Новосибирск, Новосибирская область, Россия
с 01.01.1989 по настоящее время
Новосибирск, Новосибирская область, Россия
Россия
УДК 636.38 Породы овец других частей света
УДК 591.1 Физиология животных
Изучено содержание тиреоидного гормона тироксина в сыворотке крови потомков трех баранов-производителей романовской породы. В эксперименте участвовали баранчики в возрасте 4-х месяцев и 9-месячные бараны-производители, представляющие породу, районированную в Кузбассе. Для анализа были сформированы три группы потомков от разных производителей (отец №40, отец №74 и отец №418), которых с момента рождения до забоя содержали и кормили в одинаковых условиях. Уровень гормона в сыворотке крови установили с помощью иммуноферментного анализа на анализаторе «Multiskan FC» с использованием коммерческих наборов «Стероид ИФА-тироксин» (г. Санкт-Петербург). Для обработки полученных данных использовали стандартные методы описательной статистики, применялись инструменты Microsoft Office Excel 2007 и R-Studio. Для статистического анализа результатов сравнения потомков трех отцов использовался критерий Фишера. Полученные результаты продемонстрировали, что уровень тироксина в сыворотке крови потомков зависит от генотипа баранов-производителей. Обнаружена достоверная разница в уровне тироксина между потомками различных отцов: у сыновей отца №40 уровень тироксина был выше на 18% и 23% по сравнению с потомками производителей №74 и №418 (Р>0,95). Средняя концентрация тироксина в популяции овец романовской породы составила 155,3 нмоль/л. Влияние генотипа отцов на уровень тироксина в сыворотке крови потомков оказалось равным 22,4%. Данное исследование подчеркивает значимость генетических факторов в формировании физиологических показателей животных, что может оказать влияние на дальнейшие селекционные программы и повышение эффективности разведения баранов романовской породы.
бараны-производители, генотип, тироксин, гормоны, романовская порода, потомки
Введение. Для оценки генофонда сельскохозяйственных пород в современной зоотехнии используется комплекс диагностических методов, охватывающих различные уровни организации живого организма: от молекулярно-генетических исследований до физиологических и биохимических показателей, включая гематологические и физико-химические характеристики.
Тироксин (Т4) - это тиреоидный гормон с молекулярной массой 776,9 дальтон, который состоит из четырех атомов йода. Биосинтез Т4 представляет собой сложный многоступенчатый процесс, проходящий в щитовидной железе. Выработка этого гормона контролируется тиреотропным гормоном (ТТГ), который секретируется гипофизом под влиянием тиреолиберина. В организме основная часть органического йода представлена именно тироксином, причем около 99,97% Т4 находится в связанной с белками плазмы форме [1, 2].
Измерение концентрации тироксина в сыворотке крови является ключевым показателем функций щитовидной железы и позволяет точно диагностировать состояния, такие как гипертиреоз, гипотиреоз и эутиреоз. Анализ уровня тироксина в сыворотке крови рекомендуется при подозрениях на гипертиреоз для дифференциации различных заболеваний, таких как тиреоидит, автономная аденома и аденокарцинома. Кроме того, данный анализ имеет важное значение в ситуациях, когда наблюдается повышенный уровень тироксин-связывающего глобулина, например, во время беременности. При недостатке тироксина (гипотиреоз) наблюдаются метаболические нарушения, снижение обмена веществ, увеличение жировых отложений и склонность к ожирению, падение или ухудшение качества шерсти (кратковременная линька, истончение), снижение фертильности, проблемы с овуляцией у овцематок, снижение качества спермы, вялость и плохое общее состояние животных. При избытке тироксина (гипертиреоз) - повышен метаболизм, что может приводить к быстрой потере массы животных, увеличению частоты сердечных сокращений (тахикардия), тревожности, увеличению бесплодия или аномалий в репродуктивных циклах [3, 4].
Снижение уровня Т4 в сыворотке крови может наблюдаться при гипотиреозе, низкой концентрации тироксинсвязывающего глобулина, интенсивной физической нагрузке, а также при гемолизе. В сравнении с общим трийодтиронином, определение уровня свободного тироксина обеспечивает более точную оценку функции щитовидной железы [5, 6].
Тироксин повышает скорость обмена веществ, что способствует росту и развитию тканей, а также эффективному использованию энергии. Помогает поддерживать нормальную температуру тела путем увеличения термогенеза. Уровни тироксина могут оказать влияние на фертильность и общий гормональный баланс у овец. Главная роль тироксина заключается в активации метаболических процессов. Кроме того, этот гормон важен для нормального развития и дифференцировки клеток и тканей [7].
