Внедрение методов биотехнологии в практику животноводства

Введение.

     Биотехнология в воспроизводстве и селекции крупного рогатого скота имеет особое значение. Крупный рогатый скот относится  к одноплодным видам млекопитающих. Поэтому от одной коровы можно  получить в лучшем случае одного теленка  в год, в то время, как в её яичнике  содержатся сотни тысяч незрелых половых клеток (ооцитов), представляющих огромный генетический резерв. Кардинальное решение проблемы ускоренного воспроизводства  скота состоит в том, чтобы  перейти к нетрадиционным способам увеличения плодовитости. Для этого  применяется целый ряд биотехнических методов, разработанных на основе углубленных  исследований репродуктивной функции, её регуляции, а также на совершенствование  приемов манипуляции с эмбрионами, половыми и соматическими клетками. В перспективе биотехнология  рассматривается как основа ускоренного  воспроизводства высокопродуктивных животных и целых популяций.

     Со  второй половины ХХ века стало быстро развиваться новое научное направление биотехнология. Первые удачные опыты советских и американских ученых по получению потомства сельскохозяйственных животных методом пересадки эмбрионов дали прекрасный инструмент размножения, наиболее эффективно использующий генетический потенциал самок. Трансплантацию эмбрионов рассматривали, как способ выйти на генетический уровень управления селекционным процессом. За рубежом с успехом применяли трансплантацию эмбрионов бычков мясных пород коровам молочного направления и таким образом, получая на молочных фермах молодняк для реализации на мясо. Сегодня во многих странах мира созданы криобанки эмбрионов КРС и из-за большого количества этой продукции, в частности в Канаде и США, принуждают владельцев к поиску новых рынков сбыта.На протяжении последних 20-и лет достигнуты значительные успехи в этой области, усовершенствована техника безоперационной пересадки эмбрионов, созданы инструменты и более полноценные среды, позволяющие повысить результативность метода.

     В последнее  время приобрела практическое значение трансплантация эмбрионов, которая  рассматривается как эффективный  метод биотехнологии ускоренного  размножения высокоценных племенных  животных. Некоторые вопросы трансплантации эмбрионов крупного рогатого скота  рассмотрены в данном реферате. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Отбор доноров. 

     В большинстве случаев в качестве коров-доноров отбирают матерей  потенциальных племенных быков. Благодаря этому обеспечивается высокий селекционный дифференциал. Оценка и отбор коров-доноров, выделенных в группу матерей быков, проводят в два этапа. На первом этапе племенная  ценность донора оценивается по главным  признакам молочного скота - по уровню молочной продукции и жирномолочности. На втором этапе, когда отобраны доноры с высокой племенной ценностью  по главным признакам, число признаков  в зависимости от цели селекции расширяется. К ним относят форму вымени и сосков, свойства молокоотдачи, резистентность, крепость костяка и копыт, тип  и воспроизводительные качества.

     Высокие затраты на получение телят путем  трансплантации эмбрионов обусловливают  необходимость отбирать таких доноров, от которых регулярно можно получать большое количество эмбрионов. Предпочтение следует отдавать коровам,сохранившим  в течение трех отелов стабильную воспроизводительную способность. Исследованиями установлено, что потенциальные  коровы-доноры с хорошими и устойчивыми  воспроизводительными способностями  отличаются предрасположенностью к  воспроизводству эмбрионов, которые  можно регулярно получать через  каждые два месяца.

     Межотельный период является интегральным показателем  воспроизводительной способности  коров. Его составные части: сервис-период и период стельности.

     Сервис-период более точно и намного раньше, чем интервал  между отелами, выявляет потенциальные возможности воспроизводительной функции у коров. Он тесно связан с межотельным периодом (коэффициент корреляции составляет 0.9). Оптимальный сервис-период не должен превышать 80 дней. Однако анализ сервис-периода, проведенный в ведущих племенных стадах черно-пестрой породы, показал, что данный показатель воспроизводительной функции коров имеет высокий коэффициент изменчивости, который составил 61%.

