Genetyczne aspekty doskonalenia produkcyjności świń

Transkrypt

1 Genetyczne aspekty doskonalenia produkcyjności świń prof. dr hab. Wojciech Kapelański ODR Lubań - Nieżychowice, r.

2 Średnie wyniki produkcyjne uzyskiwane przez producentów świń w niektórych państwach UE Cecha Kraj Polska Dania Niemcy UE - 15 Liczba prosiąt urodzonych rok/lochę 19,18 31,93 28,06 27,93 Liczba prosiąt odsadzonych rok/lochę 16,55 26,73 23,90 24,32 Liczba tuczników sprzedanych rok/lochę 15,52 25,63 22,47 23,01 Liczba miotów rok/lochę 1,83 2,25 2,30 2,28 Płodność loch 10,48 14,19 12,20 12,25 % upadków 13,71 14,00 14,80 12,90 Zużycie paszy/kg przyrostu masy ciała od odsadzenia do sprzedaży 3,42 2,66 2,92 2,89 Liczba dni od urodzenia do sprzedaży 185,12 166,81 197,39 196,41 Średnia m.c. tuczników przy sprzedaży 107,60 106,66 119,00 116,89 Wskaźnik wymiany stada podst. loch/rok % 29,00 53,80 43,20 45,50 Źródło: BPEX Ltd, Pejsak 2012

3 Podstawowe wyniki tuczu kontraktowego w niektórych gospodarstwach Kod producenta Liczba tuczników (szt.) Początkowa masa ciała (kg) Końcowa masa ciała (kg) Długość tuczu w dniach Dzienny przyrost (g) Zużycie paszy na 1 kg przyrostu Koszt 1kg przyrostu (zł) AD ,59 119,18 86, ,78 2,77 BR ,21 119,07 87, ,81 2,80 BC ,80 118,70 87, ,91 2,87 CS ,60 122,14 91, ,77 2,76 JD ,70 121,27 91, ,86 2,82 JJ ,88 111,18 88, ,76 2,79 JZ ,55 122,07 92, ,68 2,71 KK ,63 118,57 92, ,64 2,67 LM ,66 120,56 91, ,96 2,96 SA ,05 120,00 87, ,63 2,63

4 Struktura rasowa loch pod kontrolą PZHiPTCh POLSUS (na dzień ) Rasa szt. % wielka biała polska ,72 polska biała zwisłoucha ,26 puławska ,10 duroc 410 4,30 hampshire 20 0,21 pietrain 421 4,41

5 Średnie wyniki użytkowości rozpłodowej loch ( r.) Rasa Liczba prosiąt żywo urodzonych Liczba prosiąt w 21. dniu Liczba sutków lochy Wiek pierwszego oproszenia (dni) Okres międzymiotu (dni) wielka biała polska 11,97 11,08 14, polska biała zwisłoucha 12,02 11,08 14, puławska 10,62 9,45 14, duroc 11,18 10,33 13, hampshire 11,87 10,59 13, pietrain 11,64 10,94 13, Fot.

6 Średnie wyniki oceny przyżyciowej ( r.) Rasa Liczba knurków Średnia grubość słoniny (mm) Przyrost dzienny stand. (g) Zawartość mięsa w ciele (%) Wysokość oka polędwicy wielka biała polska , ,5 58 polska biała zwisłoucha , ,1 58 puławska , ,5 51 duroc 378 8, ,3 60 hampshire 25 9, ,8 63 pietrain 488 7, ,5 63 Fot.

7 Rasy ojcowskie - duroc - pietrain - linia hampshire Rasy mateczne - polska biała zwisłoucha - wielka biała polska - puławska - złotnicka pstra - złotnicka biała

8 Cechy ras ojcowskich i matecznych Rasy ojcowskie wybitna mięsność wysokie przyrosty dzienne masy ciała niskie zużycie paszy na 1 kg przyrostu masy ciała dobra przydatność do rozpłodu (duża aktywność płciowa oraz produkcja dobrego nasienia) Rasy mateczne bardzo dobre dostosowanie do lokalnych warunków bardzo dobre wyniki użytkowości rozpłodowej wysokie przyrosty dzienne masy ciała niskie zużycie paszy na 1 kg przyrostu masy ciała odpowiednie umięśnienie wolne od genu warunkującego podatność na stres