Гормональный статус овец зависит от множества факторов, включая генетические особенности производителей. Генотип определяет многие физиологические процессы, включая синтез и метаболизм гормонов. Например, различные аллели генов могут влиять на активность ферментов, участвующих в производстве и расщеплении гормонов, что в свою очередь оказывает влияние на их концентрацию в организме. Кроме того, наследственные факторы могут определять восприимчивость животных к заболеваниям эндокринной системы, таким как гипотиреоз или гипертиреоз, что также может оказывать влияние на уровень гормонов. Поэтому выбор производителей с учетом генотипа важен для поддержания здорового гормонального статуса овцы [8].
Цель работы – определить влияние генотипа баранов-производителей на содержание тироксина в сыворотке крови потомства.
Условия, материалы и методы. Исследования проведены на овцах романовской породы. В экспериментальные группы были включены баранчики в возрасте 4-х мес. и бараны-производители в возрасте 9-и мес., разводимые в условиях Кузбасса (Кемеровская область). Были сформированы три группы потомков баранов-производителей (отцы № 40, № 74 и № 418), которые от рождения до забоя выращивались в одинаковых условиях кормления и содержания. Бараны-производители принадлежат к 2 генеалогическим группам отечественной селекции. Отец № 40 - линия 508, отец № 74 и отец № 418 - линия 600.
В линии 508 селекционный отбор проводится по следующим признакам: живая масса, плодовитость и качество шерстного покрова. Средняя живая масса баранов в данной линии составляет 73 кг, а маток – 55-56 кг. В линии 600 селекция также ориентирована на улучшение живой массы, плодовитости и качества шерстного покрова. Отличительной чертой потомков данной генеалогической группы является высокая живая масса: у баранов этот показатель достигает 76 кг, а у овцематок – 54 кг.
Для проведения исследования кровь отбиралась вакуумным методом из яремной вены, все животные на момент взятия проб были клинически здоровы. Забор образцов крови у овец осуществлялся в утренние часы, до начала кормления.
Содержание тироксина в сыворотке крови определялось с использованием унифицированной методики. Количественная оценка концентрации тироксина проводилась методом ИФА на анализаторе «Multiskan FC» с применением коммерческих наборов «Стероид ИФА-тироксин» (производства компании «Алкор Био», г. Санкт-Петербург, Россия).
Для анализа данных была проведена статистическая обработка, в ходе которой использовались стандартные методы описательной статистики. Для этого применялись инструменты Microsoft Office Excel 2007 и R-Studio, что позволило получить точные и надежные результаты.
Для построения дендрограмм был использован метод манхэттенской метрики, реализованный в среде статистического программирования R-Studio. Для формирования кластеров был применен метод Уорда, направленный на минимизацию внутрикластерных дисперсий.
Для определения референсных интервалов тироксина применялся робастный метод. Расчет доверительных интервалов осуществлялся с использованием бутстрэппинга, в частности, методом скорректированных и несмещённых процентильных интервалов, который позволяет учесть возможные смещения и асимметрию в исходном распределении данных. Этапы определения референсных границ соответствовали протоколам, разработанным Институтом клинических и лабораторных стандартов, которые также рекомендованы Международной федерацией клинической химии (IFCC) и соответствуют требованиям ГОСТ Р 53022.3-2008 «Требования к качеству клинической лаборатории».
Однофакторным дисперсионным анализом оценили силу влияния генотипа отца на концентрацию тироксина в сыворотке крови потомков по формуле:
rw
= .
Результаты и обсуждение. Генотип баранов-производителей может определять различные уровни гормонов щитовидной железы, включая тироксин. У разных пород могут быть различные нормальные диапазоны содержания Т4, что связано с адаптацией к условиям среды и направления селекции. Можно предположить, что в популяции с определенной генетической структурой по генам, ассоциированным с функциями железами внутренней селекции, отмечается разный диапазон уровня содержания гормонов, который коррелирует с некоторыми показателями продуктивности и адаптации, например, со скоростью роста и состоянием здоровья. Высокий уровень Т4 положительно влияет на обмен веществ и помогает животным быстрее набирать массу [9, 10].
Одним из методов оценки наследственной детерминации признака, является сравнительный анализ показателей в группах животных, состоящих в родстве. Генотип производителей может влиять на уровень Т4, который в свою очередь, регулирует репродуктивные процессы. Бараны с более высокими гормональными уровнями обычно имеют лучший сперматогенез и соответственно повышенную фертильность. Учет содержания тироксина в селекционных программах позволит оптимизировать здоровье и производственные качества баранов [11].
На рисунке 1 представлены полигоны распределения уровня тироксина у потомков трех баранов-производителей.
Рисунок 1 – Полигоны распределения уровня тироксина в потомстве трех баранов-производителей
В таблице 1 приведены средние данные и референсные значения содержания тироксина в сыворотке крови потомков баранов-производителей. Установлена достоверная разность между отцами по содержанию тироксина в сыворотке крови. Так, у сыновей отца № 40 содержание тироксина в сыворотке крови было соответственно выше в 1,18 и 1,23 раз, чем у потомков отцов № 74 и № 418 (р>0,95). По уровню тироксина сыновья разных отцов располагались в следующем порядке: 40>74>418 в соотношении 1,23:1,05:1. Средняя концентрация тироксина в выборке овец романовской породы составила 155,3 нмоль/л.
