Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

МЕЖПОРОДНЫЕ РАЗЛИЧИЯ ПО УРОВНЮ МАКРО- И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Нарожных К.Н. 1 Стрижкова М.В. 1 Коновалова Т.В. 1
1 ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный аграрный университет»
Установлены межпородные различия по содержанию калия, железа, магния и свинца в мышечной ткани у крупного рогатого скота черно-пестрой и герефордской пород в возрасте 17–18 месяцев, выращенных в Западной Сибири. Уровень химических элементов в мышцах определяли методом атомно-абсорбционной спектрометрии. Содержание макро- и микроэлементов в мышечной ткани двух пород можно изобразить в виде ранжированных рядов: K > Na > Mg, Zn > Fe > Cu и Pb > Cd. Уровень калия, магния и свинца у герефордского скота выше, чем у черно-пестрого, а концентрация железа больше у молочного скота в мышечной ткани. Наибольшая фенотипическая изменчивость характерна для уровня кадмия и свинца как у мясного, так и у молочного скота. Имеются различия между породами по величине и направлению связи между химическими элементами.
крупный рогатый скот
мышцы
макроэлементы
микроэлементы
корреляция
1. Ефанова Ю.В. Содержание марганца в некоторых органах бычков герефордской породы / Ю.В. Ефанова, К.Н. Нарожных, О.С. Короткевич // Зоотехния – 2013. – № 4. – С. 18.
2. Ефанова Ю.В. Содержание цинка в некоторых органах и мышечной ткани бычков герефордской породы / Ю.В. Ефанова, К.Н. Нарожных, О.С. Короткевич // Главный зоотехник – 2012. – № 11. – С. 30–33.
3. Желтиков А.И. Черно-пестрый скот Сибири / А.И. Желтиков, В.Л. Петухов, О.С. Короткевич и др. – Новосибирск: НГАУ, 2010. – 500 с.
4. Зайко О.А. Влияние генофонда семейств скороспелой мясной породы на аккумуляцию свинца в некоторых органах и тканях свиней / О.А. Зайко, Т.В. Коновалова // Мир науки, культуры, образования. – 2013. – № 4 (41). – С. 432–434.
5. Зайко О.А. Особенности аккумуляции макро- и микроэлементов в миокарде свиней скороспелой мясной породы / О.А. Зайко, О.С. Короткевич, В.Л. Петухов // Главный зоотехник. – 2013. – № 6. – С. 35–40.
6. Зайко О.А. Характеристика генофонда линий породы свиней СМ-1 по аккумуляции свинца в органах и тканях / О.А. Зайко, Т.В. Коновалова // Свиноводство. – 2013. – № 8. – С. 11–12.
7. Зайчик В.Е. Медицинская и биологическая элементология как новые научные дисциплины: состояние и перспективы // Геохимия живого вещества: материалы международной молодежной школы-семинара (Томск, 2–5 июня 2013 г.). – Томск: изд-во Томского политехнического университета, 2013. – С. 76-82.
8. Ильин В.Б. Тяжелые металлы и неметаллы в системе почва-растение. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2012. – 220 с.
9. Камалдинов Е.В. Полиморфизм белков сыворотки крови свиней сибирской северной породы / Е.В. Камалдинов, О.С. Короткевич, В.Л. Петухов, А.И. Желтиков, А.А. Фридчер // Доклады Российской академии с.-х. наук. – 2010. – № 4. – С. 49–51.
10. Короткевич О.С. Биохимические, гематологические параметры и аккумуляция тяжелых металлов в органах и тканях свиней скороспелой мясной породы / О.С. Короткевич, О.А. Желтикова, В.Л. Петухов // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. – 2009. – № 4. – С. 41–43.
11. Миллер И.С. Особенности накопления и корреляции тяжелых металлов в чешуе судака Новосибирского водохранилища / И.С. Миллер, Т.В. Коновалова, О.С. Короткевич, В.Л. Петухов, О.И. Себежко // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 9–11. – С. 2469–2473.
