Гибридизация и ее использование в животноводстве

Введение

Важнейшей проблемой продовольственного обеспечения населения Российской Федерации остается дефицит животного белка в рационе питания, нехватка которого составляет более 1/3 от функциональной нормы. Главный его источник – мясо, по уровню потребления которого, наша страна устойчиво занимает среднее положение в мире, тогда как по потреблению рыбы (7…9 кг в год) мы отстаем от среднемирового уровня в 2,5 раза. Жители России свободны от каких-либо пищевых предпочтений по разновидностям мяса. В отличие от некоторых стран, где в суточном рационе преобладают отдельные его виды, россияне потребляют свинину, птицу и говядину примерно поровну [4].
На сегодняшний день уровни собственного производства в ресурсах и балансах животноводческой продукции не соответствуют установленным доктриной продовольственной безопасности. В связи с этим, современная стратегия развития отрасли предусматривает исключительно инновационный путь, основанный на создании актуальной производственно-интеллектуальной среды, техники и технологий, обеспечивающих промышленное производство продукции с возрастающим трендом по объемам и экономической эффективности. Применительно к инновационной модели развития животноводства можно выделить следующие основные сферы научного обеспечения: генофонд животных и птицы, питание, техника и технология, кадры [9].
Один из важнейших приемов модернизации генотипов животных в целях создания новых селекционных форм с выдающимися качествами – межвидовая гибридизация.
Цель данной работы – всесторонне охарактеризовать гибридизацию и ее использование в животноводстве.
Цель работы достигается благодаря выполнению следующих задач:
дать общую характеристику методов разведения, которые используются в животноводстве;
оценить использования скрещивания и гибридизации в сфере животноводства;
проанализировать сущность гибридизации в историческом аспекте в разрезе различных групп животных сельскохозяйственного назначения.
Актуальность данной работы состоит в том, что прогресс в животноводстве возможен при наличии в популяции генетического разнообразия, существования выдающихся генотипов и адаптированных к конкретным условиям животных. Однако его результативность определяется не только этими факторами, но и спросом на продукцию, который не всегда может быть удовлетворен на основе имеющегося генетического материала. В связи, с чем в животноводстве стоит задача рационального использования генофонда, а также поисками создания новых источников животноводческой, продукции [6].
Одними из путей рационального ведения животноводства является использование гибридизации. Несмотря на то что, история межвидовой гибридизации, в частности межвидовой насчитывает несколько тысячелетий, этот метод разведение актуален и сегодня.
Гибридизация может применяться:
1) для получения пользовательных животных по принципу простого промышленного скрещивания (мулопроизводство и т. п.);
2) для выведения по типу воспроизводительного или вводного скрещивания новых пород животных (если рождаются плодовитые гибриды), сочетающих в себе ценные свойства особей исходных видов, приспособленных к специфическим условиям отдельных климатических зон и обладающих новыми полезными качествами (горный архаромеринос, порода крупного рогатого скота санта-гертруда и др.).
Предметом исследования является гибридизация в животноводстве. Объектом исследования является характеристика использования гибридизации в области животноводства.
Теоретической, методологической основой исследования являются общенаучные методы исследования, научные труды отечественных ученых, рассматривающих гибридизацию в целом, а также гибридизацию в животноводстве.
Методы исследования: теоретический анализ литературы по теме, обобщение, анализ.
Работа состоит из следующих разделов: введения, раздела 1 «Общая характеристика методов разведения в животноводстве», раздела 2 «Использование скрещивание и гибридизации в животноводстве», раздела 3 «Анализ использования гибридизации в животноводстве по группам животным сельскохозяйственного назначения», заключения, списка использованной литературы.