Таблица 1 - Оценка влияния генотипа баранов-производителей романовской породы на уровень тироксина в сыворотке крови, нмоль/л
|
№ отца |
n |
|
Me |
Референсные интервалы при р=0,95 |
|
40 |
11 |
174,9±9,7 |
166,0 |
108,3-179,3 |
|
74 |
9 |
148,8±4,8 |
146,3 |
87,5-243,3 |
|
418 |
10 |
142,2±9,6 |
138,8 |
67,0-207,3 |
|
Среднее |
10 |
155,3±8,0 |
150,4 |
|
Анализ данных выявил низкую степень вариабельности уровня тироксина у потомков производителя № 418 (табл. 2), где соотношение максимального и минимального значений составило 1:2,1. В то же время, у сыновей производителя № 40 данное соотношение было несколько выше и составило 1:1,6.
Таблица 2 - Изменчивость уровня тироксина в сыворотке крови потомков некоторых производителей
|
№ отца |
Q1 |
Q3 |
IQR |
σ |
Lim |
|
40 |
150,3 |
204,4 |
54,1 |
32,3 |
143,1-240,6 |
|
74 |
140,0 |
155,5 |
15,5 |
14,4 |
128,8-176,2 |
|
418 |
128,6 |
148,7 |
20,2 |
30,4 |
98,4-216,3 |
Наиболее высокую фенотипическую изменчивость тироксина у потомков отца № 40 подтверждает график плотности распределения тироксина у потомков трех производителей (рисунок 2). На представленной диаграмме отображены уровни вариации тироксина в зависимости от группы, демонстрирующие значения, выходящие за пределы верхнего и нижнего квартилей. Анализ выявил наличие выбросов в группах потомков отцов с номерами 74 и 418. Диаграмма содержит информацию о медиане, верхнем и нижнем квартилях, а также верхних и нижних границах.
Рисунок 2 – Плотность распределения уровня тироксина в сыворотке крови потомков трех производителей
Для оценки фенотипического сходства по тироксину установлены манхэттенские дистанции (рисунок 3). Дендрограммы позволяют оценить степень сходства баранов-производителей по уровню тироксина в сыворотке крови. Наиболее близкими по концентрации тироксина оказались отцы № 418 и 74.
Таким образом, на основании анализа дендрограммы можно выделить два основных кластера производителей, различающихся по концентрации тироксина.
Рисунок 3 – Дендрограмма сходства концентрации тироксина в сыворотке крови в группах потомков
Влияние генотипа производителей романовской породы на уровень тироксина в сыворотке крови их потомков оценивали с помощью однофакторного дисперсионного анализа, применявшего критерий Фишера.
Известно, что многие признаки и свойства живых организмов находятся под влиянием наследственности и условий среды. Так, определенные влияния генотипа производителей на гормональный статус овец является важной областью исследований в животноводстве и биологии. Генетическая обусловленность уровня гормонов подтверждена межпородными и межлинейными различиями, их связью с генетическими полиморфными системами, влиянием генофонда семейств и генотипа производителей.
Генотип может влиять на уровень гормонов, регулирующих метаболизм, включающий инсулин и гормон роста [3].
В связи с этим, с помощью дисперсионного анализа изучено влияние генотипа баранов-производителей на содержание тироксина потомков.
В таблице 3 показаны вариансы общей, межгрупповой и внутригрупповой изменчивости.
Таблица 3 - Однофакторный дисперсионный анализ влияния генотипа баранов-производителей на концентрацию тироксина
|
Источник изменчивости |
Сумма квадратов, C |
Число степеней свободы, γ |
Средний квадрат, σ2 |
F |
|
Общая |
26689,29 |
29 |
920,32 |
4,17 |
|
Межгрупповая |
6306,04 |
2 |
3153,01 |
|
|
Внутригрупповая |
20383,26 |
27 |
754,93 |
3,3; 5,5; 9,0 |
Сила влияния генотипа баранов-производителей на уровень тироксина в сыворотке крови равна 22,4%.
Таким образом, в изученной популяции романовских овец установлено наличие генетической изменчивости по содержанию тироксина. Это дает возможность применять селекционные методы, позволяя более эффективно использовать при искусственном осеменении тех производителей, у которых уровень тироксина в сыворотке крови потомков выше.
Увеличение уровня тироксина может способствовать улучшению роста, репродуктивных качеств и общего здоровья животных. Следовательно, целенаправленный отбор баранов с высоким содержание тироксина в их потомстве не только может повысить продуктивность стада, но и создаст более устойчивую и жизнеспособную популяцию. Этот подход может стать основой для разработки эффективных стратегий управления репродукцией и улучшения генетического потенциала овец романовской породы.
