Разработка и совершенствование биотехнологических методов и технических приемов воспроизводства овец 06. 02. 01 Разведение, селекция, генетика и воспроизводство сельскохозяйственных животных
| Вид материала | Лекция |
- Программа минимум кандидатского экзамена по специальности 06. 02. 01 Разведение, селекция,, 74.53kb.
- Совершенствование способов повышения воспроизводительных качеств свиней и овец 06., 707.37kb.
- Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности, 80.52kb.
- Способы повышения воспроизводительной функции свиней 06. 02. 01 разведение, селекция,, 568.29kb.
- Генетическая структура популяций сельскохозяйственных животных западной сибири и использование, 697.47kb.
- Селекционно-генетические аспекты повышения плодовитости овец породы казахский архаромеринос, 997.96kb.
- Влияние генотипа на мясную продуктивность и естественную резистентность свиней 06., 327.83kb.
- Прогнозирование воспроизводительных способностей баранов в раннем возрасте 06. 02., 373.64kb.
- Перспективы селекции породного типа среднерусской породы пчёл «приокский» 06. 02., 1004.29kb.
- Воспроизводительные качества коров в зависимости от уровня молочной продуктивности, 413.96kb.
3. результаты СОБСТВЕННЫХ исследований
3.1. Совершенствование технологии замораживания и
оттаивания спермы барана
Дальнейшее совершенствование метода замораживания спермы барана предусматривает снижение потерь спермиев при замораживании-оттаивании, повышение сохранности их биологической полноценности, и, соответственно, результативности осеменения, а также устранение отдельных технологических трудностей.
При проведении как лабораторных, так и научно-производственных опытов особое внимание было уделено совершенствованию синтетической среды для разбавления спермы барана и изучению ее криопротекторных свойств. Кроме того, изучалось влияние различных способов оттаивания на качество спермы барана.
Эффективность криоконсервации спермы в значительной степени зависит от состава используемых синтетических сред. Назначение сред состоит в том, чтобы обеспечивать надежную защиту спермиев от неблагоприятных факторов внешней среды, усугубляемых при криоконсервации действием низких и сверхнизких температур.
В средах для разбавления спермы с целью сохранения биологической полноценности в качестве основных компонентов используют: неэлектролит (сахара), желток куриного яйца и глицерин. В нее входят также комплексонат (например, соль ЭДТА CaNa2), которая связывает сильно ионизированные неорганические катионы, защищает спермии от вредного воздействия перекиси водорода, образующейся в процессе хранения спермы, и антиоксиданты, которые предупреждают образование липидных перекисей.
Установлено, что если в процессе замораживания спермы барана добавлять в среду антиоксиданты, которые обладают защитными свойствами, то можно значительно поднять результативность осеменения.
Для того чтобы удостовериться, что защитные свойства антиоксидантов зависят от их способности прерывать цепочку окислительных реакций, а не от других свойств их молекулярной структуры было решено сравнить действие антиоксидантов, имеющих разную химическую природу и принадлежащих к разным группам соединений. Нами изучено действие в составе среды антиоксиданта фенольной группы – 2,6-дитрет-бутил-1,4 крезол (ДТБК) и хиноидное соединение – эхинохром-А, который содержится в морских ежах и может быть синтезирован.
Известно, что антиоксиданты способны предохранять спермиев от холодового удара. Свободнорадикальное переокисление липидов ведет к нарушению прочности мембран, что и обнаруживается пробой на холодовой удар. Сравнение подвижности до и после холодового удара позволило судить об эффективности защитного действия антиоксидантов (табл.1).
Таблица 1. Устойчивость спермиев барана к холодовому удару (n=5)
| Состав среды | Подвижность спермиев, балл | Защитное действие, % | |
| до холодового удара | через 10 мин после холодового удара | ||
| Среда 1. Сахароза + CaNa2 ЭДТА | 8,2 | 0 | 0 |
| Среда 2. Сахароза + CaNa2 ЭДТА + 1% желтка | 8,2 | единичная поступательная | 0 |
| Среда 2 + ДТБК | 8,2 | 3,9 | 47 |
| Среда 2 + Эхинохром | 8,2 | 4,2 | 51 |
| Среда 1 + 5% желтка + ДТБК | 8,2 | 4,6 | 56 |
| Среда 1 + 5% желтка + Эхинохром | 8,2 | 4,9 | 60 |
| Среда 1 + 20% желтка | 8,2 | 5,3 | 64 |
Сравнительное действие антиоксидантов показало, что введение 500 мкг ДТБК с 1% желтка обеспечило защиту от холодового удара на уровне 47%, а в сочетании с 5% желтка – на уровне 56%. Введение эхинохрома (50 мкг/мл) дало больший защитный эффект, который при содержании 1% желтка составил 51% и при 5% желтка – 60%, что практически идентично результату обычно принимаемой концентрации желтка – 64%. Отсюда следует, что антиоксиданты могут быть применены в качестве эффективного средства защиты спермиев барана от холодового удара вместо традиционного желтка куриных яиц.
