К вопросу о сохранении генофонда и биологической полноценности криоконсервированной спермы

УДК 636.32/38.082.453.53

К вопросу о сохранении генофонда и биологической полноценности криоконсервированной спермы

А.- М.М. Айбазов, д. с.-х. н., П.В. Аксенова, к. б. н. К.К.Ашурбегов, к. с.-х. н., Д.В.Коваленко, к. б. н.

Впервые идею о необходимости сохранения генофонда редких и исчезающих пород сельскохозяйственных животных высказал отечественный генетик А.С.Серебровский в 1928 году. Было признано, что в качестве фундаментальной основы, способствующей сохранению генофонда выдающихся представителей культурных пород, а также исчезающих и малочисленных популяций, наряду с материальной поддержкой государства, может быть создание генофондных ферм и хозяйств, банков криоконсервированной спермы и эмбрионов. Эта проблема актуальна и сегодня.

Основной приоритетной задачей генофондных хозяйств является сохранение генетического разнообразия стада, обеспечивающее жизнеспособность и возможность качественного улучшения животных.

Практической основой для создания генофондных банков спермы стало одно из самых ярких свершений в биологической науке 20 века -открытие отечественными учеными (В.К.Милованов, И.И.Соколовская, И.В.Смирнов, открытие № 107) в 1947 году возможности сохранения спермиями млекопитающих генетической информации и биологической полноценности после их хранения в замороженном состоянии. Метод длительного хранения спермы в замороженном виде позволяет накапливать большие запасы замороженной спермы, длительно хранить и перевозить ее на любые расстояния. Благодаря этому методу

открылись широкие перспективы для углубленной селекционно-

племенной работы, сохранения и рационального использования генофонда выдающихся баранов-производителей.

Несомненные успехи в разработке и усовершенствовании технологии криоконсервации спермы барана и перспектива

рационального использования замороженной-оттаянной спермы открывают широкие практические возможности. Сохранение

биологической полноценности замороженной спермы в течение длительного времени открыло новые возможности интенсификации использования производителей, проверенных по качеству потомства, путем круглогодичного накопления от них спермы с целью использования ее для осеменения большего количества самок в течение полового сезона. Метод криоконсервации позволяет значительно повысить нагрузку на ценных производителей, эффективно проводить их проверку по качеству потомства, реализовывать ценный генофонд как внутри страны, так и за ее пределами.

Разработка метода криоконсервации, наряду с выяснением возможности круглогодовой эксплуатации баранов-производителей для накопления от них спермы, позволила создавать генофондные

хранилища, в которых аккумулировался генофонд лучших производителей отечественных и зарубежных продуктивных пород, а также генетический материал от редких, исчезающих и диких животных. Несмотря на то, что способ хранения спермы барана в замороженном виде, в отличие от скотоводства, не находил широкого применения в производстве, он явился уникальной возможностью сохранения ценного генетического материала от выдающихся производителей.

Теоретическим вдохновителем создания банков спермы был выдающийся ученый профессор А.И. Лопырин. Именно он выступил с инициативой создания генофондного хранилища, и спустя несколько лет с этой целью по заданию мСх СССР в 1973 году была начата работа по созданию при Всесоюзном институте овцеводства и козоводства (ныне ГНУ СНИИЖК) хранилища замороженной спермы наиболее ценных баранов отечественных и зарубежных пород. Особое внимание при этом уделялось заготовке спермы от завозимых из-за рубежа производителей, являющихся улучшателями многих отечественных пород овец. После выхода Постановления Правительства РФ №839 от 30.10.1997 г. «О неотложных мерах по государственной поддержке племенного дела в животноводстве» и №751 от 27.06.1997 г. «О мерах по сохранению генофонда и стабилизации овцеводства в Ставропольском крае» деятельность генофондного банка получила особую поддержку. Следствием этого стало то, что впервые в стране был создан и до настоящего времени успешно функционирует генофондный банк спермы высокопродуктивных баранов-производителей отечественных и импортных пород, а также редких и исчезающих пород и популяций. В различные годы существенный вклад в создание и развитие генофондного хранилища внесли проф. Н.А.Желтобрюх, к.в.н. В.К.Ивахненко, к.б. н. В.К.Рабочев, к.б.н. К.К.Ашурбегов, проф. А.-М.М. Айбазов.

