Биотехнологические методы интенсификации воспроизводства молочного и мясного скота

• Автор: Бабенков, Владимир Юрьевич
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Дубровицы
• Количество страниц: 261 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИС ТИКА РАБОТЫ

1. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ И МАТЕРИАЛ ИССЛЕДОВАНИЙ

2. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Гормональная стимуляция суперовуляции у коровдоноров

2.1.1. Индукция полиовуляции у коровдоноров различными гонадотропинами, усовершенствование схемы гормональной обработки препаратом ФСГсупер
2.1.2. Сополимеры поливинилового спирта как пролонгаторы действия препаратов ФСГ при индукции полиовуляции у коровдоноров
2.1.3. Использование в качестве доноров эмбрионов коров различного направления продуктивности
2.1.4. Эффективность многократного использования коровдоноров различных пород и индивидуальная изменчивость суперовуляции

2.2. Нехирургическое извлечение и оценка качества эмбрионов

2.2.1. Разработка технологических аспектов повышения эффективности извлечения эмбрионов в зависимости от некоторых факторов
2.2.2. Оценка качества эмбрионов по морфологическим признакам и резистентность ранних эмбрионов в условиях i vi
2.3. Нехирургическая пересадка эмбрионов
2.3.1. Влияние различных факторов на приживляемость эмбрионов
2.3.2. Устройство для глубокой аппликации эмбрионов трансцервикальным путем
2.3.3. Эффективность межпородной пересадки эмбрионов при получении мясных телят в молочном стаде
2.3.4. Получение разнояйцевых двоен путем внутрипородной и межпородной пересадки эмбрионов
2.3.5. Пересадка эмбрионов крупного рогатого скота как биотехнический метод борьбы с бесплодием
2.4. Криоконсервирование эмбрионов
2.4.1. Эффективность использования нового криопротектора и жизнеспособность эмбрионов в зависимости от способов крио и деконсервации
2.5. Использование в условиях производства новых направлений биотехнологии
2.5.1. Методы регуляции соотношения полов и определения пола
ранних эмбрионов крупного рогатого скота
2.5.2. Соотношение пола телят при трансплантации эмбрионов
ранних стадий развития
2.5.3. Достоверность идентификации пола 7суточных эмбрионов на основе анализа ДНК Ухромосом и жизнеспособность эмбрионов
с определенным полом при криоконсервации
2.5.4. Спонтанное и индуцированное возникновение монозиготных
2.5.5. Способ и устройство для микрохирургического разделения
ранних эмбрионов при получении монозиготных близнецов
2.5.6. Микрохирургическая дисекция деконсервированных
эмбрионов
2.5.7. Эффективность получения и трансплантации свежих и деконсервированных эмбрионов крупного рогатого скота на основе экстракорпорального оплодотворения ооцитов
3. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
ОБСУЖДЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
На современном этапе научнотехнический прогресс в животноводстве в огромной степени зависит от разработки, освоения и реализации эффективных биотехнологических методов интенсификации воспроизводства, создания на этой основе новых высокопродуктивных пород, линий и гибридов животных. Низкие темпы воспроизводства и селекции у крупного рогатого скота, как у одноплодного вида млекопитающих, при наличии огромного генетического потенциала число первичных фолликулов в яичниках коров составляет несколько сот тысяч, натолкнуло исследователей на поиск нетрадиционных методов повышения многоплодия. Эти методы основаны на исследованиях регуляции репродуктивной функции, совершенствовании приемов манипуляций с зародышами ранних стадий развития, половыми и соматическими клетками.
Возникновению биотехнологических направлений в разведении и селекции крупного рогатого скота предшествовал целый ряд открытий в сфере репродукции млекопитающих. Еще в конце го века голландцем . была впервые описана яйцеклетка, но лишь в г. англичанину В.Хипу из Кембриджского университета впервые в истории биологии удалось получить беременность путем пересадки 2 эмбрионов на стадии развития 2х и 4х бластомеров от крольчихи ангорской породы покрытой крольчихе бельгийской породы. В результате крольчихареципиент принесла 6 крольчат, из которых 4 бельгийской, а 2 ангорской пород. Успех этого эксперимента показал принципиальную возможность трансплантации эмбрионов ранних стадий развития, в том числе межпородной пересадки.
Если первые опыты носили чисто научный характер, то в х годах, после обнаружения американскими исследователями Н. и . 3 в крови жеребых кобыл гонадотропинов, способных вызывать полиовуляцию у самок, и разработки в г. гормонального метода повышения многоплодия животных группой исследователей ВИЖа под руководством академика Завадовского М.М. , , трансплантации эмбрионов приобрела реальное прикладное значение.
