CC BY
50
УДК 636.39:611.013 UDC636.39:611.013
ПОВЫШЕНИЕ INCREASE OF INSEMINATION
РЕЗУЛЬТАТИВНОСТИ PRODUCTIVITY IN SHEEP BY
ОСЕМЕНЕНИЯ ОВЕЦ CRYOPRESERVED SPERM
КРИОКОНСЕРВИРОВАННОЙ СПЕРМОЙ
М.М. Айбазов, д. с.-х. н., проф. Aybazov М.М., Dr. Agri. Sci., Prof. Т.В. Мамонтова, к.. с.-х. н. Mamontova TV., Cand. Agri. Sci.
ФГБНУ «Всероссийский НИИ All-Russian Research Institute of
овцеводства и козоводства» Sheep and Goat Breeding
М.С. Сеитов, д. биол. н., проф. Seitov M.S., Dr. Biol. Sci., Prof. Оренбургский ГАУ Orenburg State University
В статье приводятся The results of laparoscopic результаты лапароскопического intrauterine introduction to sheep внутриматочного введения овцам with spontaneous heat of frozen-со спонтанной охотой thawed sperm of ram are presented замороженной-оттаянной спермы in the article. It is noted that when барана. Отмечается, что при using a two-time selection of sheep использовании двукратного в in the state of estrus the fertilization сутки отбора овец в состоянии was 68,8% with a fertility of 130,9%. эструса оплодотворяемость The conclusion is made about the
составила 68,8% при advisability of intrauterine
плодовитости 130,9%. Делается introduction of cryopreserved sperm вывод о целесообразности for increasing the effectiveness of its внутриматочного введения use.
криоконсервированной спермы для повышения результативности ее использования.
Ключевые слова: Key words: cryopreserved sperm,
криоконсервированная сперма, insemination, fertility осеменение, плодовитость
Обоснование исследований.
В работе были использованы материалы биоколлекции «Генофондное хранилище криоконсервированной спермы МРС» ФГБНУ ВНИИОК ФАНО России.
В этом году исполняется 70 лет научному открытию «Свойства живчиков млекопитающих сохранять биологическую полноценность после быстрого замораживания» (№ 103, приоритет от 1 июня 1947 г.), авторами которого являются выдающиеся отечественные ученые В.К. Милованов, И.И. Соколовская и И.В. Смирнов. Как констатируется в формуле открытия: «Экспериментально установлено неизвестное ранее свойство живчиков млекопитающих сохранять биологическую полноценность и генетическую информацию после замораживания при температуре ниже - 20°С, например, в сжиженных газах, с получением нормального потомства от замороженного семени».
Благодаря этому открытию селекционеры располагают сейчас богатейшим генетическим материалом: накоплены сотни миллионов доз спермы высокоценных быков, жеребцов, хряков и других видов сельскохозяйственных и диких животных.
За последние десятилетия были достигнуты значительные успехи и в разработке методов криоконсервации спермы баранов, благодаря чему метод получил широкое распространение в практике овцеводства, открыл возможности улучшения селекционной работы за счет рационального использования генетического потенциала наиболее ценных животных, транспортировки и широкого обмена спермой [10,11]. Однако, как показывает практика, в овцеводстве потенциальные возможности этого перспективного метода реализуется не в полной мере, основной причиной этого является низкая (30...45%) оплодотворяемость овец, осемененных замороженной спермой. Низкую результативность осеменения замороженной спермой ряд авторов [2-5] объясняли неспособностью спермиев оплодотворить яйцеклетку, вызванную структурными повреждениями оболочки при криоконсервации. Эта теория, при всей ее обоснованности, не подтвердилась практикой. В блестящих экспериментах О.Еуапв, W.M.C.Maxwell (1987) доказали, что при внутриматочном (внутритрубном) введении замороженной спермы оплодотворяемость овец достигает 60.70%, а в отдельных опытах - до 80-85% [12-14]. Это свидетельствовало о том, что, несмотря на различные повреждения в процессе криоконсервации и дефростации, спермии сохраняют достаточно высокую оплодотворяющую способность. Они же высказали мнение, что значительную роль в сравнительно низкой оплодотворяемости при использовании замороженной спермы барана, по-видимому, играют анатомо-физиологические особенности полового тракта овцы, создающие трудности для глубокого введения спермы с помощью применяемых в практике инструментов.
