Генетическая взаимосвязь воспроизводительных способностей и молочной продуктивности в зависимости от физиологического статуса коров

Длительная селекция молочного скота на повышение удоев привела к ухудшению функциональных признаков, включая признаки здоровья

Расчетные генетические корреляции между признаками здоровья обычно варьируют от низких до умеренных. Многие из них являются положительными, что может указывать на то, что дочери определенных производителей более восприимчивы ко всем нарушениям здоровья, возможно, потому, что они испытывают экстремальный отрицательный энергетический баланс в начале лактации

Мастит имеет низкую или умеренную отрицательную генетическую корреляцию с долголетием. Клинический мастит увеличивает уровень выбраковки после отела, тем самым вызывая тенденцию к снижению продолжительности жизни стада, значительному снижению количества отелов при выбраковке и продолжительности продуктивной жизни. Эти изменения в жизненном цикле могут снизить эффективность производства молока в течение всей жизни коровы. Сообщалось о генетической корреляции между удоем и клиническим маститом у голштинской породы (от 0,21 до 0,55)

Существует зависимость между возрастом коровы в лактациях и клиническим маститом. Отмечено, что увеличение возраста первого отела значительно связано с увеличением частоты клинического мастита и уровня выбраковки. Благоприятные генетические корреляции между продолжительностью продуктивной жизни и клиническим маститом на разных стадиях лактации (от -0,28 до -0,69), дают основание проводить отбор на здоровье вымени на ранних стадиях жизни, чтобы генетически улучшить долголетие

Существуют возможные предпосылки для будущих исследований эпигенетических механизмов. Наследуемость мастита у голштинской породы составляет 0,17. Авторами было обнаружено, что средний SCS матери был положительно связан с возрастом дочери при первом отеле, а также со средним SCS первой и второй лактации. Более того, дочери, рожденные от матерей с более высоким SCS, продуцировали меньше молочного жира во время второй лактации. Таким образом, была показана связь мастита матери с более низкой продуктивностью дочери

Фактически, неспособность достичь и сохранить своевременную стельность в стаде является основной причиной низкой рентабельности в системах молочного животноводства. Успешная стельность зависит не только от нормального ритма циклической активности яичников – эстрального цикла, – но и от здоровья коровы, так как гинекологические заболевания могут негативно повлиять на репродуктивные показатели молочного скота

Задержание последа, метрит, клинический эндометрит – являются наиболее распространенными заболеваниями, поражающими репродуктивную систему. Эти заболевания влияют на продолжительность продуктивной жизни, увеличивая интервал между отелами, количество осеменений на успешное оплодотворение, процент абортов, и снижая производство молока и уровень долголетия животных. Авторы отметили, что генетическая корреляция между метритом и сервис-периодом составила 0,25 у канадских голштинов, что указывает на ощутимое преимущество интервала до стельности у здоровых коров

Генетические корреляции для репродуктивных расстройств в основном положительные (задержание последа – метрит (0,61), эндометрит – метрит (0,45)), что подразумевает, что успешное лечение одного заболевания приведет к излечению другого

Введение новых признаков устойчивости к заболеваниям является важным шагом в создании здоровой матки, что улучшит фертильность. Признаки, связанные с процессом отела (легкость отела и мертворождение), в конечном итоге влияют на здоровье матки в послеродовой период, поскольку коровы с трудными отелами чаще имеют задержание последа и (или) заболевают метритом. Коровы, рожающие телят-близнецов, также имеют более высокий риск тяжелого отела, задержания последа и метрита. Поэтому прямой отбор против многоплодных беременностей может улучшить фертильность через механизм, включающий улучшение здоровья матки после родов

Иммунная система коровы в первую очередь отвечает за разрешение болезни и восстановление после воспаления в матке в послеродовой период. Прямой отбор коров для улучшения иммунной функции может также способствовать улучшению здоровья послеродового периода и снижению заболеваемости метритом

Болезни конечностей влияют на продолжительность жизни молочных коров, воздействуя на их активность, поведение при кормлении, эструсное поведение и производственные показатели (увеличение сервис-периода и межотельного интервала)

В целом, результаты исследований свидетельствуют о полезности оценки хромоты для генетического улучшения здоровья конечностей. Селекция на лучшую оценку хромоты потенциально может уменьшить заболевания конечностей, особенно частоту тяжелых заболеваний конечностей, которые приводят к выбраковке

В настоящее время для повышения устойчивости к заболеваниям, а также уровня понимания взаимосвязи групп заболеваний с молочной продуктивностью и фертильностью, используются различные методы.

Традиционно смешанные модели на основе родословной, такие как модель животного и модели структурных уравнений, используются для изучения сигналов генетических достоинств и вклада окружающей среды. Преимуществом моделей, в отличие от независимого анализа каждого интересующего признака, является то, что они позволяют оценить генетические корреляции

Несколько последних исследований проливают свет на потенциал геномного прогнозирования для улучшения лечения и профилактики таких заболеваний. Результаты этих исследований показывают, что геномная наследуемость заболеваний выше генетической, что может быть успешно использовано для прогнозирования геномной племенной ценности признаков здоровья у молочного скота

Цель исследований – изучить генетическую взаимосвязь уровня фертильности и молочной продуктивности коров черно-пестрой голштинизированной породы с разными комплексами заболеваний на примере одного из хозяйств Московской области.

Материалами исследований послужили записи о заболеваниях коров из ветеринарных амбулаторных журналов племенной организации Московской области за период 2015-2021 г.г. в количестве 1234 штук. Информация об исследуемой популяции взята из базы данных по разведению молочного скота ИАС «Селэкс». Исследования проводились на популяции черно-пестрого голштинизированного молочного скота по признакам молочной продуктивности за 305 дней лактации (удой, массовая доля жира и белка, выход жира и белка) и фертильности (кратность осеменения в лактацию, продолжительность сервис-периода и дойных дней). Учитываемые заболевания – эндометрит, мастит и заболевания конечностей.

