Академия аграрных наук Республики Беларусь

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

 

АКАДЕМИЯ АГРАРНЫХ НАУК РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

 

БЕЛОРУССКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

ЖИВОТНОВОДСТВА

 

ТЕХНОЛОГИЯ ТРАНСПЛАНТАЦИИ ЭМБРИОНОВ В МОЛОЧНОМ И МЯСНОМ СКОТОВОДСТВЕ

(Методические рекомендации)

 

 

Жодино-2004

 

Методические рекомендации подготовили:

И.И. Будевич, В.С. Антонюк, Н.Ф. Жук, Л.В. Голубец, А.И. Будевич, Л.Л. Леткевич, А.И. Ганджа, Ю.А. Горбунов, Е.Н. Жук, В.А. Сковородко, М.В. Полянская, И.В. Михедова, О.А. Шпаковская,.

 

Одобрены методической комиссией по биотехнологии сельскохозяйственных животных (протокол № 6 от 23. 11.1995 г.)

 

Одобрены Ученым советом Бел НИИЖ (протокол № 17 от 13.12.1995 г.

 

Одобрены и рекомендованы к изданию на заседании секции НТС Минсельхозпрода РБ (протокол №4 от 27.12.1995 г.)

 

 

Методические рекомендации рассчитаны на специалистов центров, пунктов трансплантации эмбрионов в молочном и мясном скотоводстве, а также в качестве учебного пособия для студентов сельскохозяйственных ВУЗов и техникумов.

 

Белорусский научно-исследовательский

институт животноводства (Бел НИИЖ), 1996

 

Введение.

В настоящее время технология трансплантации эмбрионов включена в долгосрочные племенные программы многих развитых стран ми­ра по разведению, улучшению и сохранению существующих пород молочного и мясного скота. Принятый закон о племенном деле в животноводстве Республики Беларусь предусматривает расширение объемов размножения крупного рогатого окота с высокими показателями продуктивности.

Углубленные исследования репродуктивной функции животных, ее возможная регуляция, микрохирургические манипуляции с зародышами показали, что метод трансплантации может являться основой ускоренного воспроизводства высокопродуктивных коров и целых популяций. Практическое применение этого метода в молочном и мясном скотоводстве обеспечивает интенсивное размножение животных с высокой генетической ценностью, ускоренное получение высокоценных племенных быков, матерями которых являются выдающиеся родоначальницы, способствует повышению эффективности племенной работы, оздоровлению стад от ряда заболеваний. Трансплантация эмбрионов позволяет быстро размножить импортируемые группы животных. Кроме того, ввозить зародыши гораздо дешевле, чем животных Разработанная технология криоконсервирования эмбрионов обеспечивает длительное их хранение и создание криобанка зародышей выдающихся животных. В товарных стадах трансплантация эмбрионов дает возможность увеличения выхода телят за счет получения двоен от пересадки или подсадки эмбрионов, а также производства телят мясных пород, используя молочных коров.

Таким образом, трансплантация эмбрионов играет важную роль в молочном и мясном скотоводстве Республики и ее значение будет постоянно возрастать, т.к. она позволяет лучше использовать биологические резервы самок для повышения производства продуктов животноводства.

 

СТРУКТУРА И ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ ПО ТРАНСПЛАНТАЦИИ ЭМБРИОНОВ.

 

Залогом успешной работы по трансплантации эмбрионов крупного рогатого скота являются: выбор правильной структуры управления и формы организации работ по трансплантации, наличие современного оборудования, инструментария, эффективных биопрепаратов, создание условий при проведении работ, обслуживание центровили пунктов трансплантации высококвалифицированными специалистами.

 В нашей республике сложилась следующая структура управления работой по трансплантации эмбрионов крупного рогатого скота:

I. Головным заказчиком, финансирующим и доводящим задания до исполнителя выступает Минсельхозпрод и Государственная служба по племделу в животноводстве.

2. Головное предприятие – Республиканский центр трансплантации эмбрионов совместно с Бел НИИЖем осуществляют научно-методическую и практическую помощь в организации работ по трансплантации в республике; обеспечивают создание криобанка эмбрионов, а в перспективе распределение эмбриобанка по областям согласно заявок; ведут подготовку и обучение кадров по трансплантации, осуществляют и координируют всю научно-методическую работу в республике.