9 Krzyżowanie towarowe

10 Krzyżowanie trójrasowe proste pbz x wbp F1 x duroc tuczniki

11 Krzyżowanie czterorasowe podwójne pbz x wbp pietrain x duroc F1 x F1 tuczniki

12 Praktyczne wykorzystanie genetyki molekularnej

13 Od ponad 30 lat prowadzi się badania w kierunku poznania genomu zwierząt, ze szczególnym naciskiem na identyfikację genów cech ilościowych i możliwości selekcji wspomaganej markerami. Cechy ilościowe, istotne ze względów ekonomicznych, są wynikiem oddziaływania kilku lub wielu genów oraz czynników środowiskowych. Geny te noszą nazwę genów cech ilościowych (QTL s quantitative traits loci). Zakres oddziaływania poszczególnych QTL s, jest zróżnicowany, stąd w ich obrębie wyróżnia się tzw. geny główne, których oddziaływanie jest większe aniżeli innych kształtujących określoną cechę (tzw. genów kandydujących).

14 Potencjalne korzyści z zastosowania selekcji w oparciu o markery genetyczne: możliwość rezygnacji z oceny fenotypowej zwierząt poprzez ich genotypowanie ze względu na potwierdzone markery. Zmniejszenie kosztów prac selekcyjnych wobec eliminacji sporych nakładów na kontrolę użytkowości świń szansa na bardziej efektywne doskonalenie cech nisko odziedziczalnych (silnie uzależnionych od środowiska), sprzężonych z płcią oraz możliwych do rejestracji w okresie zaawansowanego wzrostu i rozwoju zwierząt możliwość osiągnięcia szybszego postępu hodowlanego i uzyskania wymiernych korzyści ekonomicznych

15 Główne obszary poszukiwania QTLs w genomie świni QTLs kształtujące szybkość wzrostu i jakość tuszy QTLs kształtujące jakość mięsa QTLs oddziaływujące na cechy rozrodcze QTLs kształtujące zdrowotność

16 Ważniejsze QTLs mające zastosowanie w praktyce hodowlanej (geny główne) oraz geny mogące wkrótce być wdrożone do praktyki (geny kandydujące) gen podatności świń na stres, określany także jako gen receptora ryanodiny (RYR1) grupa genów z rodziny MyoD (MYF3, MYF 4, MYF5, MYF6) geny główne geny kandydujące (niektóre): gen kwaśnego mięsa rasy hampshire (RN -) gen osteopontyny (OPN) gen leptyny LEP gen białka wiążącego kwasy tłuszczowe w mięśniu sercowym, H-FABP gen receptora estrogenu (ESR) gen prolaktyny (PRL) gen hormonu wzrostu, GH gen Pit1

17

18 Wpływ polimorfizmu genów na właściwości tuszy i mięsa świń Polimorfizm genu Tusza Jakość mięsa Otłuszczenie Umięśnienie RYR1 ** *** *** Geny z rodziny MyoD MYF3 MYF4 (miogenina) MYF5 MYF6 Kalpastatyna (CAST) * * *** *** ** ** ** * * Kolipaza (CLPS) Leptyna (LEP) Hormon wzrostu (GH) Hormon uwalniający GH (GHRH) * ** ** ** Wydajność rzeźna

19 Gen białka wiążącego kwasy tłuszczowe w sercu H-FABP Gen H-FABP świni zmapowano w chromosomie 6 (Gerbens i wsp., 1997). Badacze holenderscy (Gerbens i wsp., 1999) wykazali istotną zależność zawartości tłuszczu śródmięśniowego od genotypu świń rasy duroc w locus genu H-FABP.

20 Gen kalpastatyny - CAST Polimorfizm genu kalpastatyny świni zidentyfikowali badacze amerykańscy chromosom 2 (Ernst i wsp. 1998). Badania zależności między genotypem CAST a cechami tuszy i mikrostruktury mięśni przeprowadzono po raz pierwszy w Polsce (Kurył i wsp. 2003, Kłosowska i wsp. 2005). Wykazano istotnie większą powierzchnię oka polędwicy u osobników o genotypie EE niż FF. Wykazano istotnie większą średnicę włókien STO i FTO oraz FTG u osobników o genotypie EE niż FF.

