Научное обоснование раннего прогнозирования яичной продуктивности кур


Научное обоснование раннего прогнозирования яичной продуктивности кур

А. Штеле, профессор, РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева

В 2012 г. в журнале Всемирной научной ассоциации по птицеводству опубликован аналитический обзор, по­свящённый 100-летию генетики домашней птицы. С развитием популяционной генетики и биометрической теории в 1920-1930 гг. установлены наследуемость, из­менчивость и взаимосвязь важнейших признаков про­дуктивности. Определённые успехи в начальный пе­риод становления генетики и селекции связывают с ис­пользованием родословных и инбридинга, рассчитан­ного по коэффициенту Райта.

С учётом генетического разнообразия используемых пород и селекционных линий раскрывается их генно­фенотипическое состояние. Происходит интеграция ге­нетики домашней птицы, оперирующая наборами ге­нотипов и популяционной статистики, с селекцией и гибридизацией.

Начиная с 70-х годов прошлого столетия, наступает время применения молекулярных основ наследствен­ности и изменчивости, генетико-статистических параметров и моделирования в селекции. Исследования направлены также на анализ генома вида, идентифи­кацию и поиск кодирующих генов-локусов хромосом и генов-маркёров значимых признаков продуктивности (ДНК-технологии), сохранение уникальных генотипов и генетических ресурсов.

Генетические факторы яичной продуктивности кур. Внутрилинейная селекция и гибридизация с ис­пользованием достижений генетики является основ­ным направлением племенной работы с птицей. Дав­ление селекции в течение ряда поколений на важней­шие признаки продуктивности, скрещивание сочетаю­щихся линий (гибридизация) позволили создать в не­обходимом объёме яичные и мясные кроссы для вос­производства гибридных кур.

Расшифрованный в 2004 г. геном кур насчитывает 24 тыс. генов и более 1 млрд. пар нуклеотидов поли­морфизма/азотистых оснований в гаплоидной ДНК.

Единичные нуклеотиды полиморфизма (SNP) и их последовательность расположения в ДНК определяют генетическое разнообразие вида. Пока в геноме кур идентифицировано в общей сложности около 3 млн. нуклеотидов полиморфизма, включающих гены раз­личных уровней.

Это даёт возможность установить местонахождение структурных генов, кодирующих белок, генов-регуля­торов множественного действия и маркёров количественных признаков продуктивности на отдельных участках ДНК.

Идентификация генов-маркёров, создание генетиче­ских карт нуклеотидных последовательностей ДНК по­вышает достоверность генетического анализа призна­ков продуктивности. В экспериментальных работах вы­явлены локусы сцепления для живой массы, величины яиц, конверсии корма, других признаков в пяти из восьми макрохромосом кур (2, 3, 4, 5, 8) и половой Z-хромосоме. Напомним, что самки гетерозиготны (ZW), а самцы — гомозиготны (ZZ). Установлено, что на восемь крупных хромосом и Z-хромосому при­ходится более 70% нуклеотидов полиморфизма генома кур, а на микрохромосомы — оставшаяся доля.

В половой хромосоме Z раскрыто около 20 парных (аллельных) генов, которые влияют на отдельные каче­ственные и количественные признаки. На этой основе для яичных и мясных кроссов созданы гомозиготные прародительские линии/родительские формы, аутосексные по окрасу оперения или скорости оперения, проявляемые соответственно у суточных цыплят (ку­рочки/петушки) разного пола.

Геномная селекция по генам-маркёрам особенно результативна для признаков, сцепленных с полом. Так, раннее тестирование и отбор петушков являются экономически эффективным приёмом в селекции, что приводит к снижению интервала в поколениях отбора.

Особенный интерес для прогнозирования яичной продуктивности представляет половая хромосома Z, которая несёт гены ограниченной/нормальной овуля­ции, во многом определяющей яйценоскость кур. В опытах показано, что куры-несушки с геном ограниченной овуляции в ряде случаев неспособны к регу­лярному формированию яйцеклетки-желтка из-за то­чечной мутации в ооците.

