Изучение влияния уровня гибели бластодермальных клеток в яйце при хранении на результаты инкубации

УДК 637.4.082.474

ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ УРОВНЯ ГИБЕЛИ БЛАСТОДЕРМАЛЬНЫХ КЛЕТОК В ЯЙЦЕ ПРИ ХРАНЕНИИ НА РЕЗУЛЬТАТЫ ИНКУБАЦИИ

Н. В. ШОМИНА, О. Н. БАЙДЕВЛЯТОВА

Государственная опытная станция птицеводства Национальной академии аграрных наук, с. Борки, Змиевской район, Харьковская область, Украина, 63421

Резюме. Изменения, которые происходят в яйцах во время хранения, негативно влияют на вывод молодняка и его качество. Уровень гибели бластодермальных клеток в яйце во время хранения является важным показателем, определяющим инкубационные качества яиц. Целью работы было изучить уровень гибели клеток бластодермы яиц в процессе хранения и установить влияние данного показателя на результаты инкубации. Оценку уроня гибели клеток бластодермы проводили по определению целостности клеточных мембран. Изучение количества погибших клеток зародышевого диска показало устойчивое и довольно значительное повышение этого показателя при увеличении срока хранения яиц: через двое суток после снесения яйца наблюдали 2,67 погибших клеток, после двухнедельного хранения этот показатель составлял 19,67 а в конце эксперимента (21 день хранения) приблизился к уровню 22,33 (Р<0,001). Увеличение количества погибших клеток бластодермы при хранении яиц негативно повлияло на результаты инкубации. Значительное ухудшение выводимости яиц и вывода молодняка происходило в группах со сроком хранения более 14 дней, что совпадает со значительным повышением количества погибших бластодермальных клеток. Таким образом, повышение количесва нежизнеспособных клеток бластодермы в процессе хранения яиц приводит к снижению результатов инкубации (r=-0,98) и проявляется увеличением уровня гибели эмбрионов на ранних стадиях развития.

Ключевые слова: бластодерма, зародышевый диск, гибель клеток, вывод молодняка, выводимость яиц.

Summary. Changes that occur in eggs during storage, negatively affect the egg hatchabil-ity and the quality of hatchlings. The level of dead blastodermal cells in the eggs during storage is an important indicator of egg incubation qualities. The aim of the work was to study the level of dead blastoderm cells of eggs during storage and to establish the effect of this characteristic on the incubation results. Evaluation of the quantity of dead blastoderm cells was carried by determination of the cell membranes integrity. The study of the number of dead cells of the embryonic disc showed a stable and fairly significant increase in this parameter with an increase in egg storage period: 2.67 of the dead cells were observed after two days of storage, after a two-week storage, this figure was 19.67 and at the end of the experiment (21 day of storage) it approached the level of22.33 (P<0.001). The increase in the number of dead blastoderm cells during the egg storage adversely affected the results of incubation. Significant deterioration in hatchability of set eggs and hatchability of fertilized ones occurred in groups with storage period of more than 14 days, which coincides with a significant increase in the number of dead blastodermal cells. Thus, an increase in the number of nonviable blastoderm cells during egg storage leads to a decrease in the incubation results (r = -0.98) on account of the increased of embryo death in the early stages of development.

Key words: blastoderm, embryonic disc, dead cells, egg hatchability, hatchability of set eggs.

Введение. После снесения инкубационные яйца сначала хранят на ферме, затем перевозят на яйцесклад, где снова хранят до закладки на инкубацию. Продолжительность хранения зависит от объемов получения инкубационных яиц, мощности инкубатория и рыночного спроса на суточный молодняк. Обычно в коммерческих инкубаториях для получения высоких показателей вывода и качества молодняка закладки яиц на инкубацию проводят после 3-5 дней хранения. Однако бывают ситуации, которые требуют увеличения срока хранения яиц, например, при накоплении яиц от прародительских и родительских стад птицы. Период хранения инкубационных яиц в таких случаях часто продолжается более двух недель. Уже давно известно, что продление срока хранения приводит к увеличению периода их инкубации, снижает выводимость яиц, качество суточного молодняка, негативно влияет на его сохранность при выращивании и дальнейшую продуктивность. Получение новой информации о процессах, которые происходят в яйце при хранении, об изменениях в его внутренних характеристиках является важным, так как позволяет не только точнее прогнозировать время вывода и количество выведенного молодняка, но и предпринять определенные меры для улучшения результатов инкубации.

