Воспроизводительные показатели трансгенных по гену лактоферрина коз

УДК 636.39.082.4 ВОСПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТРАНСГЕННЫХ ПО ГЕНУ ЛАКТОФЕРРИНА КОЗ

М.М. Айбазов, д.с.-х.н., проф., Т.В. Мамонтова, к. с.-х. н., Е.В. Холмова, асп.

ФГБНУ ВНИИОК

Изучены некоторые

воспроизводительные параметры животных, трансгенных по гену лактоферрина. Выявлены качество и уровень спермопродукции у козлов, репродуктивные

показатели коз. Показано, что объем спермы, подвижность и концентрация спермиев

трансгенных козлов соответствуют нормам, принятым для зааненских коз. Параметры

оплодотворяемости и

плодовитости в группе трансгенных коз, осемененных трансгенными козлами, были несколько ниже, чем в других группах.

Ключевые слова: козы, осеменение, трансген,

лактоферрин

Введение. В последние годы трансгенез становится важным биоинженерным инструментом как для исследования молекулярных основ экспрессии генов млекопитающих и их развития, так и для создания животных с заданными продуктивными параметрами. На модели трансгенных лабораторных животных проводятся широкие исследования по изучению функции различных генов, регуляции их экспрессии, фенотипическому проявлению генов, мутагенезу и др. [1,2,3,6,7]. Уже сейчас трансгенные животные используются как для решения большого числа теоретических задач, так и в практических целях для биомедицины и сельского хозяйства. Особое место в биотехнологических и генно-инженерных исследованиях занимают проблемы получения сельскохозяйственных животных с заданными свойствами [4, 8,11, 13, 14].

Наметились основные направления создания трансгенных животных, из которых одним из самых перспективных является

UDC 636.39.082.4

REPRODUCTIVE INDICES OF TRANSGENIC ON LACTOFERRIN GENE GOATS

Aybazov M. M., Dr. Agri. Sci., Prof., Mamontova T. V., Cand. Agr. Sci., Kholmova E.V., post graduate student

FGBNU VNIIOK

Some parameters of transgenic on lactoferrin gene goats are studied. There are identified the quality and level of sperm production in he-goats, reproductive parameters of goats. It is shown that the volume of semen, motility and concentration of sperm cells in transgenic he- goats conform to the norms accepted for Saanen goats. The parameters of the impregnation capacity and fertility in the group of transgenic goats inseminated by transgenic he- goats were slightly lower than in the other groups.

Key words: goats, insemination, transgene, lactoferrin

получение животных биологических реакторов, продуцирующих лекарственные и биологически активные вещества (ферменты, антибиотики, факторы свертываемости крови и др.) для Фарминдустрии. В практических целях трансгенез позволяет получать трансгенных животных, отличающихся повышенными продуктивными свойствами (например, усиление роста шерсти у овец, понижение содержания жировой ткани у свиней, изменение свойств молока) или устойчивостью к различным заболеваниям [5,10,15].

В настоящее время в мире и в РФ активно разрабатываются научные основы для получения и использования в качестве биореакторов молочных коз - продуцентов белков человека, в частности, лактоферрина. Козы - наиболее перспективный объект для исследований в области трансгенных технологий по следующим причинам:

- у них достаточно короткий (5 мес.) репродуктивный цикл;

- у коз высокое многоплодие;

- они неприхотливы в уходе и содержании.

- на козах гораздо удобнее, чем на других сельскохозяйственных животных, проводить различные манипуляции по получению и трансплантации эмбрионов.

Более того, молочные козы в максимальной степени отвечают главному требованию при проведении генно-инженерных работ -вырабатыванию нужных белков, ферментов с естественной биологической жидкостью - молоком. Немаловажно и то, что коза в среднем продуцирует на 1 кг живой массы больше молока, чем самая продуктивная корова. Использование молока целесообразно потому, что оно образуется в организме животного в большом количестве и его можно надаивать по мере надобности без вреда для животного. Вырабатываемый молочной железой и секретируемый в молоко новый белок не должен при этом оказывать никаких побочных эффектов на нормальные физиологические процессы, протекающие в организме трансгенного животного, и подвергаться посттрансляционным изменениям. Кроме того, его выделение из молока, которое содержит и другие белки, не должно составлять большого труда [1, 7, 9,12].

