Итоги и перспективы разработки и применения биотехнологических методов и приемов интенсификации воспроизводства овец и коз

УДК 636.32/.38.082.4+636.39.082.4 Итоги и перспективы разработки и применения биотехнологических методов и приемов интенсификации воспроизводства овец и коз

А.-М.М.Айбазов, д. с.-х. н., П.В. Аксенова, к. б. н.

Д.В. Коваленко, к. б. н.

Ключевым процессом в разведении животных является воспроизводство стада, которое определяет не только количественный и качественный рост поголовья, но и позволяет активно влиять на себестоимость и рентабельность получаемой продукции. На сегодняшний день основная экономическая задача всех сельхозтоваропроизводителей, независимо от форм собственности, от крупных племенных и товарных ферм до небольших фермерских хозяйств и сельских подворий, состоит в увеличении продуктивности животных и, как следствие, повышении производства продукции животноводства и снижении ее себестоимости. Эффективной мерой для выполнения указанных задач может стать более широкое внедрение современных биотехнологических методов и приемов воспроизводства. Лаборатория воспроизводства овец и коз ГНУ СНИИЖК успешно разрабатывает ряд биотехнологических методов и приемов, повышающих эффективность использования генетических ресурсов высокоценных животных, увеличивающих масштабы их участия в процессе воспроизводства овец и коз.

I. Сохранение и рациональное использование генофонда высокоценных производителей.

Технология осеменения овец/коз охлажденной

транспортированной спермой. С учетом современных реалий, когда большая часть (до 75%) производства продукции овцеводства и козоводства сосредоточена в крестьянско - фермерских (КФХ) и личных подсобных (ЛПХ) хозяйствах, к выбору того или иного способа осеменения в овцеводстве и козоводстве следует подходить не формально, а с учетом конкретных условий каждого хозяйства и, прежде всего, экономической целесообразности. Не все КФХ и ЛПХ в силу ряда причин могут позволить себе приобретение дорогостоящих высокоценных производителей, обеспечивая надлежащее кормление, уход и содержание в течение всего года. Одной из эффективных форм организации ИО является осеменение спермой, полученной за сотни, даже тысячи километров от высокоценных производителей, охлажденной до температуры тающего льда и транспортированной к месту назначения. Эффективность этого приема значительно усиливается, если наряду с этим проводить синхронизацию половой охоты самок. Сотрудниками лаборатории была разработана патентованная среда для разбавления спермы, содержащая янтарную

кислоту и глютаминат натрия, которая обеспечивает переживаемость охлажденной спермы во внешней среде до 72 ч. и высокую (65-80%) оплодотворяемость овец и коз [4].

Технология долгосрочной криоконсервации спермы и ее рационального использования. Способность гамет сохранять биологическую полноценность в замороженном виде открыла практически неограниченные возможности для ученых и практиков. Многолетними собственными исследованиями были выяснены видовые особенности проявления воспроизводительных функций самцов и самок, влияние сезонных факторов на половую активность, уровень и качество спермопродукции, биологических свойств спермиев баранов и козлов, детально изучены основные факторы, вызывающие структурные и функциональные повреждения половых клеток при криоконсервации и дефростации, приводящие к гибели или снижению биологической полноценности спермиев. На основе выявленных теоретических закономерностей были разработаны новые синтетические среды и технологические приемы замораживания и оттаивания спермы [5]. Эксперименты на большом поголовье овец показали, что оплодотворяющая способность спермы, замороженной по предложенной нами технологии, составляет от 45 до 55% при общепринятом цервикальном осеменении. Технология нехирургического внутриматочного осеменения методом лапароскопии позволила повысить оплодотворяемость овец и коз от первого осеменения замороженной спермой до 75% [6].

