Email this article Reproductive qualities of samara-type cows of black-and-white breed of different lines depending on polymorphism of the kappa-casein gene
- Authors: Ershov R.O.1, Karamaev S.V.1, Karamaeva A.S.1, Bagautdinov A.M.2
-
Affiliations:
- Samara State Agrarian University
- Bashkir State Agrarian University
- Issue: Vol 8, No 2 (2023)
- Pages: 53-59
- Section: VETERINARY MEDICINE AND ZOOTECHNICS
- URL: https://bulletin.ssaa.ru/1997-3225/article/view/568200
- DOI: https://doi.org/10.55170/19973225_2023_8_2_53
- ID: 568200
Cite item
Full Text
Abstract
The purpose of the research is to improve the productive qualities and genealogical structure of the Samara-type herd of the black-and-white breed of cattle. The research material was Samara-type cows of a black-and-white breed of different genealogical lines. From deep-bed cows, 1-2 months before the third calving, three experimental groups of 75 heads each were formed: l – line Vis Back Idiala 0933122, ll – line Reflection Sovering 198998, lll – line Montvik Chieftain 95679. Polymorphic blood proteins, which are genetic markers associated with the dairy production of animals, are widely used in breeding work. Polymorphism of the kappa-casein gene was determined by polymerase chain reaction. According to the evaluation results, the animals of each line were divided into three subgroups in accordance with the polymorphism of the kappa-casein gene – genotypes AA, AB, BB. An indirect relationship between of the polymorphism of the kappa-casein gene and the reproductive qualities of cows has been established. The highest milk productivity was found in cows with the AA genotype, regardless of their lineage. The difference compared to the genotypes of AB and BB is respectively 7.0-10.6%. A high level of dairy productivity negatively affects the reproductive qualities of cows. It is noted that high-yielding cows often have a disproportion in the live weight of the mother and fetus. This leads to an increase in difficult calving by 13.9-26.0%. As a result of postpartum complications, the duration of the service period increases by 7.9-18.1%, the fertilization rate from the first insemination decreases by 4.9-25.8% and the insemination index increases by 6.3-39.2%. In order to level the problem, it is necessary to take into account their characteristics of stud bulls when selecting them.
Keywords
Full Text
Экономическая ситуация, которая сложилась в нашей стране после 1991 года, нанесла сильный ущерб, в первую очередь, сельскохозяйственному производству. Отказ от плановой экономики и переход к рыночным отношениям привели к банкротству и закрытию огромного числа животноводческих комплексов и ферм. Поголовье коров молочного и комбинированного направления продуктивности в зависимости от региона сократилось в 8-11 раз. В результате производство молока на душу населения снизилось, по сравнению с медицинскими нормами (365 кг в год), до 180-220 кг в год. Это отразилось и на производстве мяса-говядины, так как 97,5% этого продукта мы получаем за счет скота молочных и комбинированных пород. В России мяса всегда производили на 5-8% меньше медицинских корм (82 кг в год), сейчас дефицит производства составляет 18%, а говядины – 50% [1-5].
Для решения данной проблемы в России был разработан национальный проект «Развитие АПК». Реализация данного проекта предусматривает значительное увеличение удоев на основе интенсификации технологии производства молока. Так как традиционные методы селекции не позволяют быстро получить необходимые результаты, принято решение применять межпородное скрещивание с использованием лучшего мирового генофонда молочных пород скота. Это привело к тому, что масштабное прилитие крови импортного скота значительно изменило структуру стада наших отечественных пород. Основная проблема данного мероприятия заключается в том, что всякий живой организм, формируясь в определенных природно-климатических и кормовых условиях региона разведения, совершенно по-разному реагирует на их изменение. Установлено, что в результате скрещивания у помесных животных снижается воспроизводительная функция организма, ухудшается химический состав и технологические свойства молока, снижается иммунный статус и естественная резистентность к различным заболеваниям, значительно сокращается период продуктивного использования коров. Практика показывает, что до 30% коров после отела имеют проблему с задержанием последа, более 80% новотельных животных болеют различными формами эндометрита, от 16 до 30% коров выбывают из стада по причине заболевания органов воспроизводства [6-11]. Признак воспроизводительной способности животных является одним из основных в селекции крупного рогатого скота. При этом каждая популяция животных имеет свою генетическую структуру фенотипов, генотипов и частот полиморфных систем, на которую оказывают влияние направление отбора, линейная принадлежность, качество производителей, различия в плодовитости и жизнеспособности отдельных генотипов. Поэтому генетические маркеры, являясь составной частью генофонда популяции, дают ценную информацию об изменениях, происходящих в процессе селекции. В связи с этим изучение, насколько генеалогические группы животных (породы, типы, линии) отличаются по генетическим показателям и продуктивным качествам, является своевременным и актуальным [12-18].
