Нови перспективи при развъждане на високопродуктивни млечни крави

1

Статията ни е предоставена от проф. Живко Кръстанов, и е публикувана без редакторска намеса.

През последните години много силно се заговори за използването на съвременните достижения на молекулярната генетика в говедовъдството. У нас дори навлезе жаргон от типа „геномен бик“, сякаш има и животни, които нямат геном. Достигна се до излизането на публикации, които представят много различно действителността и едва ли не отричат използването на съвременните методи с които традиционно се води селекцията и са постигнати днешните достижения.

С поредица от материали Асоциацията за развъждане на черношарената порода – Добрич ще направи нужното за да представи реално как стоят днес нещата и какво трябва да очакваме в близко и по-далечно бъдеще при развъждането на млечни говеда.

И така, нека започнем от там как са се променяли представите за идеалното животно цел на селекционната дейност. Ако разглеждаме снимки от стари списания и още по-стари музейни експонати ще видим, че има огромна разлика в това как е изглеждал идеала за млечната крава и това как изглежда днес. Разбира се, формите на животните са свързани с продуктивното направление, дали кравите са специализирани за мляко с двойно направление или за месо, но по-важно е какви са били целите на развъдчиците. През 80– те години на нашия век дори и специализираните породи за мляко имаха по-комбинирани форми и се отглеждаха пасищно.  Днес северноамериканския тип на Холщайна, който се наложи в световната селекция, не е подходящ за пасищно отглеждане. Дори в страни като Холандия, където преобладаваше отглеждането на черношареното говедо на високо продуктивни пасища, сега това е променено. Накратко историята е такава, че до 80-те години основна цел е била повишаването на млечната продуктивност. След този период, когато са пренебрегвани всички други характеристики (репродукция, темперамент, функционален тип и др.) е настъпило значително влошаване на тези признаци и това е довело до влошаване на икономическите резултати от развъждането на млечни крави независимо от високата им продуктивност. От началото на 80-те години основната развъдна цел не е свързана с количеството мляко конкретно, а с икономическите резултати. През този период могат да бъдат отбелязани значителни промени, а именно значението на допълнителните селекционни признаци (линейно-описателни признаци, репродуктивна способност   и др), като тяхното значение е с нарастващо и дори по-голямо в икономическите индекси за селекция в сравнение с млечната продуктивност.

Модерните селекционни програми имат цели, които инкорпорират много икономически важни признаци обединени в едно ниво по което се класифицират животните, обект на селекция. Селекцията фокусирана върху генетичното подобряване на признаците, характеризиращи млечната продуктивност, през последните 20 години постепенно отстъпват място на селекция в която все повече се повишава ролята на признаците, характеризиращи  репродуктивната способност и здравето на животните. Общият продуктивен индекс, който се използва в скандинавските страни първи даде акцент на репродуктивна способност и здраве и това демонстрира важността от включването на ниско наследяеми признаци в селекционните програми.

Това което най-малко се е променяло през годините е начина по който се събират данни за животните, за да бъде оценена развъдната им стойност, както и да се подпомогне управлението на стадата. Този подход е известен в науката като феномика = измерване на животинския фенотип. Това е процес в които се генерират голямо количество данни, както за всяко така и за голям брой животни, за много признаци, като това трябва да става лесно, повторяемо и разбираемо.

От 30-40 години в развитите страни традиционно се събират данни за млечната продуктивност, като се вземат проби, които се анализират най-вече за качествен състав – съдържание на мазнини, белтъчини, съдържание на соматични клетки и лактоза и урея за нуждите на управлението.  Има голямо развитие на технологиите с които се прави измерването. Най-съвременната се основава на инфрачервените лъчи със средна дължина (MIR).

Продължителността на живот в повечето страни се описва като се водят записи, проследяващи пътя на животното – родено, мъртво /отпаднало/ (заклано или естествено настъпила смърт), продадено. Водят се и записи за фенотипа, свързан с плодовитостта (брой осеменявания, продължителност на сервиз периода, междуотелен периоди) и др.

Линейно – описателните признаци се водят от обучени техници, които използват международно приети методики за линейни описания.

Днес индикаторите, които се използват за целите на селекцията стават все повече от молекули до животното. В бъдеще се очаква още повече нови признаци свързани с новите цели на селекцията.

Преди да започнем с новостите трябва да отбележим най-голямата и основната такава. Днес е актуално да си говорим за прецизни технологии в животновъдството. Въвеждането на прецизни технологии в земеделието и в частност животновъдството е свързано с навлизане на резултатите от техническа революция, основана на постиженията във всички области на човешкото знание. В тази връзка и онова, което е свързано със селекцията ще е твърде различно.

Новите развъдни цели, както рентабилността, така и социални цели каквато е опазването на околната среда изискват нови индикатори, които да описват функционалните характеристики на животните. Ефективен отбор и подбор по нови признаци е възможен с традиционните методи за генетична оценка, но чувствително подобрено с инструменти на молекулярната биология.

