Прогнозирование молочной продуктивности крупного рогатого скота по активности ферментов крови (обзор)

В настоящее время разработаны эффективные приемы селекции животных по биохимической индивидуальности особей. Эти методы позволяют отбирать среди лучших фенотипов лучшие генотипы уже на ранних стадиях развития, что может быть использовано в качестве дополнительных критериев к сложившимся в зоотехнической практике методам и приемам селекции и разведения молочного скота. Как известно, продуктивность животных обусловлена интенсивностью обменных процессов, и в этом отношении значительный интерес представляют ферменты крови (1). Показано, что действие генов во многих случаях осуществляется через посредство ферментов.

По данным проведенного нами корреляционного анализа содержания ферментов в сыворотке крови коров плановых пород Северо-Запада Российской Федерации, взаимосвязь по активности аланинтрансферазы (АЛТ), аспартаттрансферазы (АСТ), щелочной фосфатазы и амилазы между полусестрами по отцу составляет соответственно 0,27; 0,40; 0,45 и 0,21, что отражает средний и высокий уровень наследуемости этих показателей у взрослых животных. У телок аналогичная взаимосвязь между ферментами сыворотки крови, во-первых, была очень высокой, а во-вторых, находилась в прямой зависимости от молочной продуктивности животных по первой лактации. Следовательно, активность ферментов сыворотки крови может служить тестом при отборе животных по генотипу.

Наследственную информацию, закодированную в генах, можно рассматривать в качестве программы, определяющей структуру ферментов и других белков, синтезирующихся в организме животных, что отражает генотипические особенности последних. Более того, физиологические и продуктивные признаки или же отклонения в виде тех или иных аномалий определяются различиями в синтезе ферментов, белков и других биологически активных веществ, а генетические системы контролируют пути метаболизма (2). Так, при образовании молока фазы секреторного цикла клеток альвеолярного эпителия катализируют оксидоредуктазы и фосфатазы, обеспечивающие последний энергией и осуществляющие транспортирование сырья и секрета. В целом же процессы образования молока регулируются нейрогуморальными факторами.

Метаболический профиль крови можно рассматривать как объективный критерий оценки эффективности гибридизации, а также степени адаптации животных к условиям промышленной технологии (3). Многие исследователи предполагают возможность корреляционной взаимосвязи между продуктивностью животных и активностью ферментативных систем. Однако имеющиеся экспериментальные данные по этой проблеме разрознены, отрывочны и зачастую носят противоречивый характер. Коэффициент корреляции ( r ) между активностью ферментов переаминирования (катализируют перенос аминогрупп с аминокислоты на кетокислоту и имеют в качестве активной простетической группы производное витамина В₆ — фосфопиридоксаль) и надоем молока у лактирующих коров составляет по разным данным 0,26-0,90. Выявленные различия по активности этих ферментов определяются характером обменных процессов, протекающих с неодинаковой интенсивностью у коров с разной молочной продуктивностью (4).

В целом между биохимическими показателями ферментов сыворотки крови животных и молочной продуктивностью наблюдаются положительные корреляции, однако объективно судить о взаимосвязи между этими признаками можно лишь на основании ряда факторов — физиологических показателей, сезона года, условий кормления и содержания (5-7). Например, показано, что тип конституции и индивидуальные различия по биохимическим показателям оказывают существенное влияние на характер этой взаимосвязи (8, 9). Коэффициент корреляции между активностью глутаминтранспептидазы, альдолазы и щелочной фосфатазы, с одной стороны, и молочной продуктивностью, с другой, составляет 0,23-0,27 (10). Напротив, активность а -гидроксибутиратдегидрогеназы ( а -ГБДГ), аланинтранспептидазы (АЛП) и лактатдегидрогеназы (ЛДГ) значительно уменьшается при увеличении надоев молока и стабилизируется, когда продуктивность животных снижается (11). Активность каталазы крови отрицательно коррелирует с надоем ( r = -0,24 + -0,35) и положительно — с содержанием жира в молоке ( r = 0,12 + 0,48) (8). Сравнение динамики этих показателей позволяет охарактеризовать окислительные процессы в организме: спад активности каталазы в последние месяцы перед запуском коров связан с повышением в дальнейшем продуктивности.

По данным электрофоретического анализа наследования уридинмонофос-фатсинтазы, участвующей в синтезе ДНК и РНК, молочная продуктивность за лактацию у коров, гетерозиготных по этому ферменту, оказалась на 7,5 % выше, чем у доминантных гомозиготных особей (13). Наблюдаемые у животных различия при электрофорезе ферментов крови связаны с преобразованием генетико-биохимических систем адаптации, контролирующих связи между внутренней и внешней средой организма.

