Селекційно-генетична оцінка молочної худоби за однакових технологічних умов утримання

Abstract

Дисертаційна робота присвячена теоретичному обґрунтуванню та науково-практичному вирішенню актуального завдання збереження та розробки програми розведення лебединської породи, оцінки біологічного потенціалу та вивчення комплексу господарськи корисних ознак великої рогатої худоби молочних і комбінованих порід. Необхідність проведення досліджень зумовлена сучасними тенденціями розвитку світового та вітчизняного скотарства, де інтенсифікація виробництва часто призводить до звуження генетичного біорізноманіття та втрати унікальних локальних популяцій, які є носіями цінних адаптивних, резистентних та технологічних властивостей. Дослідження виконано відповідно до плану науково-дослідної роботи кафедри генетики, селекції та біотехнології тварин Сумського національного аграрного університету за темою: «Формування бажаного типу великої рогатої худоби молочних порід за продуктивністю, екстер’єрним типом та показниками довголіття за використання сучасних методів оцінки тварин за фенотипом та генотипом» (№ державної реєстрації 0123U100733). Для реалізації поставленої мети та завдань, дослідження проводилися в три етапи, застосовуючи системний методологічний підхід, який дозволив в однакових паратипових умовах годівлі та утримання на базі ТДВ «Племзавод «Михайлівка» здійснити порівняльну оцінку чотирьох порід великої рогатої худоби різного напряму продуктивності. Науковий пошук базувався на поєднанні класичних зоотехнічних оцінок фенотипу з сучасними методами молекулярно-генетичного аналізу (ДНК-генотипування за локусами бета- та капа-казеїну). В основу дисертаційного дослідження покладено глибокий аналіз морфофункціональних особливостей тварин. Оцінка екстер’єрного типу підконтрольного поголів’я за комплексом промірів та індексів будови тіла дозволила виявити закономірності формування статей тулуба залежно від породної належності та напряму продуктивності. Простежено характер міжпородної диференціації за екстер’єрними ознаками та їхньою відповідністю сучасним селекційним стандартам. У роботі детально вивчено динаміку та тривалість господарського використання корів, оцінено параметри їхнього життєвого та продуктивного довголіття, а також розраховано специфічні коефіцієнти інтенсивності доїння у розрізі досліджуваного генофонду. Виявлено, що корови української чорно-рябої молочної породи характеризуються найвиразнішим молочним типом із високою довгоногістю, кращим розвитком грудної клітки за шириною та більшою пропорційністю передньої і задньої частин тулуба. Це забезпечує максимальний надій за 3-ю лактацію (8433 кг) та найбільшу величину довічного надою (26664,5 кг) за коефіцієнту лактації 86,0 % та найвищої інтенсивності використання тварин у стаді. Для корів лебединської породи закономірно характерним виявився подовжений тулуб, добре розвинена глибина грудей та високі показники масивності, що безпосередньо свідчить про міцну конституцію і поєднання молочного та комбінованого типів. Тварини української бурої молочної та лебединської порід відзначаються найвищою тривалістю життя (3296 і 3261 діб) та господарського використання – 2276 і 2222 доби, стабільністю показників за лактаціями й довшим продуктивним використанням та інтенсивності доїння з максимальним коефіцієнтом продуктивного використання у лебединської породи (53,9 %). Симентальська порода вирізняється більш щільною конституцією та масивною будовою тіла з максимальними індексами збитості, поєднуючи задовільну тривалість використання зі стабільною продуктивністю комбінованого напряму та високою якістю молока із вмістом масової частки білка на рівні 3,30-3,37 %. Вагоме місце в дисертації посідає вивчення генеалогічної структури стада та тривалості використання провідних ліній і бугаїв-плідників. Встановлено особливості формування масиву худоби залежно від походження, проаналізовано ступінь інтеграції світового (зокрема, голштинського та швіцького) генофонду у вітчизняні популяції бурої та чорно-рябої худоби. Досліджено внутрішньопородну варіативність господарськи корисних ознак залежно від походження плідників, що дало змогу виявити найбільш перспективні генеалогічні формування для цілеспрямованого лінійного розведення та оптимізації підбору пар. Доведено істотний вплив генеалогічної структури стад на реалізацію генетичного потенціалу продуктивності. Генеалогічна структура української чорно-рябої молочної породи сформована з домінуванням ліній голштинського походження з Канади та США, що свідчить про орієнтацію селекційної роботи господарства на використання високопродуктивного світового генофонду. Аналіз молочної продуктивності корів-первісток української чорно-рябої молочної породи залежно від лінійної належності показав, що за першою лактацією лідерами є лінія Х.