Таким образом, использование коз в качестве биореакторов в полной мере оправдывает себя.

В то же время определенный научный и практический интерес представляет возможное влияние изменения генома на показатели воспроизводства трансгенных животных.

Цель и задачи исследований. Целью исследований было в сравнительном аспекте изучить уровень и качество спермопродукции козлов, трансгенных по гену лактоферрина, и некоторые воспроизводительные показатели коз, осемененных козлами разных генотипов.

Материал и методика исследований. В половой сезон (конец

октября - начало ноября) 2015 года на опытной станции ФГБНУ ВНИИОК были сформированы 2 группы козлов и 4 группы коз. Первая группа (п=15) состояла из трансгенных по гену лактоферрина коз и была осеменена трансгенными козлами (п=3). Вторая группа коз (п=15) состояла из нетрансгенных коз в типе зааненской породы и была осеменена этими же трансгенными козлами (п=3). Третья группа коз (п=15) состояла из трансгенных коз в типе зааненской породы и была осеменена нетрансгенными козлами (п=3). Четвертая группа коз (п=15) состояла из нетрансгенных коз в типе зааненской породы и была осеменена нетрансгенными козлами (п=3).

Уровень и качество спермопродукции козлов, трансгенных по гену лактоферрина, исследовались в соответствии с «Инструкцией по технологии работы организаций по искусственному осеменению и трансплантации эмбрионов сельскохозяйственных животных».

Все подопытные козы находились в одинаковых условиях содержания и ухода. Кормление соответствовало нормам и рационам, принятым для коз молочного направления продуктивности.

Изучались следующие показатели и получены результаты: по качеству и уровню спермопродукции трансгенных козлов; оплодотворяемости коз; длительности пренатального онтогенеза (гестационного периода); плодовитости маток; живой массе потомства при рождении.

Результаты исследований. В сравнительном эксперименте по изучению уровня и качества спермопродукции получено 96 эякулятов от 3 трансгенных и 3 нетрансгенных козлов, проведена оценка (объем эякулята, подвижность и концентрация спермиев) (табл. 1).

Таблица 1. - Влияние генотипа на показатели спермопродукции козлов

Индивидуальный номер козла Исследовано эякулятов Показатели спермопродукции

Объем, мл Подвижность, балл Концентрация, млрд/мл

трансгенные козлы

3012 16 1,1 ±0,05 8,0±0,10 3,2±0,13

3412 15 1,2±0,09 8,2±0,12 3,1 ±0,18

3812 17 1,2±0,04 8,0±0,12 3,0±0,14

В среднем 48 1,17±0,04 8,1±0,08 3,1±0,08

нетрансгенные козлы

14 1,3±0,06 8,5±0,15 3,2±0,17

20 1,2±0,06 8,3±0,12 3,2±0,16

14 1,3±0,08 8,4±0,13 3,1 ±0,12

В среднем 48 1,26±0,04 8,4±0,09 3,2±0,04

Из полученных экспериментальных данных видно, что трансгенные козлы уступали по основным показателям спермопродукции

нетрансгенным козлам, хотя разница недостоверна. Одной из причин, по-видимому, является то, что в среднем живая масса трансгенных козлов была достоверно ниже, чем живая масса нетрансгенных козлов. В то же время основным выводом является то, что показатели качества и количества спермопродукции соответствуют требованиям «Инструкции...»

Для определения биологической полноценности спермы козлов было проведено искусственное осеменение. Изучены оплодотворяемость, продолжительность гестации, плодовитость коз. Проведен учет козления. Данные представлены в таблице 2.