Уникальные разработки легли в основу создания генофондного банка (хранилища) спермы, в котором в настоящее время хранятся десятки тысяч доз замороженной спермы от выдающихся баранов и козлов-производителей отечественных и импортных пород, в том числе сохраняемые уже около 40 лет. За успешную работу в этом направлении сотрудники лаборатории дважды награждались медалями ВВЦ, а разработка «Генофондный криогенный банк гамет сельскохозяйственных животных» стала серебряным призером Международной выставки-конгресса «Высокие технологии. Инновации. Инвестиции» в 2008 г. в номинации «Лучший инновационный проект в области технологий живых систем». Инновации защищены патентами на изобретения [7,8, 9].

II. Разработка технологии индукция полиовуляции и трансплантации эмбрионов овец и коз.

Метод трансплантации эмбрионов позволяет получать несколько десятков потомков от выдающихся родителей в течение короткого времени и тем самым ускорить селекционный прогресс. Однако трансплантация эмбрионов у овец и коз - сложная многокомпонентная технология, требующая доработок и усовершенствований.

На основе детального изучения закономерностей нейрогуморальной регуляции полового процесса самок сотрудниками лаборатории

разработаны и апробированы методы стимуляции множественной овуляции у овец и коз с применением различных гормональных препаратов («СЖК», «ФСГ», «Крестар», «Фоллитропин», «Фоллигон» и др.), обеспечивающих получение от одного донора 12-18 эмбрионов, пригодных для трансплантации [10]. Отработана техника извлечения эмбрионов из рогов матки и яйцепроводов при результативности 7590%. Проведено более 300 эмбриопересадок на разных стадиях их развития с приживляемостью 55-65%. Изучена возможность

кратковременного (в течение 24-36 часов при температуре 2...4°С) и длительного (витрификация при

-196°С) хранения 2-4 бластомерных эмбрионов в разработанных средах.

Разработки в данном направлении экспонировались на выставках и международных салонах инноваций и инвестиций, а разработка «Способ трансплантации эмбрионов овец» стала лучшим инновационным проектом 2007 г. в области живых систем. Приоритетность исследований лаборатории в этом направлении защищена патентами на изобретения и полезные модели [11].

III. Усовершенствование организации воспроизводства овец и коз. При существующей системе искусственного осеменения овец и коз, которая сложилась в 30-е годы прошлого столетия, случка овец и коз, основанная на спонтанной половой охоте, обычно продолжается 1,5 -2,0 месяца, результатом чего является слишком растянутый период ягнения/козления. Наличие в отарах разновозрастных ягнят и козлят создает большие трудности в сохранении и выращивании молодняка и в конечном счете приводит к снижению темпов воспроизводства стада. Более того, из-за растянутости сроков случки ценные производители содержатся на пунктах искусственного осеменения в течение 35 - 45 дней, в результате чего нагрузка на одного производителя за сезон составляет, как правило, не более 200 - 300 маток. Например, в племзаводах Ставропольского края в 2011 г. в среднем одним бараном-производителем осеменено около 280 овец. Эффективность использования ценных производителей значительно снижается также и в связи с необходимостью двукратного осеменения маток на протяжении охоты.

Одним из путей интенсификации процесса воспроизводства является метод синхронизации полового цикла. Сотрудниками лаборатории разработаны и предложены практике эффективные, простые и недорогие способы синхронизации полового цикла у овец и коз [1, 2, 3]. Основной идеей этого биотехнологического приема является возможность управлять воспроизводством, целенаправленно воздействуя и изменяя проявление тех или иных репродуктивных процессов. В данном случае речь идет о практической возможности регулировать прихождение маток в охоту. Тем самым достигается сразу несколько целей.

Во-первых, нет необходимости ждать начала спонтанного

прихождения животных в охоту. Как известно, овцы и в меньшей степени козы относятся к животным с четко выраженным половым циклом. Однако в пределах полового цикла (конец августа - декабрь) начало прихождения маток в охоту может значительно варьировать в зависимости от многих и разнообразных условий, в основном хозяйственных и климатических. Метод синхронизации позволяет преодолеть этот биологический барьер и внести элемент четкой плановости в проведение случки.