21 Gen receptora estrogenu - ESR Produkt ESR kontroluje działanie estrogenu - hormonu, pełniącego istotną rolę w rozwoju narządów rozrodczych oraz w procesie podtrzymywania ciąży. Gen ESR zmapowano w genomie świni w chromosomie 1 (Ellegren i wsp., 1994). Obecność w genomie allelu B/ESR wiąże się ze zwiększeniem liczebności miotu. Dużą przeszkodę stanowi bardzo niska frekwencja allelu B, a niejednokrotnie brak tego wariantu w puli genów ras hodowanych w Europie (Korwin-Kossakowska, 2007).

22 Gen osteopontyny - OPN Zlokalizowany na 8 chromosomie świni (Alexander i wsp., 1996). Pełni ważną rolę w implantacji embrionu i tworzeniu łożyska (Johnson i wsp., 1999). Gen białka osteopontyny wytypowano jako gen kandydujący dla cech żywotności prenatalnej oraz liczebności miotu (King i wsp., 2003).

23 Najbliższa przyszłość postępujący rozwój badań z zakresu genetyki molekularnej i coraz większa oferta do ewentualnego wykorzystania w praktycznej hodowli intensyfikacja badań w kierunku wykrywania i szacowania powiązań QTLs i markerów genetycznych z cechami gospodarczo ważnymi konieczność integracji danych fenotypowych i genotypowych z użyciem starannie dobranych metod statystycznych, celem wykorzystania do szacowania wartości hodowlanej zwierząt badanych populacji

24 Rasy rodzime, ich rola i wykorzystanie

25 Rasy rodzime Do ras rodzimych zaliczane są zwierzęta populacji wytworzonej w określonym regionie kraju, na bazie występujących tam prymitywnych, lokalnych ras świń. Do polskich ras świń rodzimych zaliczane są: puławska, złotnicka pstra i złotnicka biała. Fot.

26 Fot.

27 Świnie rasy złotnickiej pstrej odznaczają się: knury wysokim libido, lochy: troskliwością macierzyńską, dobrą mlecznością. Płodność rzeczywista ok prosiąt żywo urodzonych w miocie. Fot.

28 Fot.

29 Świnie rasy złotnickiej białej odznaczają się: knury poprawnym libido, lochy: troskliwością w stosunku do prosiąt. Średnia płodność prosiąt. Fot.

30

31 Rasę puławską charakteryzuje: wczesne dojrzewanie rozpłodowe, dobre przystosowanie do trudnych warunków utrzymania, długowieczność, dobra płodność i plenność, dobre cechy macierzyńskie. Płodność 9 do 12 prosiąt.

32 Liczba prosiąt urodzonych i odchowanych 12,00 11,50 11,00 10,50 10,00 11,11 10,87 10,63 9,98 9,81 9,91 11,01 11,12 10,86 10,95 10,87 10,93 10,98 10,14 10,22 10,05 10,09 10,14 9,97 9,98 9,50 9, Liczba prosiąt żywo urodzonych Liczba prosiąt w 21. dniu Wyniki oceny trzody chlewnej w 2005,2006,2007,2008,2009,2010,2011,2012,2013, 2014 r., Polski Związek Hodowców i Producentów Trzody Chlewnej POLSUS Fot.

33 Zawartość mięsa w tuszy (%) 58,0 57,0 56,0 55,0 54,0 53,0 52,0 51,0 50, knurki loszki Wyniki oceny trzody chlewnej w 2005,2006,2007,2008,2009,2010,2011,2012,2013, 2014 r., Polski Związek Hodowców i Producentów Trzody Chlewnej POLSUS

34 Zdolność utrzymania wody w mięsie świń ras rodzimych 30 [%] 28, ,89 21, ,07 18,59 18, ,26 2,95 4,57 0 Swobodny wyciek soku (drip loss) Wyciek termiczny WHC Puławska Złotnicka pstra (wbp x pbz) x (d x p) Źródło: Badania własne, 2015

35 Barwa mięsa świń ras rodzimych L* a* b* Puławska 52,86 B 15,97 B 3,53 Bb Złotnicka pstra 49,19 A 17,45 C 2,66 a (wbp x pbz) x (d x p) 53,13 B 15,02 A 2,40 A Źródło: Badania własne,