РАЗДЕЛ 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГИБРИДИЗАЦИИ КАК МЕТОДА РАЗВЕДЕНИЯ

Методы разведения животных – это система подбора животных с учетом их родственных связей, степени сходства или несходства, породной или видовой принадлежности для решения определенных зоотехнических задач.
В зоотехнии различают следующие методы разведения:
чистопородное - система скрещивания животных, принадлежащих одной породе;
скрещивание - система скрещивания животных, принадлежащих разным породам одного вида;
гибридизация - скрещивание животных, принадлежащих разным видам [11].
В настоящее время под термином «скрещивание» понимают процесс оплодотворения, т.е. объединение двух организмов разных или одинаковых за генотипом. а не специфический метод получения каких-либо конкретных гибридов. Что касается способов получения гибридов, для этого существует термин «гибридизация›, методы которой заключаются в подборе для скрещивания организмов определенных генотипов, независимо от их эволюционной отдаленности.
Гибрид (греческое слово ὕβριδικά — помесь, произносится, как хюбридика) - организм. сочетающий в себе разные. наследственные свойства двух или более организмов. т.е. смешанную наследственность. Сущность гибридизации заключается в слиянии генетически различных половых клеток при оплодотворении и развитии из зиготы нового организма, сочетающего наследственные задатки родительских особей. Впервые мысль о возможности получать искусственные гибриды была высказана немецким учёным Р. Камерариусом в 1694 году и первыми гибридами были гвоздики. Термин «гибрид» был предложен в 1896 году АМ Бекетовым. До этого существовал термин «помеси», который был введен в 1800 году Смеловскнм Т.А. и просуществовал практически до конца 19 века. Хотя следует отметить, что и в настоящее время его употребляют не особенно требовательные к научной терминологии ученые.
Итак, гибридизацией называют скрещивание животных, принадлежащих к разным видам. Получаемое потомство называют гибридами. К гибридизации как методу разведения относится также скрещивание гибридов с гибридами разного и одинакового происхождения. Основная задача этого очень трудного метода скрещивания — вовлечение в материальную культуру человека новых ценных диких и полудиких форм животных. В зависимости от способности или неспособности гибридов давать потомство различают гибридизацию, которая широко распространена и дает пользовательных животных (например, в прошлом мулов), и гибридизацию, используемую при создании новых пород и видов животных. В связи с этим выделяют четыре вида гибридизации животных: промышленную, поглотительную, вводную и воспроизводительную. Наибольшее распространение получила промышленная (пользовательная) гибридизация и воспроизводительная, или породообразующая [17].
Существуют три вида гибридизации:
- аутбридинг;
- инбридинг;
- отдаленная гибридизация.
Аутбридинг – основной метод селекции. В основе этого метода лежит межпородное или межсортовое скрещивание внутри вида. В результате такого скрещивания селекционеры объединяют наиболее ценные признаки разных пород или сортов. В результате аутбридинга возможно получение гетерозисных форм.
Инбридинг – скрещивание особей, находящихся между собой в близком родстве. Инбридинг как прием селекции применяется лишь в особых, исключительных случаях для решения конкретных задач племенного дела, связанных главным образом с созданием новых и совершенствованием существующих пород, а также с внутрилинейным чистопородным разведением, применяемым при закладке и совершенствовании заводских линий. В последнее время его использование связано также с созданием специализированных (инбредных) сочетающихся линий, применяемых при межлинейной гибридизации, главным образом в птицеводстве; в молочном скотоводстве он используется при воспроизводстве быков-производителей.
Отдаленная (межвидовая) гибридизация — это такое скрещивание, при котором выбранные пары относятся к разным видам или родам, то есть отдаленные друг от друга не географически, а родственно. Цель отдаленной гибридизации заключается в получении особей, которые сочетают в себе ценные признаки и свойства различных видов.
Межвидовую гибридизацию применяют в животноводстве