12. Нарожных К. Содержание железа в некоторых органах и мышечной ткани бычков герефордской породы / К. Нарожных, Ю. Ефанова, О. Короткевич, В. Петухов // Молочное и мясное скотоводство. – 2013. – № 1. – С. 24–25.
13. Нарожных К.Н. Содержание, изменчивость и корреляция химических элементов в волосе герефордского скота // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. – 2014. – № 4. – С. 74–78
14. Нарожных К.Н. Содержание кадмия в некоторых органах и ткани бычков герефордской породы / К.Н. Нарожных, Ю.В. Ефанова, О.С. Короткевич // Мир науки, культуры, образования. – 2012. – № 4. – С. 315–318.
15. Нарожных К.Н. Содержание меди в некоторых органах и мышечной ткани бычков герефордской породы / К.Н. Нарожных, Ю.В. Ефанова, О.С. Короткевич // Вестник НГАУ. – 2013. – № 2 (27). – С. 73–76.
16. Незавитин А.Г. Проблемы сельскохозяйственной экологии / А.Г. Незавитин, В.Л. Петухов, А.Н. Власенко, О.С. Короткевич и др. – Новосибирск: Наука. СИФ РАН, 2000. – 255 с.
17. Петухов В.Л. Ветеринарная генетика с основами вариационной статистики / В.Л. Петухов, А.И. Жигачев, Г.А. Назарова. – М.: Агропромиздат, 1985. – 368 с.
18. Петухов В.Л. Генетика: учебник / В.Л. Петухов, О.С. Короткевич, С.Ж. Стамбеков, А.В. Бакай, А.И. Жигачев // Министерство образования и науки Республики Казахстан; Семипалатинский государственный пединститут. – 2-е изд. – Новосибирск, 2007. – 628 с.
19. Петухов В.Л. Генетическая структура кемеровской и крупной белой пород свиней по системам групп крови / В.Л. Петухов, А.И. Желтиков, В.В. Гарт, Е.В. Камалдинов О.А. Желтикова // Сельскохозяйственная биология. – 2004. – № 2. – С. 43–49.
20. Петухов В.Л. Иммуногенетические системы сывороточных белков крови свиней / В.Л. Петухов, А.И. Желтиков, М.Л. Кочнева, О.И. Себежко, В.В. Гарт, О.С. Короткевич, Е.В. Камалдинов // Доклады Российской академии с.-х. наук. – 2003. – № 5. – С. 38–40.
21. Петухов В.Л. Наследственная обусловленность некоторых заболеваний крупного рогатого скота и возможность селекции животных на устойчивость к ним: дис. ... д-ра биол. наук. – Новосибирск, 1978.
22. Петухов В.Л. Содержание тяжелых металлов в мышцах судака (Stizostedion Lucioperca) / В.Л. Петухов, И.С. Миллер, О.С. Короткевич // Вестник Новосибирского государственного аграрного университета. – 2012. – T.2. – 23-2. – С. 49–52.
23. Способ определения содержания кадмия в мышечной ткани крупного рогатого скота / Петухов В.Л., Короткевич О.С., Желтиков А.И., Петухова Т.В. Патент на изобретение RUS 2426119 24.03.2010.
24. Способ определения содержания кадмия в органах и мышечной ткани свиней / Петухов В.Л., Желтикова О.А., Желтиков А.И., Короткевич О.С., Камалдинов Е.В., Себежко О.И. Патент на изобретение RUS 2342659 28.03.2007.
25. Способ определения содержания свинца в органах крупного рогатого скота / Петухов В.Л., Короткевич О.С., Стрижкова М.В. и др. Патент на изобретение RUS № 2421726 08.04.2010.
26. Способ отбора крупного рогатого скота на устойчивость к туберкулезу / Петухов В.Л., Эрнст Л.К., Желтиков А.И., Незавитин А.Г., Короткевич О.С. Патент на изобретение RUS 2058733 27.04.1996.
27. Стрижкова, М.В. Содержание свинца в органах и ткани бычков черно-пестрой породы / М.В. Стрижкова, Т.В. Петухова, О.С. Короткевич // Главный зоотехник. – 2011. – № 6. – С. 66–68.
28. Сысо А.И. Закономерности распределения химических элементов в почвообразующих породах и почвах Западной Сибири. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2007. – 277 с.
29. Хеннинг А. Минеральные вещества, витамины, биостимуляторы в кормлении сельскохозяйственных животных; пер. с нем. Н.С. Гельман; под ред. А.Л. Падучевой и Ю.И. Раецкой. – М.: Колос, 1976. – 560 с.