Какви са новите функционални характеристики, как ще изглежда кравата на бъдещето това е представено от различни учени и хора с богат практически опит и може да се обобщи до следното:

Произвежда голямо количество продукция с висока стойност (т.е. мляко и месо); Добра репродуктивна способност; Добро здравословно състояние;   Добро продуктивно дълголетие; Висока ефективност на оползотворяване на фуража; Лесна за управление (т.е. леко отелване, подвижност); Добра конформация (над и отразяващи здравето, репродуктивността и продължителността на живота); Нисък екологичен отпечатък; Устойчива на външни смущения.

Най-важни за икономиката на фермите са млякото и неговите компоненти. Навлизането на (MIR) технологията позволява изследването на съдържанието и състава на мастните киселини в млякото. Композицията на млечните мазнини обаче (70%) наситени мастни киселини не е атрактивна за привържениците на здравословното хранене. Високата корелация (0.90) между общото количество мазнини и съдържанието на наситени мастни киселини се счита от някои изследователи за ограничаващ фактор във възможностите за подобряване на състава на мастните киселини по пътя на селекцията. Днес обаче редица изследователски екипи работят усилено за да разкрият връзките на различни участъци на генома със синтеза на мастни киселини. Постиженията биха позволили промяна на състава на  мазнините с увеличение на относителния дял на ненаситените мастни киселини.

Особено голямо внимание и усилия на учените са насочени към коагулационната способност на млякото. Прогнозите на водещи икономически групи сочат изпреварваща тенденция на производството на трайни млечни продукти (сирена) в сравнение с производството на суровина. Коагулационната способност на млякото определя рандеманите и качеството на продукта при преработка в сирена. Известни са фенотипните и генетични връзки между количеството и качеството на казеина като фактор влияещ върху  сиренарските му качества на млякото. Днес обаче все повече изследвания показват, че има редица други фактори, които достоверно влияят върху коагулационната способност на млякото. Това е дало основание на редица изследователски екипи да насочат вниманието си към нови фенотипни характеристики на коагулационната способност на млякото – скорост на коагулиране, твърдост на коагулума, и др. Има значителен напредък в инструментите и признаците, които се оценяват. Значителен е напредъка във въвеждането на сензори със средна дължина на инфрачервения спектър. Водещи учени от Италия работят усилено за установяване на участъци от генома, свързани с коагулационната способност на млякото. Безспорно нарастващия икономически интерес при производството на сирена ще бъде водещ стимул и може да очакваме значителен напредък и внедряване на иновативни технологии позволяващи интензификация на селекционния процес в полза на по-висока икономическа рентабилност на сектора.

Добрата репродуктивна продуктивност и добрия здравословен статус имат нарастващо икономическо значение във високопродуктивните стада. Подобряването на тези признаци води во намаляване на разходите за диагностика и лечение и подобряване на рентабилността на производството.

Мъжката и женска репродуктивна способност обаче не се унаследява само от отделни гени, а обратно от множество такива. Тези признаци се характеризират с много ниска наследяемост, което прави преценката на развъдната стойност на животните много трудна и слабо надеждна. Използването на все повече молекулярни маркери и създаването на бази данни от големи референтни популации, ще позволи чувствително нарастване на надеждността на генетичните оценки на животните по техните репродуктивни признаци. Основно обаче остава събирането на данни за множество фенотипни признаци, характеризиращи репродуктивната способност на двата пола.

В развитите страни има много добре организирани бази от данни относно мониторинга на здравословния статус и репродуктивните способности на животните. Това им позволява да правят анализи и да бъдат откривани различни релации и зависимости, както и да бъдат изследвани генетични маркери, свързани с биохимични и физиологични процеси свързани с репродукцията.

Продължителността на живот в стадото е също все по-важен признак за икономиката на стадата. Известно е, че на втора лактация една крава дава с 16-20% в повече от първа при сходни производствени разходи, а на трета продуктивността е с близа 30% в повече от първа. Следователно увеличаването на продължителността на живот ще снижи разходите за ремонт на стадото и ще повиши продуктивността.

Високата ефективност на оползотворяване на фуража безспорно е нов признак с високо икономическо значение. Разбира се неговото подобряване би довело до намаление разходите за изхранване на животните, които представляват от 50 до 80% от разходите при различните производствени системи.

Признакът „лесна за управление“ не е напълно дефиниран, но в него влизат много други признаци, които характеризират животните като лесно управляеми. Това е особено важно за големите стада, където подобряването на този признак би довел да намаление на разходите за труд. Най-важните характеристики за този признак са: добър здравословен статус, лесно и безпроблемно отелване, желан темперамент, висока скорост на доене, която да не е отрицателно свързана със високата продуктивност и здравето на вимето.