3. Областные центры (пункты) трансплантации (где сосредоточено поголовье высокоценных коров) выступают в роли основного исполнителя. Их функция – получение быков-производителей, эмбриоматериала с последующей пересадкойили замораживанием.

Центрили пункт трансплантации включает следующие помещения:

операционную (для извлечения и пересадки эмбрионов), стерильный бокс с предбоксником, криогенную, хранилище для эмбрионов, моечную, загон для животных, комнату для хранения препаратов, раздевалку, комнату для персонала, санузел, душевую.

Опыт нашей работы показал, что более приемлемы на практике две формы организации работ по трансплантации:

I. Стационарная – все работы (отбор коров-доноров, реципиентов, гормональная обработка доноров, синхронизация охоты у реципиентов, искусственное осеменение доноров, извлечение, оценка, пересадка, криоконсервирование эмбрионов) по трансплантации эмбрионов крупного рогатого скота проводятся в условиях центра или пункта, имевших свои стада доноров и реципиентов.

2. Смешанная включает работу, связанную с отбором, подготовкой доноров и реципиентов для трансплантации, которая выполняется специалистами центра или пункта. Извлечение, оценка, пересадка и криоконсервирование эмбрионов проводится специальной выездной группой Республиканского центра или учеными-специалистами лаборатории трансплантации БелНИИЖа.

 

ЕСТЕСТВЕННЫЙ ПОЛОВОЙ ЦИКЛ И ЕГО ОСОБЕННОСТИ У САМОК КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА.

 

Функциональная деятельность воспроизводительной системы полово-зрелой коровы при отсутствии стельности и патологических изменений характеризуется ярко выраженной периодичностью.

Началом полового цикла принято считать день наступления охоты, окончанием - начало следующего цикла. Продолжительность его составляет в среднем 21 сутки с колебаниями от 17 до 24 суток. В течение каждого полового цикла происходит созревание фолликула, разрыв его и выделение яйцеклетки (овуляция), образование желтого тела, а также его рассасывание. Половой цикл можно разделить на 4 периода: проэструс, эструс, метэструс и диэструс. Проэструс или предтечка длится двое-трое суток и характеризуется повышением в организме уровня ФСГ, под его воздействием усиливается рост фолликулов, которые в свою очередь увеличивают выработку эстрогенов. Под их влиянием усиливается кровоснабжение отдельных половых органов, слизистая влагалища и шейки матки набухают, начинается выделение слизи цервикальным каналом, наступает эструс. Эструс _характеризуется проявлением охоты и связан с окончательным созреванием фолликулов; продолжается в среднем 17 часов с колебаниями от 6 до 30 часов. Через 12 часов после окончания охоты наступает овуляция. Метэструс или послетечка продолжается 3 дня и характеризуется прекращением выработки яичниками эстрогенов. В результате чего уменьшается гиперемия, набухание и ослизнение вульвы, влагалища и шейхи матки. Овулировавший фолликул начинает превращаться в желтое тело. Эта фаза цикла продолжается около 2 суток. В диэструс или лютеиновую фазу полностью развивается желтое тело. Этот период наиболее продолжительный (15 дней). Желтое тело выделяет гормон прогестерон, под воздействием которого эндометрий матки развивается для поддержания беременности. Если беременность не наступает, желтое тело функционирует 17-19 дней, потом дегенерирует.

При проведении работ по трансплантации эмбрионов необходимо учитывать факторы, связанные с индивидуальными особенностями воспроизводительной функции мясных животных.

У большинства мясных пород наблюдается выраженная сезонность размножения, что связано, прежде всего, с физиологической необходимостью рождения потомства в оптимальные сроки. В условиях Белоруссии при естественном осеменении отел коров происходит в основном в марте-апреле. Естественный половой цикл у коров в среднем составляет 21 день, с колебаниями от 17 до 24 дней. Охота у мясных коров менее выражена и продолжительнее, чем у молочных. Длительность охоты увеличивается в пастбищный период.