Анализ источников. Во время прединкубационного хранения яиц необходимо сохранить жизнеспособность эмбриона. Для этого надо дать ответ на вопросы: какие факторы влияют на жизнеспособность зародыша, как предотвратить снижение этого показателя в процессе хранения? И хотя ответам на эти вопросы посвящены многолетние исследования разных авторов [1-3, 9], причины снижения жизнеспособности эмбриона раскрыты еще не до конца. Много работ посвящено изучению изменений, которые происходят непосредственно с эмбрионом в процессе хранения [5-7, 10-12]. При снесении яйца куриный эмбрион представлен многослойной бластодермой, которая состоит из 40-60 тыс. клеток. Считают, что при хранении яиц происходит снижение общего количества бластодермальных клеток, вызванное как апоптозом, так и некрозом [5, 6]. Bloom S. E. и др. (1998), исследуя количество апоптотических клеток бластодермы куриных эмбрионов, установили, что сразу после снесения яйца их количество составляло 3,1 %, а после двухнедельного хранения яиц при температуре 12 0С -увеличилось до 13,9 %. Авторы предположили, что смертность бластодермальных клеток во время хранения может в дальнейшем влиять на жизнеспособность эмбриона [7]. Таким образом, изменения в бластодерме при хранении яиц влияют на вывод молодняка. На наш взгляд, общее количество жизнеспособных клеток бластодермы в конце периода хранения может быть использовано в качестве параметра оценки жизнеспособности эмбриона. В связи с этим перед

нами вознк вопрос о выборе методики определения жизнеспособности бластодермальных клеток.

Для определения жизнеспособных клеток бластодермы зарубежными авторами были предложены две методики [12]. Первая из них заключалась в проведении иммуно-гистологической окраски клеток бластодермы для установления количества апоптотических, митотиче-ских и общего количества бластодермальных клеток. Перед окраской бластодерма была изолирована от вителиновой мембраны, а дальше зафиксирована в 0,1 нормальном растворе соляной кислоты и 70 % этаноле. Вторая методика заключалась в проведении окраски ядер клеток бластодермы с помощью ядерного маркера (Hoechst 33251) с целью установления общего количества клеток. После окраски бластодерма была разделена на отдельные клетки с помощью 0,05 % раствора трипсина ЭДТА. Применение данных методик выявило их недостатки. Так, к недостаткам первой методики можно отнести следующее: из-за перекрещивания клеток снижалась точность подсчета общего количества, кроме этого, из-за быстрой деградации апоптотических клеток их подсчет не давал полного представления о жизнеспособности клеток в течение всего периода хранения яиц. Недостатком второй методики было то, что окраска ядер позволяла подсчитать их общее количество, но не было возможности установить жизнеспособность клеток, то есть отличить живую клетку от погибшей [12].

Поэтому, учитывая опыт зарубежных ученых, в своих исследованиях мы решили провести оценку жизнеспособности бластодермаль-ных клеток по определению целостности их клеточных мембран и изучить влияние этого показателя на результаты инкубации.

Цель работы - изучить уровень гибели клеток бластодермы яиц в процессе хранения и установить влияние данного показателя на результаты инкубации.

Материал и методика исследований. Для исследований использовали яйца, полученные от кур породы красный род-айленд в возрасте 44-46 недель. Хранение яиц проводили в холодильной камере при температуре 11 0С и относительной влажности 75-80 %.

Для определения целостности мембран бластодермальных клеток на 2, 4, 7, 10, 14, 21 сутки хранения было взято по 10 яиц и проведено выделение зародышевых дисков. Полученную суспензию клеток смешивали в соотношении 1: 1 с раствором этидиум бромида (1-10 мкМ) на фосфатно-солевом буфере (ФСБ) и под микроскопом МЛ-3 оценивали 200-300 клеток в каждом образце (использовали возбуждающий свет с длиной волны 365 нм, люминесценцию наблюдали в области 500-700 нм). К поврежденным относили клетки с окрашенными ядрами. Целые, неповрежденные клетки оценивали как жизнеспособные (рисунок).

Поврежденные

Целые клетки

Р и с. Бластодермальные клетки: до окрашивания (слева), после окрашивания (справа).