Это связано с недостаточным переходом липопротеинов из печени в фолликулы яичника при созревании яйцеклетки-желтка. В другой работе установлено, что ген ограниченной овуляции воздействует на повыше­ние массы тела за счёт ускоренного роста отдельных ко­стей крыльев и ног, в то время как высокопродуктив­ным яичным курам присуща минимальная (оптималь­ная) живая масса.

На селекционной фирме «Хай-Лайн» (США), имею­щей собственную генетическую лабораторию и необхо­димую опытно-производственную базу, за длительный период созданы многие яичные кроссы белых и корич­невых кур.

В течение последних двух десятков лет при тради­ционной селекции линий и гибридизации специалисты применяют методы ДНК-технологий, используя более 20 тыс. идентифицированных генов. Селекция в ли­ниях ведётся по многим признакам высокой прижиз­ненной продуктивности (до 80 нед. и более) кур, устой­чивости их к стрессам и заболеваниям.

Имеющиеся данные о SNP-чипе для 600 тыс. нуклео­тидных последовательностей коммерческих линий яичных кроссов позволяют использовать их в ДНК-технологии (геномной селекции) в селекционных фир­мах. Таким образом, традиционные методы селекции в последние годы дополняются ДНК-технологией с учё­том новых знаний о геноме птицы.

В ближайшей перспективе весь геном кур может быть сканирован для поиска локусов/генов количественных признаков и маркёров для проведения ассоциативно­го анализа с целью нахождения генов-кандидатов, свя­занных с признаками продуктивности, включая её ран­нее прогнозирование.

Следует учитывать, что продуктивность современной сельскохозяйственной птицы — это биологический по­тенциал организма при интенсивном метаболизме пи­тательных веществ и ускоренном биосинтезе белка, де­терминированного геномом в условиях оптимального микроклимата и нормиро­ванного полноценного корм­ления.

Овогенез у высокопро­дуктивных кур. Морфоге­нез репродуктивных органов (яичник и яйцевод), развитие и созревание первичной яйцеклетки в овогенезе яич­ных кроссов имеют установ­ленные возрастные перио­ды. Зачатки гонад у куриных эмбрионов появляются в 4-суточном возрасте, а диф­ференциация гонад на яич­ники и семенники — в нача­ле 8-х суток. С 11-суточного возраста происходит пере­ход первичных зародыше­вых клеток (ПЗК) в оогонии, численность которых при быстром митотическом деле­нии достигает нескольких сотен тысяч. К 19-м суткам большая часть оогоний погибает, лишь некоторые ив них дифференцируются в ооциты, вокруг которых на­чинают формироваться фолликулы.

В конце эмбриогенеза фолликулярные стадии гене­ративных элементов становятся преобладающими и за­вершаются образованием первичных яйцеклеток. В су­точном возрасте в яичнике курочек насчитывают 3,5-4,0 тыс. первичных ооцитов (яйцеклеток), диаметр которых составляет 0,01-0,02 мм при общей массе 30-50 миллиграммов. Благодаря фолликулу, образую­щемуся вокруг каждой яйцеклетки, осуществляется взаимосвязь между развивающимся ооцитом и яични­ком. Первичная яйцеклетка (без желтка) содержит яд­ро с крупным ядрышком и диплоидным набором хро­мосом. Непосредственно к ооциту прилегает желто­чная (вителлиновая) оболочка — уплотнённый слой ци­топлазмы.

Рост и созревание первичной яйцеклетки в вегетатив­ной фазе проходит в фолликулах яичника вплоть до овуляции зрелой яйцеклетки в яйцевод. В этой фазе овогенеза можно выделить три стадии развития яйце­клетки.

В первой стадии овогенеза (1-6 нед.) отмечается не­значительный рост яйцеклетки за счёт цитоплазмы без формирования желточного материала. К этому време­ни образуется зародышевый диск, отмечается увеличе­ние ядра и цитоплазмы, а диаметр яйцеклетки достига­ет 0,5-1,0 миллиметра (табл. 1).