Значительные достижения в технологии криоконсервации спермы барана побудили исследователей к изучению одной из теоретически обоснованных биологических задач при криоконсервации - вопроса о длительности сохранения замороженной спермой своей функциональной полноценности как биологического объекта.

Известно, что при сверхнизких температурах (-1960С) биологические объекты, в том числе и половые клетки, переходят в состояние обратимого анабиоза. Считается, что в этом состоянии в клетках практически прекращаются обменные процессы. Поэтому существует априорное мнение о том, что замороженная сперма может неограниченно долго сохранять свою полноценность. Так как указанная проблема имеет не только прикладное, но и более глубокое теоретическое значение, мы сочли необходимым изучить в методически точном опыте оплодотворяющую способность спермы, сохраняемой в жидком азоте различное время. Следует подчеркнуть, что в РФ

подобные исследования являются исключительными вследствие уникальности генофондного банка.

Первый опыт по выяснению оплодотворяющей способности замороженной спермы баранов, сохраняемой в жидком азоте разные сроки, проведен в Агрофирме «Чох» Гунибского района Республики Дагестан на овцах дагестанской горной породы (п = 165). Эта работа была выполнена в 2009 г. в творческом содружестве с сотрудниками отдела овцеводства Даг. НИИСХ д.с.-х.н. З.З. Магомедовым и Х.Х.Мусалаевым.

Лабораторную оценку качества спермы, сохраняемой в жидком азоте различные сроки, производили по подвижности после оттаивания и по выживаемости при +380С.

Оплодотворяющую способность спермы проверяли на клинически здоровых животных, подобранных по принципу аналогов. Условия кормления, ухода и содержание овец были одинаковыми и соответствовали зоотехническим нормам, в которых можно было выполнить все элементы методики.

Выборку маток в охоте проводили при помощи баранов- пробников с подвязанными фартуками. Овец осеменяли интрацервикальным способом при помощи существующих и усовершенствованных для этих целей инструментов. Результаты осеменения учитывали

предварительно по количеству повторно пришедших в охоту животных и окончательно по результатам ягнения.

Второй опыт был проведен в осенний период 2010 г. на овцах северокавказской мясо-шерстной породы на опытной станции ГНУ СНИИЖК. Как и в первом опыте, оплодотворяющую способность спермы проверяли на клинически здоровых животных, подобранных по принципу аналогов. Условия кормления, ухода и содержание овец были одинаковыми.

Выборку маток в охоте проводили при помощи баранов- пробников с подвязанными фартуками. Овец осеменяли интрацервикальным способом при помощи существующих и усовершенствованных для этих целей инструментов. Результаты осеменения учитывали

предварительно по количеству повторно пришедших в охоту животных и окончательно - по результатам ягнения.

Результаты исследований представлены в таблицах 1,2 и 3.

Таблица 1. - Качественные показатели спермы баранов после разных сроков хранения при температуре - 196°С ____________________________________________________________________________

Характеристика образцов спермы (№ животного, хоз-во, порода, способ замораживания) Срок хране -ния сперм ы, лет Подвижность спермы, оттаянной при +40° С, в баллах, М±т

Время исследования после оттаивания

после оттаива- ния Через 1 час Через 2 часа Через 3 часа Через 4 часа Через 5 часов Через 6 часов Через 7 часов Чер ез 8 ч.

№48042, СТ, ГПЗ «Совруно», гранулы 38 4,0±0,14 2,2±0,16 1,5±0,15 Ед.

