порода) по сравнению с чистопородной романовской овцой возрастает интенсивность преджелудочного пищеварения, что выражается в повышении массы симбиотической микрофлоры, концентрации летучих жирных кислот и амилолитической активности в содержимом рубца. Как следствие, переваримость, использование питательных веществ, направленность белкового и углеводно-липидного обмена у гибридов и чистопородных аналогов также различаются. Учет выявленных особенностей и физиологических потребностей новых селекционных форм необходим для разработки норм и систем кормления, позволяющих эффективно реализовать их генетический потенциал продуктивности.