30. Фридчер А.А. Хозяйственно-полезные качества свиней приобского типа скороспелой мясной породы СМ-1 / А.А. Фридчер, В.Л. Петухов // Сибиский вестник с.-х. науки. – 2010. – № 8. – С. 59–63.
31. Эрнст Л.К. Физиологические и иммунологические показатели голштинизированного черно-пестрого скота / Л.К. Эрнст, А.И. Желтиков, В.Л. Петухов // Доклады Российской академии с.-х. наук. – 1999. – № 6. – С. 35–36.
32. Chysyma R.B. Heavy metal concentration in water and soil of different ecological areas of Tyva Republic / R.B. Chysyma, Y.Y. Bakhtina, V.L. Petukhov G.N. Korotkova, M.L. Kochneva // Journal De Physique. IV: JPXII International Conference on Heavy Metals in the Environment. Еditors: C. Boutron, C. Ferrari. Grenoble. – 2003. – Р. 301–302.
33. Chysyma R.B. The content of heavy metals in feeds of the Tyva Republic / R.B. Chysyma, V.L. Petukhov, E.E. Kuzmina et al. // Journal De Physique. IV: JPXII International Conference on Heavy Metals in the Environment. Еditors C. Boutron, C. Ferrari. – 2003. – Р. 297–299.
34. Content of 137 Cs and 90 Sr in the forages of various ecological zones of Western Siberia / O.S. Korotkevich, V.L. Petukhov, O.I. Sebezhko, Ye.Ye. Barinov, T.V. Konovalova // Russian Agricultural Sciences. – 2014. – Vol. 40. – № 3. – Р. 195–197.
35. Konovalova T.V. The content of heavy metals in the liver of West Sibiria`s cattle // 17th International Conference of Heavy Metals in the Environment Proceeding of Abstract. – 2014. – Р. 75.
36. Miller I.S., Рetukhov V.L., Korotkevich O.S., Korotkova G.N., Konovalov I.S. Accumulation of heavy metals in the muscles of Zander from Novosibirsk water basin / Proceeding of the 16 th International Conference on Heavy Metals in the Environment. Edited by N. Pirrone. Rome. Italy // E3S Web of Conferences 1,11007 (2013). DOI: 10.1051/ e3sconf/20130111007.
37. Narozhnyh K.N., Efanova Y.V. Рetukhov V.L. [et al.] The content of lead in some organs and tissues of Hereford bull-calves / 16th International Conference on Heavy Metals in the Environment, 23–27 September 2012. – Rome (Italy), 2012. DOI: http://dx.doi.org/10.1051/e3sconf/20130115003.
38. Patrashkov S.A., Petukhov V.L., Korotkevich O.S., Petukhov I.V. Content of heavy metals in the hair // Journal De Physique IV: JPXII International Conference on Heavy Metals in the Environment. Еditors C. Boutron, C. Ferrari. Grenoble. – 2003. – Р. 1025-1027.
39. Patrashkov S.A., Petukhov V.L., Korotkevich O.S., Zheltikova O.A. Heavy metals level in the hair of cows of disappearing breed / Book of Abstract the 55th Annual Meeting of the European Association for Animal Production, 2004. – Bled. Slovenia. – № 10. – P. 264.
40. Petukhov V.L., Dukhanov Yu. A., Sevryk I.Z., Patrashkov S.A., Korotkevich O.S., Gorb T.S., Petukhov I.V. Cs-137 and Sr-90 level in dairy products / В сборнике: Journal De Physique. IV: JPXII International Conference on Heavy Metals in the Environment. Еditors: C. Boutron, C. Ferrari. Grenoble. – 2003. – Р. 1065–1066.
41. Petukhov V.L., Narozhnykh K.N., Konovalova T.V., Korotkevich O.S., Sebezhko O.I., Korotkova G.N. Cadmium content variability in organs of West Siberian Hereford bull-calves // 17th International Conference of Heavy Metals in the Environment Proceeding of Abstract. – 2014. – Р. 74.
42. Petukhova T.V. Content of heavy metals in the muscle tissue of cattle / 16th International Conference on Heavy Metals in the Environment, 23-September 2012. – Rome (Italy), 2012. DOI: http://dx.doi.org/10.1051/e3sconf/20130115002.