Для оценки разницы между показателями молочной продуктивности у животных с одним или комплексом из двух и трех заболеваний, наблюдавшихся у коровы в течение лактации, записи разделили на 7 групп. Заболевания обозначили литерами: Э – эндометрит, М – мастит, К – заболевания конечностей. Комбинации из нескольких заболеваний у одной головы обозначались со знаком «+» (например, комбинация эндометрита и мастита – Э+М).

На рисунке 1 показано количество записей в группах.

Рисунок 1 - Количество записей коров с разными группами заболеваний

DOI:10.23670/IRJ.2023.137.139.1

Фенотипические показатели (средние значения, ошибки, вариансы, коэффициенты корреляции) были определены согласно общепринятым статистическим методам. Расчет достоверностей разниц между показателями проводился с расчетом T-критерия Стьюдента.

Расчет параметров наследуемости и генетических корреляций проводился с помощью модели, включающей в себя параметры «год-сезон» в программе RStudio:

где μ – популяционная средняя, YS – эффект «год-сезон», a – эффект животного (оценка племенной ценности), e – эффект остаточной изменчивости, не учтенной в модели.

Для определения уровня взаимосвязи между признаками у здоровых и больных животных были рассчитаны фенотипические и генетические корреляции, а также коэффициенты наследуемости признаков. Полученные результаты представлены в таблицах 1 и 2. Выше диагонали расположены фенотипические корреляции, ниже диагонали – генетические. Коэффициенты наследуемости выстроены по диагонали.

Генетические корреляции почти для всех пар признаков были более выраженными в группе здоровых животных, чем в группе больных животных. Фенотипические корреляции у обеих групп животных находились примерно на одном уровне.

Генетические корреляции кратности осеменения и сервис-периода, и кратности осеменения и дойных дней в обеих группах животных были достоверно высокими – 0,9 и 0,7, но у здоровых животных они были выше (на 0,2). Генетическая корреляция сервис-периода и дойных дней в группах животных была одинаковой – 0,99.

У здоровых коров фенотипические корреляции были значительно ниже, чем генетические корреляции. Тогда как у больных животных значения генетических и фенотипических корреляции находились примерно на одном уровне. Таким образом можно сделать вывод, что коровы в рассмотренной группе здоровых животных обладают лучшим генетическим потенциалом по признакам молочной продуктивности, чем коровы, у которых были выявлены заболевания.

В таблице 3 представлены рассчитанные коэффициенты наследуемости признаков воспроизводства здоровых животных и животных с заболеваниями разных групп. Красным цветом выделены наибольшие показатели коэффициентов наследуемости по каждому признаку.

Сравнивая коэффициенты наследуемости признаков молочной продуктивности в группах здоровых и больных животных, можно утверждать, что они находятся примерно на одном уровне, и что доля генетической изменчивости признаков молочной продуктивности в данных группах составляет от 30 до 50% для отдельных признаков.

Самые высокие коэффициенты наследуемости по всем трем признакам фертильности были присущи животным 4 группы (0,64 для кратности осеменения в лактацию, 0,77 для продолжительности сервис-периода, 0,83 для количества дойных дней). В группе здоровых животных были низкие коэффициенты наследуемости признаков (0,11 для кратности осеменения в лактацию, 0,14 для продолжительности сервис-периода, 0,15 для количества дойных дней).

Наибольшие показатели по трем из пяти признаков принадлежали животным 6 группы (удой, выход жира и белка). Высокие коэффициенты наследуемости по МДЖ и МДБ принадлежали животным 3 и 4 групп, соответственно.

Наибольшее количество высоких коэффициентов наследуемости присуще животным в группе, переболевшей эндометритом и маститом. Можно предположить, что наличие заболевания у животных связано с генетическими факторами, и поэтому такие признаки, как кратность осеменения, сервис-период, количество дойных дней будут также обусловлены генетическими факторами.

Рассчитанный нами коэффициент наследуемости позволяет использовать его для предсказания степени влияния родителей на продуктивные качества будущего потомства. Мы предполагаем, что потомство от здоровых коров возможно будет обладать лучшими значениями коэффициента наследуемости признаков фертильности (при сохранении благоприятных условий содержания и кормления животных).

В исследуемой популяции у здоровых коров фенотипические корреляции были значительно ниже, чем генетические корреляции. Тогда как у больных животных значения генетических и фенотипических корреляции находились примерно на одном уровне. Из чего можно сделать заключение, что здоровые коровы обладали лучшим генетическим потенциалом по признакам молочной продуктивности, чем коровы, у которых были выявлены заболевания.

В результате исследования коэффициентов наследуемости признаков молочной продуктивности в группах здоровых и больных животных, можно утверждать, что они находятся примерно на одном уровне, и что доля генетической изменчивости признаков молочной продуктивности в данных группах составляет от 30 до 50% для отдельных признаков.

В группе здоровых животных были низкие коэффициенты наследуемости признаков (0,11 для кратности осеменения в лактацию, 0,14 для продолжительности сервис-периода, 0,15 для количества дойных дней).

Наибольшее количество высоких коэффициентов наследуемости присуще животным в группе, переболевшей эндометритом и маститом. Можно предположить, что наличие заболевания у животных связано с генетическими факторами, и поэтому такие признаки, как кратность осеменения, сервис-период, количество дойных дней будут также обусловлены генетическими факторами.