Однако техника внутриматочного осеменения овец хирургическим методом (лапаротомия) довольно сложна, громоздка, требует значительных затрат. Кроме того, она сопряжена с послеоперационными осложнениями, впоследствии, как правило, ведущими к бесплодию.
Задача состояла в разработке способа внутриматочного осеменения овец замороженной - оттаянной спермой, позволяющего, во-первых, повысить оплодотворяемость овец; во-вторых, уменьшить расход спермы элитных производителей; в-третьих, избежать негативных последствий хирургического вмешательства. Решение этих задач позволило предложить достаточно эффективный способ осеменения овец для широкого практического применения.
В литературе есть результаты внутриматочного лапароскопического осеменения замороженной спермой овец с естественным эструсом. Так, в эксперименте Такепака е! а1. из 5-ти овец, эструс у которых выявляли через каждые 6 ч и осеменили через 24
ч после выявления, объягнилось 4 головы, или 80% [15]. Azzarini and Valledor (1985, 1987) провели внутриматочное осеменение овец криоконсервированной спермой, после которого объягнилось 42-53% овцематок, однако авторы не приводят данные по кратности выборки и осеменения. В исследованиях Reinhold et al. (1990) и Bustamante et al. (1990) приводятся сравнительные данные результативности внутриматочного осеменения овец со спонтанным (естественным) и синхронизированным эструсом (48% против 34% и 54% против 82% соответственно), однако эти результаты не могут быть вполне достоверными, т.к. получены по результатам учета перегула осемененных овец, а не по их ягнению [1, 16].
При внутриматочном осеменении овец замороженной спермой после предварительной гормональной синхронизации эструса объягнилось 50,7% овец (Maxwell, 1984). В аналогичном эксперименте Salamon et al. (1985) получили оплодотворяемость 57,8-66,0% [13,14]. В подобных экспериментах, проведенных на овцах ставропольской породы, В.А.Мороз и др. (1992, 1993) получили следующие результаты [7,9]. От 868 овец, осемененных внутриматочно замороженной спермой с помощью лапароскопии, было получено 473 ягненка (оплодотворяемость составила 54,5%). При этом колебания между разными баранами по показателю оплодотворяемости составили от 23,4 до 69,2%.
Методика исследований. Собственные исследования по внутриматочному осеменению овец замороженной-оттаянной спермой проведены в осенний сезон 2016 г. Сперма была заморожена в гранулах объемом 0,2 мл и хранилась в жидком азоте при - 196оС. Перед внутриматочным введением криоконсервированную сперму оттаивали в специальном устройстве. Дефростированную сперму оценивали по подвижности, для чего каплю спермы исследовали под микроскопом при х400-кратном увеличении в соответствии с действующей «Инструкцией по технологии работы организаций по искусственному осеменению и трансплантации эмбрионов сельскохозяйственных животных» (2000) [6]. К использованию допускалась сперма, имеющая подвижность не менее 4 баллов (40% спермиев имели прямолинейное поступательное движение).
Выявление овец в состоянии спонтанной (естественной) охоты проводили при помощи вазэктомированных баранов-пробников для обеспечения чистоты эксперимента. При этом по времени проведения выборки овцы были разделены на 2 группы.
В первой группе овцематок в состоянии эструса выявляли один раз в сутки: утром с 6:30 до 8:00 часов. Отобранных в охоте животных осеменяли внутриматочно через 2-12 часов после выборки.