Цель исследований – совершенствование продуктивных качеств и генеалогической структуры стада самарского типа черно-пестрой породы крупного рогатого скота.
Задачи исследований – изучить воспроизводительные качества коров самарского типа черно-пестрой породы разных генеалогических линий в зависимости от полиморфизма гена каппа-казеина.
Материал и методы исследований. Исследования проводили на животноводческом комплексе по производству молока СХП (колхоз) имени Куйбышева Самарской области. Материл исследований – коровы самарского типа черно-пестрой породы разных генеалогических линий. Из глубокостельных коров, за 1-2 месяца до третьего отела, были сформированы три опытные группы по 75 голов в каждой: l – линия Вис Бэк Айдиала 0933122, ll – линия Рефлекшен Соверинг 198998, lll – линия Монтвик Чифтейн 95679.
Полиморфизм гена каппа-казеина (CSN3) определяли методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) в условиях лаборатории ДНК-технологий ВНИИ племенного дела. По результатам оценки животных каждой линии делили на три подгруппы в соответствии с полиморфизмом гена каппа-казеина – генотипы АА, АВ, ВВ. Показатели, характеризующие воспроизводительные качества коров, оценивали по результатам зоотехнического и племенного учета по общепринятым методикам.
Результаты исследований. По данным ученых, нарушения воспроизводительной функции животных лишь на 10% обусловлены генетическими факторами, а на 90% – влиянием условий окружающей среды. Таким образом, принадлежность к генотипу по каппа-казеину не может быть фактором, напрямую влияющим на воспроизводительные качества коров. Но так как показатели воспроизводительной способности зависят от уровня молочной продуктивности коров, а величина удоя и качество молока находятся под контролем гена каппа-казеина, то в данном случае может прослеживаться косвенная взаимосвязь полиморфизма гена каппа-казеина с показателями воспроизводства животных (табл. 1-3) [8, 9, 14, 16, 18].
Результаты генотипирования коров по гену каппа-казеина показали, что в линии В.Б. Айдиала генотип АА имели 45,4% животных, генотип АВ – 50,6%, ВВ – 4,0%, в линии Р. Соверинг, соответственно 33,3; 57,3; 9,4%, в линии М. Чифтейн – 37,3; 56,0; 6,7%. Установлено, что самые крупные коровы были в линии В.Б. Айдиала. При этом животные внутри линии существенно различались по живой массе в зависимости от генотипа по каппа-казеину. Во всех трех линиях самые крупные коровы относились к генотипу АА. Разница по сравнению с генотипами АВ и ВВ составила в линии В.Б. Айдиала соответственно 15 кг (2,4%) и 21 кг (3,3%; Р<0,05), в линии Р. Соверинг – 11 кг (1,8%) и 16 кг (2,6%), в линии М. Чифтейн – 11 кг (1,7%) и 22 кг (3,6%; Р<0,05). У телят, родившихся от коров соответствующих генотипов, тенденция по распределению живой массы сохранилась. В результате того, что у коров, имеющих в генотипе по каппа-казеину аллель А, телята рождались сравнительно крупнее своих сверстников, их относительная масса (к живой массе матери) была также больше.