№ 7077, ФЛ, ВНИИОК, пробирки 37 4,5±0,8 3,2±0,11 2,4±0,22 2,1 ±0,12 2,0±0,26 1,6±0,03 1,0±0,11 0,2±0,03 к

№ 5-130, КА, ГПЗ «Большевик», гранулы 31 2,1 ±0,12 1,6±0,16 1,2±0,08 1,0±0,08 Ед. к н

№ 589, Г, «Червленые буруны»,гранулы 30 4,0±0,04 3,8±0,21 3,1±0,22 3,0±0,12 2,0±0,08 2,0±0,09 1,0±0,03 Ед. к

№ УОЭ 43, АМ, Ленина Апан. р-на, гранулы 21 4,0±0,01 3,6±0,13 3,0±0,18 3,0±0,18 2,5±0,18 2,00±0,1 8 1,5±0,18 1,0± 0,03 Ед.

№ 1352, СТ, ГПЗ «Совруно», гранулы 19 3,4±0,13 1,0±0,01 Ед. н

№ 1435, АМ, ОС ВНИИОК, гранулы 18 3,5±0,01 3,0±0,18 3,0±0,27 3,0±0,01 2,5±0,18 2,0 ±0,18 1,5±0,18 1,0 ±0,14 Ед.

№ 5-133, КА, ГПЗ «Большевик», гранулы 16 4,0±0,11 3,0±0,15 3,0±0,21 3,0±0,11 2,5±0,17 2,0 ±0,13 1,0±0,11 1,0 ±0,10 Ед.

№ 5К-202, СТ, ГПЗ «Совруно», гранулы 12 4,3±0,01 4,0±0,08 3,2±0,08 3,0±0,01 2,5±0,18 2,0 ±0,18 1,5±0,18 1,0 ±0,12 Ед.

№ 90-0372, АММ, «Руно», гранулы 2 4,5±0,8 3,2±0,11 2,4±0,22 2,1 ±0,12 2,0±0,26 1,6±0,03 1,0±0,11 0,2±0,03 к

Таблица 2. - Результаты ягнения подопытных овцематок, осемененных замороженной спермой разного срока хранения

№ п/п № группы Год заготовки спермы Срок хранения, лет Подвиж- ность спермы после оттаивания, балл Осеменено овец, гол. Объягнилось Получено ягнят Средняя живая масса ягнят

гол. % гол. % один- цов двоен

1 1 1973 5 лет 3,5 44 18 40,9 22 122,0 4,2 3,2

2 2 1990 12 лет 4,0 65 28 43,1 34 121,0 4,1 3, 1

3 3 1994 20 лет 4,0 56 21 37,5 25 119,0 4,2 3,3

Ито- го 165 67 41,8 81 121,0 4,17 3, 2

Таблица 3. - Результаты ягнения подопытных овцематок, осемененных замороженной спермой разного срока хранения (2010-2011 гг., опытная станция ГНУ СНИИЖК)_______________________________________________________________

№ п/п Год заготовки спермы Срок хранения, лет Подвижность после оттаивания Осеменено овец, гол. Выбыло из опыта Объягнилось Получено ягнят

№ группы гол. % гол. %

1 1 1973 37 3,5 22 1 8 38,1 10 125,0

2 2 1990 20 4,0 22 - 9 40,9 11 122,0

3 3 1994 16 4,0 21 - 9 42,9 11 122,0

4 4 2000 10 4,5 21 1 8 40,0 10 125,0

5 5 2010 1 4,5 21 1 8 40,0 10 125,0

Ито- го 107 3 42 40,4 52 123,8

29

8

Результаты двух научно-производственных опытов, проведенных на достаточно большом поголовье (п =272) показали, что оплодотворяющая способность спермы не зависела от сроков хранения и составила от 37,5 до 43,9%. Это свидетельствует о том, что биологическая полноценность замороженной спермы в процессе длительного хранения не снижается. На основании собственных экспериментов мы можем утверждать, что длительное - до 37 лет -хранение спермы баранов в жидком азоте не снижает ее биологической полноценности, что является важным доказательством полного анабиоза половых гамет при -196 С. Другим предварительным выводом является вывод о том, что хранение спермы не влияет на качество потомства, однако нужны дальнейшие наблюдения за ростом и развитием полученного молодняка.