Все живые организмы являются полуоткрытыми системами, поскольку осуществляется постоянный обмен между ними и средой. Следовательно, все химические элементы, которые содержатся в окружающей среде, могут попадать в организм животных, накапливаться и участвовать в химических реакциях [8, 16, 18]. На всех уровнях живого организма: внутренняя среда, органы, ткани, клетки – осуществляется гомеостаз макро- и микроэлементов [5, 42]. В различных регионах Сибири проводится экологический мониторинг воды, почв, растений, животных и продуктов питания [28, 32–34, 36–39].

Комплексную оценку интерьера сельскохозяйственных животных по содержанию химических элементов, гематологическим, биохимическим, иммунологическим и другим показателям необходимо проводить для обеспечения высокой продуктивности животных, их здоровья и экологической безопасности получаемой продукции [9, 10, 19, 20, 22, 29, 40]. Важно отметить, что до настоящего времени нет официально признанных национальных диапазонных значений ни по одному химическому элементу в органах и тканях человека и животных с учетом направления продуктивности, породной принадлежности и экологических условий [6, 7, 13].

Цель исследования – выявить межпородные различия в содержании микро- и макроэлементов в мышечной ткани крупного рогатого скота.

Материалы и методы исследования

Исследования проведены в биохимической лаборатории СибНИПТИЖ. Были взяты 47 образцов тканей мышц от быков молочной черно-пестрой и мясной герефордской пород в возрасте 17–18 месяцев, выращенных на экологически безопасной территории Западной Сибири. Все животные на момент убоя были клинически здоровы. Элементный анализ производился на атомно-абсорбционных спектрометрах Shimadzu AA-7000 (Япония) и Perkin Elmer 360 (США). Определение концентрации химических элементов осуществлялось с использованием двух способов атомизации. Для определения концентрации Cd и Pb атомно-абсорбционный анализ проводился электротермическим методом атомизации на приборе Shimadzu AA-7000. На атомно-абсорбционном спектрометре Perkin Elmer 360 атомизация происходила в пламени (ацетилен/воздух). Этим способом определяли содержание других элементов в мышечной ткани. Данные по содержанию тяжелых металлов представлены в пересчете на натуральную влажность пробы.

Полученные материалы обработаны методом описательной статистики на персональном компьютере с использованием программы Microsoft Excel.

Результаты исследования и их обсуждение

Установлена значительная разность в аккумуляции K, Mg, Fe и Pb в мышечной ткани у животных молочного и мясного направлений продуктивности (табл. 1). Так, содержание Pb и Mg было выше в 2,5 и 1,5 раза соответственно у животных герефордской породы. Однако уровень свинца находился в пределах ПДК (0,5 мг/кг). По концентрации в мышцах остальных изученных элементов животные двух пород не различались.

Таблица 1

Содержание макро- и микроэлементов в мышечной ткани крупного рогатого скота, мг/кг

Химический элемент

Порода

черно-пестрая

герефордская

narog01.wmf

Lim

narog01.wmf

Lim

K

2216 ± 56***

1388–2500

2845 ± 58

2199–3204

Na

804,9 ± 49,3

556–1671

837,6 ± 22,2

623,7–1000

Mg

182,8 ± 2,9***

153,6–221

273,4 ± 10,9

230–377,5

Fe

50,9 ± 2,6***

30,3–79,5

23,6 ± 2,3

9,7–43,0

Zn

53,0 ± 1,9

24,6–63,7

46,9 ± 2,1

27,5–57,9

Cu

1,57 ± 0,05

1,10–2,90

1,31 ± 0,12

0,80–2,37

Pb

0,070 ± 0,013**

0,024–0,200

0,178 ± 0,032

0,08–0,43

Cd

0,015 ± 0,001

0,009–0,036

0,022 ± 0,004

0,01–0,043

Примечания: ***Р < 0,001; **Р < 0,01; *Р < 0,05.

 

Ранжированные ряды по содержанию макро- и микроэлементов в мышечной ткани для черно-пестрого и герефордского скота были одинаковы: K > Na > Mg, Zn > Fe > Cu и Pb > Cd, но несколько в других соотношениях, соответственно 12:4,4:1 и 10,4:3,1:1; 33,7:32,4:1 и 35,8:18,0:1; 4,7:1 и 8,1:1.

Межпородные различия по содержанию некоторых химических элементов могут свидетельствовать об определенной роли наследственности в детерминации этих признаков [17, 30]. В немногочисленных работах было показано, что резистентность к аккумуляции ряда элементов у различных видов животных генетически детерминируется [4, 6]. При достижении оптимального эколого-экономического плато продуктивности возможно включение в селекционные программы не только признаков резистентности к различным болезням [12, 18, 21, 26], но и повышение устойчивости животных к накоплению поллютантов в органах и тканях [15, 38, 42]. Поиск и использование прижизненных малоинвазивных биологических маркеров накопления тяжелых металлов в организме позволяет получать экологически безопасную продукцию [13, 23–25].