Таблица 1. Воспроизводительные способности коров линии В.Б. Айдиала в зависимости от полиморфизма гена каппа-казеина
Показатель | Генотип | ||
АА | АВ | ВВ | |
Поголовье коров | 34 | 38 | 3 |
Живая масса коров, кг | 649±8,2 | 634±7,5 | 628±6,7 |
Живая масса приплода, кг | 45,9±0,4 | 43,6±0,3 | 41,5±0,5 |
Масса плода относительно живой массы матери, % | 7,1±0,02 | 6,9±0,03 | 6,6±0,02 |
Отелы с осложнениями, % | 59,3 | 40,6 | 33,3 |
Индифференс-период, дней | 108,5±4,6 | 93,8±5,1 | 86,4±4,7 |
Сервис-период, дней | 156,2±6,3 | 144,7±7,0 | 138,6±5,8 |
Осеменено коров, гол. | 27 | 32 | 3 |
Общая оплодотворяемость, % | 79,4 | 84,2 | 100,0 |
в т.ч. от 1-го осеменения, % | 48,2 | 53,1 | 66,7 |
от 2-го осеменения, % | 33,3 | 34,4 | 33,3 |
от 3-го осеменения, % | 18,5 | 12,5 | - |
Индекс осеменения | 1,82±0,05 | 1,63±0,04 | 1,33±0,04 |
Продолжительность беременности, дней | 281,8±3,2 | 284,2±4,6 | 283,5±3,9 |
Межотельный период, дней | 438,0±5,6 | 428,9±6,3 | 422,1±5,4 |
Удой за лактацию, кг | 9287±142,3 | 8395±108,7 | 8514±123,4 |
Известно, что если относительная масса плода более 6,5%, то число трудных отелов значительно увеличивается, при относительной массе плода более 7,0% практически все отелы проходят с осложнениями. Поэтому при относительной массе плода 7,1% количество отелов с осложнениями составило 59,3% от числа отелившихся коров, при относительной массе плода 6,8-6,9% количество трудных отелов было в пределах 36,4-41,7%.
Самая высокая масса плода относительно живой массы матери (7,1%) была у коров линии В.Б. Айдиал с генотипом АА, а самая низкая масса плода относительно живой массы матери была у коров линии Р. Соверинг (6,4%) с генотипом ВВ и линии М. Чифтейн (6,5%) с генотипами АВ и ВВ.
Таблица 2. Воспроизводительные способности коров линии Р. Соверинг в зависимости от полиморфизма гена каппа-казеина
Показатель | Генотип | ||
АА | АВ | ВВ | |
Поголовье коров | 25 | 43 | 7 |
Живая масса коров, кг | 637±7,1 | 626±6,5 | 621±5,6 |
Живая масса приплода, кг | 43,5±0,6 | 41,3±0,4 | 39,8±0,5 |
Масса плода относительно живой массы матери, % | 6,8±0,03 | 6,6±0,04 | 6,4±0,03 |
Отелы с осложнениями, % | 36,4 | 22,5 | - |
Индифференс-период, дней | 89,7±4,6 | 76,9±4,1 | 72,3±4,8 |
Сервис-период, дней | 139,8±6,2 | 124,7±5,3 | 118,4±5,6 |
Осеменено коров, гол. | 22 | 40 | 7 |
Общая оплодотворяемость, % | 88,0 | 93,0 | 100,0 |
в т.ч. от 1-го осеменения, % | 54,5 | 62,5 | 71,4 |
от 2-го осеменения, % | 27,3 | 22,5 | 28,6 |
от 3-го осеменения, % | 18,2 | 15,0 | - |
Индекс осеменения | 1,68±0,03 | 1,58±0,04 | 1,29±0,03 |
Продолжительность беременности, дней | 283,4±4,3 | 282,5±3,7 | 284,3±3,4 |
Межотельный период, дней | 423,2±5,9 | 407,2±6,2 | 402,7±4,8 |
Удой за лактацию, кг | 8739±134,5 | 7947±118,3 | 8165±113,9 |
Таблица 3. Воспроизводительные способности коров линии М. Чифтейн в зависимости от полиморфизма гена каппа-казеина
Показатель | Генотип | ||
АА | АВ | ВВ | |
Поголовье коров | 28 | 42 | 5 |
Живая масса коров, кг | 640±7,6 | 629±5,8 | 618±6,3 |
Живая масса приплода, кг | 43,9±0,8 | 40,8±0,5 | 40,2±0,5 |
Масса плода относительно живой массы матери, % | 6,9±0,03 | 6,5±0,03 | 6,5±0,02 |
Отелы с осложнениями, % | 41,7 | 21,1 | - |
Индифференс-период, дней | 86,2±5,3 | 73,5±3,9 | 68,7±4,2 |
Сервис-период, дней | 134,5±5,9 | 122,3±5,0 | 115,9±4,6 |
Осеменено коров, гол. | 24 | 38 | 5 |
Общая оплодотворяемость, % | 85,7 | 90,5 | 100,0 |
в т.ч. от 1-го осеменения, % | 54,2 | 60,5 | 80,0 |
