Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,931

FEATURES OF ACCUMULATION AND VARIABILITY OF SOME CHEMICAL ELEMENTS IN HARE OF HEREFORD BULL-CALVES UNDER CONDITIONS OF WESTERN SIBERIA

Narozhnykh K.N. 1 Kuptsov A.V. 2
1 Novosibirsk State Agrarian University
2 Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry Siberian Branch of Russian Academy of Sciences
Исследовано содержание B, Mg, Mn, Si и Zn в волосе у быков герефордской породы в возрасте 18 месяцев, выращенных в экологически чистой зоне территории Западной Сибири. Для анализа было отобрано 17 образцов волоса животных. Концентрацию химических элементов в волосе определяли методом атомно-эмиссионного спектрального анализа. Исследования были проведены на двухструйном дуговом плазмотроне и многоканальном атомно-эмиссионном спектрометре «Гранд». Концентрацию содержания тяжелых металлов в волосе можно изобразить в виде ранжированного ряда: B
The content of B, Mg, Mn, Si and Zn in hair of 18 month old Hereford bulls grown in ecologically clean area of Western Siberia was investigated in the present study. Seventeen samples of animal hair were selected for analysis. The concentration of chemical elements in the hair was determined by atomic emission spectrometry. Analysis was performed by using a two-jet arc plasmatron and a multi-atomic emission spectrometer "Grand." Heavy metal levels in the hair can be represented as a range: B
chemical elements
hair
bulls
Hereford breed

Комплексное изучение генофонда и фенофонда пород и типов животных, внедрение элементов геномной селекции является важной задачей в решении проблемы обеспечения населения продуктами питания [9, 16, 17, 25, 26].

Экологические, климатогеографические, зоогигиенические и другие факторы среды влияют на продуктивность, заболеваемость животных и нарушение обмена веществ [8, 14, 33]. Здоровье и продуктивность животных во многом зависят от отклонения в содержании химических элементов в органах и тканях [23, 27-31]. Исследование химического состава производных кожи может помочь в установлении закономерностей распределения и взаимодействии между химическими элементами в органах и тканях животных [18]. Волос представляет наиболее подходящий материал для таких исследований и имеет приимущества по сравнению с другими биосубстратами (кровь, моча, кость). Волосы также являются легкодоступными стабильным и не требующим особых условий хранения биологическим материалом. Поэтому волос является традиционным биоматериалом, используемым в медико-биологических и экологических исследованиях [19].

Волос сельскохозяйственных животных может служить биомаркером антропогенного загрязнения биогеоценозов и биоиндикатором избытка или дефицита химических элементов в организме животных. В ряде работ также показана возможность использования волоса в качестве биоиндикатора накопления тяжелых металлов в некоторых органах и тканях живых организмов разных видов [20-22, 32].

Цель исследования – определение референсных уровней, изучение изменчивости и связей между B, Mg, Mn, Si и Zn в волосе крупного рогатого скота герефордской породы.

Материалы и методы исследования

Исследования проведены на базе аналитической лаборатории Института неорганической химии им. А.В. Николаева Сибирского отделения РАН. Для анализа использован волос бычков герефордской породы в возрасте 18 месяцев. Бычки выращены в хозяйствах Новосибирской области. Все животные на момент убоя были здоровы. Для исследования взяты образцы волоса от 17 животных. Химические элементы определяли с помощью атомно-эмиссионного спектрального анализа. Анализ проводили на двухструйном дуговом плазмотроне и многоканальном атомно-эмиссионном спектрометре «Гранд» производства ООО «ВМК-оптоэлектроника» (Россия).

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

Результаты исследования и их обсуждение

Установлена значительная разность в накоплении химических элементов в волосе животных (табл. 1).

Таблица 1

Содержание химических элементов в волосе герефордского скота, мг/кг

Химический элемент

± S

 

σ

СV

Lim

Отношение крайних вариантов

B

1,9±0,14

0,59

30,8

1,16-3,25

1:2,8

Mg

480±63,9

263,4

54,9

128-1220,9

1:9,5

Mn

49±7,2

29,7

60,5

9,3-105,9

1:11,4

Si

128,8±28,9

92,5

92,5

39,1-479,5

1:12,3

Zn

30,1±2,5

10,5

34,8

20,7-51,1

1:2,5

Распределение химических элементов по содержанию в волосе можно представить в виде возрастающего ранжированного ряда: B<Zn<Mn<Si<Mg в соотношении 1:15,8:25,8:67,8:253,6. Из этого видно, что у бычков в волосе больше других элементов накапливается магний, а бор – в меньшей степени. Этот результат закономерен, так как бор является одним из микроэлементов, который присутствует у животных в незначительных концентрациях, а марганец – макроэлемент, он широко распространен в организме животных [1].

Выявлены значительные различия между отдельными животными по способности аккумулировать Mn, Si и Mg в волосе. Уровень кремния в волосе характеризуется высокой фенотипической изменчивостью, а концентрация бора — относительно низкой.

Установлены межпородных различия накопления некоторых химических элементов в волосяном покрове скота. Так, содержание цинка в волосе животных герефордской породы ниже, чем у крупного рогатого скота других пород. Например, у чернопестрого скота, разводимого в Новосибирской области, ориентировочное среднее популяционное значение для цинка составляет 73,6 мг/кг, а у животных, выращенных в Республики Беларусь, – 83 мг/кг, более чем в 2,5 раза выше, чем у герефордского (P<0,001). Также и у других пород крупного рогатого скота концентрация цинка в волосе была ниже, чем у герефордского. Так, у красного степного скота, якутского скота и айрширского скота она была выше в 2-3 раза (P<0,001). Содержание цинка в мышцах печени, селезенки и мышцах близко к показателям этого металла в волосе, а в семенниках его было в 2 раз меньше (P<0,001) [3]. Уровень марганца в печени животных герефордской породы более чем в 10 раз ниже, чем в волосе, а в селезенке и в семенниках — в 100 раз ниже (P<0,001) [2]. Концентрация магния в селезенке и печени у герефордского скота почти в 2 раз ниже, чем в волосе [11].

В волосе животных выявлена положительная корреляция между цинком и марганцем (r=0,67; Р<0,01). Возможно, это отражает синергические взаимодействия цинка и марганца в формировании и росте костной ткани, а также их совместное участие в обмене витамина E [1].

Многие авторы изучали закономерности накопления химических элементов в органах и тканях различных видов животных [7, 10-13, 24].

Межвидовые, межпородные, межлинейные и межсемейные различия свидетельствуют о роли наследственности в аккумуляции химических элементов в органах и тканях животных [4-6, 15]. В последующем исходя из этих фактов для получения экологически безопасных продуктов питания возможно включение в селекционные программы данных об уровне концентрации химических элементов в органах и тканях животных.

Выводы

1. Установлены ориентировочные средние популяционные уровни B, Mg, Mn, Si и Zn в волосе животных герефордской породы.

2. Обнаруженная высокая фенотипическая вариабельность уровней Al B, Mg, Mn, Si и Zn, которая отражает сложное влияние факторов среды и наследственности на процессы их депонирования в волосе.

3. Между цинком и марганцем была выявлена положительная корреляция (r=0,67; Р<0,01).

Рецензенты:

Желтиков А.И., д.с.-х.н., профессор кафедры разведения, кормления и частной зоотехнии, Новосибирского государственного аграрного университета, г. Новосибирск;

Короткевич О.С. д.б.н., профессор кафедры ветеринарной генетики и биотехнологии, Новосибирского государственного аграрного университета, г. Новосибирск.