На коровах голштинской и черно-пестрой пород, в том числе наследственно сходных особях, показано, что эффективность отбора по концентрации в сыворотке крови различных ферментов (АЛТ, АСТ, щелочной фосфатазы и амилазы) существенно возрастает в случае их суммарного действия (14, 15). Функциональные биохимические блоки, степень их комплементарного взаимодействия и интеграции в сложные системы жизнеобеспечения определяют молочную продуктивность каждого животного в сложившихся условиях содержания (16).

В настоящее время накоплено достаточно много данных о возможности раннего прогнозирования продуктивности молочного скота (15, 17-26). При этом селекция животных по нескольким метаболитам крови оказалась эффективнее, чем по родословной. Отмечено, что эффективность отбора телок черно-пестрой и голштинской пород с учетом активности АСТ в сыворотке крови в период лактации составляет по надою за 305 сут первой лактации 27-39 % от таковой по продуктивности; при одновременном отборе животных как по активности аспартаттрансферазы, так и по родословной эффективность селекции значительно возрастает (20). Отбор молодняка в раннем возрасте по четырем-шести биохимическим показателям крови эффективнее, чем селекция по происхождению, а отбор в возрасте 6-9 мес по одному из показателей неэффективен.

Высокая эффективность отбора по нескольким показателям объясняется тем, что функции, которые выполняют различные компоненты крови в организме, обеспечивая нормальное течение обменных процессов и функционирование всех органов и систем, изменяются неадекватно изменению какого-либо из показателей продуктивности (2).

С активностью ферментов крови связаны и параметры развития животных. Так, выявлена положительная взаимосвязь между активностью АЛТ, АСТ, каталазы и интенсивностью роста (живой массой) молодняка в онтогенезе — r = 0,37 + 0,64, причем более тесная корреляция отмечена у помесных животных. В возрасте до 6 мес можно успешно прогнозировать интенсивность роста по ферментному профилю крови, так как у растущего молодняка активность энзимов наиболее высокая, например, тесная взаимосвязь между активностью ферментов переаминирования (АЛТ и АСТ) и живой массой выявлена у бычков мясных пород (21-26).

Таким образом, продуктивность крупного рогатого скота тесно связана с показателями ферментов крови. У молодняка на раннем этапе онтогенеза с учетом биохимической индивидуальности возможен успешный прогноз будущей продуктивности. Метаболиты при использовании их в качестве возможных тестов при селекции животных должны соответствовать следующим требованиям (2): генетическая обусловленность и непосредственное участие в синтезе; относительно невысокая изменчивость; высокая наследуемость и возрастная повторяемость в процессе онтогенеза; достоверная корреляционная связь между показателями исследуемого метаболита и продуктивности.

Л И Т Е Р А Т У Р А

• 1.    П е р е в е р з е в Д.Б., М е щ е р я к о в Р.К. Биохимические показатели крови холмогорских и хол-могор х голштинских телок. В сб.: Селекция, кормление, содержание сельскохозяйственных животных и технология производства продуктов животноводства. Тр. ВНИИплем. М., 1998: 49-52.

• 2.    Ж е б р о в с к и й Л.С., К о м и с с а р е н к о А.Д., М и т ю т ь к о В.Е. Прогнозирование молочной продуктивности крупного рогатого скота. Л., 1980.

• 3.    Л е б е н г а р ц Я.З. Динамика обмена веществ и продуктивность холмогорского помесного (холмогорская х голштино-фризская) крупного рогатого скота. Вест. с.-х. науки, 1985, 10: 113-120.

• 4.    Е л е ц к а я Ж.Я. Связь ферментов сыворотки крови коров с молочной продуктивностью. В сб.: Генетика и селекция животных на Дону. Ростов-на-Дону, 1987: 30-33.

• 5.    Б е р е з к и н а Л.М., П о п о в а Ю.П. Связь биохимических показателей крови у коров с молочной продуктивностью. В сб.: Использование интерьерных показателей в селекционно-племенной работе. Тр. ВНИИРГЖ. Л., 1982: 13-17.

• 6.    К а р ы б а е в Д.К., К а ц о в а Л.Б., Т у л е б а е в Б. Физиолого-биохимический статус алатаусских коров в связи с уровнем секреции молока. Мат. VIII Всес. cимп. по физиологии и биохимии лактации, посвященного 100-летию со дня рождения проф. Г.И. Азимова. М., 1990, 1: 76-77.

• 7.    Т ю т ю н н и к о в А.В. Активность ферментов аспартат- и аланинаминотрансферазного локусов в связи с молочностью и жирномолочностью коров. Науч. тр. Калужского филиала МСХА им. К.А. Тимирязева. Калуга, 1993, 1: 114-119.

• 8.    Т о г о н и д з е Т.М. Взаимосвязь биохимических показателей крови с молочной продуктивностью у коров разных типов конституции. В сб.: Использование интерьерных показателей в селекционноплеменной работе. Л., 1982: 18-23.

• 9.    Р е д ь к и н П.С., А л е к с а н д р о в а Г.М., В с я к и х А.С. Динамика активности МДГ, ЛДГ и их множественных форм в онтогенезе коров костромской породы. Тез. докл. Всес. симп. (26-28 сентября 1989 г.). Киев, 1989: 126.

