Способ отбора бычков мясных пород с высоким потенциалом весового роста по элементному составу шерсти
Владельцы патента RU 2722045:
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук" (RU)
Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ отбора бычков мясных пород с высоким потенциалом весового роста по элементному составу шерсти, включающий настриг образца шерсти массой не менее 0,4 г с верхней части холки в 8-месячном возрасте с дальнейшей оценкой концентраций Al, Pb, I и Se методами атомно-эмиссионной и масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой и отличающийся тем, что в качестве критерия для оценки интенсивности роста используется коэффициент токсичной нагрузки, который рассчитывается по формуле где К - коэффициент токсичной нагрузки, ед., Аl - количество алюминия в шерсти с холки, ммоль/кг, Рb - количество свинца в шерсти с холки, ммоль/кг, Se - количество селена в шерсти с холки, ммоль/кг, I - количество йода в шерсти с холки, ммоль/кг, при значении коэффициента токсичной нагрузки ниже 634 ед. бычков относят к группе животных с высоким потенциалом весового роста, при значении коэффициента 634,1-1804,9 ед. бычков относят к группе со средним и при выше 1805 ед. бычков относят к группе с низким потенциалом весового роста. Изобретение позволяет оценить генетический потенциал продуктивности бычков и может быть использовано для выявления высокопродуктивных бычков для откорма. 2 табл.
Изобретение относится к областям животноводства, физиологии сельскохозяйственных животных, а именно к способам, направленным на раннюю оценку генетического потенциала продуктивности бычков, и может быть использовано для выявления высокопродуктивных бычков для откорма.
Способ заключается в том, что в качестве оценки продуктивных качеств бычков предлагается определение в шерсти концентраций алюминия (Аl), свинеца (Рb), йода (I) и селена (Se) на основании которых рассчитывается коэффициент токсичной нагрузки.
Роль химических элементов в функционировании живого организма не вызывают сомнения, доказано их участие в большинстве биохимических процессов и разнообразных функциях. При этом каждый макро- или микроэлемент характеризуется определенным оптимальным диапазоном содержания в организме. Отклонения в концентрации химических элементов способны привести к возникновению реакций различной степени выраженности, физиологическим изменениям в пределах обычной регуляции, значительным нарушениям метаболизма и специфическим заболеваниям [1].
Воздействие токсичных микроэлементов вызывает широкий спектр неблагоприятных последствий для здоровья животных приводя к снижению продуктивных и репродуктивных качеств и др. [2,3].
В связи с этим оценка элементного статуса крупного рогатого скота по перечню элементов дает исчерпывающую оценку состояния обмена веществ. Это становится возможным через исследования минерального состава биосубстратов, в числе которых все более широко рассматривается шерсть. Это определяется как тесной связью между концентрацией микроэлементов в шерсти и крови крупного рогатого скота [4,5]. Так и информативностью шерсти коров в качестве долгосрочного параметра для оценки состояния минерального обмена [6,7].
В связи с чем перспективными представляются исследования по созданию способа отбора бычков с высоким потенциалом весового роста по концентрации химических элементов в шерсти для откорма.
Известен способ выявления бычков с высоким ростовым потенциалом [8]. Ростовой потенциал у 2-х месячных бычков определяют путем определения исходной концентрации в крови глюкозы и инсулина с последующим введением в организм глюкозы с кормом и повторным определением концентрации глюкозы и инсулина.
Известен способ оценки энергии роста телят по физиологическому показателю [9]. Способ заключается в измерении биоэлектрических потенциалов в биологически активных центрах находят среднюю его величину и при значении более 48 мкА констатируют высокую энергию роста телят.
Однако упомянутые способы прогнозирования продуктивности отличаются длительностью исполнения, трудоемкостью, а также сложностью организации осуществления способа.
Известен способ прогнозирования мясной продуктивности у бычков [10] включающий определение основных показателей белкового обмена в организме животных на основе концентраций альбуминов, глобулинов, аминотрансфераз, производят расчет индекса роста (ИР) по формуле, при значении 0,78-0,86 среднесуточные приросты живой массы животных будут более 800 г, а при значении индекса роста 1,12-1,27 - менее 800 г.
Недостатком данного способа является невозможность оценить животных до месячного возраста, не определены нормы для высокопродуктивных животных (1000 г и выше), индекс ИР не перекрывает значения с 0,87 до 1,11, неясно при получении таких цифр в какую группу относить бычков.