. Например, с древности люди используют мула. Мул – гибрид кобылицы с ослом. Мулы обнаруживают гетерозис: они очень сильны, выносливы, долго живут, обладают спокойным нравом, но они бесплодны. Гетерозис проявляется при скрещивании одногорбого и двугорбого верблюдов. В настоящее время проводится много работ по межвидовой гибридизации: создана порода тонкорунных овец – архаромериносов (тонкорунная овца и дикий горный баран). Эта порода получена в Казахстане Я.Я. Лусисом и Н.С. Бутариным [9].
Анализ разных видов гибридизации свидетельствует о том, что наиболее успешной была внутри- и межвидовая, в результате чего создавались новые породы сельскохозяйственных животных. Более отдаленная гибридизация домашних животных мало приводила к успеху в связи с бесплодием гибридов, которое связано с генетикой пола, обусловленной гетерогенными хромосомами.
РАЗДЕЛ 2. АНАЛИЗ И СЛОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГИБРИДИЗАЦИИ В ЖИВОТНОВОДСТВЕ

Гибридизация в животноводстве – это скрещивание организмов, различающихся наследственностью, т. е. одной или большим числом пар аллелей (состояний генов), а, следовательно, — одной или большим числом пар признаков и свойств. В настоящее время в животноводстве существует несколько именных межвидовых гибридов:
мул — гибрид от скрещивания осла и лошади.
лошак — гибрид от скрещивания жеребца и ослицы.
хонорик — гибрид хорька и европейской норки.
нар — гибрид одногорбого и двугорбого верблюдов.
муллард — гибрид` получаемый при скрещивании селезней мускусных уток с утками породы пекинская белая, оргпингтон, руанская и белая алье.
хайнак (дзо) — гибрид яка и коровы.
зеброид — гибрид от скрещивания зебры и домашней лошади.
зебрул — гибрид от скрещивания зебры и осла [17].
Проанализируем особенности гибридизации в животноводстве. Во-первых, гибридизация служит для обогащения генофондов и получения более разнообразного исходного материала для последующей селекции.
Во-вторых, при гибридизации часто возникает эффект гибридной силы, или гетерозис (от греч.  ἑτεροίωσις — изменение, преобразование). Это значит, что гибридное потомство оказывается намного жизнеспособнее родительских форм, у него выше производительность, плодовитость и стойкость к болезням.
Явление гетерозиса отмечено в следующих случая:
при межвидовой гибридизации (например, мул, получаемый скрещиванием осла с кобылой, превосходит родителей по силе, выносливости и работоспособности);
при кроссбридинге (например, помеси, полученные от промышленного скрещивания свиней крупной белой и эстонской пород, имеют среднесуточный прирост живой массы на 6–10% выше, чем их чистопородные родители);
при межлинейных скрещиваниях (например, гибридные куры-несушки дают на 30–50 яиц в год больше, чем куры исходных линий);
при гетерогенном подборе родительских пар одной породы.
Степень проявления гетерозиса зависит от сочетаемости (комбинационной способности) родителей (линий, пород). Гибриды или помеси могут превосходить по одному или нескольким признакам лучшую из родительских форм (например, живая масса петуха породы корниш в 6 недель составляет 2,0 кг, курицы породы плимутрок – 1,7 кг, а средняя живая масса полученного от них потомства – 2,1 кг).
Иногда гибриды первого поколения превосходят родительские формы по признаку, производному от двух других, каждый из которых имеет промежуточный тип наследования. Например, удой коровы чёрно-пёстрой породы за лактацию составляет 6000 кг молока 3,0%-ной жирности, коровы джерсейской породы – 3000 кг молока 6,0%-ной жирности, а помесей этих пород – 4500 кг молока 4,5%-ной жирности, т. е. по удою и жирности молока гетерозис не наблюдается. При этом общее количество молочного жира, полученного за лактацию от помесных коров (202,5 кг), больше, чем от чистопородных (180 кг) [10].
Успех проведения гибридизации во многом зависит от степени биологического сходства (и филогенетического родства) животных, взятых для гибридизации видов. Представители близких между собой в систематическом отношении видов легко спариваются и дают плодовитых гибридов (например, крупный рогатый скот и зебу). Более отдаленная гибридизация связана с целым рядом трудностей и сопровождается полным или частичным бесплодием гибридов (мулы, гибриды крупного рогатого скота и яков и т.п.). Для закрепления в потомстве ценных качеств гибридов применялся инбридинг [8].
Главные из трудностей гибридизации в животноводстве:
1. не скрещиваемость видов между собой;
2. частичная или полная бесплодность гибридов.
Межвидовая и отдаленная гибридизация преследует цель получения потомства, которое бы объединяло признаки родителей, принадлежащих к разным видам или даже родам.
Практически в природе отсутствуют виды, у животных которых возможно самопроизвольное скрещивании. Эффективная гибридизация в данном случае возможна при двух условия:
число хромосом в кариотипе одинаковое в обеих животных;
гомологические хромосомы имеют одинаковые гены с соответствующими аллелями (на пути этого типа скрещивания существует очень много препятствий).
Невозможность естественного спаривания из-за отсутствия половых рефлексов у особей, которые относятся к разным видам. Невозможность слияния гамет, когда сперматозоиды не могут проникать в яйцеклетку. Несмотря на то, что искусственно можно поместить сперматозоид в яйцеклетку, но объединения ядер не происходит и зигота не образуется.
Невозможность полноценного развития эмбриона даже после оплодотворения. Так, у коз происходит оплодотворение и образование зиготы, но она живет только несколько дней, после чего гибнет. Если удается получить гибрид, то возникают проблемы с их размножением. Нарушается мейоз. Возникают неполноценные гаметы‚ в связи с чем не происходит оплодотворения.
Если этот барьер обойден, то появляется проблема пренатального развития плода. Эмбрион погибает на определенном этапе развития, поскольку материнский организм не имеет возможности генетически обеспечить полноценное развитие эмбриона [11].