Продолжительность восстановления полового цикла после отела связана с постоянным присутствием теленка на подсосе. Совместное содержание коровы и теленка тормозит четкое проявление половых рефлексов и функцию яичников через нейрогуморальную систему, особенно при недостаточном уровне кормления. При неполноценном кормлении и неудовлетворительных условиях содержания животных изменяется характер синтеза и секреции половых гормонов, что ведет также к нарушению овариальной активности яичников.

Известно, что у 70% мясных хоров после отела овуляции происходит без признаков охоты. Подсосные коровы приходят в охоту на 5-6 недель позже, чем дойные. Основными причинами задержки охоты у мясных коров являются субинволюция матки, персистенция желтых тел после отела и гипофункция яичников. Первая стадия гипофункции характеризует уменьшенным размером яичников, отсутствием фолликулов и наличием еще не полностью атрезированного желтого тела. Клинически период анэструса может длиться 2-2,5 месяца. Вторая стадия характеризуется уменьшенным размером яичников (до 5-7 мм), отсутствием фолликулов и следов желтого тела. Состояние половой депрессии продолжается 3-4 месяца. Длительное бесплодие мясного окота устраняется ранним или временным (на 48 часов) отъемом телят. При временном отъеме телят основная масса, коров приходит в охоту в течение трех недель, что повышает оплодотворяемость коров и уменьшает продолжительность сервис-периода.

 

ОТБОР ДОНОРОВ И РЕЦИПИЕНТОВ.

 

Эффективность применения метода трансплантации эмбрионов во многом зависит от клинического и физиологического состояния коров, их способности реагировать на экзогенные гонадотропины и выделять достаточное число качественных зародышей. Следовательно, одним из наиболее существенных моментов в технологии трансплантации эмбрионов, способных повысить эффективность метода является отбор доноров и реципиентов.

Исходя из того, что донор – животное высокой племенной ценности и первое, на что обращают внимание при их отборе это молочная про продуктивность, которая за ряд лактации должна быть на 50-б0% выше стандарта данной породы, а содержание жира в молоке на 20% и более. Число учитываемых признаков может быть расширено в зависимости от поставленных селекционных целей. Например, содержание белка в молоке, пригодность к машинному доению (форма вымени, скорость молокоотдачи), крепость конституции, экстерьер и т. д. Племенная ценность донора, наряду с оценкой собственного генотипа, должна подтверждаться продуктивностью родителей. Коровы-доноры должны иметь известное происхождение, подтвержденное документально по системам групп крови. В большинстве случаев в качестве доноров используют лактирующих или выбракованных коров (не связанных с гинекологической патологией), в возрасте от 4 до 8 лет, живой массой 500-650 кг, с удоем по наивысшей лактации не ниже 7 тыс. кг молока, жирностью 3,7% и более.

Не менее важным, а может и определяющим фактором при отборе доноров является состояние репродуктивных органов. Поэтому для гормональной обработки следует отбирать животных не ранее,чем через 2,5 – 3 месяца после отела. При этом уменьшение размеров матки до физиологически необходимых размеров не может служить гарантией к готовности давать эмбрионы высокого качества. Такой гарантией может быть только проведение клинического обследования предполагаемого донора, которое при необходимости дает возможность определить направление восстановления функций размножения на основе экзогенной гормонотерапии.

Одним из дополнительных критериев отбора животных для трансплантации эмбрионов является определение гормонального статуса и биохимических показателей крови на 6-й день спонтанногоили синхронизированного полового цикла доноров и реципиентов. Кровь на анализ берут у самок при наличии на одном из яичников хорошо выраженного желтого тела (диаметр 1,0-1,5 см). В качества доноров используют животных с концентрацией прогестерона в плазме крови от 2,4 до 2,8нг/мл, общего холестерина – 127,0 - 155,0 мг%, общего белка – 7,3-8,0 г% и активностью щелочной фосфатазы – 1,03-1,12 мкмоль/л.

Целесообразно проводить разовую индукцию полиовуляции потенциальных доноров с целью выяснения ответной реакции яичников на введение гонадотропина, после чего делается окончательное заключение о пригодности животного к использованию в технологии трансплантации. Коровы и телки с положительной ответной суперовулирующей реакцией (10 и более овуляций) и давшие не менее 4-х жизнеспособных эмбриона за первую обработку, переводят в группу постоянных доноров.

