Биотехнологические аспекты ускоренного воспроизводства калмыцкой мясной породы

Полный текст

Введение

Калмыцкая порода мясного скота является одной из древних и лучших российских пород мясного направления продуктивности — долгое время относилась к аборигенным породам, являющимися приоритетными объектами охраны в агробиоценозах [1]. В настоящее время эта порода отнесена к заводским. В каждой аборигенной породе есть важный признак в селекционном плане, отличающий породу от других консолидированных групп животных [2, 3]. Потеря аборигенных пород — это утрата породных ассоциаций генов, генотипов, уникального генофонда, что будет иметь разнообразные отрицательные последствия: значительно снизится эффективность селекции, уже существующие породы не будут в состоянии противостоять постоянно эволюционирующим возбудителям болезней и станут легкой жертвой эпизоотий. Что касается калмыцкой породы, она обладает уникальными качествами, которых нет у других пород крупного рогатого скота ни в одной стране мира [4]. Формирование калмыцкого скота происходило в условиях кочевого хозяйства, при круглогодовом содержании животных на пастбище. Животные этой породы отличаются крепкой конституцией, ей нет равных по здоровью, выносливости, устойчивости к заболеваниям. Мясо говядины, полученное от калмыцкого скота, отличается «мраморностью» и высочайшим качеством [5, 6].

К способам сохранения породного генофонда относятся хранение спермы, ооцитов, эмбрионов и ДНК в замороженном состоянии при –196 °C неограниченное время [7, 8].

При использовании биотехнологии трансплантации эмбрионов появляется уникальная возможность сохранения генофонда калмыцкой породы и ее ускоренного воспроизводства [9–11]. При использовании реципиентов скорость роста стада возрастает в несколько раз. При криоконсервации гамет генетические ресурсы изолированы от эволюционного процесса, сохраняются в первоначальном виде неограниченное время и могут быть использованы для восстановления породы в чистом виде [12–15].

Цель исследования — определить возможности репродуктивных качеств калмыцкой мясной породы на реактивность множественной овуляции яичников с образованием качественных эмбрионов, как фактора, определяющего ускоренное воспроизводство племенного поголовья при использовании метода эмбриотрансфера.

Материалы и методы исследования

Работу проводили в 2010 г. в ОАО «Калмыцкое» по племенной работе и в 2022 г. в региональном научно-­производственном центре по воспроизводству сельскохозяйственных животных ФГБОУ ВО «Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова» на коровах калмыцкой мясной породы.

В племенных хозяйствах Калмыкии провели отбор коров в качестве доноров эмбрионов в количестве 25 коров, отелившихся в феврале-­марте. Работа была начата в апреле.

Стимуляцию полиовуляции у коров проводили по методике В.Ю. Бабенкова с соавторами (патент Республики Беларусь № 12490) путем однократного введения фолликулостимулирующего гормона с пролонгатором, показавшей положительные результаты в предыдущих исследованиях.

Множественный рост фолликулов с последующей полиовуляцией индуцировали фолликулостимулирующим гормоном российского производства «ФСГ-супер» (ФСГ) в дозе 50 ед. по Арморовскому стандарту с веществом пролонгирующего действия, аналогично методике 2010 г. Ее преимущества заключаются в том, что препарат вводят однократно, в отличие от общепринятой методики, включающей 8-кратное введение каждые 12 часов, что сопряжено с трудовыми затратами и стрессовым воздействием на животных. Через 48 часов после инъекции ФСГ коровам вводили простагландин «Эстрофан», в дозе 500 мкг по клопростенолу и повторно через 12 часов в дозе 250 мкг.

Через 60 и 72 часа после первой инъекции Эстрофана животных осеменяли двукратно охлажденным свежеполученным семенем чистопородного быка-производителя.

Извлечение эмбрионов осуществляли нехирургическим методом с помощью катетера Фоллея. Для вымывания использовали среду Дюльбекко с добавлением антибиотиков и бычьего сывороточного альбумина (БСА).

Поиск, отбор и оценка качества эмбрионов проводились на бинокулярной лупе МБС-10.

Статистическую обработку экспериментальных данных проводили с помощью офисного программного комплекса Microsoft Office с применением программы Excel (Microsoft, США) с обработкой данных в Statistica 9.0 (Stat Soft Inc., США).

Результаты исследования и обсуждение

С учетом того, что ранее работа с калмыцкой мясной породой в технологии эмбриотрансфера никем не проводилась, нами в 2010 г. было решено поставить серию экспериментов в этом направлении. Исследования провели специалисты ОАО «Калмыцкое» по племенной работе В.Ю. Бабенков, А.И. Хахлинов, Н.В. Чимидова.

Уже в начале экспериментальных исследований установлено, что синхронизация охоты с помощью простагландинов у коров с телятами на подсосе в течение первых трех месяцев после отела не имеет успеха. Следует отметить, что в этот период коровы не реагировали полиовуляцией даже на «принудительную» гормональную обработку ФСГ с использованием вагинальных сидров с прогестероном. Яичники отличались минимальными размерами (фасоль). При этом отсутствовали признаки охоты, в яичниках не было развивающихся фолликулов и, соответственно, желтых тел к 7 дню вымывания эмбрионов. Лишь по истечении 3–4 месяцев после отела отмечали нормальный половой цикл, что позволило вызвать положительную реакцию на стимуляцию полиовуляции. Таким образом, нами отмечена ярко выраженная сезонность в проявлении полового цикла у коров калмыцкой мясной породы с телятами на подсосе. Первые положительные успехи были получены лишь в конце мая и период с мая по октябрь для получения эмбрионов оказался наиболее продуктивным.