РАЗДЕЛ 3. ОСОБЕННОСТИ ГИБРИДИЗАЦИИ В ЖИВОТНОВОДСТВЕ ПО ГРУППАМ ЖИВОТНЫМ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Гибридизация в животноводстве представляет собой процесс спаривания животных разных видов для получения пользовательных животных и выведения новых пород, сочетающих ценные качества близких видов. Животных, полученных в результате спаривания маток одного вида с производителями другого вида, называют гибридами. При гибридизации следует учитывать биологические особенности скрещиваемых видов.
Межпородная гибридизациям используется в двух вариантах:
для получения эффекта гетерозиса;
для выведения новых пород.
Чтобы проверить на гетерозисную сочетаемость. необходимо провести тест-пробу, т.е. скрестить несколько пар животных таким образом, чтобы можно было получить математически достоверные результаты. Что касается многопородного скрещивания с целью выведения новой породы, то здесь возникают огромные проблемы. Прежде всего, возникает вопрос типа скрещивания. Их существует три: тандемный, параллельный и смешанный. При первом типе животные разных пород скрещиваются последовательно, параллельный тип скрещивания предусматривает попарное скрещивание животных разных пород, а затем скрещивается их потомство между собой, смешанный тип предусматривает использование обоих типов с определенной очередностью. В любом случае комбинаций хромосом возникает огромное количество, и установить генотип потомков практически невозможно. Поэтому, когда закончен процесс скрещивания и считается, что порода создана, необходимо проводить анализирующее скрещивание с целью установить наличие той комбинации генов, которая планировалась при постановке экспериментов.
Скрещивание представителей отдаленных видов, как правило не дает положительных результатов. При скрещивании животных некоторых видов гибриды остаются бесплодными, например, мул – гибрид кобылы и осла. Для гибридизации обычно используют животных родственных видов.
В животноводческой практике отдаленную гибридизацию применяют с целью:
1) получения пользовательных животных (мул);
2) выведения новых пород, сочетающих в себе ценные свойства исходных пород (казахский архаромеринос).
3) восстановления некоторых видов животных
Проанализируем особенности гибридизации в историческом аспекте в разрезе групп животных.

3.1 Гибридизация крупного рогатого скота

Гибридизация крупного рогатого скота не выходит за пределы внутривидовых и межвидовых сочетаний