• 10.    B u l l a J., C i b u l a M., S a r v a s o v a E. Aktivita enzymo v a koncetracia metabolitov v krvi dojnic slovenskeho strakateho a ayrshirskeho plemena. Ved. Prace Vysk. Ustavu Zivocisnej Vyroby c Nitre, 1984, 21: 117-124.

• 11.    T i m e t D., E m a n o v i c D., H e r a k M. Aktivnosti nekih enzima u krivi krava u laktaciji kao poka-zatlji stanja u njihavu metabolizmu. Izvjesca sa 10 Znastvene konf. Veterinarska medicina i biotehnika. Zagreb, 1985: 83-85.

• 12.    Г и р н ю с Б. Биохимические показатели коров различного генотипа и их взаимосвязь с молочной продуктивностью. Тр. Литовского НИИ ветеринарии и Литовской ветеринарной академии. Вильнюс, 1986, 10: 65-70.

• 13.    S h a n k s R.D., R o b i n s o n I.L., H e a l e y M.H. Productive and reproductuve perfomance of cattle heterozygous for deficiency of uridine monophosphate synthase. 3 World congr. on genetics applied to livestock production. USA, Lincoln, 1986, II: 78-83.

• 14.    К у д р и н А.Г. Эффект отбора высокопродуктивных голштинских коров по ферментным тестам крови. Докл. РАСХН, 2001, 1: 38-39.

• 15.    К у д р и н А.Г. Ферменты сыворотки крови как прогнозирующий фактор продуктивности у коров. С.-х. биол., 2001, 4: 45-49.

• 16.    Д м и т р и е в В.Б., Б о й к о в Ю.В., Р е ш е т о в а Т.В. Стратегия отбора в молочном скотоводстве. В сб.: Современные методы повышения продуктивности сельскохозяйственных животных. Науч. тр. ВНИИГРЖ. СПб, 2001: 83-89.

• 17.    Д у н и н И.М., Л е б е н г а р ц Я.З., А д ж у б е к о в К.К. Генотипическая и возрастная изменчивость ферментов сыворотки крови молочного скота различных экологических зон. В сб.: Молекулярно-генетические маркеры животных. Киев, 1994: 16-17.

• 18.    Т о р е х а н о в А.А., К о н о п е л ь к о Ю.В., М а р к и н Ю.В. Динамика метаболических процессов и молочная продуктивность коров различного генотипа при воздействии биосинтетического соматотропина. С.-х. биол., 1993, 2: 98-103.

• 19.    В о л о х о в И.М., П а щ е н к о О.В. Прогнозирование молочной продуктивности в раннем возрасте. В сб.: Новое в технологии производства и переработки продукции животноводства. Волгоград, 1996: 57-58.

• 20.    К у д р и н А.Г. Фермент АСТ сыворотки крови как признак селекции. Молочное и мясное скотоводство, 2001, 4: 24-25.

• 21.    В о л о х о в И.М. Биологические и продуктивные особенности голштинизированного скота Нижнего Поволжья. Автореф. докт. дис. Лесные Поляны, 1997.

• 22.    К о с и л о в В.И., К а д ы ш е в а М.Д. Динамика активности аминотрансфераз сыворотки крови чистопородных и помесных бычков и ее связь с мясной продуктивностью. Бюл. ВНИИФБиП сельскоxозяйственных животных. Боровск, 1983, 3 (71): 24-27.

• 23.    Р о д и о н о в а Г.Б., З а д н е п р я н с к и й И.П. Взаимосвязь биохимических показателей крови с уровнем продуктивности животных. В сб.: Основные направления в селекции скота мясных пород. Науч. тр. ВНИИ мясного скотоводства. Оренбург, 1983: 50-52.

• 24.    Р о н ж и н а Т.Г. Возрастная динамика активности аминотрансфераз в сыворотке крови и ее связь с живой массой бычков герефордской породы. В сб.: Совершенствование существующих и создание новых пород и типов мясного скота. Науч. тр. ВНИИ мясного скотоводства. Оренбург, 1985: 83-85.

• 25.    У с а ч е в В.Н., О р т и н с к а я Г.О., Б ы к о в ч е н к о Ю.Г. Изменчивость, взаимосвязь и наследуемость ферментов переаминирования в сыворотке крови черно-пестрых бычков различных генотипов. Тр. Киргизского НИИ животноводства. Фрунзе, 1990, 42: 53-57.

• 26.    З а д н е п р я н с к и й И.П., Р о д и о н о в а Г.Б. Особенности белково-углеводного обмена у бычков мясных пород. Зоотехния, 1997, 8: 17-19.

Вологодская государственная молочнохозяйственная академия им. Н.В. Верещагина, 160555, Вологодская обл., пос. Молочное, ул. Шмидта, 2