36 Skład podstawowy i wartość odżywcza mięsa Zawartość składników wyrażona w % woda białko tłuszcz popiół Puławska 70,76 23,67 4,07 1,50 Złotnicka pstra 70,89 25,23 2,25 1,63 (wbp x pbz) x (d x p) 73,38 23,39 1,70 1,53 Źródło: Blicharski i wsp., 2015; Badania własne, 2015 Fot. Dr inż. Magdalena Szyndler-Nędza

37 Składniki mineralne w mięsie Grupa Badana cecha Puławska Złotnicka pstra (wbp x pbz) x (d x p) Na, g/kg 1,92 A 2,03 A 1,53 B K, g/kg 13,35 A 15,09 B 14,90 B Mg, g/kg 0,95 A 1,07 B 1,06 B Ca, g/kg 0,27 Bb 0,12 A 0,21 Ba Zn, mg/kg 47,12 B 49,79 B 25,70 A Fe, mg/kg 30,08 Ba 40,03 Bb 13,26 A Cu, mg/kg 5,21 b 4,08 a 4,14 a Źródło: badania własne, 2015

38 Zalecane krzyżowanie z udziałem rasy puławskiej Wariant 1. Wariant 2. wbp x duroc puławski x duroc F 1 x puławski F 1 x wbp tuczniki (50% rasa puławska, 25% duroc, 25% wbp) tuczniki (25% rasa puławska, 25% duroc, 50% wbp) Wariant 3. puławski x wbp F1 x duroc tuczniki (25% rasa puławska, 25% wbp, 50% duroc)

39 Żywienie z udziałem bobowatych (białko bez GMO)

40 Zwierzęta zakwalifikowane do badań 150 szt. Grupa kontrolna 50 szt. Grupa doświadczalna 100 szt. I faza tuczu kg (K) białko soi 100 % 50 szt. (D1) białko łubin,groch 50%/soi 50% 50 szt. (D2 )białko łubin,groch 50%/soi 50% 50 szt. II faza tuczu kg (K) białko soi 100 % 50 szt. (D1) białko łubin,groch 75%/soi 25% 50 szt. (D2) białko łubin-groch 100% 50 szt.

41 Wartość pokarmowa skarmianych pasz Składniki paszy I faza II faza Sucha masa 877 g 875 g Energia metaboliczna (MJ) 13,39 MJ 13,11 g Białko ogólne 170 g 159 g Tłuszcz 27 g 20 g Lizyna 10,6 g 9,7 g Wapń 5,9 g 5,8 g Fosfor 5,3 g 5,2 g Sód 1,7 g 1,7 g Witamina A J.M J.M Witamina D J.M J.M Witamina E 80 J.M 80 J.M

42 Grupa kontrolna (pierwsza faza tuczu kg) Składniki paszy % Soja śruta 46% BO 16,00 Pszenica 12% 20,00 Jęczmień 12 % 35,00 Pszenżyto 10% 25,30 Sojowy olej 1,00 Suma 97,30 PORKOVITAL T GROCH 2,5% 2,50 SELACID GG DRY 25 BR 0,20 Suma 2,70 Razem 100,00

43 Grupa kontrolna (druga faza tuczu kg) Składniki paszy % Soja śruta 46% BO 12,00 Pszenica 12% 20,00 Jęczmień 12 % 45,00 Pszenżyto 10% 20,00 Sojowy olej 0,30 Suma 97,30 PORKOVITAL T GROCH 2,5% 2,50 SELACID GG DRY 25 BR 0,20 Suma 2,70 Razem 100,00

44 Grupa doświadczalna (pierwsza faza tuczu kg) Składniki paszy % Soja śruta 46% BO 8,00 Pszenica 12% 20,00 Jęczmień 12 % 35,00 Pszenżyto 10% 18,00 Sojowy olej 1,30 Groch 7,00 Łubin żółty, słodki 5,00 Rzepakowa śruta 33.5% b.o. 3,00 Suma 97,30 PORKOVITAL T GROCH 2,5% 2,50 SELACID GG DRY 25 BR 0,20 Suma 2,70 Razem 100,00