Во второй группе овец в охоте выбирали два раза в сутки: утром (с 6:30 до 8:00 часов) и вечером (с 18:30 до 20:00 часов), т.е. с интервалом
12 часов. Отобранных в охоте животных осеменяли внутриматочно через 13-16 часов после выборки.
Внутриматочное осеменение проводили с помощью комплекта лапароскопического оборудования (Richard Volf, Germany), используя методику и технику введения, описанную Evans and Maxwell (1987). Для осеменения в каждый рог матки при помощи специального шприца-катетера инъецировали оттаянную сперму в объеме 0,05 мл с содержанием 20х106 подвижных спермиев. Были учтены овцы, объягнившиеся через 145-155 дней после осеменения.
Результаты исследований. Результаты внутриматочного осеменения овец замороженной спермой представлены в таблице.
Таблица - Влияние частоты и времени выявления половой охоты на результаты ягнения овец после лапароскопического осеменения замороженной спермой ____
Группа овец Время и частота выборки овец в охоте Период времени от выборки до ЛО, ч Осеменено овец, гол. Из них объягнилос ь Родилось ягнят
гол. % гол. %
1 один раз в сутки утром (с 6-30 до 8-00 часов) 2-12 часов 80 32 43,7 40 125,0
2 два раза в сутки: утром (с 6-30 до 8-00 часов) и вечером (с 18-30 до 2000 часов), т.е. с интервалом 12 часов 12-16 часов 80 55 68,8 72 130,9
Данные таблицы показывают, что в эксперименте двукратная в сутки выборка овец в охоте и внутриматочное осеменение через 12-16 ч после выборки имели достоверные преимущества над однократной в сутки утренней выборкой и осеменением через 2-12 часов. Оплодотворяемость овец во второй группе составила 68,8% (объягнилось 55 из 80 овец) при плодовитости 130,9% (получено 72 ягненка от 45 овцематок). В первой группе овец эти показатели составили соответственно 43,7% (32 из 80 овец) и 125,0% (40 от 32 овец). Разница в пользу второй группы овец, которых отбирали в состоянии эструса 2 раза в сутки, достоверна по показателю оплодотворяемости (P<0,01).
Для понимания и объяснения полученных в наших экспериментах результатов представляется важным знание биологических особенностей реализации воспроизводительной функции овец. Так, по данным авторитетных исследователей, продолжительность эструса у овцематок варьирует в достаточно широких пределах и составляет: 38 ч (А.И. Лопырин, 1953), 24-42 ч (Evans and Maxwell, 1987). Вторым важным моментом является время овуляции. Установлено, что яйцеклетка овулирует от начала половой охоты через: 30-32 ч (А.И. Лопырин, 1953),
25-30 ч (Evans and Maxwell, 1987). Следующим важным моментом является продолжительность времени после овуляции, в течение которого яйцеклетка способна оплодотвориться. Это время составляет, по данным А.И. Лопырина (1953), не более 5 ч, а по данным Evans and Maxwell (1987) -12-24 ч. Кроме того, необходимо знать время, в течение которого замороженно-оттаянная сперма жизнеспособна. По данным Н.А. Желтобрюха с соавт. (1977), жизнеспособность спермы в рогах матки составляет 15-16 ч, а в яйцеводах - от 6,5 ч (Н. Логинова, Н.Желтобрюх, 1968) до 10 ч (Н.А. Желтобрюх с соавт., 1977).
Кроме того, необходимо отметить, что существуют различия между баранами по: 1) криорезистентности или устойчивости к замораживанию их спермы; 2) выживаемости или продолжительности жизни спермы после оттаивания и 3) оплодотворяющей способности замороженной-оттаянной спермы.
В соответствии с приведенными особенностями биологии размножения овец, исходя из методики наших экспериментов для объяснения полученных результатов нами сделано несколько предположений.