Таблица 1. Особенности проявления сопряжённых признаков в овогенезе и онтогенезе кур

Период выращивания

Молодняк/ курочки, нед.

Проявление признаков

Живая мас­са в конце периода, г

в овогенезе

в онтогенезе

Стартовый

1-6

Медленное развитие яйцеклетки

Быстрый рост молодняка

450-550

Подращивания

7-8

Начало формирования желтка

Замедление роста молодняка

650-750

Развития

9-15

Накопление желточной массы в фолликулах

Развитие молодняка

1200-1300

Предкладковый:

начало яйцекладки при 5%-ной яйценоскости*

16-17

Созревание яйцеклетки

Снесение первых яиц -половая скороспелость

1250-1350

достижение 50%-ной яйценоскости*

18-20

в крупных фолликулах и овуляция Синхронизация яйцекладки

Синхронизация яйцекладки

1300-1400

Примечание: *При групповом учёте яйценоскости птицы; ** Соответственно для молодняка белых и коричневых кур

Вторая, наиболее длительная стадия овогенеза, про­должается с 7- до 15-недельного возраста курочек. Рост и созревание яйцеклеток сопровождаются медленным накоплением желточной массы каждой из них в 7-8-недельном возрасте и более быстрым — в 9-15 не­дель.

Функциональная активность яичника, других внут­ренних органов в этот период очень высокая. В печени интенсивно происходит синтез питательных веществ, накопление биологически активных соединений, кото­рые через кровь поступают в фолликулы. Благодаря их избирательной проницаемости накапливаются пита­тельные вещества в виде протеинов/аминокислот, ли­пидов/жирных кислот, липопротеинов, гликопротеи­нов, фосфолипидов, свободного холестерина, биоло­гически активных компонентов.

Третий период овогенеза — образование зрелой! яйцеклетки (созревание) — завершается в 16-17-не­дельном возрасте курочек. Ускоренное накопление желтка последовательно происходит в нескольких крупных фолликулах яичника и занимает около одной недели. Период быстрого накопления желтка в яични­ке в фолликулах составляет 5-6 дней, где первичная превращается в зрелую яйцеклетку (вторичный ооцит) и овулирует в яйцевод. Продолжительность овуляции — разрыв оболочки фолликула и перемещение яйцеклетки-желтка в воронку яйцевода — составляет в среднем 30 минут.

Яйцеклетка до её оплодотворения находится в фор­ме бластодиска на поверхности желтка и вместе с ним является одной клеткой, окруженной плотной вителлиновой оболочкой. Переход от диплоидного числа хро­мосом к гаплоидному набору совершается при редук­ционном делении - мейозе, в результате которого об­разуется половая гамета с гаплоидным набором хро­мосом. При оплодотворении и слиянии яйцеклетки со сперматозоидом на стадии зиготы восстанавливается диплоидный набор хромосом.

Биологической особенностью домашних кур являет­ся способность откладывать полноценные яйца без оплодотворения. Это в равной мере относится как к производству оплодотворённых инкубационных яиц (племенное стадо), так и неоплодотворённых пищевых (промышленное стадо). Отметим, что у большинства ви­дов птиц самки начинают откладывать яйца только после спаривания с самцами и оплодотворения яиц.

Таким образом, каждая яйцеклетка в природной взаимосвязи с желтком совершает длительный путь роста и развития в фолликуле яичника от суточного до 16-17-недельного возраста независимо от того, произойдёт ли её оплодотворение в яйцеводе или нет. Это период является основным фактором, определяющим биологические пределы яичной продуктивности,  который в значительной мере сопряжён с направленным выращиванием курочек.