Для изучения влияния уровня гибели клеток бластодермы на вывод молодняка была проведена инкубация яиц на 2, 10, 14, 17, 21 сутки после хранения. Режим инкубации стандартный. Всего было проинкубировано 1100 шт. яиц. По завершении вывода провели учет результатов инкубации, вскрытие отходов и анализ причин гибели эмбрионов.

Результаты исследоваинй и их обсуждение. В процессе хранения происходят значительные изменения качества внутреннего содержимого яйца, которые оказывают влияние на уровень гибели клеток бластодермы. Как известно, зародышевый диск в яйце расположен таким образом, что с одной стороны он непосредственно контактирует с желтком, а с другой, - касается желточной оболочки, окруженной ха-лазным слоем белка. В связи с этим качество данных компонентов яйца играет очень важную роль в поддержании жизнеспособности бла-стодермальных клеток.

Установлено, что при хранении яиц происходят следующие изменения:

повышение рН белка с 7,6 (сразу после сноса) до 9,0-9,5;

снижение плотности белка, переход белка из состояния геля в состояние вязкого раствора;

переход воды из белка в желток;

увеличение рН желтка с 6,0 до 6,8;

ослабление желточной оболочки;

распад протеинов, жиров, снижение активности витаминов и т. д. [2, 4, 9, 11, 13-15].

Химические, коллоидальные и физические изменения, происходящие в яйце при хранении, сказываются не только на общем качестве яиц, но и на жизнеспособности бластодермальных клеток. Изучение количества погибших клеток зародышевого диска показало устойчивое и довольно значительное повышение этого показателя при увеличении срока хранения яиц (таблица).

Результаты инкубации яиц в зависимости от срока хранения

Показатели Срок хранения яиц, дн.

2 4 7 10 14 17 21

Уровень гибели бласто-дермальных клеток, % 2,67± 0,41 5,33± 1,08 7,33± 0,41 8,67± 1,08 19,67 ±0,82 21,67 ±1,78 22,33 ±2,04

Вывод молодняка, % 76,13 ±2,54 - - 72,67 ±1,86 63,21 ±2,83 58,18 ±2,67 57,02 ±3,54

Выводимость яиц, % 83,34 ±1,64 - - 78,42 ±2,39 69,23 ±3,08 65,92 ±3,34 62,31 ±2,46

Эмбрионы, погибшие на ранних стадиях инкубации («кровяное кольцо»), % 3,95± 0,3 - - 6,0± 0,5 9,34± 0,3 11,36 ±0,4 13,76 ±0,4

Эмбрионы, погибшие в середине инкубационного периода («замершие»), % 1,88± 0,3 - - 2,9± 0,6 3,2± 0,7 3,49± 0,4 3,5± 0,6

Эмбрионы, погибшие в конце инкубационного периода («задохлики»), % 8,63± 0,7 - - 9,2± 0,7 12,3± 0,7 14,0± 1,4 14,7± 1,4

Внекатегорийный молодняк («слабые и калеки»), % 2,2± 0,3 - - 3,48± 0,2 5,03± 0,2 5,23± 0,3 5,73± 0,3

Так, через двое суток после снесения яйца наблюдали 2,67 % погибших клеток, после 7 дней хранения этот показатель увеличился на 4,66 % (Р<0,01) и достиг уровня 7,33 %. После 10 дней хранения уровень гибели клеток бластодермы повысился до 8,67 % (Р<0,001), после двухнедельного хранения составлял 19,67 %, а в конце эксперимента приблизился к уровню 22,33 % (Р<0,001). Гибель зародышевых клеток в процессе хранения яиц происходит как за счет их естественного отмирания, так и под влиянием внешних факторов. Надо обратить внимание, что когда мы говорим о повышении уровня гибели бласто-дермальных клеток с увеличением срока хранения яиц, мы имеем в виду лишь увеличение количества нежизнеспособных клеток, а не увеличение скорости их гибели. Согласно последним исследованим в этой области, отмирание клеток распределяется более-менее равномерно в течение всего периода хранения яиц: в начале хранения погибает столько же клеток, как и в конце. А «увеличение» количества погибших клеток эмбриона, которое мы выявили, исследуя яйца в конце периода хранения, можно объяснить следующим образом. Когда яйца хранятся при температуре 16 0С или ниже, скорость метаболизма и производства энергии в клетках эмбриона замедляются, и процессы удаления погибших клеток замедляются также [7, 8, 10]. Поэтому отмершие клетки, которые мы выделяли из в зародышевых дисков в

конце периода хранения, на самом деле могли погибнуть вскоре после откладки яйца, т. е. можно сказать, что количество погибших клеток при хранении увеличивается, хотя гибель клеток не повышается.