При разработке технологий по длительному хранению спермы баранов особое внимание обращено на заметное несоответствие между показателями качества оттаянной спермы с показателями оплодотворяемости овец, осемененных заморожено-оттаянной спермой. Как собственные исследования, так и литературные источники свидетельствуют о том, что 50-55% спермиев после оттаивания сохраняли прямолинейно-поступательное движение при выживаемости вне организма 8-12 часов, но неповрежденные акросомы были только у 10%, что и послужило объяснением низкой оплодотворяющей способности таких спермиев.
В поисках широко доступного метода оценки состояния акросом спермиев И.И. Соколовская с сотрудниками (1981) разработали акроскопический метод раздельной оценки акросом среди подвижных и неподвижных спермиев.
При использовании данного метода выявлено, что в оттаянной сперме значительное число спермиев имеет в различной степени структурные повреждения, характеризующиеся набуханием, отслоением и разрывами поверхностных мембран, особенно в области акросомы. Экспериментально доказано, что существенные структурные повреждения в спермиях наступают уже в процессе технологической обработки перед криоконсервацией.
При проведении исследований по изучению влияния различных по химической структуре антиоксидантов на подвижность, выживаемость и сохранность акросом спермиев барана после замораживания и оттаивания (табл.2), нами установлено, что антиоксиданты обеспечили увеличение числа подвижных спермиев, их выживаемости после оттаивания, а также процента спермиев с неповрежденной акросомой на статистически достоверную величину по сравнению с контролем (P<0,001). Процент спермиев с разрушенной акросомой составил от 11,8 до 13,0, что по сравнению с контролем меньше на 18,1-19,3%.
Таблица 2. Влияние антиоксидантов на качество и сохранность акросом
спермиев барана (15 проб, по 5 в группе)
| Использованный в среде антиоксидант | Подвижность оттаянной спермы, балл | Выживаемость спермиев при +38ºС, час | Сохранность акросом | ||
| Всего исследовано спермиев | из них с неповрежденной акросомой (среди подвижных) | ||||
| число | % | ||||
| ДТБК | 4,4±0,02 | 8,82±0,13 | 1000 | 870 | 87,0±1,1 |
| Эхинохром | 4,6±0,02 | 9,29±0,24 | 1000 | 882 | 88,2±0,9 |
| Контроль (без антиоксидантов) | 3,2±0,02 | 5,17±0,08 | 1000 | 689 | 68,9±1,5 |
Исследованиями последних лет установлено, что на качественные показатели спермы в значительной степени влияют температурный режим и способ оттаивания. Замораживание и оттаивание, как два зависимых друг от друга процесса, приводит к различным изменениям структуры и функции спермиев. Температурный режим при оттаивании замороженной спермы должен соответствовать режиму замораживания, т.е. быстро замороженную сперму необходимо оттаивать также быстро.
Исходя из вышеизложенного, в лаборатории воспроизводства стада Даг.НИИСХ было разработано и констуировано «Устройство для оттаивания глубокозамороженной спермы (авт.свид. № 1540816).
.В своих исследованиях, как в лабораторных, так и в производственных условиях мы изучали влияние предлагаемого устройства на скорость оттаивания и на качественные показатели оттаянной спермы в сравнении с гидростатическим и аэродинамическим способами (табл.3).