В течение продуктивного периода кур-несушек и живая масса поддерживается на минимально оптимальном уровне по заданной схеме, присущей каждому кроссу, и соотносится с массой тела при завершении яйцекладки при лимите 1,6-1,9 килограмма. От су точного возрастало завершения продуктивного периода заданная живая масса стала основным фактором роста, развития и физиологического состояния организма птицы.

Режим сбалансированного полноценного кормления молодняка и взрослых кур предусматривает оптимизацию среднесуточного потребления корма с учётом его качества, которое становится значимым фактором реализации биологического потенциала птицы. Технически это достигается снижением массы потребляемого корма или времени доступа к нему в пределах нормы потребности различных половозрастных групп. Биологическая полноценность куриного яйца по химическому составу и физико-химическим свойствам устанавливается в зависимости от биологического разнообразия в нём питательных и биоактивных веществ, поступающих с кормом и необходимых для воспроизводства потомства.

Особенности образования яиц в овогенезе.

После овуляции яйцеклетки по мере продвижения желтка по яйцеводу образуются белок и скорлупа, чем завершается образование яйца. В яйцеводе яйцо формируется в среднем за 22-24 ч, в том числе в воронке — 20 мин, белковом отделе — 3 ч, перешейке — 1 ч, в матке 18-19 часов.

У высокопродуктивных кур завершение образования полноценного яйца (белок/скорлупа) в яйцеводе зани­мает 22-23 часа. Формирование скорлупы происходит 17-18 ч, или около 2/3 общего времени суток, что яв­ляется вторым по значимости ограничительным факто­ром яичной продуктивности кур. В экспериментальных работах установлено, что максимальный темп переноса питательных веществ из плазмы крови в фолликул в расчёте на единицу его по­верхности отмечается при массе ооцита 2,5 грамма. Можно считать, что это начальный фолликул в каждой серии быстро формирующихся крупных фолликул. С увеличением поверхности каждого последующего до овуляции фолликула скорость отложения желточного материала нарастает, что является производной роста фолликулярной оболочки.

У высокопродуктивных кур в яичнике чётко выде­ляется наибольший фолликул, который классифици­руют как предовуляторный, в котором отмечается наи­более интенсивное нарастание желточной массы за 24 ч до овуляции. Все последующие фолликулы рас­пределяются по размеру/массе — по вероятной оче­рёдности снесения.

При 8-10 и более крупных фолликул в яичнике у кур мясо-яичных пород/линий без выраженного крупного предовуляторного возможна одновременная овуляция двух фолликул с небольшим интервалом. Это приводит к образованию двухжелтковых яиц при последующей десинхронизации процессов созревания яйцеклетки и овуляции, снесения яйца и цикла яйце­кладки.

Яйца с двумя желтками могут откладывать и молодые куры-несушки в первые недели яйценоскости, у кото­рых полный цикл образования и снесения яйца ещё не синхронизирован.

Высокопродуктивные яичные куры отличаются быст­рым накоплением питательных веществ и биологиче­ски активных компонентов в последовательно образующихся 5-6 больших фолликулах в период созрева­ния яйцеклетки. В самом крупном из них диаметр до­стигает 32-35 мм у молодых кур и 40-42 см — у взрос­лых особей. По обобщённым данным, масса желтка к моменту овуляции у гибридных высокопродуктивных кур составляет в среднем 17-18 граммов.

Количество фолликул в яичнике является одним из показателей физиологического состояния репродук­тивных органов и биологического потенциала яйценос­кости кур.

Для каждого созревающего в яичнике фолликула рассчитана динамика формирования массы желтка до овуляции. На основании этих данных предло­жен коэффициент интенсивности роста фолликула как показатель прироста его массы в сутки.

