doi: 10.15389/agrobiology.2021.4.730rus
УДК 636.2:636.082:591.1:57.045
МЕТАБОЛИЧЕСКИЙ ПРОФИЛЬ И СПЕРМОПРОДУКЦИЯ
У ГОЛШТИНСКИХ БЫКОВ-ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ ЗАРУБЕЖНОЙ
СЕЛЕКЦИИ ПРИ СОДЕРЖАНИИ В РАЗНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ
И ГЕОХИМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ В РОССИИ И КАЗАХСТАНЕ
А.И. АБИЛОВ1, Н.А. КОМБАРОВА2 ✉, Х.А. АМЕРХАНОВ3,
С.А. ШЕМЕТЮК2, А.С. ШАМШИДИН1, С.В. МЫМРИН4, Е.А. ПЫЖОВА5,
Н.В. БОГОЛЮБОВА1, А.А. ГУДИЛИНА4, С.Ф. АБИЛОВА1,
П.Г. КОМБАРОВ5, О.С. МИТЯШОВА1
В современных условиях потенциал высокопродуктивных животных, приспособленных к промышленной технологии содержания, должен использоваться наиболее эффективно и не зависеть от географического положения и агроклиматических ресурсов региона. В представляемом нами исследовании установлено, что отрицательный эффект региональных климатических и геохимических факторов можно минимизировать при соблюдении всех технологических регламентов. Полученные результаты расширяют представления об особенностях метаболизма быков-производителей в различных геоклиматических условиях умеренной циркуляционной зоны между 55.86 и 51.18° с.ш., что может представлять интерес для практики разведения голштинской породы в странах с аналогичными природными факторами. Мы сравнили адаптационный статус быков голштинской породы (n = 122) зарубежной селекции в возрасте 3-9 лет в условиях Центральной России (АО «Головной центр по воспроизводству сельскохозяйственных животных», Московская обл.), Среднего Урала (ОАО «Уралплемцентр», Свердловская обл.) и Северного Казахстана (РЦПЖ АО «АсылТулик», Акмолинская обл.). Был проведен биоэлементный мониторинг по содержанию Ca, P, Mg, Ca:P, Fe, хлоридов, Se, Cu, Zn. Белково-липидный обмен и активность ферментов оценивали по содержанию в крови общего белка, альбуминов, глобулинов, мочевины, креатинина, билирубина общего, триглицеридов, холестерина, аланинаминотрансферазы (АЛТ), аспартатаминотрансферазы (АСТ) и щелочной фосфатазы, секрецию эндогенных гормонов — по содержанию тестостерона, эстрадиола, тироксина, кортизола. Спермопродуктивность оценивали по объему эякулята, концентрации сперматозоидов в эякуляте, числу сперматозоидов в эякуляте. Климатические и геохимические характеристики регионов: АО «ГЦВ» — умеренно-континентальный климат, дерново-подзолистые почвы, ОАО «Уралплемцентр» — резко-континентальный климат, коренные скальные породы с песчано-глинистыми и дерново-подзолистыми почвами; АО РЦПЖ «АсылТулик» расположен вблизи города Нур-Султан в Центрально-Северной части Республики Казахстан, суровый резко-континентальный климат, темно-каштановые почвы. В результате межрегионального исследования установлено, что макроэлементный баланс быков-производителей находился в пределах допустимых норм и не имел достоверных различий между регионами: содержание в крови Са — 2,34-2,53 ммоль/л, P — 1,47-2,01 ммоль/л, Ca:P — 1,20-1,65, Mg — 0,79-0,98 ммоль/л. Обеспеченность животных железом в Московском регионе находилась в пределах нормы (23,82±6,18 мкмоль/л), в Северном Казахстане проходила по верхней границе нормы (30,74±6,97 мкмоль/л), на Среднем Урале превышала норму (40,32±7,30 мкмоль/л). Баланс Se (0,72-1,13 мкмоль/л) и Cu (12,6-16,0 ммоль/л) находился в допустимых пределах. На землях Москворецко-Окской провинции (АО «ГЦВ») обеспеченность производителей Zn составила 65,8 %, в зоне сухой степи на темно-каштановых почвах (АО РЦПЖ «Асыл-Тулик») — 95,9 % от минимального нормального значения. Повышенную в 2 раза активность ферментов в крови (по коэффициенту де Ритиса) выявили у быков в