Таблица 3. Зависимость качества спермы и её биологической полноценности
от способа оттаивания, n=10
| Способ оттаивания | Теплоноситель | Время оттаивания, сек | Подвижность спермы, балл | Выживаемость спермиев при 38ºС, час | Сохранность акросом у подвижных спермиев, % |
| Гидростатический | вода | 16,0±0,27 | 4,0±0,02 | 7,17±0,08 | 80,3±0,9 |
| Аэродинамический | воздух | 12,0±0,23 | 4,4±0,02 | 8,52±0,09 | 84,6±1,0 |
| Предлагаемый | алюминий | 7,0±0,20 | 4,6±0,02 | 8,88±0,10 | 85,1±1,1 |
Результаты исследований свидетельствуют, что при оттаивании замороженной спермы гидростатическим способом наблюдается сравнительно низкие показатели ее качества и увеличение времени оттаивания. На это, на наш взгляд, повлияло то, что в процессе оттаивания в результате неподвижного состояния воды температура ее вокруг оттаянных гранул резко падает с +40 до 20ºС.
Аэродинамический и предлагаемый способы по сравнению с гидростатическим обеспечили более лучшие показатели, как по скорости оттаивания, так и по качеству оттаянной спермы, на достоверную величину (P<0,01 и P<0,001).
Однако следует отметить преимущества оттаивателя с алюминиевым теплоносителем по сравнению с обоими вариантами в том, что полностью исключается риск перегрева спермы, а также возможность вторичного холодового удара из-за перепадов температур. Кроме того, предлагаемый способ оттаивания исключает использование воды и связанных с ее применением технологических затруднений, тем самым сводит к минимуму количество проводимых манипуляций. Предлагаемое устройство можно использовать практически в любых условиях содержания овец, используя для нагрева различные источники тепла.
3.2. Круглогодовое использование высокопродуктивных баранов
Исследованиями отечественных и зарубежных ученых показано, что при обеспечении надлежащих условий кормления и содержания от баранов можно получать сперму высокого качества не только в осенние месяцы, но и в другие сезоны года. Это позволяет значительно повысить интенсивность использования высокоценных производителей в течение года за счет заготовки замороженной спермы вне сезона размножения.
3.2.1. Подготовка баранов и ее влияние на качественные показатели
спермы
Для повышения результативности искусственного осеменения овец, независимо от использования свежевзятой, охлажденной или глубокозамороженной спермой, необходимо создавать соответствуюшие условия содержания и кормления баранов-производителей. Если баранов используют для взятия от них спермы с целью длительного хранения, в течение всего года и они после длительного перерыва, то их необходимо заблаговременно подготовить к использованию.
Учитывая это, нами был проведен опыт, в котором выяснили влияние специальной подготовки баранов-производителей и ее продолжительности на качественные показатели спермы и на ее криорезистентность.
Весь период подготовки баранов (40 дней) был разделен на 4 этапа, по 10 дней в каждом. При этом каждый последующий этап сравнивали с первым по всем показателям (табл. 4).
Таблица 4. Криорезистентность и сохранность акросом спермиев
замороженной-оттаянной спермы баранов на различных этапах подготовки
| Этап подготовки | Подвижность спермы, балл | ± к подвижности спермиев свежей спермы | Погибло спермиев при замораживании-оттаивании, % | Исследовано спермиев | Из них с неповрежденной акросомой (среди подвижных) | |
| число | % | |||||
| Первый | 2,7 | -4,1 | 60,3 | 1000 | 367 | 36,7 |
| Второй | 3,4 | -4,1 | 54,7 | 1000 | 674 | 67,4 |
| Третий | 4,1 | -4,7 | 53,4 | 1000 | 852 | 85,2 |
| Четвертый | 4,3 | -4,7 | 52,2 | 1000 | 880 | 88,0 |
| Всего | 3,6 | -4,4 | 55,0 | 4000 | 2773 | 69,3 |
Исследования показали, что подвижность спермиев зависит от подготовки баранов. Так, на втором этапе по сравнению с начальным данный показатель увеличивается на 0,7, на третьем – на 1,4 и к 40-му дню – на 1,6 балла или 59,0%.
В зависимости от продолжительности подготовки баранов изменяется и процент погибших спермиев. На втором этапе подготовки по сравнению с первым он снижается на 5,6%, на третьем – на 6,9 и на четвертом – на 8,1%.
Исследование акросомы показало, что в первые дни подготовки баранов неповрежденной она была лишь у 36,7% подвижных спермиев. С увеличением времени подготовки ее состояние заметно улучшается, и уже на втором этапе этот показатель доходит до 67,4%. На последующих этапах подготовки количество спермиев с неповрежденной акросомой соответственно равняется 85,2 и 88,0%.