Х. Старбака – 6585 кг. При аналізі продуктивності за кращу лактацію тенденції залишаються подібними: лінії Р.О.Р.А Елевейшна та Дж. Бесна проявляють помітно вищі результати, тоді як інші лінії зберігають середній стабільний рівень молочної продуктивності. Генетичне ядро української бурої молочної породи тримається на стратегічному поєднанні американського (швіцького) та європейського генофондів з адаптивним потенціалом лебединської худоби. Найвищу молочну інтенсивність продемонстрували лінії американського походження, водночас дочки бугаїв європейської селекції забезпечили покращення якісних характеристик молока. Найвищий вміст масових часток жиру (4,09 %) та білка (3,32 %) зафіксовано у нащадків бугая Еталона лінії Ладді, високу компонентність – у бугаїв Пальчика лінії Елеганта (масових часток жиру – 4,00 %, білка – 3,26 %) та Бігбоя лінії Дістінкшна (масової частки білка – 3,28 %). Європейський вектор селекції, репрезентований бугаєм Валентином лінії Вігате, відзначається збалансованим типом продуктивності, поєднуючи надій 6018 кг із високим вмістом масової частки білка – 3,29 %. Індивідуальний підбір бугаїв-плідників дозволяє гармонійно поєднувати високу молочну інтенсивність американських ліній із якісними показниками європейської селекції. У лебединській породі використання плідників вітчизняної селекції дозволило ефективно інтегрувати ріст надоїв з високою сиропридатністю молока. Абсолютним лідером виявився бугай Буйний лінії Чуткого, нащадки якого за першу лактацію забезпечили 6867 кг молока за вмісту масових часток жиру 4,31 % та білка 3,51 %. Високу результативність також продемонстрували плідники лінії Бравого, зокрема дочки бугая Рогіз показали надій 6065 кг при вмісті масових часток жиру 4,37 % та білка 3,54 %. Особливий науковий інтерес становлять лінії, що орієнтовані на консолідацію рекордно високих показників жирномолочності: представники лінії Лака (бугай Ласкавий) та лінії Макета (бугай Грізний) забезпечили вміст масових часток жиру в молоці на рівні 4,45-4,46 % та білка – 3,56 %, що є унікальним параметром для генофондних об’єктів. У симентальській породі найвищу молочну продуктивність продемонстрували дочки бугая Рейда лінії Регіо (5836 кг), тоді як найвищими якісними показниками молока характеризувалися тварини лінії Постнера (вміст масової частки жиру – 4,19 %) та лінії Редада (вміст масової частки білка – 3,41 %). Технологічний блок досліджень присвячено детальному вивченню фізико-хімічного складу, біологічної цінності та натуральності молочної сировини. Досліджено динаміку компонентного складу молока за лактаціями, оцінено масові частки сухої речовини, жиру, білка та лактози. Важливим елементом роботи є визначення показників технологічної придатності молока, зокрема сухого знежиреного молочного залишку та точки замерзання, а також санітарно-гігієнічного благополуччя стада за рівнем вмісту соматичних клітин. Визначено значну міжпородну варіативність фізико-хімічного складу молока піддослідних тварин. Найвищим вмістом масових часток сухої речовини (13,24 %), жиру (4,85 %), який достовірно перевищував відповідний показник у корів української чорно-рябої молочної породи на 0,96 % (Р<0,001) та масової частки білка (3,55 %) характеризується молоко корів лебединської породи, що свідчить про його виняткову біологічну цінність. Високі якісні параметри зафіксовано також у симентальської (масові частки жиру – 4,14 %, білка – 3,40 %, сухої речовини – 12,64 %) та української бурої молочної порід (масові частки жиру – 4,10 %, білка – 3,35 %, сухої речовини – 12,57 %), тоді як корови української чорно-рябої молочної породи поступалися за рівнем якості (жир – 3,89 %, білок – 3,22 %, суха речовина – 12,37 %). Вміст лактози в усіх групах перебував у межах норми (4,85-5,02 %). Показники сухого молочного знежиреного залишку залишалися стабільними. Досліджені показники температури замерзання молока корів усіх досліджуваних порід відповідають нормативним значенням. Вміст соматичних клітин у молоці корів знаходився в діапазоні 425,28-525,76 тис/см3. Найнижчий вміст соматичних клітин встановлено у молоці корів лебединської породи (425,28 тис/см³). Експериментально підтверджено доцільність застосування ДНК-маркерів як фундаментального критерію прогнозування якості сировини. Методом молекулярного аналізу встановлено частоту поширення алелів і гаплотипів генів бета- та капа-казеїну в досліджуваних популяціях, оцінено стан