Московском регионе и в Северном Казахстане. У всех быков-производителей отмечали достаточную концентрацию как общего белка, так и его фракций. Излишнее количество белка с кормом получали производители Московского региона, о чем свидетельствует концентрация мочевины 7,57±2,82 ммоль/л (по верхней границе нормы) и креатинина 147,45±37,94 мкмоль/л. У производителей из Северного Казахстана отмечен синдром перегрузки железом (30,74±6,97 мкмоль/л) на фоне повышенного билирубина (9,15±3,42 мкмоль/л). Баланс стероидных гормонов свидетельствовал о легком дефиците тестостерона (39,17±5,06 нмоль/л) и избытке кортизола (226,75±45,62 нмоль/л) у быков-производителей из Московского региона по сравнению с Уралом (соответственно 50,36±5,80 и 138,81±21,48 нмоль/л) и Казахстаном (52,79±4,14 и 190,50±50,30 нмоль/л) (разница статистически не достоверна). Среднее содержание тироксина находилось в пределах физиологически допустимой нормы — от 66,65±3,52 нмоль/л на Среднем Урале до соответственно 91,13±3,35 и 95,39±1,86 нмоль/л в Московской области и Северном Казахстане. Концентрация эстрадиола в крови варьировала от 0,197±0,02 нмоль/л в Московском регионе до 0,234±0,02 и 0,276±0,04 нмоль/л в Северном Казахстане и на Среднем Урале, что соответствует значениям физиологической нормы (0,2-0,4 нмоль/л) для быков-производителей. Средний объем эякулята варьировал от 3,72 до 4,87 мл при средней концентрации сперматозоидов 1,21-1,52 млрд/мл и общем числе сперматозоидов в эякуляте 5,32-6,00 млрд (разница между показателями статистически не достоверна). Следовательно, при стабилизации условий содержания и строгом нормировании потребностей производителей в питательных и минеральных веществах, а также регуляции светового режима (утренне-дневная солнечная инсоляция, соблюдение темноты в ночное время) можно избежать отрицательного влияния климатических и геохимических факторов на племенных животных.
Ключевые слова: быки-производители, голштинская порода, сперматозоиды, метаболический баланс, белково-липидный баланс, биоэлементный баланс, эндогенные гормоны, климатические зоны, адаптация.
A.I. Abilov1, N.A. Kombarova2 ✉, Kh.A. Amerkhanov3,
S.A. Shemetyuk2, A.S. Shamshidin1, S.V. Mymrin4, E.A. Pyzhova5,
N.V. Bogolyubova1, A.A. Gudilina4, S.F. Abilova1, P.G. Kombarov5,
O.S. Mityashova1
Currently, the potential of highly productive animals adapted to industrial farming should be used most effectively and not depend on the geographical location and agro-climatic resources of the region. Our study showed that the observation of required technologies minimizes effects of regional climatic and geochemical factors. Our findings give more understanding on the metabolic peculiarities of the sire bulls in various geo-climatic conditions of the 55.86°N and 51.18°N zone. This may be of interest for the practice of breeding the Holstein breed in countries with similar geo-climatic factors. We compared the influence of climatic and geochemical conditions of the Central Russia (the Head Center for the Reproduction of Farm Animals, Moscow Province), the Middle Urals (JSC Ural-plemcenter, Sverdlovsk Province), and the Northern Kazakhstan (RCPZh JSC Asyl-Tulik, Akmola region) on the adaptive status of the imported Holstein 3-9-year-old bull sires (n = 122). Blood levels of bioelements Ca, P, Mg, Ca:P, Fe, chlorides, Se, Cu, and Zn were recorded. To assess protein-lipid metabolism parameters and blood enzyme activity, the total protein, albumin, globulins, urea, creatinine, total bilirubin, urea, triglycerides, cholesterol, alanine aminotransferase, aspartate aminotransferase and