Коэффициент рассчитывается по разности прироста массы (18,0-2,5 г), делённой на число фолликул в яич­нике. При пяти фолликулах в яичнике коэффициент интенсивности роста наибольший и составляет 3,10, при шести — 2,58, при семи — 2,21, при восьми — 1,94 и при девяти — 1,92. При 5-6 фолликулах, одновре­менно находящихся в яичнике на стадии созревания яйцеклетки-желтка, отмечается более высокий коэф­фициент интенсивности прироста их массы. Согласно современной концепции, чем меньше крупных фолликул в яичнике (5-6), в которых последова­тельно происходит накопление желтка и созревание яйцеклетки, тем быстрее наступает овуляция желтка, тем выше продуктивность кур. Ранее считалось, что в яичнике кур должно быть 8-9 и более крупных фолли­кул, число которых определяло интенсивность яйце­носкости мясо-яичных и яичных пород с относительно невысокой яйценоскостью.

У высокопродуктивной птицы интенсивный метабо­лизм и быстрое накопление желточной массы в круп­ных фолликулах обеспечивают физиологическую воз­можность ежедневной овуляции яйцеклетки-желтка в суточном ритме яйцекладки. Сложный и длительный процесс роста и созревания яйцеклетки-желтка в яич­нике является главным ограничительным фактором при формировании продуктивности в процессе онто­генеза. Известный факт снесения курицей породы лег­горн 361 полноценного яйца за 364 дня практически при 100%-ной яйценоскости можно считать пределом продуктивности.

Продуктивность кур яичных кроссов. За про­шедшее столетие возраст снесения первого яйца (по­ловая скороспелость кур) снизился в 1,5 раза — с 6 (26-27 нед.) до 4 мес. (17-18 нед.), что связано с ин­тенсивной селекцией по яйценоскости и половой скороспелости. Это привело к слабости костей ног и крыльев, отмечаемой у молодняка в постэмбриональном периоде онтогенеза. Фазовое (возрастное) ограни­ченное кормление и строго контролируемая живая масса позволяют в значительной степени оптимизиро­вать рост и развитие ремонтного молодняка к началу яйцекладки.

Гибридные куры отличаются весьма быстрым ростом и развитием, в результате чего в 16-17-недельном воз­расте они начинают откладывать яйца. При этом важно контролировать период наступления половой зрелости (способности давать потомство), который можно опре­делять по достижении 50%-ной яйценоскости несушек. К этому времени завершается ювенальная линька мо­лодняка, устанавливается оптимальная живая масса курочек, синхронизация овуляции и цикла яйцеклад­ки, которые у яичных кроссов имеют сходные показа­тели.

Важным фактором высокой и устойчивой яйценоско­сти кур является цикл яйцекладки после её синхрони­зации, характерный для каждой несушки и определяе­мый числом последовательно снесённых яиц без ин­тервала. Высокопродуктивные куры отличаются длин­ным циклом непрерывной яйцекладки продолжитель­ностью 40-80 дн. с небольшим перерывом-интервалом между ними (1-2 дн.). При этом время образования белка и скорлупы в яйцеводе синхронизированы с ову­ляцией яйцеклетки-желтка в яичнике, что формирует длительность цикла непрерывной яйцекладки. Частота повторения циклов с интервалами устанавливает био­логический ритм яйценоскости кур.

По данным международных конкурсных испытаний (Чехия, 2009-2010 гг.), куры-несушки кросса «НОВО- генбраун» французской компании «Новоген» снесли 351 яйцо за 385 дней (55 нед.) при интенсивности яйцекладки 91,2 процента. Столь высокая яйценоскость в стаде кур при её групповом учёте максимально приближена к биологической границе яичной продук­тивности. Результаты конкурсных испытаний гибрид­ных кур-несушек ранжированы нами по яйценоскости, что сопряжено с яйцемассой (табл. 2).

Таблица 2. Яичная продуктивность кур на международных конкурсных испытаниях (55 нед.) в 2009-2010 гг.

Коричневые куры яичных кроссов

Яйценоскость на несушку

Средняя масса яиц, г

Яйце-масса/

яичная продуктив­ность, кг

Сохранность,

%

Конве-рсия корма, кг

Ранжи-рование кроссов по яйценос-кости

шт.