от 2-го осеменения, % | 25,0 | 23,7 | 20,0 |
от 3-го осеменения, % | 20,8 | 15,8 | - |
Индекс осеменения | 1,67±0,04 | 1,50±0,04 | 1,20±0,05 |
Продолжительность беременности, дней | 282,6±3,8 | 283,4±3,2 | 282,3±4,1 |
Межотельный период, дней | 417,1±6,4 | 405,7±6,9 | 398,2±5,7 |
Удой за лактацию, кг | 8821±129,8 | 8116±104,9 | 7983±98,7 |
Отелы с осложнениями в большинстве случаев приводят к послеродовым осложнениям. Время на устранение данных последствий является причиной удлинения индифференс-периода и сервис-периода. Независимо от породной принадлежности, самые длинные сервис-периоды были у коров с генотипом АА, а самые короткие – с генотипом ВВ. Разница по сравнению с генотипами АВ и ВВ составила у коров линии В.Б. Айдиала, соответственно, 11,5 дн. (7,9%) и 17,6 дн. (12,7%; Р<0,05), линии Р. Соверинг – 15,1 дн. (12,1%) и 21,4 дн. (18,1%; Р<0,05), линии М. Чифтейн – 12,2 дн. (10,0%) и 18,6 дн. (16,0%; Р<0,05).
В результате послеродовых осложнений значительно снижается оплодотворяемость коров. Это, в свою очередь, приводит к увеличению числа осеменений на одно оплодотворение. В связи с этим индекс осеменения коров линии В.Б. Айдиала с генотипом АА был выше по сравнению со сверстницами генотипов АВ и ВВ, соответственно, на 0,19 (11,7%; Р<0,01) и 0,49 (36,8%; Р<0,001), линии Р. Соверинг – на 0,10 (6,3%; Р<0,05) и 0,39 (30,2%; Р<0,001), линии М. Чифтейн – на 0,17 (11,3%; Р<0,01) и 0,17 (39,2%; Р<0,001).
Заключение. Изучение живой массы матери и новорожденных телят позволило выявить диспропорцию в их развитии, что приводит к увеличению относительной массы плода и увеличению числа отелов с осложнениями. Самые крупные телята рождались у коров с генотипом АА. В результате послеродовых осложнений увеличивается продолжительность сервис-периода, снижается оплодотворяемость от первого осеменения и, как следствие, увеличивается индекс осеменения. Для нивелирования проблемы необходимо при подборе быков-производителей учитывать их характеристику по крупноплодию.
About the authors
Roman O. Ershov
Samara State Agrarian University
Email: erhovvv@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4679-7823
Graduate student
Russian Federation, Ust-KinelskySergey V. Karamaev
Samara State Agrarian University
Author for correspondence.
Email: KaramaevSV@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2930-6129
Doctor of agricultural Sciences, Professor
Russian Federation, Ust-KinelskyAnna S. Karamaeva
Samara State Agrarian University
Email: annakaramaeva@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-0131-5042
Candidate of Biological Sciences, Associate Professor
Russian Federation, Ust-KinelskyAidar M. Bagautdinov
Bashkir State Agrarian University
Email: bam0101@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0001-7137-725X
Doctor of Veterinary Sciences, Professor
Russian Federation, UfaReferences
- Abramova, N. I. (2016). Improving the genealogical structure of the black-and-white cattle population of breeding farms of the Vologda region. Zootekhniya (Zootechniya), 6, 2–4 (in Russ.).
- Gubaidullin, N., Tagirov, H. & Iskhakov, R. (2011). Productive qualities of purebred and porcine bulls. Molochnoe i miasnoe skotovodstvo (Dairy and Beef Cattle Farming), Special issue. 25–26 (in Russ.).
- Dunin, I. M., Lozovaya, G. S. & Adzhibekov, K. K. (2016). The red-mottled breed of cattle, its range and use for milk production in the Russian Federation. Zootekhniya (Zootechniya), 2, 2–4 (in Russ.).