Генотип производителей существенно влияет на их гормональный статус, что в свою очередь оказывает влияние на фертильность, здоровье и продуктивность животных. Изучение этой темы позволяет улучшать селекционные программы этих признаков, что в конечном итоге может привести к повышению эффективности животноводства [3, 4].
Выводы. Установлены средние значения, изменчивость и референсные интервалы тироксина в сыворотке крови овец романовской породы в условиях Западной Сибири.
Выявлено влияние генотипа производителей романовской породы на концентрацию тироксина в сыворотке крови их потомства. Сила влияния генотипа отцов на концентрацию тироксина в сыворотке крови потомков составила 22,4%. В селекционно-племенной работе следует дополнительно использовать оценку производителей по содержанию тироксина в их потомстве.
1. Тарасенко Е. И. Ассоциация трийодтиронина с показателями белкового обмена у овец романовской породы // В сборнике: Повышение производства продукции животноводства на современном этапе. сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции, посвященной 95-летию кафедры частного животноводства. Витебск, 2022. С. 78-81. EDN MCEZQC.
2. Хуснетдинова Н. Ф., Иолчиев Б. С. Эндокринный профиль гибридных и чистопородных баранов-производителей в сравнительном аспекте // Проблемы и перспективы повышения эффективности племенного животноводства и кормопроизводства. 2021. С. 135-137. EDN TTGTNQ.
3. Влияние генотипа баранов-производителей романовской породы на аккумуляцию цинка в шерсти потомства / Л. Мингжун, Р. Т. Саурбаева, В. Ли, [и др.] // Вестник НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет). 2019. №3. С. 91-97. https://doi.org/10.31677/2072-6724-2019-52-3-91-97. EDN: https://elibrary.ru/FBCSPA
4. Тарасенко Е. И., Себежко О. И. Ассоциация уровня трийодтиронина с альбумином у овец романовской породы в условиях Кузбасса // В сборнике: Проблемы биотехнологии, селекции, кормления и кормопроизводства современного животноводства. сборник статей по материалам Международной научно-практической конференции, посвященной 95-летию Национальной академии наук Беларуси. Жодино. 2023. С. 101-104. EDN WBBXNI.
5. Особенности гормональной регуляции индуцированного полового цикла овцематок / П. И. Христиановский, Т. Б. Алдыяров, С. А. Платонов, Е. С. Медетов // Вестник КрасГАУ. 2024. №1(202). С. 143-150. https://doi.org/10.36718/1819-4036-2024-1-143-150. EDN: https://elibrary.ru/TBJYWF
6. Тиреоидный профиль крови у высокопродуктивных молочных коров при разной реакции яичников на суперовуляторную обработку / О. В. Алейникова, А. А. Соломахин, О. С. Митяшова, И. Ю. Лебедева // Генетика и разведение животных. 2021. №4. С. 11-16. https://doi.org/10.31043/2410-2733-2021-4-11-16 EDN: https://elibrary.ru/EHHJVK
7. Ecological and biogeochemical evaluation of elements content in soils and fodder grasses of the agricultural lands of Siberia / A. I. Syso, M. A. Lebedeva, A. S. Cherevko [et al.] // Journal of Pharmaceutical Sciences and Research. 2017. Т. 9. №4. P. 368-374. EDN XNFCSM.
8. Мазилов Е. А. Аграрная наука на современном этапе: состояние, проблемы, перспективы // Вологодский научный центр Российской академии наук, Северо-Западный научно-исследовательский институт молочного и лугопастбищного хозяйства. – Вологда: ВолНЦ РАН. 2022. С. 429. ISBN: 978-5-93299-542-6. EDN: https://elibrary.ru/RZSFXM
9. Коновалова Т. В. Влияние генотипа отцов на содержание меди в печени потомков у крупного рогатого скота // Вестник НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет). 2024. № 1(70). С. 196-203. https://doi.org/10.31677/2072-6724-2024-70-1-196-203 EDN: https://elibrary.ru/IXRZSL
10. Генетические маркеры мясной продуктивности романовской породы овец: IGFBP-3, GHo и CAST / М. Н. Костылев, М. В. Абрамова, А. В. Ильина, М. С. Барышева // Аграрная наука. 2020. №11-12. С. 36-40. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2020-343-11-36-40 EDN: https://elibrary.ru/KXWJAW
11. Лапин И. С., Бектенов Н. М. Влияние генотипа баранов-производителей на их продуктивные показатели // Вклад молодых ученых в аграрную науку: Материалы международной научно-практической конференции. Кинель: ИБЦ Самарского ГАУ. 2021. С. 321-323. EDN WJSWYT.