В качестве реципиентов используют клинически здоровых телок, не представляющих племенной ценности, в возрасте 16-18 месяцев и живой массой 380-400 кг при работе с молочным скотом и 450-500 кг при работе с мясными породами, а также коровы после 2-4 отела, но не ранее, чем через 1,5-2 месяца после отела. В случае малого количества реципиентов мясных пород возможно использование черно-пестрого окота (коров) после 2-4 лактации, телок случного возраста живой массой не ниже 400-420 кг. Не рекомендуется использовать в качестве реципиентов телок с низкой живой массой.

Объективным критерием готовности реципиента к восприятию зародыша является уровень гормональных и биохимических показателей крови. Пересадку эмбрионов проводят реципиентам с содержанием прогестерона в крови от 2 до 3,9 нг/мл, холестерина – 110 мг%, железа – 29,19 мг%.Как доноров, так и реципиентов желательно отбирать с генотипами по трансферриновому локусу АА и АД.

Кормление доноров и реципиентов должно быть биологически полноценным. Недостаточный уровень кормления, несбалансированность рациона по общей питательности и другим жизненно важным элементам, использование кормов низкого качества ведут к нарушению обмена веществ, что оказывает отрицательное влияние на эффективность гормонального вызывания суперовуляции, качество получаемых эмбрионов и их приживляемость.

 

МЕТОДЫ ГОРМОНАЛЬНОЙ ИНДУКЦИИ ПОЛИОВУЛЯЦИИ У КОРОВ-ДОНОРОВ. ПРЕПАРАТЫ И СХЕМЫ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ.

 

Процесс воспроизводства основывается на комплексе биологических и физиологических закономерностей. В результате сложного взаимодействия между нервной и гуморальной системами создается сложный регулирующий механизм (нейроэндокринная система) управления функцией размножения. В настоящее время разработаны и внедрены в практику биологические методы воздействия на процесс воспроизводства и его управление. Одним из таких методов является гормональная стимуляция множественной овуляции яичников.

Для вызывания суперовуляции у крупного рогатого окота используются гонадотропные препараты (гонадотропин сыворотки жеребых кобыл – ГСЖК и фолликулостимулирующий гормон – ФСГ - гипофиза животных), для синхронизации половых циклов – аналоги простагландина Ф₂-альфа (эстрофан, клопростенол, суперфан, ремофан, клатрапростин, эстуфалан и др.). Применяется также французский метод синхронизации охоты, который включает использование специальных пролонгирующих имплантантов, пропитанных прогестероном или его аналогом "синхроматом-В" и аналогом простагландина Ф₂-альфа - прозольвином. Препараты ГСЖК обладает комплексной фолликулостимулирующей и лютеонизирующей активностью. Период полураспада экзогенного ГСЖК у коров составляет около 6 дней. Соотношение ФСГ и ЛГ в различных партиях неодинаковое, что отрицательно влияет на результативность суперовуляции. Стимуляция роста фолликулов препаратами ГСЖК сопровождается, как правило, увеличением массы яичников, образованием после овуляции разного числа и величины желтых тел. Из-за длительного распада ГСЖК в крови животных накапливаются повышенные концентрации гормонов. Изменение эндокринного статуса при индукции суперовуляции может оказывать неблагоприятное действие на оплодотворяемость яйцеклеток, развитие зародышей, а также на морфологическое, биохимическое и физиологическое состояние половых органов (в частности, наблюдается кистозное перерождение яичников). Для исключения длительной стимуляции роста фолликулов применяется анти-СЖК. Обработка антисывороткой в день проявления охоты предполагает нейтрализацию циркулирующего в крови животных ГСЖК и тем самым прекращение дальнейшей стимуляции роста фолликулов в яичниках. Это создает более благоприятный фон для овуляции, оплодотворяемости яйцеклеток и последующего развития зародышей. В практике используются стандартные гонадотропные препараты высокой степени очистки: сывороточный гонадотропин (Чехия, страны СНГ и Балтии), фоллигон (Голландия), прегмагон (Германия). Для вызывания суперовуляции используется ГСЖК по схемам (таблицы 1,2).

Таблица 1.