Результаты исследований свидетельствуют о том, что показатели семяпродукции баранов-производителей улучшаются пропорционально продолжительности их подготовки. Поэтому использовать производителей в случке или заготавливать от них биологически полноценную сперму для замораживания следует после тщательной подготовки, проводимой в течение 35-40 дней, предусматривающей полноценное кормление и закрепление у них условных рефлексов на искусственную вагину.
3.2.2. Половая активность баранов дагестанской горной породы,
количество и качество спермопродукции и ее устойчивость
к замораживанию по сезонам года и режимам половой нагрузки
Многочисленные исследования свидетельствуют о возможности получения спермы от баранов, накопления ее в течение всего года и использовании при осеменении овец с хорошим результатом. Однако интенсивность сперматогенеза у баранов в различные сезоны года и режимы использования зависит как от фенотипических, так и от генетических факторов.
Кроме того, многие вопросы, связанные с влиянием сезона года и режима использования на половую активность и качественные показатели спермы баранов разных пород в определенных регионах страны изучены еще недостаточно.
В связи с вышеизложенным нами проведены исследования по круглогодовому использованию баранов дагестанской горной породы в условиях равнинной зоны Дагестана (табл. 5).
Таблица 5. Половая активность и качество спермы баранов по сезонам года
| Сезон | Время полового рефлекса, мин. | Свежеполученная сперма | Замороженная-оттаянная сперма | |||||
| объем эякулята, мл | подвижность спермиев, балл | концентрация спермиев, млрд/мл | подвижность спермиев, балл | выживаемость при 38ºС, час | сохранность акросом, % | устойчивость к замораживанию, % | ||
| Зима | 1,54±0,14 | 0,93±0,07 | 7,31±0,28 | 3,08±0,52 | 4,4±0,03 | 9,6±0,41 | 74,3±1,26 | 60,3±1,09 |
| Весна | 1,95±0,17 | 1,04±0,06 | 7,15±0,22 | 3,15±0,44 | 4,2±0,02 | 8,4±0,36 | 80,0±0,71 | 78,3±0,57 |
| Лето | 2,06±0,11 | 1,15±0,07 | 7,82±0,13 | 3,05±0,34 | 4,0±0,02 | 8,0±0,34 | 77,7±0,76 | 65,3±0,69 |
| Осень | 1,22±0,09 | 1,37±0,06 | 8,37±0,23 | 3,65±0,32 | 4,7±0,03 | 11,7±0,45 | 90,2±0,45 | 86,9±1,09 |
По результатам исследований установлено что, в условиях равнинной зоны республики бараны дагестанской горной породы проявляют половую активность в течение всего года. Однако наиболее высокой половой потенцией они отличались в осенние и зимние месяцы, а наименьшей – весной и летом, при статистически достоверных различиях (P<0,01).
Снижение половой активности в весенне-летний период можно объяснить влиянием на баранов повышенной температуры окружающего воздуха. Кроме того, шерстный покров у них в весенний период достигает максимальной длины, что вызывает нарушение терморегуляции организма. Однако после стрижки (в начале июня) половая активность полностью восстанавливается и в летние месяцы она достигает приемлемой величины. Поэтому в целях поддержания половой активности баранов в весенний и летний сезоны необходимо стрижку проводить в первые дни мая.
Показатели объема эякулята и подвижности свежевзятой спермы летом и осенью выше, чем в зимне-весенние месяцы. Однако статистически достоверная разница наблюдается только между показателями, полученными осенью и в зимне-весенний период (P<0,01). Уменьшение объема эякулята и снижение подвижности спермиев, видимо, связаны с повышенной влажностью воздуха в эти сезоны (в среднем 84%) и оброслостью баранов.
Концентрация спермиев во все сезоны года находилась на достаточно высоком уровне.
При исследовании замороженной-оттаяннной спермы выявлено, что сравнительно лучшие результаты качества оттаянной спермы получали в осенние месяцы: подвижность спермиев по сравнению с другими сезонами выше на 0,3-0,7 балла или 6,8-17,5%, выживаемость – на 2,1-3,7 часа или 21,8-46,2% и число спермиев с неповрежденной акросомой – на 204-318 или 10,2-15,9% при высокодостоверных различиях (Р<0,001).