В этот период нами впервые было получено за 21 вымывание от 19 коров-­доноров (2 донора использовали двукратно) и заморожено в криобанк для длительного хранения 132 пригодных эмбриона. Выход качественных эмбрионов за одно извлечение в среднем составил 6,3 ед., что является высоким показателем и превышает стандарт по молочной породе на 1,3 эмбриона (табл. 1).

Таблица 1
Суперовуляция и эмбриопродуктивность коров-доноров калмыцкой мясной породы

Показатели	Результаты
Обработано коров- доноров, гол.	50
Реагировало суперовуляцией, всего — %	25–50,0
Положительных по извлечению доноров, всего — %	21–84,0
Число овуляций, всего — в среднем на донора	217–10,3
Получено зародышей, всего — в среднем на донора	182–8,7
в т. ч.: пригодных, всего — в среднем на донора	132–6,3
доля от общего числа, %	72,5
дегенерированных эмбрионов и яйцеклеток, всего — в среднем на донора	50–2,4
доля от общего числа, %	27,5

Table 1
Superovulation and embryo productivity of Kalmyk donor cows

Indicators	Results
Treated donor cows, head	50
Superovulatory response in cows, total — %	25–50.0
Positive for donor extraction, total — %	21–84.0
Number of ovulations, total — per donor	217–10.3
Number of embryos, total — per donor	182–8.7
Freezable embryos, total — per donor	132–6.3
Freezable embryos, %	72.5
Degenerated embryos and eggs, total — per donor	50–2.4
Degenerated embryos and eggs, %	27.5

Низкий процент (50 %) реагирующих животных (см. табл. 1) объясняется половой сезонностью. В то же время уровень суперовуляции (10,3 на донора) и выход качественных эмбрионов (72,5 %) были достаточно высокими, что позволяет использовать коров калмыцкой мясной породы в программах по эмбриотрансферу. По ряду причин работа в этом направлении была приостановлена на неопределенный срок.

В 2022 г. в Калмыцком государственном университете была создана лаборатория «Организация генома КРС мясных пород, ассоциированных с высоким адаптивным и продуктивным потенциалом, на основе высокополиморфных генетических маркеров». Приоритетные направления научно-п рактических исследований лаборатории — создание референсной базы данных крупного рогатого скота мясных пород на основе современных ДНК-технологий и разработка селекционной программы с использованием высокополиморфных молекулярных маркеров, а также отбор генетически ценных коров для ускоренного воспроизводства племенного поголовья с использованием технологии эмбриотрансфера.

В 2022 г. по результатам иммуногенетического тестирования в качестве доноров были отобраны 10 племенных коров-п ервотелок и 2 быка-производителя. В сентябре-о ктябре в целях апробации метода эмбриотрансфера в условиях номадного животноводства провели первые работы по стимуляции полиовуляции и получению эмбрионов у 3 коров- доноров.

Всего было получено 7 яйцеклеток и 16 эмбрионов, из которых 10 пригодных и 6 дегенерированных (табл. 2).

Таблица 2
Результаты стимуляции полиовуляции и получения эмбрионов  у коров-доноров калмыцкой мясной породы

Показатели	Результаты
Обработано коров-доноров, гол.	3
Реагировало суперовуляцией, всего —%	3–100,0
Число овуляций, всего — в среднем на донора	26–8,7
Получено зародышей, всего — в среднем на донора	23–7,7
в т.ч.: пригодных, всего — в среднем на донора	10–3,3
доля от общего числа, %	43,5
дегенерированных эмбрионов и яйцеклеток, всего — в среднем на донора	13–4,3
доля от общего числа, %	56,5

Table 2
Stimulation of polyovulation and embryo productivity in Kalmyk cows

Indicators	Results
Treated donor cows, head	3
Superovulatory response in cows, total — %	3–100.0
Number of ovulations, total — per donor	26–8.7
Number of embryos, total — per donor	23–7.7
Freezable embryos, total — per donor	10–3.3
Freezable embryos, %	43.5
Degenerated embryos and eggs, total — per donor	13–4.3
Degenerated embryos and eggs, %	56.5

Пригодные эмбрионы были заморожены на программном замораживателе ЗЭМ-4 после эквилибрации в растворе криопротектора этиленгликоля в 1,5 М концентрации.

Заключение

Полученные на начальном этапе результаты не показали высокой эффективности по причине ограниченного количества обработанных доноров. Однако данные наших исследований, проведенных в 2010 г., и результаты текущего эксперимента показывают принципиальную возможность использования биотехнологических методов как средства ускорения воспроизводства калмыцкого скота, наряду с традиционным искусственным осеменением.

Об авторах

Владимир Юрьевич Бабенков

Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова

Email: v.babenkov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1061-2281

доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник

Российская Федерация, 358000, Республика Калмыкия, г. Элиста, 5 микрорайон, 4 корпус КалмГУ

Арсланг Иванович Хахлинов

Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова

Автор, ответственный за переписку.
Email: arspeople@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1373-0243

директор

Российская Федерация, 358000, Республика Калмыкия, г. Элиста, 5 микрорайон, 4 корпус КалмГУ

Роман Дааваевич Сангаджиев

Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова

Email: romich312@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6687-9914

зам. директора

Российская Федерация, 358000, Республика Калмыкия, г. Элиста, 5 микрорайон, 4 корпус КалмГУ

Елена Юрьевна Макарова

Email: jumak@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3297-6521

эмбриолог, независимый исследователь

Российская Федерация, 309188, Белгородская обл., г. Губкин, ул. Садовая, д. 6

Очир Сергеевич Мергульчиев

Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова

Email: ochir.mos80@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6288-0432

магистрант 1 курса направления «Технология ведения мясного животноводства»

Российская Федерация, 358000, Республика Калмыкия, г. Элиста, 5 микрорайон, 4 корпус КалмГУ

Список литературы