%

«НОВО-генбраун»

351,1

91,2

61,5

21,59

99

2,32

1

«Хайсекс»

346,1

90,0

61,7

21,35

96

2,32

2

«Ломанн»

338,9

88,0

62,5

21,18

99

2,34

3

«Иза браун»

342,1

88,6

61,6

21,07

98

2,37

4

«Хай-Лайн»

336,6

87,4

61,9

20,84

98

2,33

5

«Супер Ник»

330,1

85,7

62,3

20,56

96

2,44

6

«Тетра»

330,1

85,7

62,1

20,50

95

2,41

7

«Бованс»

326,8

84,5

62,7

20,49

96

2,45

8

Как видно из таблицы 2, интенсивность яйцекладки колебалась в пределах  84,5-91,2 процента. Можно предположить, что на пике  продуктивности у многих особей была отмечена 100%-ная яйценоскость. Это устанавливает потенциал яйценоскости современных кроссов на уровне 330-350 яиц за первый продуктив­ный период (55 нед.) и вероятный биологический пре­дел (плато) продуктивности кур при полной выбраков­ке всего стада.

При полноценном кормлении и контролируемом микроклимате у современных кроссов кур продуктив­ный прижизненный период кур может быть увеличен до 60 и более недель. Однако существенной преградой является заметное снижение интенсивности яйценос­кости после 52 недель продуктивности, которая для большинства кроссов в промышленном птицеводстве составляет менее 80%, что сопряжено также со сниже­нием качества яиц.

Источник» журнал «Птицеводство» №6, 2013 г.


Статьи партнеров

Микотоксины являются одними из наиболее важных стрессовых факторов, вызываемых кормлением, которые влияют на продуктивность птицы. Негативные последствия от микотоксикозов весьма...

31.03.2021
200

Доктор Сюзанна Ротштейн (Dr. Susanne Rothstein), Biochem В современном производстве яиц основное внимание уделяется повышению продуктивности птицы и обеспечению производства...

25.03.2021
224

Майк Хинрих, компания Biochem, Германия Одна из основных проблем в кормопроизводстве — загрязнение растительного сырья (в поле или при хранении) плесневыми грибами и их мета...

23.03.2021
3967

Технический специалист по птицеводству ООО Провими (Каргилл) Навицкий Андрей Владимирович Многие специалисты  птицефабрик сталкиваются с отставанием в росте и низкой ...

16.02.2021
705

Бернард ЛАНДВЕР, доктор, старший специалист по кормлению животных Компания Biochem, Германия. Незаменимые микроэлементы, такие как Zn, Mn, Cu и Fe, участвуют в широком спе...

01.02.2021
563

Зевакова В.К., руководитель технического отдела по птицеводству, ООО «Провими» (Каргилл). Выращивание птицы без антибиотиков - это одна из основных задач российского птице...

28.01.2021
778

Рубен КРЕСПО, Бастиан ХИЛЬДЕБРАНД, доктор наук Компания Biochem, Германия В последние десятилетия в кормлении сельскохозяйственных животных и птицы широко применяют различ...

28.01.2021
480

Кристоф Боствиронуа (Christophe Bostvironnois), менеджер по глобальным продуктам Жан-Кристоф Боден (Jean-Christophe Bodin), технический менеджер по продукции Джон Шлейфер (Jo...

14.01.2021
540

Брылин А.П. к.в.н., генеральный директор ГК ПРОВЕТ Обеспечение биологической безопасности продукции птицеводства – вопрос, имеющий первостепенное значение как для европейс...

17.11.2020
1542

Оптимизация работы кишечника необходима, если мы стремимся получить максимальные результаты и полностью реализовать генетический потенциал современных кроссов сельскохозяйственно...

17.11.2020
1417

Брылина В.Е. – кандидат биологических наук, доцент кафедры иммунологии и биотехнологий ФГБОУ ВО МГАВМиБ – МВА им. К.И. Скрябина, Брылина М.А. – кандидат ветеринарных наук [ ...

17.11.2020
1258