Таблица 2. - Результаты искусственного осеменения коз

кол-во козлов, гол. Показатели воспроизводства коз

осеменено коз, гол. из них окозли-лось получено козлят срок плодоношения, дней живая масса козлят, кг

одинцы двойни

гол. % гол. %

Г руппа 1

3 15 12 80,0 16 133,3 146,8 3,2 2,4

Группа 2

3 15 13 86,7 18 138,4 147,3 3,3 2,6

Группа 3

3 15 13 86,7 16 123,1 148,0 3,4 2,7

Группа 4

3 15 14 93,3 19 135,7 148,5 3,6 2,9

Как видно из материалов эксперимента, наиболее высокие результаты по оплодотворяемости (93,3%) и живой массе козлят при рождении (3,6 кг одинцы и 2,9 кг двойни) были получены в группе коз, которых осеменяли спермой нетрансгенных козлов. Наиболее низкими эти показатели (соответственно 80,0%, 3,2 и 2,4 кг) были в группе трансгенных коз, осемененных трансгенными козлами.

Полученный молодняк прочипирован. В дальнейшем будет определяться живая масса в 2 мес., 4 мес. и в 12 мес. У козлят, полученных в 1 и 2 группах коз, отобраны образцы крови и ушной ткани на определение трансгенности и экспрессии гена лактоферрина. Исследования роста и развития молодняка будут продолжены до достижения козлятами 12-мес. возраста.

Литература:

1. Айбазов, А.М.М. Биотехнологические методы и приемы интенсификации воспроизводства овец и коз /А.М.М. Айбазов, П.В. Аксенова, Д.В. Коваленко //Овцы, козы, шерстяное дело. -2012. -№ 2. -С. 35.

2. Айбазов, А.М.М. Криорезистентность эмбрионов коз в зависимости от стадии развития /А.М.М. Айбазов, Т.В. Мамонтова // Сборник научных трудов Всероссийского

научно-исследовательского института овцеводства и козоводства. -2013. -Т. 3. -№6. -С. 14-17.

3. Айбазов, М.М. Возможность и перспективы получения первичных трансгенных животных - продуцентов белков человека /М.М. Айбазов, П.В. Аксенова //Овцы, козы, шерстяное дело. -2012.- № 3. -С. 33.

4. Айбазов, М.М. Перспективная биотехнология воспроизводства овец и коз /М.М. Айбазов, Т.В. Мамонтова, М.С. Сеитов //Сборник научных трудов Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства. -2014. -Т. 1. -№7 (1).-С.3-7.

5. Айбазов, М.М. Применение лапароскопии при внутриматочном осеменении и трансплантации эмбрионов у овец /М.М. Айбазов //Вестник ветеринарии. -1998. -№5. -С.51.

6. Айбазов, М.М. Современные биотехнологические методы и приемы интенсификации воспроизводства овец и коз /М.М. Айбазов //Овцы, козы, шерстяное дело.- 2007.-№4. -С. 54-56.

7. Айбазов, М.М. Современные биотехнические методы направленного воспроизводства мелкого рогатого скота / М.М. Айбазов, П.В. Аксёнова, М.С. Сеитов // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. -2013. -4(42).-С.241-242.

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

9. Багиров, В.А. Рациональное использование генетических ресурсов и гибридизация в козоводстве /В.А. Багиров, П.М. Кленовицкий, Ш.Н. Насибов, Б.С. Иолчиев, Н.А. Зиновьева, Л.К. Эрнст, И.В. Гусев, В.П. Кононов //Сельскохозяйственная биология. -2009.- №6. -С. 27-33.

10. Багиров, В.А. Сохранение биоразнообразия животного мира и использование отдаленной гибридизации в животноводстве /В.А. Багиров, Л.К. Эрнст, Ш.Н. Насибов, П.М. Кленовицкий, B.C. Иолчиев, Н.А. Зиновьева //Достижения науки и техники АПК. -2009. -№ 7. -С. 54-56.

11. Вобликова, Т.В. Особенности производства сыров из козьего молока /Т.В. Вобликова, О.А. Суюнчев, М.Ю. Санников, С.И. Новопашина //Сборник научных трудов /ВНИИОК. - Ставрополь, 2007. -Т.2. -Вып.2-2. -С. 8- 9.

12. Коваленко, Д.В. К вопросу об интенсификации использования высокоценных производителей / Д.В. Коваленко, П.В. Аксенова, А.М.М. Айбазов // Сборник научных трудов Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства.- 2009. -Т. 1. -№1-1.- С. 20-23.