     Сервис-период в основном зависит от интервала  между отелом и первым осеменением, и интервала между первым и  последним, т.е. эффективным осеменением. Высокопродуктивных коров следует  осеменять на втором месяце после  нормального отела. Это обусловлено  тем, что первый половой цикл проявляется  слабо, половая охота клинически плохо определяется или вовсе  не обнаруживается.

     Первое  осеменение коров на втором месяце после отела не удлиняет сервис- и межотельный период. При оптимальном  сервис-периоде до 80 дней после первого  и второго осеменений средняя  оплодотворяемость коров составляет 95-98%, а продолжительность межотельного периода не превышает одного года.

     Для оценки воспроизводительных способностей коров, отобранных в качестве потенциальных  доноров, необходимо анализировать  такие параметры как оплодотворяемость  от первого осеменения и индекс осеменения. При правильной технике осеменения и своевременном определении  половой охоты оплодотворяемость  коров от первого осеменения должна составлять в среднем 60%.

     Важным  показателем воспроизводительной  способности коров является индекс осеменения, т.е. количество осеменений на одно оплодотворение. Индекс осеменения характеризуется высокой степенью изменчивости - коэффициент вариабельности может достигать 70%.

     Существенное  влияние на изменчивость индекса  осеменения оказывают такие факторы, как продолжительность периода  от отела до первого осеменения, своевременное выявление коров  в половой охоте, оплодотворяющая  способность спермы быка и др. Индекс осеменения коров, выделенных в группу потенциальных доноров, не должен превышать 1.5. В идеальном случае потенциальная  корова-донор должна иметь индекс осеменения равный 1. У коров-доноров  при всех отелах должны отсутствовать  осложнения (мертворождаемость, задержание последа, послеродовые заболевания  половых органов).

     Через 15-20 суток после отела ветеринарный специалист методом ректальной пальпации  контролирует у потенциальной коровы-донора состояние половых органов, чтобы  исключить такие нарушения воспроизводительной  функции как киста яичника, гипофункция, воспаление яичниковой связки, эндометриты. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Суперовуляция. 

     Важным  звеном в современной биотехнологии  трансплантации эмбрионов крупного рогатого скота является гормональноевызывание  суперовуляции у коров-доноров. В  группу доноров переводят только тех коров, которые положительно реагируют на введение гормонов. Для  стимуляции множественной овуляции используют гонадотропин СЖК в сочетании  с простагландинами и другими  биологически активными веществами. Этот способ вызывает суперовуляцию примерно у 70% коров.

     Одним из существенных недостатков этого  способа суперовуляции является крайне высокая степень вариабельности числа овуляций, даже при использовании  одной и той же концентрации гонадотропина  СЖК. Она составляет от 0 до 50 овуляций на одну корову-донора. Оптимальным  результатом суперовуляции является выход из яичника в воронку  яйцепровода 10-20 яйцеклеток.

     По  современному представлению реакция  коров на суперовуляцию в значительной степени определяется количеством  и качеством фолликулов яичников во время их стимуляции гонадотропинами. Экспериментально было доказано, что  во время суперовуляции для получения  хорошей реакции необходимо наличие  определенного количества малых  антральных фолликулов, чувствительных к гонадотропной стимуляции. Недостаток таких фолликулов, или напротив, наличие больших по размеру фолликулов снижают уровень реакции или  она вообще отсутствует. Это может  свидетельствовать об интраовариальном регулировании процесса суперовуляции. Поскольку фолликулы растут асинхронно, то в каждый период инъекция гонадотропинов будет оптимальной лишь для ограниченного  числа фолликулов.

     Кроме размера фолликула, на реакцию введения гонадотропинов существенное влияние  оказывает интенсивность митотического  индекса, которая у нормального  фолликула повышается при формировании полости. Установлено что высокий  митотический индекс неатретических фолликулов положительно коррелирует с интенсивностью суперовуляции.