45 Grupa doświadczalna (druga faza tuczu kg - D1) Składniki paszy % Soja śruta 46% BO 3,00 Pszenica 12% 20,00 Jęczmień 12 % 45,00 Pszenżyto 10% 11,40 Sojowy olej 0,90 Groch 7,00 Łubin żółty, słodki 5,00 Rzepakowa śruta 33.5% b.o. 5,00 Suma 97,30 PORKOVITAL T GROCH 2,5% 2,50 SELACID GG DRY 25 BR 0,20 Suma 2,70 Razem 100,00

46 Grupa doświadczalna (druga faza tuczu kg - D2) Składniki paszy % Pszenica 12% 20,00 Jęczmień 12 % 45,00 Pszenżyto 10% 8,90 Sojowy olej 0,90 Groch 9,50 Łubin żółty, słodki 8,00 Rzepakowa śruta 33.5% b.o. 5,00 Suma 97,30 PORKOVITAL T GROCH 2,5% 2,50 SELACID GG DRY 25 BR 0,20 Suma 2,70 Razem 100,00

47 Przyżyciowe wyniki tuczu w badanych grupach Badane grupy Wyszczególnienie K D1 D2 Liczba zwierząt, n - początkowa końcowa Masa ciała zwierząt, kg - na początku tuczu 30,88 31,58 31,16 - na końcu I fazy tuczu 70,74 74,91 73,61 - na końcu tuczu (przy uboju) 111,25 113,54 114,35 Dni tuczu - w I fazie tuczu w II fazie tuczu 42,45 40,91 41,72 - w całym tuczu 88,45 86,91 87,72 Przyrosty dobowe zwierząt, g - w I fazie tuczu w II fazie tuczu w całym tuczu

48 Wykorzystanie paszy przez badane zwierzęta Badane grupy Wyszczególnienie K D1 D2 Liczba zwierząt, n Średnie zużycie paszy na 1 kg przyrostu 3,05 3,07 3,04 Zużycie paszy na 1 kg przyrostu - w I fazie tuczu 2,90 2,84 2,88 - w II fazie tuczu 3,20 3,31 3,18

49 Wyniki oceny jakości badanych tusz Wyszczególnienie Badane grupy K D1 D2 Masa tuszy ciepłej, kg 87,70 88,39 88,08 Pomiary UFOM, mm - grubość słoniny 17,48 18,60 18,39 - grubość mięśnia polędwicy 58,00 58,67 59,23 - mięsność tuszy, % 56,23 55,90 56,17

50 Pomiary liniowe tusz Wyszczególnienie Badane grupy K D1 D2 Liczba badanych tusz n długość tuszy, cm 81,53 81,58 80,68 - grubość słoniny nad łopatką, mm 31,35 31,35 32,25 - grubość słoniny na grzbiecie, mm 18,40 19,20 20,00 - grubość słoniny I krzyż 17,85 18,40 17,85 II krzyż 11,50 13,20 12,95 III krzyż 16,35 18,05 18,35 - grubość słoniny, średnia z 5 pomiarów, mm 19,09 20,04 19,74

51 Struktura mięsności w klasach systemu EUROP Badane grupy Wyszczególnienie K D1 D2 n % n % n % S 2 4, ,76 4 8,00 E 30 63, , ,00 U 15 31, , ,00 R , O ,00 Razem

52 Wyniki rozbioru technologicznego półtusz Wyszczególnienie Badane grupy K D1 D2 Liczba badanych tusz, n Masa półtuszy zimnej, kg 42,15 42,91 42,75 Masa ważniejszych wyrębów: - karkówki, kg 3,86 3,95 4,05 % 9,16 9,21 9,47 - polędwicy, kg 5,75 5,67 5,84 % 13,64 13,21 13,66 - szynki, kg 7,86 7,76 7,96 % 18,65 18,08 18,62

53 Ważniejsze wyniki oceny jakości mięsa Wyszczególnienie Badane grupy K D1 D2 Liczba badanych tusz, n Skład chemiczny mięsa, % - woda 72,42 72,45 72,18 - białko 24,98 24,82 25,09 - tłuszcz 1,43 1,22 1,39 - kolagen 1,51 1,51 1,59 Swobodny wyciek soku, % 6,20 5,71 6,33 Termiczny wyciek soku, % 24,50 24,88 24,15 Barwa mięsa, Minolta - L* 56,95 56,07 56,68 - a* 13,90 14,11 14,10 - b* 4,50 4,41 4,61 Zawartość barwników, µg/g 35,26 35,43 35,19