Под добра конформация трябва да разбираме морфологичните характеристики на животните, които влияят върху тяхната репродуктивна способност – например крупата оформя родилния път, а тясната крупа може да доведе до трудни раждания, устойчивост на мастити – формата на вимето и изравнеността на четвъртините безспорно могат да окажат положително влияние върху здравето на вимето при машинно доене, продължителността на живот в стадото, едрината на животните оказва влияние върху дизайна на доилните системи и други технологични елементи, продължителността на живот в стадото се влияе често от здравината на копитата и правилната постановка на крайниците. Много специалисти считат, че конформацията е признак, който има по-голямо значение отколкото други признаци, свързани пряко с продължителността на живот в стадото като плодовитостта например.

Животновъдството  по данни от проучвания на различни институции е източник на огромно количество парникови газове, като говедата имат най- голям екологичен отпечатък в сравнение с останалите селскостопански животни. Един от основните замърсители, метана (CH4), който се отделя при естествените ферментационни процеси в търбуха и тора може да се разглежда и като загуби на въглерод и по този начин непродуктивно използване на енергията в дажбите на животните. В света се работи усилено, както по създаването на датчици които да измерват количеството отделяни парникови газове от животните, така и в областта на прецизиране храненето на животните, което е основен инструмент с най-голямо въздействие върху отделените газове. Трябва да отбележим и че редица проучвания показват наследственост на количеството на отделените парникови газове. В предвид очакванията за чувствително нарастване на производството на мляко и месо от говеда, то можем да очакваме значителни новости  в областта на нови фенотипи, характеризиращи екологичния отпечатък при развъждането на продуктивни животни.

Устойчивост на външни смущения е признак който е обект на широки коментари в литературата. В повечето случай се разглежда въздействието на производствените системи за животни върху климата и по-рядко въздействието на климата върху производствените системи. Счита се, че промените в климата ще доведе до повишаване на температурата. Това е свързано, както с повишеният топлинен стрес на който са подложени животните, така и с промяна на географските зони на някои заболявания, което може да има последствия за животните, които не са се срещали с причинителите на тези заболявания. Ето защо животното на бъдещето трябва да бъде устойчиво на различни външни смущения. Поради дефиницията за наследствеността, тези смущения вероятно ще имат по-малко въздействия върху признаците с висока наследяемост. Дали е случайно, че Бил Гейтс дари 40 милиона долара на учени да създадат крава на бъдещето, която да може да продуцира във всички географски и климатични зони.

След всичко до тук съвсем определено се оформя схващането, че измерваните фенотипни признаци не само няма да намалеят, а ще станат много повече и по-различни от сегашните. Ясно е, че много от тези признаци няма как да бъдат измерени с традиционните методи и средства. Ще се появят нови средства, както за измерване така и за анализ на постъпващата информация.

Мониторингът на фенотипните качества и новите сензори бяха представени по много добре унагледен начин от проф. Касандро в пленарния си доклад на научната сесия по случай 75 годишнината от Земеделски институт – Стара Загора.

Според автора ако класическия мониторинг съдържа следните елементи:
Животно: „признак“ – Проба – лабораторно изследване – измерване – анализ на данни
Основните методи са животновъдни науки, биология, биохимия, статистика и математично моделиране.

Новите методи за записване на фенотипи ще съдържат повече елементи, а именно:
Животно: сензор (физическо измерване) – сигнал – скенер – информационно третиране – измерване – анализ на данните

Основните методи са много повече, освен традиционните животновъдни науки, биология, биохимия, статистика и математично моделиране, тук вече се използват методи от физиката, биофизиката, електрониката, информатика.

От всичко до тук става ясно, че в бъдеще отговарящ на новите селекционни цели генетичен материал ще могат да произвеждат страните в които има значителен напредък в областта на прецизните технологии, в които функционират високодостоверни бази от данни с резултати от научен потенциал способен да генерира геномни анализи на големи референтни популации, информация както за продуктивността и качествата и така и за здравословното състояние, репродуктивната способност, функционалния тип, в които има развити съвременни научни технологии и мотивирани учени в много повече области на знанието.

Безспорно нашата страна не е между тези развити държави и в тази връзка можем да оценим на настоящия етап шансовете ни да произведем конкурентна генетика са сравними по-скоро с нула. Това не означава, че не можем да развиваме нашите популации в правилната и желана посока. Ние постигаме и сега генетичен прогрес като се възползваме от новите постижения, както на генетиката така и на репродуктивните технологии. Сама по себе си тази тема е достатъчно голяма за да я разглеждаме в настоящия материал и затова ще го направим в следващ свързан с икономически изгодните пътища за усъвършенстване на нашите продуктивни животни.

Автори : Живко Кръстанов, Теодора Ангелова, Даниела Йорданова

                            Земеделски институт – Стара Загора

С любезното съдействие на проф. Живко Кръстанов

Говедовъд.ЕЮ

1 КОМЕНТАР

ОСТАВИ КОМЕНТАР