Во- вторых, метод синхронизации позволяет регулировать количество ежедневно приходящих в охоту животных, что также делает искусственное осеменение прогнозируемым. Доказано, что после синхронизации половая охота проявляется одновременно в течение 3648 часов после обработки у 90-100% животных, что позволяет планировать начало случки, а также регулировать количество маток в охоте.

В-третьих, при хорошо организованной синхронизации нет необходимости держать на маточной отаре плодовитых пробников и проводить ежедневную трудоемкую выборку маток в охоте. При этом очень важно, что весь приплод будет гарантированно получен от назначенных в случку производителей.

В-четвертых, значительно сокращаются сроки искусственного осеменения и соответственно ягнения и козления. В зависимости от возможностей и желания сельхозпроизводителя, а также условий хозяйствования, осеменение отары (600-650 маток) проводится за 8-10 дней (вместо обычных 35-40). При этом ягнение (козление) продолжается 15-20 дней (вместо традиционных 40 -50).

При применении метода синхронизации незначительное повышение затрат на обработку животных компенсируется значительным снижением трудозатрат, повышением технологичности проведения осеменения и ягнения (козления), отсутствием затрат на содержание пробников. В результате прямые затраты на проведение осеменительной кампании снижаются в среднем на 50-60%. При этом оплодотворяемость овец и коз сохраняется на довольно высоком уровне (80.90%) при плодовитости 120-130%.

IV. Контроль репродуктивного состояния стада. Известно, что оплодотворяемость овец и коз от первого осеменения даже при использовании свежеполученной спермы высокого качества не превышает 75-80%. Более того, существуют критические стадии развития эмбриона и под воздействием определенных неблагоприятных факторов может наблюдаться ранняя эмбриональная смертность. Поэтому важное значение имеет четкий контроль репродуктивного состояния стада. Своевременное определение беременности предотвращает экономические потери, связанные с содержанием бесплодных животных, недополучением приплода и продукции. Этот вопрос наиболее существенен для овцеводческих и козоводческих

хозяйств, так как овцы и козы - животные с выраженным половым сезоном, и в случае неплодотворного осеменения важно успеть повторно осеменить животное в течение эстрального периода. По клиническим признакам, изменению конфигурации тела, прощупыванию плода и аускультации его сердцебиения возможно установить беременность только начиная с 4 месяца (последний триместр). Из имеющихся методов определения беременности у мелкого рогатого скота наиболее точен УЗИ. Однако метод требует специального обучения, дорогостоящего оборудования и в полевых условиях при массовых исследованиях трудно осуществим.

Поэтому, на основании многочисленных исследований, сотрудниками лаборатории была составлена т.н. «Таблица беременности» и разработан способ раннего определения беременности, основанный на концентрации прогестерона в сыворотке периферической крови, обеспечивающий достоверность определения в 94% случаев.

V. Создание животных с заданными свойствами. Достижения молекулярной генетики, позволившие конструировать и клонировать рекомбинантные ДНК, вводить эту генетическую информацию в геном животных, открыли принципиально новые возможности направленного изменения их наследственности. Первые опыты по получению трансгенных животных были предприняты сотрудниками лаборатории в рамках совместного российско-австрийского международного проекта «Химозин». Цель работы заключалась в получении первичных трансгенных овец - продуцентов молока с ферментом прохимозином, используемым в сыроделии [12, 13].

Начиная с ноября 2009 г. на базе опытной станции ГНУ СНИИЖК международным коллективом ученых (Институт биологии гена РАН, РУП «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по животноводству и ГНУ СНИИЖК Россельхозакадемии) проводятся экспериментальные работы по получению первичных животных - коз-продуцентов, содержащих ген лактоферрина человека. Получены существенные результаты, эксперименты продолжаются [14].

Литература:

1. Аксенова П.В. Рациональное использование генофонда зааненских производителей /П.В. Аксенова, А.-М. М. Айбазов, Д.В. Коваленко // Зоотехния, -2011.-№9.-С. 6-7.