Выявлены значительные различия между отдельными животными мясного направления продуктивности по аккумуляции кадмия, свинца и железа, а у скота молочного направления – натрия и свинца (табл. 2). Наибольшая фенотипическая изменчивость у исследуемых пород была по концентрации кадмия и свинца.

Между химическими элементами в мышечной ткани крупного рогатого скота мясного и молочного направлений продуктивности выявлены различные по силе и направлению и связи (табл. 3). У молочного скота между уровнем калия и натрия существует высокая отрицательная корреляция, тогда как у мясного скота эта связь отсутствует. У животных герефордской породы обнаружена отрицательная связь между Zn и Fe, а у черно-пестрого скота сопряженность между этими элементами отсутствует. Противоположная зависимость характерна для молочной и мясной пород по содержанию Zn и K. Корреляция между концентрацией Zn и K у герефордов средняя положительная, а у животных черно-пестрой породы – отрицательная. Между концентрациями Fe и Mg направление и величина связи приблизительно одинаковы для животных двух пород.

Таблица 2

Изменчивость макро- и микроэлементов в мышечной ткани крупного рогатого скота

Химический элемент

Порода

черно-пестрая

герефордская

Cv

Отношение крайних вариантов

Cv

Отношение крайних вариантов

K

12,8

1:1,8

8,4

1:1,5

Na

31,2

1:3,0

10,9

1:1,6

Mg

8,0

1:1,4

16,4

1:1,7

Fe

20,8

1:2,6

39,5

1:4,4

Zn

13,0

1:2,6

37,6

1:2,1

Cu

28,6

1:2,6

18,8

1:3,0

Pb

69,7

1:2,9

56,8

1:5,4

Cd

38,6

1:2,4

57,0

1:4,3

Таблица 3

Связь химических элементов в мышечной ткани крупного рогатого скота

Порода

черно-пестрый скот

герефордский скот

Пары элементов

r

Пары элементов

r

Fe – Mg

0,33

Fe – Mg

–0,66**

K – Fe

0,13

K – Fe

0,48*

Zn – Fe

–0,001

Zn – Fe

–0,59*

Fe – Mn

0,64**

Fe – Mn

0,25

Zn – K

–0,30

Zn – K

0,63**

Cu – Pb

0,56**

Cu – Pb

0,001

Cu – K

–0,68**

Cu – K

0,11

K – Mg

0,47**

K – Mg

–0,11

Zn – Na

0,30

Zn – Na

0,49*

K – Na

–0,77***

K – Na

–0,01

Примечания: ***Р < 0,001; **Р < 0,01; *Р < 0,05.

Таким образом, полученные результаты отражают сложное влияние наследственных факторов на процессы депонирования и взаимосвязи макро- и микроэлементов в мышцах крупного рогатого скота и различные механизмы их аккумуляции в зависимости от породы и направления продуктивности [1, 2].

Выводы

1. Выявлены межпородные различия по уровню некоторых макро- и микроэлементов в мышечной ткани крупного рогатого скота. Концентрация калия, магния и свинца выше в мышечной ткани у герефодского скота, чем у черно-пестрого, а концентрация железа больше у молочного скота. Средние популяционные уровни некоторых макро- и микроэлементов различны для пород разного направления продуктивности.

2. Распределение макро- и микроэлементов в мышечной ткани крупного рогатого скота мясного и молочного направлений продуктивности отражено в ранжированных рядах K > Na > Mg, Zn > Fe > Cu и Pb > Cd. Для концентрации Cd и Pb характерна высокая фенотипическая изменчивость у исследуемых пород, что отражает различия в их метаболизме.

3. В мышечной ткани крупного рогатого скота двух пород выявлены различия по величине и направлению связи между макро-, микроэлементами.

Рецензенты:

Желтиков А.И., д.с.-х.н., профессор кафедры разведения, кормления и частной зоотехнии, Новосибирский государственный аграрный университет, г. Новосибирск;

Кочнев Н.Н., д.б.н., профессор кафедры ветеринарной генетики и биотехнологии, Новосибирский государственный аграрный университет, г. Новосибирск.

Работа поступила в редакцию 18.03.2015.



Библиографическая ссылка

Нарожных К.Н., Стрижкова М.В., Коновалова Т.В. МЕЖПОРОДНЫЕ РАЗЛИЧИЯ ПО УРОВНЮ МАКРО- И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 2-10. – С. 2158-2163;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=37375 (дата обращения: 19.11.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074