генетичної рівноваги за основними локусами. Виявлено характер і ступінь асоціативного зв’язку між конкретними молекулярно-генетичними варіантами казеїну та рівнем жиро- і білковомолочності корів, що відкриває нові перспективи для маркерної селекції. Завдяки застосуванню ДНК-маркерів бета- та капа-казеїну як інструменту сучасного генотипування встановлено чітку диференціацію частот алелів та гаплотипів, а розраховані значення критерію хі-квадрат χ2 підтвердили перебування популяцій у стані генетичної рівноваги Харді-Вайнберга. Вищою частотою бажаного алелю А2 гена бета-казеїну та алелю В гена капа-казеїну характеризувалися тварини української бурої молочної та лебединської порід, тоді як для симентальської худоби була притаманна вища частота алелю А1. У межах лебединської та української бурої молочної порід гомозиготний генотип А2А2 асоційований із максимальним рівнем масових часток жиру (5,06 % та 4,66 %) і білка (3,59 % та 3,37 %). Для корів української чорно-рябої молочної породи вищі якісні показники молочної сировини (масові частки жиру – 4,18 %, білка – 3,33 %) забезпечує гетерозиготний генотип А1А2. Натомість у симентальської породи зафіксовано перевагу за вмістом масових часток жиру (4,45 %) та білка (3,43 %) у носіїв генотипу А1A1. Практичну та технологічну цінність роботи підтверджено серією дослідно-виробничого виготовлення молочної продукції. Проаналізовано вплив генотипів за капа-казеїном на процеси коагуляції білка, щільність сформованого згустку та загальну ефективність відділення сироватки при виготовленні сиру кисломолочного. На базі хроматографічних досліджень вперше детально вивчено амінокислотний профіль твердих сирів, виготовлених із сировини тварин з різними ДНК-профілями. Визначено концентрацію незамінних та замінних амінокислот у готовій продукції, що дозволило науково обґрунтувати біологічну повноцінність та сиропридатність молока залежно від породи. Встановлено, що визначальними чинниками ефективності переробки молока на сир кисломолочний та твердий є поєднання генотипу казеїну з породною належністю тварин. Абсолютний максимум виходу сиру кисломолочного забезпечує використання молока корів лебединської породи з генотипом капа-казеїну ВВ за середнього вмісту масової частки білка 3,58 %. За дослідження виробництва твердого сиру з молока корів української чорно-рябої молочної породи доведено, що сир із сировини тварин генотипу АВ відзначається найвищим рівнем біологічної повноцінності за рахунок максимальної концентрації незамінних амінокислот, зокрема лейцину (1,63 мг/г), лізину (1,30 мг/г), фенілаланіну (0,91 мг/г), треоніну (0,69 мг/г), гістидину (0,47 мг/г), валіну (0,54 мг/г), а також замінних амінокислот: глутамінової кислоти (3,10 мг/г) та проліну (2,09 мг/г). Носії генотипу ВВ посідали проміжне положення за вмістом амінокислот (лейцину – 1,37 мг/г, глутамінової кислоти – 2,90 мг/г), тоді як зразки від тварин генотипу АА характеризувалися мінімальними показниками (лейцину – 1,21 мг/г, лізину – 0,93 мг/г, глутамінової кислоти – 2,57 мг/г). Розроблена програма розведення лебединської породи з унікальними господарськи корисними ознаками та продуктивними властивостями на практиці використовуються у племінних підприємствах Сумської області. Організація цільового відбору тварин за генетичними маркерами дозволяє формувати спеціалізовані групи для отримання високотехнологічної сировини. Молоко, отримане від корів з генотипом А2А2 за бета-казеїном реалізується до крафтової сироварні «O’BEREG» для виробництва брендової лінійки молочних продуктів класу А2, зокрема питного молока, м’яких сирів та йогуртів, за ціною, що перевищує середньоринкову, що доводить високу економічну доцільність результатів досліджень. Економічно обґрунтовано ефективність використання молока корів лебединської породи з генотипом капа-казеїну ВВ. Завдяки покращеним сиропридатним характеристикам молока забезпечується збільшення виходу сиру кисломолочного на 25,3 кг з 1 тонни сировини. У масштабах технологічної групи (100 корів) це дозволяє додатково отримати за рік від 11,551 т (перша лактація) до 14,732 т (краща лактація) готового продукту. Встановлено, що з урахуванням 10% супутніх витрат, річний додатковий чистий прибуток за реалізації сиру в супермаркетах становить 1,923-2,453 млн грн, за реалізації на ринку – 3,119-3,978 млн грн, що суттєво підвищує рентабельність виробництва. Матеріали дисертації інтегровано в освітній процес біолого-технологічного факультету Сумського національного аграрного університету при підготовці здобувачів вищої освіти за спеціальністю 204 «Технологія виробництва і переробки продукції тваринництва».