Известен способ выявления телят с высоким потенциалом роста [11] включающий изолированное содержание телят в индивидуальных клетках, специально оборудованном корпусе с оптимальным микроклиматом. Определение будущей продуктивности телят идет по скорости потребления молока, в течение 2 недель после полной адаптации к самостоятельному потреблению молока, при скорости потребления выше 4 кг/мин телят относят к высокопродуктивным, а ниже 2 кг/мин - к низкопродуктивным, с низким потенциалом роста.
Недостатком данного способа является затруднительность создания «идеального» микроклимата, особенно в летние периоды: июнь, июль, зимние: декабрь, январь месяцы, длительность проведения наблюдения (в течении 2-х недель). При реализации способа животные делятся на 2 группы потреблявшие выше 4 кг/мин и менее 2 кг/мин, нет группы животных потреблявших от 2 до 4 кг/мин, неясна и их продуктивность.
Известен способ отбора бычков с высоким потенциалом роста по элементному составу шерсти [12], включающий определение концентрации химических элементов: кальция, цинка, меди и марганца, у бычков соответственно с концентрацией мкг/г: 1821,4 - 2235,0, 78,2 - 93,6, 4,0 - 4,7 и 29,5 - 37,8, при этом планируемая оценка продуктивности по среднесуточному приросту составляет 700-800 г и достоверна на 95%; при концентрации мкг/г: 2235,1 - 2627,6, 93,7 - 104,3, 4,8 - 5,3, 37,9 - 46,4, планируемая оценка продуктивности на уровне 801-900 г и достоверна на 97%; при концентрации мкг/г: 2627,7 - 3053,0, 104,4 - 114,6, 5,4 - 6,3, 46,5 - 54,2, планируемая оценка продуктивности на уровне 901 и более грамм и достоверна на 97%. Недостатками данного способа является то, что интенсивность роста оценивается только до 8 месячного возраста, неясно какую интенсивность роста будут проявлять животные после 8 месяцев. Не оценивается уровень токсичной нагрузки у бычков, хотя из литературных источников известно, что высокий уровень токсичных химических элементов в организме сельскохозяйственных животных приводит к снижению эффективности обмена веществ и падению продуктивности [3,13,14].
Заявленный нами способ соответствует условию патентоспособности изобретения «новизна». Анализ прототипа [12] и других способов в данной области не выявил в них признаки сходные с заявляемым решением, что позволяет сделать вывод о соответствии условию «изобретательский уровень». Изобретение является применимым, так как оно может использоваться в животноводстве при выявлении бычков с высоким потенциалом весового роста после отъема их от матерей для постановки на откормочные предприятия.
Цель изобретения - создание способа отбора бычков с высоким потенциалом весового роста по результатам определения уровня содержания химических элементов в шерсти.
Способ был реализован следующим образом.
Экспериментальная часть работы выполнялась на клинически здоровых бычках калмыцкой породы (n=60), находящихся на откормочной площадке разводимых в условиях одной биогеохимической провинции (СПК-колхоз «Красногорский» Оренбургская область)
Весовой рост с 11 до 12 месяцев изучали путем индивидуальных взвешиваний. Расчетным методом определяли абсолютный и среднесуточный приросты.
У данных животных был произведен отбор проб шерсти с верхней части холки в 12 месячном возрасте в количестве не менее 0,4 г. [15].
Элементный состав биосубстратов исследовали в лаборатории АНО «Центра биотической медицины» г. Москва (регистрационный номер в государственном реестре - Росс. RU 0001. 513118 от 29 мая 2003; Registration Certificate of ISO 9001: 2000, Number 4017-5.04.06) пo 25 химическим элементам. Точность определяемых параметров достигалась путем использования методов атомно-эмиссионной и масс-спектрометрии (АЭС-ИСП и МС-ИСП) на оборудовании Elan 9000 (Perkin Elmer, США) и Optima 2000 V (Perkin Elmer, США), обеспечивающих достижение точности 109-1012 по 25 химическим элементам (Са, Сu, Fe, Li, Mg, Mn, Ni, As, Cr, K, Na, P, Zn, I, V, Co, Se, Al, B, Cd, Pb, Hg, Sn, Si, Sr).