13. Мамонтова, Т.В. Продуктивные и воспроизводительные особенности местных карачаевских коз / Т.В. Мамонтова, З.К. Гаджиев, А.М.М. Айбазов // Сборник научных трудов Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства. -2011. -Т. 1. -№ 4-1. -С. 15-17.

14. Мамонтова, Т.В. Современные тенденции развития мирового и российского рынка биотехнологий в животноводстве /Т.В. Мамонтова, М.М. Айбазов, О. Русакова //Сборник научных трудов Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства. -2014. -Т. 2. -№7. -С. 292-300.

15. Новопашина, С.И. Влияние гумивала на продуктивные и гематологические показатели козлят и ягнят /С.И. Новопашина, М.Ю. Санников, Т.Л. Красовская //Вестник ветеринарии. -2011. - №4(59). -С. 185 - 190.

16. Новопашина, С.И. Мясная продуктивность козликов разных сезонов козления и условий кормления матерей /С.И. Новопашина, М.Ю. Санников, В.А. Кулинич //Овцы, козы, шерстяное дело. -2016. - №1. -С. 40 -42.

17. Новопашина, С.И. О племенной работе в молочном козоводстве /С.И. Новопашина, М.Ю. Санников //Овцы, козы, шерстяное дело. - 2009.- №2. -С. 1 - 4.

18. Новопашина, С.И. Опыт создания молочного овцеводства в СХП "Лукоз" /С.И. Новопашина, М.Ю. Санников, Т.В. Кожанов, А.С. Шувариков //Овцы, козы, шерстяное дело. -2016. -№ 2. -С. 6 - 8.

19. Новопашина, С.И. Перспективы развития и научного обеспечения молочного и мясного козоводства в России /С.И. Новопашина, М.Ю. Санников //Овцы, козы, шерстяное дело. -2013. -№2. -С. 61 - 65.

20. Новопашина, С.И. Содержание соматических клеток в молоке зааненских коз в зависимости от возраста и сезонов года / С.И. Новопашина, М.Ю. Санников, Е.И. Кизилова // Сборник научных трудов / ВНИИОК. - Ставрополь, 2013. - Т.1. - Вып.6-1. -С.163 - 165.

21. Новопашина, С.И. Состояние и перспективы развития молочного козоводства в Российской Федерации /С.И. Новопашина, М.Ю. Санников //Овцы, козы, шерстяное дело. -2010. -№4. -С. 10 - 13.

22. Новопашина, С.И. Эффективность молочного козоводства в разных регионах РФ /С.И. Новопашина, М.Ю. Санников //Овцы, козы, шерстяное дело. -2011. - №1. -С. 1-2.

23. Ольховская, Л.В. Особенности аллелофонда коз зааненской породы различных популяций /Л.В. Ольховская, С.И. Новопашина, М.Ю. Санников, С.В. Криворучко //Овцы, козы, шерстяное дело. - 2011. - №4. - С. 23 - 26.

24. Санников, М.Ю. Еще раз о козьем молоке /М.Ю. Санников, С.И. Новопашина //Сыроделие и маслоделие. - 2016. - № 2. -С. 22-23.

25. Селионова, М.И. Перспективы использования геномных технологий в селекции овец (аналитический обзор) /М.И. Селионова, М.М. Айбазов, Т.В. Мамонтова //Сборник научных трудов Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства. -2014. -Т. 3. -№ 7. -С. 107-112.

26. Семенова, М.Л. Зачем нужны трансгенные животные /М.Л. Семенова //Соросовский образовательный журнал. - 2001. -№4. -С. 13-20.

27. Budzevich A., Aybazov M., Goldman I., Sadchikova E. et al. Human lactoferrin transgenic goat breeding. 9th International Conference on Lactoferrin Structure, Function and Applications.- Pekin.-2009.- p. 58.

28. Gordon J. W., Ruddle F. H. Integration and stable germ line transmission of genes injected into mouse pronuclei // Science. -1981. -V. 214. -P. 1244 - 1246.

29. Jaenisch R. // Science. - 1989.- V. 240. - P. 1468 - 1474.

30. Jaenisch R., Mintz B. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1974. - V. 71. - P.1250 - 1254.