alkaline phosphatase were measured. The endogenous hormone levels (testosterone, estradiol, thyroxine, and cortisol) were measured. The volume of ejaculate, the concentration of spermatozoa in the ejaculate, and the number of spermatozoa in the ejaculate were assessed to evaluate sperm productivity. Climatic and geochemical characteristics of the regions were a temperate climate with sod-podzolic soils for the Moscow region, a sharply continental climate with bedrock rocks with sandy-clayey and sod-podzolic soils for the Middle Urals, and sever sharply continental climate with dark chestnut soil for the Northern Kazakhstan. The study revealed that the balance of macroelements was within the permissible limits and did not have significant differences between regions, i.e., 2.34-2.53 mmol/l Ca, 1.47-2.01 mmol/l P (Ca:P 1.20-1.65), and 0.79-0.98 mmol/l Mg. The iron supply in the Moscow region was within the normal range (23.82±6.18 μmol/l), reached the upper limits in the Northern Kazakhstan (30.74±6.97 μmol/l) and exceeded the physiological level (40.32±7.30 μmol/l) in the Middle Urals. The balance of Se (0.72-1.13 μmol/l) and Cu (12.6-16.0 μmol/l) was within allowed limits. On the soils of the Moskvoretsko-Oka geochemical province (the Head Center for the Reproduction of Farm Animals), the bulls were 65.8 % provided with Zn compared to 95.9 % provision (of that minimum allowed) observed in the dry steppe zone on dark chestnut soils of the Northern Kazakhstan. The enzymatic activity (as per the de Ritis coefficient) increased 2-fold in bulls of the Moscow region and the Northern Kazakhstan. All the sires had a sufficient concentration of both total protein and its fractions. The sires of the Moscow region fed an excessive amount of protein, as evidenced by the urea concentration at the upper limit (7.57±2.82 mmol/l) and creatinine 147.45±37.94 μmol/l). The bulls of the Northern Kazakhstan showed iron overload syndrome of 30.74±6.97 μmol/l with an increased bilirubin of 9.15±3.42 μmol/l. The balance of blood steroid hormones indicates a slight testosterone deficiency (39.17±5.06 nmol/l) and an excess of cortisol (226.75±45.62 nmol/l) in bulls of the Moscow region compared to the Middle Urals (50.36±5.80 and 138.81±21.48 nmol/l) and Kazakhstan (52.79±4.14 and 190.50±50.30 nmol/l); the differences are not statistically significant. The average level of blood thyroxine was within the physiologically permissible values, from 66.65±3.52 nmol/l in the Middle Urals to 91.13±3.35 and 95.39±1.86 nmol/l in the Moscow region and the Northern Kazakhstan, respectively. The level of estradiol varied from 0.197±0.02 nmol/l in the Moscow region to 0.234±0.02 and 0.276±0.04 nmol/l in the Northern Kazakhstan and the Middle Urals, which fit into physiological norms of 0.2-0.4 nmol/l for bull sires. The average ejaculate volume varied from 3.72 to 4.87 ml, with an average sperm concentration of 1.21-1.52 billion/ml. The total number of spermatozoa in the ejaculate was 5.32-6.00 billion; the differences were not statistically significant. Therefore, stable keeping conditions, strict control of the requirements in nutrients and mineral elements, and proper light regime (morning-day solar insolation, darkness at night) make it possible to avoid the negative influence of climatic and geochemical factors on breeding animals.
Keywords: bulls, Holstein breed, spermatozoa, metabolic balance, protein-lipid balance, bio-element balance, endogenous hormones, climatic zones, adaptation.
1ФГБНУ Федеральный исследовательский центр |
Поступила в редакцию |