2. Аксенова П.В. Сравнительная характеристика различных способов

криоконсервации спермы козла // П.В. Аксенова // Российский ветеринарный журнал. Сельскохозяйственные животные.- 2011.- №1.-С. 13-15. 3. Айбазов, А.-М.М. Применение лапароскопии при

внутриматочном осеменении и трансплантации эмбрионов у овец /А.-М.М.Айбазов // Вестник ветеринарии.-1998.-№ 5 (11). - С. 51-55.

4. Пат. 1755431 СССР А 61 Д 19/02. Среда для разбавления спермы баранов / А.-М.М.Айбазов, Н.П.Галаган, В.И.Богомаз и др. (СССР). - №

заявки 4702977; Заявлено 18 апреля 1989 г; опубликовано 15 апреля 1992 г. - 4 с.

5. Пат. 2115386 РФ 6 А 61 Д 19/02. Среда Сан-Лакт для замораживания спермы барана /С.Н. Слипченко, А.-М.М.Айбазов, К.К.Ашурбегов и др. - Заявка № 97104558; Заявлено 24.03 1997. Зарегистр. 20 июля 1998 г; Приоритет 24.03.1997 г. РФ. - 5С.

6. Патент на изобретение «Среда для криоконсервации спермы козлов» RU 2436299, заявка № 2010118373/13, приоритет изобретения 06.05.10, зарег. в гос. реестре 20.12.11. Бюл. № 35, авторы Аксенова П.В., Айбазов А.- М.М.

7. Результаты индукции множественной овуляции у зааненских коз //П.В.Трубникова,А.- М. M. Айбазов, Д.С.Милошенко// Российский ветеринарный журнал. Сельскохозяйственные животные. Спец. выпуск.-Изд. «КолосС».- Май-2007.-С. 37.

8. Патент на изобретение «Среда для культивирования доимплантационных эмбрионов коз in vitro» /А.-М.М.Айбазов, П.В.Аксенова(РФ). - № 2396344; Заявка 2008152992; Приоритет 31августа 2008 г., Зарегистрировано в Госреестре изобретений РФ 10 августа 2010 г. - 2 с.

9. Айбазов А.-М.М. Технология синхронизации половой охоты и осеменения молочных коз/ А. - М.М. Айбазов, П.В. Аксенова - Мат. межд. научно-практ. конф. «Инновации в аграрном секторе Казахстана», посвященной 75-летию академика К.С. Сабденова - Алматы, Казахстан,-2008, с.52-57.

10. Аксенова П.В. Схемы синхронизации полового цикла у молочных коз / Аксенова П.В., Айбазов А.-М.М. // Materialy V mezinarodni vëdecko-prakticka conference “Modarni Vymozenosti Vëdy - 2009, Dil 11, Lekarstvi, Biologicke vëdy, Chemie a chemicka technologie”.- Praha.- Publishing House “Edication and Science” s.r.o. - 2008, C. 45-48.

11.Айбазов А.-М.М. Синхронизация половой охоты у молочных коз/А.-М. M. Айбазов, Л.С.Малахова, П.В.Трубникова // Овцы, козы, шерстяное дело. - 2006. - № 2. - С.32-33.

12. Мороз, В.А. Перспективная биотехнология получения трансгенных овец /В.А.Мороз, А.-М.М.Айбазов // Вестник Ветеринарии - 1997. - № 6. - С.92-99.

13.Айбазов, А.-М.М. Ягнята-трансплантаты: рост, развитие и

репродуктивная функция / А.-М.М.Айбазов // Вестник ветеринарии. - № 15 (1/2000). - С. 41-42.

14. Айбазов А.-М.М. Лактоферрин человека от трансгенных коз. 1. Особенности репродукции молочных коз зааненской породы /А.-М.М.Айбазов, П.В.Аксенова //Вестник ветеринарии. - №54 (3/2010). -2010.- С. 59-62