54 Efektywność pożytecznych mikroorganizmów w tuczu świń wysokoprodukcyjnych

55 Zwierzęta zakwalifikowane do badań 150 szt. Grupa kontrolna 75 szt. (K) Żywienie standard Grupa doświadczalna 75 szt. (D) Żywienie z dodatkiem EM

56 Przyżyciowe wyniki tuczu w badanych grupach Badane grupy Wyszczególnienie K D (probiotyk) Liczba zwierząt, n - początkowa końcowa Masa ciała zwierząt, kg - na początku tuczu 31,29 31,12 - na końcu I fazy tuczu 73,15 73,05 - na końcu tuczu (przy uboju 88,01 87,37 Dni tuczu - w I fazie tuczu 46,00 46,00 - w II fazie tuczu 42,02 41,37 - w całym tuczu 88,01 87,37 Przyrosty dobowe zwierząt, g - w I fazie tuczu w II fazie tuczu w całym tuczu

57 Wykorzystanie paszy przez badane zwierzęta Wyszczególnienie K Badane grupy D (probiotyk) Liczba zwierząt, n Średnie zużycie paszy na 1 kg przyrostu, kg 3,17 2,95 Zużycie paszy na 1 kg przyrostu - w I fazie tuczu 2,93 2,82 - w II fazie tuczu 3,43 3,07

58 Wyniki oceny jakości badanych tusz Wyszczególnienie K Badane grupy D (probiotyk) Masa tuszy ciepłej, kg 87,06 88,42 Pomiary UFOM, mm - grubość słoniny 18,65 17,66 - grubość mięśnia polędwicy 58,06 59,25 - mięsność tuszy, % 55,39 57,84

59 Pomiary liniowe tusz Wyszczególnienie K Badane grupy D (probiotyk) Liczba badanych tusz n długość tuszy, cm 80,92 81,60 - grubość słoniny nad łopatką, mm 33,13 30,83 - grubość słoniny na grzbiecie, mm 19,10 19,30 - grubość słoniny I krzyż 18,73 18,20 II krzyż 13,33 11,77 III krzyż 18,40 16,77 - grubość słoniny, średnia z 5 pomiarów, mm 20,54 19,37

60 Struktura mięsności w klasach systemu EUROP Badane grupy Wyszczególnienie K D (probiotyk) n % n % S 3 4, ,68 E 39 53, ,60 U 29 39, ,31 R 1 1,37 1 1,41 O 1 1, Razem

61 Wyniki rozbioru technologicznego półtusz Wyszczególnienie K Badane grupy D (probiotyk) Liczba badanych tusz n Masa półtuszy zimnej, kg 42,35 42,87 Masa ważniejszych wyrębów: - karkówki, kg 3,92 3,97 % 9,26 9,26 - polędwicy, kg 5,74 5,76 % 13,56 13,44 - szynki, kg 10,40 10,38 % 24,56 24,22

62 Ważniejsze wyniki oceny jakości mięsa Wyszczególnienie K Badane grupy D (probiotyk) Liczba badanych tusz n Skład chemiczny mięsa, % - woda 72,37 72,33 - białko 24,87 25,06 - tłuszcz 1,39 1,30 - kolagen 1,51 1,56 Swobodny wyciek soku, % 6,15 6,67 Termiczny wyciek soku, % 24,83 24,19 Barwa mięsa, Minolta - L* 56,59 56,54 - a* 14,04 14,04 - b* 4,63 4,38 Zawartość barwników, µg/g 35,88 34,70

63 Ogólna liczba bakterii w powietrzu (jtk/m3) Seria pomiarowa Punkty pomiarowe K1 K2 K3 D1 D2 D3 K Razem D I II III IV Średnio

64 Ogólna liczba grzybów w powietrzu (jtk/m 3 ) Seria pomiarowa Punkty pomiarowe K1 K2 K3 D1 D2 D3 K Razem D I II III IV Średnio

65 Zawartość domieszek gazowych Seria pomiarowa II III IV Amoniak (ppm) Siarkowodór (ppm) Dwutlenek węgla (%) K D K D K D 1,0 0, ,1 0,1 5,0 1, ,2 0,1 0,5 0, ,1 0,1

66 Dziękuję za uwagę