Показатели вывода молодняка и выводимости яиц при увеличении срока хранения снижались (см. таблицу).

Значительное ухудшение выводимости яиц и вывода молодняка происходило в группах после 14 дней хранения, что совпадает со значительным повышением количества погибших бластодермальных клеток (до 19,67 %). Вывод молодняка в группе после трехнедельного хранения составлял 57,02 %, что на 19,11 % меньше, чем в группе со сроком хранения 2 дня, показатель выводимости яиц в данных группах достиг соответственно 62,31 % и 83,34 %.

Проведенный анализ распередления смертности эмбрионов по периоду инкубации показал, что при увеличении срока хранения яиц значительно повысилась гибель зародышей в первую неделю инкубации. Так, количество такой категории отходов, как «кровяное кольцо» повышалось постепенно с 3,95 % (срок хранения яиц 2 дня) до 6,0 % (срок хранения яиц 10 дней), после двухнендельного хранения гибель эмбрионов на ранних стадиях развития составила 9,34 %, а после трехнедельного периода хранения яиц - 13,76 % (р < 0,01), т. е. длительное хранение яиц приводило к нарушениям в формировании или функционировании органов кровеносной системы на 3-5 сутки инкубации. Кроме этого, по мере увеличения срока хранения яиц наблюдали повышение смертности зародышей на позних стадиях развития с 8,63 % (2 дня хранения) до 14,6 % (21 день хранения), категория отходов -«задохлики». Это можно объяснить тем, что на развитии эмбрионов в этот период (18-20 сутки инкубации) сказывается кумулятивный эффект всех неблагоприятных факторов, действовавших на эмбрион во время хранения и инкубации. Также, в группах яиц с длительным периодом хранения, много эмбрионов (3,5 %) отошло в середине эмбриогенеза (категория отходов - замершие эмбрионы). Это связано с переходом зародышей на питание белком, качество которого значительно ухудшилось в процессе хранения яиц, а также с неспособностью некоторых эмбрионов перейти на внутрикишечный способ питания.

На наш взгляд, повышение отхода эмбрионов на ранних стадиях развития может быть напрямую связано с высоким уровнем гибели клеток бластодермы. В связи со значительым процентом погибших клеток для их удаления зародышам требовалось много энергии, в то время как ее производство небольшое, что и привело к повышению эмбриональной смертности. Кроме этого, существует также понятие наличия необходимого минимума жизнеспособных клеток бластодермы (около 85 %) на момент закладки яиц в инкубационный шкаф. При

неблагоприятных условиях или слишком длительном хранении яиц количество жизнеспособных клеток может быть недостаточным для восстановления развития эмбриона.

Заключение. В результате исследований установлено, что повышение количесва нежизнеспособных клеток бластодермы в процессе хранения яиц приводит к снижению результатов инкубации (r=-0,98) и проявляется увеличением уровня гибели эмбрионов на ранних стадиях развития.

ЛИТЕРАТУРА

1. Дядичкина, Л. Возраст кур и сроки хранения яйца / Л. Дядичкина, Н. Ючкина // Животноводство России. - 2008. - № 5. - С. 21.

2. Лотте, Фан де Фен. Хранение инкубационного яйца в производственном процессе / Фан де Фен Лотте // Ефективне ш^вництво. - 2007. - N° 11(35). - С. 25-27.

3. Царенко, П. Качество яиц сегодня: хранение, инкубация / П. Царенко, Л. Васильева, Н. Рыбалова // Птицеводство. - 1997. - № 3. - С. 9-11.

4. Шомша, Н. В. Пщвищення шкубацшних якостей яець шсля 1х тривалого збершання // Зб1рник наукових праць «Проблеми зоошженери та ветеринарно! медицини» / Н. В. Шомша, С. М. Ткаченко, О. М. Байдевлятова / Харювська державна зооветеринарна академ1я. - Харюв, 2010. - Вип. 21. - Ч. 2, Т. 2. - С. 461-464.

5. Arora, K. L. Changes in the gross morphological appearance of chicken and turkey blastoderms during pre-incubation storage / K. L. Arora, I. L. Kosin // Poultry Science. - 1966. -Vol. 45. - P. 819-825.