На первом этапе для определения силы взаимодействий между среднесуточными приростами и концентрацией токсичных (Al, As, Sr, Pb, Sn, Cd, Hg) и эссенциальных (Zn, Fe, Cu, Mn, I, Se, Cr, Co) элементов были рассчитаны коэффициенты ранговой корреляции Спирмена для всех бычков. В результате было установлено, наличие достоверных корреляционных связей между среднесуточным приростом живой массы тела и эссенциальными микроэлементами: Se (r=0,76) и I (r=0,61) и токсичными: Аl (r=-0,98), Pb (r=-0,88) (Табл. 1.)
Учитывая вышеизложенное нами, была предложена формула для расчета коэффициента токсичной нагрузки у бычков в период откорма:
где
К - коэффициент токсичной нагрузки, ед
Аl - количество алюминия в шерсти с холки, ммоль/кг
Pb - количество свинца в шерсти с холки, ммоль/кг
Se - количество селена в шерсти с холки, ммоль/кг
I - количество йода в шерсти с холки, ммоль/кг
Рассчитанный коэффициент ранговой корреляции Спирмена, показал достоверную отрицательную корреляционную связь между коэффициентом токсичной нагрузки и среднесуточным приростом r=-0,96.
Для распределения животных по группам в зависимости от коэффициента токсической нагрузки был применен центильный метод, определены границы 25 и 75 процентиля, эффективность использования которых подтверждается исследованиями Скальной М.Г. и др. [16].
На основании этих расчетов нами предложено считать при значении коэффициента токсичной нагрузки ниже 634 ед., бычков относят группе животных с высоким потенциалом весового роста, при значении коэффициента 634,1-1804,9 ед., бычков относят к группе со средним и при выше (1805 ед.), бычков относят группе с низким потенциалом весового роста.
Для проверки достоверности данного способа проведено исследование в СПК-колхоз «Красногорский» Саракташского района Оренбургской области на физиологически здоровых 182 головах бычков калмыцкой породы у которых в 8 месячном возрасте при переводе на откормочную площадку (октябрь) отбирали образцы шерсти, для исследования содержания в ней Аl, Pb, I и Se. Для всех подопытных животных были рассчитаны коэффициенты токсической нагрузки по раннее приведенной формуле, на основании этого животных разделили на 3 группы: I (n=32) коэффициент К≥1805 ед., II (n=104) коэффициент К 634,1-1804,9 ед. и III (n=46) коэффициент К≤624ед. Результаты интенсивности их роста до 18 месячного возраста показали достоверные изменения как по живой массе так и по среднесуточным приростам (Табл. 2).
Разница по живой массе в 18 месячном возрасте составила между I-II группами 11 кг (2,3%), I-III - 36 кг (7,7%, Р≤0,001), II-III - 25 кг (5,2%, Р≤0,001), по среднесуточным приростам с 8 до 18 месячного возраста I-II группы 43 г (5,1%, Р≤0,001), I-III - 121 г (14,4%, Р≤0,001), II-III - 78 г (5,2%, Р≤0,001).
Таким образом, на основании проведенных нами исследований предложен способ отбора бычков мясных пород с высоким потенциалом весового роста по коэффициенту токсичной нагрузки рассчитанный на основании концентрации Al, Pb, I и Se в шерсти бычков в 8 месячном возрасте.
Источники информации:
1. Авцын А.П. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология / А.П. Авцын, А.А. Жаворонков, М.А. Риш, Л.С. Строчкова. - М.: Медицина, 1991. - 496 с.
2. Ronis M.J. Reproductive toxicity and growth effects in rats exposed to lead at different periods during development./ M.J. Ronis, T.M. Badger, S.J. Shema, P.K. Roberson, F Shaikh. //Toxicol. Appl. Pharmacol. 1996. - P. 136:361-371. doi: 10.1006/taap.1996.0044;
3. Kalashnikov V. The content of essential and toxic elements in the hair of the mane of the trotter horses depending on their speed / V. Kalashnikov, A. Zajcev, M. Atroshchenko, S. Miroshnikov, A. Frolov, O. Zav'yalov, L. Kalinkova, T. Kalashnikova // Environmental Science and Pollution Research. - 2018. 21961-21967. doi: 10.1007/sl 1356-018-2334-2.
4. Patra RC, Swamp D, Sharma MC, Naresh R Trace mineral profile in blood and hair from cattle environmentally exposed to lead and cadmiumaround different industrial units. J VetMedA. 2006 53: 511-517.