     По  Имеются данные, свидетельствующие о том, что на реакцию гонадотропинов отвечают только те малые антральные фолликулы, размеры которых не превышают 2 мм. Установлено что такие фолликулы гормонально активны и быстро овулируют.

     Атретические  фолликулы с высоким митотическим индексом, напротив, не овулируют, а  после прохождения фазы лютеинизации подвергаются её воздействию и имитируют  наличие жёлтого тела.

     Хорошими донорами можно считать коров, которые после многократных суперовуляций имеют хорошую реакцию яичника и производят большое число пригодных для пересадки эмбрионов за одно вымывание. Однако лишь небольшая часть доноров обнаруживает повторную реакцию яичников после вызывания суперовуляции. В основном же коровы-доноры нерегулярно отвечают на повторную гормональную обработку, поэтому количество овуляций и выход эмбрионов не являются стабильными. 
 

     Для оценки предрасположенности, или потенциальной  изменчивости коров на пригодность  в качестве доноров, были рассчитаны вариансы признаков, на основе которых  был определен коэффициент повторяемости. Рассчитанные коэффициенты повторяемости  признаков предрасположенности  коров в качестве доноров колебались в пределах 17.3-23.3%. Это свидетельствует  о том, что по итогам оценки за первое вымывание эмбрионов надежность повторного результата составит лишь 20%. Следовательно, по оценке признака пригодности за первое вымывание  эмбриона невозможно достоверно судить о пригодности коровы в качестве донора.

     Изменчивость  пригодности коров в качестве доноров включает наследственные и  ненаследственные факторы. Причем вклад  ненаследственных факторов значительно  выше вклада факторов генетических.

     Отмечено, что прекращение кормления донора после обработки гонадотропинами  достоверно уменьшает реакцию яичника  на введение гормонов. Для суперовуляции  и получения биологически полноценных  эмбрионов необходимо обеспечить полноценное  кормление донора, сбалансированное не только по основным питательным  веществам, но особенно по аминокислотам  и микроэлементам. Кормление доноров  должно быть таким, чтобы они находились в хорошем физиологическом состоянии.

     Следует иметь в виду, что многократная суперовуляция подвержена большей вариабельности. Поэтому не все коровы-доноры имеют одинаковую предрасположенность к многократной суперовуляции. Для эффективной многократной суперовуляции необходим тщательный отбор доноров по ряду показателей этого признака.

     В заключение следует отметить, что  гормональная стимуляция яичников коров, вызывающая полиовуляцию, связана с  активизацией метаболических процессов  у доноров. Поэтому для протекания нормальных процессов оогенеза, оплодотворения и биологически полноценного формирования и развития зиготы коров-доноров  необходимо обеспечить биологически активными  веществами (витамины, незаменимые  аминокислоты). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Осеменение  коров-доноров. 

     Результаты  суперовуляции определяются эффективным  осеменением коров-доноров. Проблема оплодотворения яйцеклеток и получения  биологически полноценных эмбрионов  все ещё остается открытой. Как  показывают результаты исследований, только 60-65% эмбрионов пригодны для  трансплантации, остальные яйцеклетки, образовавшиеся в результате гормональной обработки гонадотропинами, оказываются  либо неоплодотворенными, либо после  оплодотворения отстают в развитии или дегенерируют. Причина этих нарушений  остается неизвестной.

     Для искусственного осеменения коров-доноров  необходимо использовать сперму только выдающихся быков-производителей, достоверно оцененных по качеству потомства. Как  отмечалось, надежным критерием наследственных качеств быка служит коэффициент  повторяемости, т.е. коэффициент регрессии  будущих дочерей быка на число  фактически имеющихся дочерей. Если генетическое превосходство дочерей  быка, выраженное величиной отклонения от сверстниц, умножить на коэффициент  повторяемости, то полученная величина будет характеризовать генетическое превосходство будущих дочерей  быка, или предсказанную разность. Предсказанная разность является одним  из наиболее объективных качеств  быка, разработанных в современной  селекции молочного скота.