Худшими показателями качества отличалась сперма, заготовленная в летний сезон, где подвижность оттаянных спермиев по сравнению с осенним периодом была ниже на 0,7 баллов, выживаемость – на 3,7 часа и процент неповрежденных акросом – на 12,5 (P<0,001). Спермиев с разрушенной акросомой в осенний период составил всего лишь 9,8%, в зимний сезон этот показатель достиг 25,7%. В летний и весенний сезоны число разрушенных акросом среди подвижных спермиев равнялся соответственно 22,3 и 20,0%.
Наилучшей устойчивостью отличалась сперма в осенних эякулятах, где по сравнению с летним и зимним периодами пригодных доз больше на 21,6 и 26,6%. Несмотря на это, сперма, заготовленная и в другие сезоны года, имеет вполне приемлемое качество после оттаивания. Результаты исследований показывают возможность успешного накопления спермы баранов дагестанской горной породы в любой сезон года.
Одним из важнейших факторов, влияюших на биологическую полноценность спермы баранов, является режим их использования. Поэтому для определения оптимального режима использования баранов был проведен опыт на девяти баранах, в 3-х группах по 3 барана в каждой: от баранов I группы получали по 10 эякулятов в неделю (режим 5×2); II – по 9 эякулятов (режим 3×3); III – по 6 эякулятов (режим 3×2). При этом изучены половая активность и основные характеристики спермы (табл. 6).
Выяснено, что показатель активности полового рефлекса был лучше у баранов, используемых с половой нагрузкой 6 эякулятов в неделю. Так, у баранов этой группы по сравнению с баранами, используемыми в режиме 5×2, время полового рефлекса была меньше на 0,74 мин, а по сравнению с режимом 3×3 – на 0,89 мин, при статистически высокодостоверной разнице (P<0,001).
Таблица 6. Влияние режима использования на активность половых рефлексов
и качество спермы баранов
| Режим | Время полового рефлекса, мин. | Свежеполученная сперма | Замороженная-оттаянная сперма | |||||
| объем эякулята, мл | подвижность спермиев, балл | концентрация спермиев, млрд/мл | подвижность спермиев, балл | выживаемость при 38ºС, час | сохранность акросом, % | устойчивость к замораживанию, % | ||
| 5×2 | 1,32±0,13 | 0,83±0,06 | 7,91±0,14 | 3,00±0,33 | 4,3±0,02 | 10,2±0,31 | 82,1±0,54 | 70,6±0,64 |
| 3×3 | 1,47±0,17 | 0,94±0,06 | 7,79±0,17 | 3,21±0,41 | 4,1±0,04 | 9,5±0,37 | 80,3±0,56 | 71,2±0,68 |
| 3×2 | 0,58±0,12 | 1,29±0,07 | 7,82±0,20 | 3,34±0,53 | 4,6±0,02 | 11,3±0,34 | 88,8±0,44 | 72,5±0,74 |
При круглогодовом использовании производителей увеличение садок с 6 до 10 в неделю не приводило к улучшению качественных показателей спермопродукции. При режиме 6 (3×2) садок в неделю объем эякулятов по сравнению с
режимом 5×2 выше на 0,46 мл, общее число спермиев в эякуляте – на 1,82 млрд., а по сравнению с режимом 3×3 – соответственно на 0,35 мл и 1,29 млрд., при статистически достоверных различиях (P<0,01).
Показатели качества замороженной-оттаянной спермы баранов при всех режимах находились на достаточно приемлемом уровне. Однако при режиме использования 6 (3×2) эякулятов в неделю все образцы были хорошего качества. Подвижность замороженных-оттаянных спермиев при режиме 3×2 была выше, чем при режиме 5×2 на 0,3 балла или 7,0%, и на 0,5 балла или 12,8%, чем при режиме 3×3, при статистически высоко достоверной разнице (P<0,001).
По показателю выживаемости оттаянных спермиев также превосходил режим 3×2, где разница в его пользу по сравнению с другими режимами составила 1,1 и 1,8 часа (P<0,01).
Анализ сохранности акросом показал, что при режиме 3×2 процент спермиев с разрушенной акросомой составил всего лишь 11,2, а при режимах 5×2 и 3×3 – соответственно 17,9 и 19,7.
Режимы взятия спермы практически одинаково отразились на устойчивости её к замораживанию.
Таким образом, результаты исследований показали, что из испытанных режимов, при длительном непрерывном использовании баранов-производителей, оптимальным может быть признано взятие 6 (3×2) эякулятов в неделю, который лучше обеспечивает накопление необходимого запаса высококачественной спермы при нормальной половой активности баранов.