6. Bakst, M. Impact of egg storage on embryonic development / M. Bakst, V. Akuffo // Avian and Poultry Reviews. - 1999. - Vol. 13. - P. 125-131.

7. Bloom, S. E. Cell death in the avian blastoderm: resistance to stress-induced apoptosis and expression of anti-apoptotic genes / S. E. Bloom, D. E. Muscarella, M. Y. Lee // Cell Death Differentiation. - 1998. - N 5. - P. 529-538.

8. Decuypere, E. The endocrine interfaceof environmentaland egg factors affectingchick quality / E. Decuypere, V.Bruggeman // Poultry Science. - 2007. - Vol. 86. - P. 1037-1042.

9. Egg handling and storage / J. Brake [et. al.] // Poultry Science. - 1997. - Vol. 76. - № 1. -P. 144-151.

10. Fasenco, G. M. Egg storage and the embryo / G. M. Fasenco // Poultry Science. -2007. - Vol. 86. - P. 1020-1024.

11. Reijrink, I. A. M. The chicken embryo and its micro environmemt during egg storage and early incubation / I. A. M. Reijrink, R. Meijerhof, B. Kemp // World's Poultry Science Journal. - 2008. - Vol. 64. - P. 581-598.

12. Reijrink, I. A. M. Measurments of the number of chicken blastoderm cells during egg storage / I. A. M. Reijrink, Van Straaten H. W. M., R. Meijerhof // Book of abstracts of the 23th World's Poultry Congress, 30 June. - 4 July 2008, Brisbane, Queensland, Australia. - 2008. - P. 288.

13. Reijrink, I. A. M. Influence of egg storage time and preincubation warming profile on embryonic development, hatchability and chick quality / I. A. M. Reijrink, D. Berghmans, R. Meijerhof // World's Poultry Science Journal. - 2008. - Vol. 64. - P. 581-598.

14. Scott, T. A. The effect of storage and strain of hen on egg quality / T. A. Scott, F. G. Silversides // Poultry Science. - 2000. - Vol. 79. - P. 1725-1729.

15. Silversides, F. G. The relationships among measures of egg albumen height, pH and whipping volume / F. G. Silversides, K. Budgell // Poultry Science. - 2004. - Vol. 83. - P. 16191623.

УДК 636.2.034:612.1:633.204

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПОЛУЧЕНИЯ МОЛОКА ПРИ РАЗНЫХ СИСТЕМАХ СОДЕРЖАНИЯ КОРОВ

М. В. РУБИНА

УО «Витебская ордена «Знак Почета» государственная академия ветеринарной медицины», г. Витебск, Республика Беларусь, 210026

Резюме. Приведены результаты исследований по оценке стойловой и стойлово-пастбищной системы содержания дойных коров в летний период.

Ключевые слова: дойные коровы, условия содержания, продуктивность, кровь.

Summary. The results of studies to assess the stall and stall-pasture system content of dairy cows in the summer.

Key words: dairy cows, conditions, productivity, blood.

Введение. Большим резервом снижения себестоимости молока (до 30-40 %) и энергозатрат является правильная организация летнего содержания крупного рогатого скота [1, 2, 6, 7, 12]. Пастбищный период в условиях нашей республики начинается в мае и заканчивается в октябре. На многих фермах и комплексах за эти месяцы получают 52-55 % от годового его производства при более низкой себестоимости, чем в стойловый период [9].

Анализ источников. Наибольшее распространение получили стойлово-пастбищное и лагерно-пастбищное содержания дойного стада в летний период. При стойлово-пастбищной системе в стойловый и переходный периоды коров содержат в помещениях, а в пастбищный -днем на пастбищах, ночью - в помещениях на привязи или без нее. Коров на доение пригоняют на фермы (комплексы) и доят в помещении с применением установок со сбором молока в переносные ведра (или в общий молокопровод) или в доильных залах. Такая система особенно эффективна на фермах с поголовьем 200-400 голов. Под пастбища для такого небольшого поголовья всегда можно выделить 100-150 га пашни неподалеку от фермы в радиусе не более 2 км и эффективно их использовать. Создание культурных пастбищ на прилегающих к территории фермы угодьях наиболее экономически целесообразно, так как это исключает затраты средств на строительство летних лагерей, приобретение и установку необходимого оборудования. Лагерно-пастбищное содержание применяют при отсутствии или невозможности создания культурных пастбищ вблизи фермы. Его применяют там, где пастбища удалены от ферм и комплексов более, чем