После многочисленных опытов на лабораторных животных в х годах были проведены успешные эксперименты на козах, овцах и свиньях , 3. В г. группе американских исследователей 1 впервые удалось стимулировать суперовуляцию у крупного рогатого скота.
К началу х годов группой кембриджских исследователей под руководством . 0, 2, 3 в основном была разработана технология хирургической трансплантации зародышей, а первую успешную пересадку та
ким путем осуществили в г. 8. Там же в г. был получен первый теленок после бескровной трансплантации.
Начиная с х годов в разных странах проводились многочисленные исследования по извлечению и пересадке зародышей нехирургическим методом. Однако существенное прикладное значение он приобрел лишь в середине х годов. Этому способствовало создание практически новой технологии, позволяющей значительно упростить существовавшую процедуру. С этого времени трансплантация эмбрионов стала использоваться во многих странах мира в качестве одного из наиболее эффективных рычагов ускоренного воспроизводства элитного высокопродуктивного поголовья по материнской линии.
В настоящее время в США, Канаде и странах Западной Европы с развитым животноводством до и более племенных быков поступают на станции искусственного осеменения с клеймом Т трансплантат.
В СССР исследования в области трансплантации эмбрионов были начаты в конце х годов. Первые телята после хирургической пересадки родились в г. во Всесоюзном НИИ физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных животных, а в г. во Всесоюзном НИИ животноводства были получены телятаблизнецы после пересадки эмбрионов, хранившихся в течение двух месяцев в жидком азоте.
Широкое практическое внедрение метода началось с г., когда в стране, практически во всех союзных республиках создавались центры гранеплантации эмбрионов. Если в г. было проведено лишь около 0 эмбриопересадок, то в г. уже родилось более теляттрансплантатов.
Упадок в экономике в связи с распадом Союза самым негативным образом отразился на развитии нового перспективного направления. Начиная с годов подавляющее большинство центров и производственных лабораторий, теперь уже в странах СНГ, было расформировано, сотни высококвалифицированных специалистов остались невостребованными. Такое положение сложилось повсеместно и практически не изменилось до настоящего времени. Тем не менее, в отдельных регионах потенциал в целом удалось сохранить, хотя и в значительно сокращенном объеме.
В Белоруссии Брестская область с г. занимает лидирующее место в области практического применения трансплантации эмбрионов. В областном центре трансплантации эмбрионов до настоящего времени проводится до 0 эмбриопересадок в год. В то же время в других 5 областях вместе взятых эта цифра не превышает 0.
Заслуживает внимания опыт селекционеров Украины, которые в период перехода к рыночной экономике, когда сельскохозяйственные предприятия изза отсутствия валютных средств не в состоянии приобретать племенной скот за рубежом, пошли по пути преобразования стада с использованием канадскоамериканской селекции путем завоза эмбрионов и спермы голштинов
и абердинангусов. Возглавил эту работу Головной селекционный центр Украины г. ПереяславХмельницкий, где коллектив лаборатории по трансплантации эмбрионов под руководством биотехнологов Мадисон В.В. и Мадисон Л.В. за год с небольшим гг. произвел более эмбриопересадок в различных регионах страны со средним уровнем стельности ,3. В настоящее время созданы чистопородные мясные стада во многих хозяйствах Украины.
В России на сегодня работа в области трансплантации эмбрионов практически остановлена. В то же время здесь сосредоточен огромный научный и практический потенциал. Для восстановления эффективного использования в производстве передовых биотехнологий необходима лишь реставрация уже существующего опыта. Это, в свою очередь, в значительной степени зависит от разработки наиболее оптимальных и экономически выгодных решений как в технологической цепи трансплантации эмбрионов, так и при освоении и внедрении новых биотехнологических методов определения пола, микрохирургического разделения и получения эмбрионов вне организма. Эти направления биотехнологии в последние годы приобретают вес большее значение для практики и привлекают пристальное внимание ученых во всем мире.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность


В исследованиях по криоконсервированию использовали эмбрионы от коровдоноров 6 пород молочные чернопестрые, молочномясные симменталы, мясные абердинангусы, герефорды, шароле и лимузины. Замораживание проводили на программном замораживателе ЗЭМ4 Украина в режиме охлаждения от С до С со скоростью охлаждения от 1,0 до ОДСмин со спонтанным сидингом при 7иС в течение 2 минут. Был также апробирован метод криоконсервации эмбрионов с использованием в качестве кри о протектора этиленгликоля ЭГ. Эмбрионы одноэтапно выдерживали в 1,5М растворе ЭГ в течение 5 мин и замораживали в режиме охлаждения от 6 до С со скоростью 0,3Смин с последующим переносом в жидкий азот. Деконсервацию эмбрионов проводили в два этапа сек на воздухе, затем сек в водяной бане при температуре С. При использовании ЭГ криопротектор не удаляли, пайетты встряхивали и после смешивания содержимого проводили прямую пересадку, что позволяло свести к минимуму затраты времени и упростить процедуру деконсервации. При использовании ГЛ криопротектор удаляли 4 способами 1 способ 3ступенчато в растворах ГЛ убывающей концентрации 1,4М 0,М 0,М ФБС с выдержкой в каждом растворе по 5 мин 2 способ то же, но в присутствии 0,ЗМ сахарозы С 1,4М ГЛ0,ЗМ С 0,М ГЛ0,ЗМ С 0,М ГЛ0,ЗМ С 0,ЗМ С ФБС 3 способ, предложенный нами, аналогичный второму, но с добавлением вместо С нового криофилактика дисахарида трегалозы ТГ в 0,ЗМ концентрации 4 способ в 1 ступень в 1,0М растворе С в течение мин с последующей отмывкой в ФБС. В общем объеме исследований было заморожено эмбрионов и произведено пересадок эмбрионами после деконссрвации. При оценке результатов исследований по крио и деконсервации ранних эмбрионов учитывали используемые методы, способ оттаивания, число морфологически пригодных эмбрионов и приживляемость после пересадки. Статистическую обработку результатов исследований проводили по методике П. Ф.Рокицкого с использованием компьютерной техники. Гормональное стимулирование суперовуляции является первоочередным и одним из основных звеньев, от эффективности которого в большой степени зависит успех в выполнении всех последующих этапов технологии трансплантации эмбрионов. Литературные данные показывают, что вопросы, связанные с гормональным индуцированием полиовуляции изучались многими исследователями и в этой области накоплен довольно обширный материал. Однако вызывание суперовуляции остается нестабильным и малоизученным звеном в трансплантации эмбрионов. Эго связано, в первую очередь, с непредсказуемостью реакции яичников коров на экзогенные гонадотропины отсутствием реакции примерно у обработанных животных и значительной вариабельностью в уровне полиовуляции. При этом даже получение высокого уровня полиовуляции не гарантирует высокого уровня пригодных эмбрионов. Возможность стимуляции суперовуляции у крупного рогатого скота связана с высоким репродуктивным потенциалом. В яичниках самки крупного рогатого скота количество полостных фолликулов, в которых развиваются ооциты, измеряется десятками тысяч и остается неизменным с двухмесячного возраста до 8 лет, после чего . Однако в течение продуктивной жизни коровы используется лишь фолликулов, а подверг аются атрезии , 1. Стимуляция суперовуляции у коров стала возможной после открытия в году американскими учеными Коулом X и Хартом Г. ГСЖК. В году советскими учеными во главе с академиком ВАСХНИЛ Завадовским М. М. , 1 были разработаны теоретические и практические основы гормональной стимуляции многоплодия у сельскохозяйственных животных. Введение ГСЖК за дней до ожидаемой охоты обеспечивало множественный рост и овуляцию фолликулов. Гонадотропин СЖК выделяется специализированными клетками трофобласта между и днями жеребости и обладает свойствами как фолликулостимулирующего, так и лютеинизирующего гормонов 7. При своей распространенности препараты СЖК имеют весьма существенный недостаток. Высокое содержание сиаловых кислот и карош идратов, молекулы которых не могут быть захвачены рецепторами паренхиматозных клеток печени, препятствует инактивации и обусловливает длительное действие ГСЖК.