- Dunin, I. M., Adzhibekov, K. K. & Adzhibekov, V. K. (2017). Competitiveness of red-mottled cows with the main dairy breeds of the Russian Federation. Zootekhniya (Zootechniya), 2, 19–21 (in Russ.).
- Kitaev, E. A., Bakaeva, L. N., Karamaev, S. V. & Valitov, H. Z. (2009). The influence of fatness of cows on their reproductive qualities and milk productivity. Izvestiia Samarskoi gosudarstvennoi selskokhoziaistvennoi akademii (Bulletin Samara state agricultural academy), 1, 77–81 (in Russ.).
- Dunin, I. M., Kertiev, R. M. & Kalashnikova, L. A. (2015). The program of breeding and perfection of cat-tle of the Kholmogorsky breed for 2016-2020 period. Moscow: All-Russian Research Institute of Breeding (in Russ.).
- Dunin, M. I., Moroz, T. A. & Matveeva, E. A. (2017). Influence of organic iodine preparations on bio-chemical blood parameters and reproduction in cows. Zootekhniya (Zootechniya), 2, 17–19 (in Russ.).
- Erokhin, A. S., Moroz, T. A. & Matveeva, E. A. (2016). Improvement of fertilization of cows and heifers with synchronized estrus using oral gestagenic drug Melen-Pro. Zootekhniya (Zootechniya), 2, 31–32 (in Russ.).
- Karamaev, S. V., Bakaeva, L. N., Karamaeva, A. S., Soboleva, N. V. & Karamaev, V. S. (2018). Breed-ing of Holstein cattle in the Middle Volga region. Kinel: PC Samara State Agricultural Academy (in Russ.).
- Kuznetsov, V. M. (2013). Line breeding and Holstein breeding: assessment methods, state and pro-spects. Problemy biologii produktivnykh zhivotnykh (Problems of productive animals biology), 3, 25–79 (in Russ.).
- Prozherin, V. P., Yaluga, V. L. & Kalashnikova, L. A. (2016). Problems of preserving the gene pool of natural breeds of dairy cattle. Zootekhniya (Zootechniya), 9, 2–4 (in Russ.).
- Volokhov, I. M., Kalashnikova, L. A. & Pashchenko, O. V. (2013). Using DNA diagnostics to improve the quality of milk and dairy products of red-mottled cattle. Moscow: All-Russian Research Institute of Breed-ing (in Russ.).
- Dudorov, S. V., Kitaev, E. A., Karamaev, S. V. & Soboleva, N. V. (2008). Features of lactation of black-and-white cows of different genotypes. Zootekhniya (Zootechniya), 5, 16–20 (in Russ.).
- Eremina, I. Y. (2016). Retrospective analysis of phylogeny in the formation of the uterine subpopulation of Holstein dairy cattle of the Krasnoyarsk Territory. Vestnik Omskogo gosudarstvennogo agrarnogo uni-versiteta (Bulletin of Omsk State Agrarian University), 22(2), 100–108 (in Russ.).
- Efremov, A. A., Karamaev, S. V. & Soboleva, N. V. (2011). Technological milk properties of different genotypes cows according to kappa-casein. Izvestiia Orenburgskogo GAU (Izvestia Orenburg SAU), 32(4), 157–160 (in Russ.).
- Ryzhova, N. G. (2016). Features of the genetic structure of animals of the red-mottled breed according to polymorphic blood proteins. Zootekhniya (Zootechniya), 2, 7–9 (in Russ.).
- Soboleva, N. V., Karamaev, S. V. & Efremov, A. A. (2010). Technological milk properties of different breeds cows depending on the number of somatic cells. Izvestiia Orenburgskogo GAU (Izvestia Orenburg SAU), 28(4), 112–114 (in Russ.).
- Shaidullin, R. R. & Ganiev, A. S. (2017). Complex effect of polymorphism of CSN3 and DGATI genes on milk productivity of black-and-white cattle. Vestnik Uliianovskoi gosudarstvennoi seliskokhoziaistvennoi akademii (Vestnik of Ulyanovsk state agricultural academy), 37(1), 156–159 (in Russ.).
Supplementary files