5. Pavlata L, Chomat M, Pechova A, Misurova L, Dvorak R Impact of long-term supplementation of zinc and selenium on their content in blood and hair in goats. Veterinarni Medicina. 2011 56:63-74.
6. Combs DK. Hair analysis as an indicator of mineral status of livestock. J Anim Sci. 1987;65:1753-58. doi: 10.2527/jas1987.6561753x.
7. Evaluation of sulfur status in dairy cows in Germany / L. Pieper, K.Wall, 
A. Roder, R. Staufenbiel // Tierarztl Prax Ausg G Grosstiere Nutztiere. 2016;44(2):92-8. doi: 10.15653/TPG-150901. Epub 2016 Mar 2.
8. Способ выявления бычков с высоким ростовым потенциалом Патент СССР №1304795, кл. А01К 67/02, Радченков В.П., Матвеев В.А., Сапунова Е.Г., заявк. 11.01.1984, публ. 23.04.1987. бюл. №15.
9. Способ оценки энергии роста телят по физиологическому показателю Патент РФ №2251263, кл. А01К 67/2, 2005 Мамаев А.В. подача заявки: 2004-03-02, публикация патента: 10.05.2005, бюл. №13.
10 Способ прогнозирования мясной продуктивности у бычков Патент RU 2360411 Дерхо М.А., Нурбекова А.А., Фомина Н.В. Заявк.: 31.10.2007, опубл.: 10.07.2009, бюл. №19.
11. Способ выявления телят с высоким потенциалом роста Патент RU 2328115 Панкратов А.А., Тузов И.Н., Дикарев А.Г. Заявк.: 2006-10-02, опубл.: 10.07.2008, бюл. №19.
12. Способ отбора бычков с высоким потенциалом роста по элементному составу шерсти / Фролов А.Н., Завьялов О.А., Харламов А.В., Мирошников С.А., Рогачев Б.Г., Дускаев Г.К., Маркова И.В., Ушаков А.С.// Патент на изобретение RUS 2668335, Заявка: 2017132794 от 19.09.2017, Опубликовано: 28.09.2018 Бюл. №28, Патентообладатель(и): ГБНУ «Всероссийский НИИ мясного скотоводства» - прототип.
13. Hamilton J. D., O'Flaherty E. J. Influence of lead on mineralization during bone growth. Fundamental and Applied Toxicology. 1995;26(2):265-271. doi: 10.1006/faat. 1995.1097.
14. Maboeta M. S., Reinecke A. J., Reinecke S. A. Effects of low levels of lead on growth and reproduction of the Asian Earthworm Perionyx excavatus (Oligochaeta) Ecotoxicology and Environmental Safety. 1999;44(3):236-240. doi: 10.1006/eesa. 1999.1797.
15. Miroshnikov S. Method of sampling beef cattle hair for assessment of elemental profile / Miroshnikov S., Kharlamov A., Zavyalov O., Frolov A., Duskaev G., Bolodurina I., Arapova O. // Pakistan Journal of Nutrition. 2015. T. 14. №9. C. 632-636.
16. Skalnaya MG, Demidov VA, Skalny AV About the limits of physiological (normal) content of Ca, Mg, P, Fe, Zn and Cu in human hair. Trace Elements in Medicine (Moscow). 2003;4(2):5-10
Способ отбора бычков мясных пород с высоким потенциалом весового роста по элементному составу шерсти, включающий настриг образца шерсти массой не менее 0,4 г с верхней части холки в 8-месячном возрасте с дальнейшей оценкой концентраций Al, Pb, I и Se методами атомно-эмиссионной и масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой и отличающийся тем, что в качестве критерия для оценки интенсивности роста используется коэффициент токсичной нагрузки, который рассчитывается по формуле
где К - коэффициент токсичной нагрузки, ед.,
Аl - количество алюминия в шерсти с холки, ммоль/кг,
Рb - количество свинца в шерсти с холки, ммоль/кг,
Se - количество селена в шерсти с холки, ммоль/кг,
I - количество йода в шерсти с холки, ммоль/кг,
при значении коэффициента токсичной нагрузки ниже 634 ед. бычков относят к группе животных с высоким потенциалом весового роста, при значении коэффициента 634,1-1804,9 ед. бычков относят к группе со средним и при выше 1805 ед. бычков относят к группе с низким потенциалом весового роста.