По методике эксперимента овец в охоте выбирали два раза в сутки: утром (с 6:30 до 8:00 часов) и вечером (с 18:30 до 20:00 часов), т.е. с интервалом 12 часов. Отобранных в охоте животных осеменяли внутриматочно через 13-16 часов после выборки.
Если исходить из того, что овцы в течение суток приходят в охоту равномерно и каждый час в охоту будет приходить по одной овцематке, то второй и каждой последующей выборкой будут отбираться по 12 овцематок в охоте. К моменту осеменения (через 12-17 часов после выборки) продолжительность эструса у них составит от 13 до 27 часов. Исходя из средней продолжительности половой охоты, которая составляет 36 ч, и среднего времени овуляции и выхода яйцеклетки в яйцепровод, которое составляет 26-28 часов от начала эструса, оптимальное время для внутриматочного введения спермы всей группе овцематок приходится на предлагаемое нами время, т.е. 13-16 часов после выборки. Учитывая, что замороженно-оттаянная сперма живет в рогах матки 15-16 часов, а яйцеклетке необходимо время для продвижения в нижнюю треть яйцепровода, где, как правило, происходит оплодотворение, то становится понятной максимальная результативность предлагаемого нами варианта выборки, который позволяет создать максимально благоприятные условия для встречи мужских (спермии) и женской (яйцеклетка) гамет для получения высокой оплодотворяемости овец.
Примерно так, по нашему мнению, теоретически выглядит зависимость эффективности внутриматочного осеменения от кратности выборки овец в охоте и времени их осеменения. На практике эффективность внутриматочного осеменения может зависеть от многих других факторов, таких как вариации между овцами по
продолжительности половой охоты, времени овуляции, качеству спермы баранов и т.д. Тем не менее на основании полученных результатов можно сделать вывод о том, что лапароскопическое внутриматочное введение замороженной-оттаянной спермы повышает результативность осеменения овец и может быть использовано, например, при использовании дорогостоящей импортированной спермы.
Список литературы:
1. Айбазов, М.М. Применение лапароскопии при внутриматочном осеменении и трансплантации эмбрионов у овец / М.М. Айбазов // Вестник ветеринарии. - 1998. - N 5. -С. 51.
2. Айбазов, М.М. Воспроизводительные функции баранов австралийской селекции в адаптационном аспекте / М.М. Айбазов, П.В. Трубникова, Д.В. Коваленко // Зоотехния. -2007. - N_5. - С. 29-30.
3. Айбазов, А.М.М. К вопросу о сохранении генофонда и биологической полноценности криоконсервированной спермы / А.М.М. Айбазов, П.В. Аксенова, К.К. Ашурбегов, Д.В. Коваленко // Сборник научных трудов Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства. - 2011. - Т. 1. - N 4-1. - С. 24-29.
4. Айбазов, М.М. Криорезистентность эмбрионов коз в зависимости от стадии развития / М.М. Айбазов, Т.В. Мамонтова // Сборник научных трудов Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства.- 2013. - Т. 3. - N 6. - С. 14-17.
5. Айбазов, М.М. Перспективная биотехнология воспроизводства овец и коз / М.М. Айбазов, Т.В. Мамонтова, М.С. Сеитов // Сборник научных трудов Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства. - 2014. - Т. 1. - N 7 (1). - С. 3-7.
6. Аксенова, П.В. Рациональное использование генофонда зааненских производителей / П.В. Аксенова, М.М. Айбазов // Зоотехния. - 2011. - N 9. - С. 6-7.
7. Мороз, В.А. Результаты австрало-российского эксперимента по использованию замороженной и свежеполученной спермы мериносовых баранов австралийской и ставропольской пород методом лапароскопии / В.А. Мороз, Т.К. Бурдуковская, М.М. Айбазов и др. // Генетика, селекция и качество продукции овец и коз. Сб. науч тр./ВНИИОК. - Ставрополь, 1992. - С.93-109.
8. Мороз, В.А. Результаты первого этапа австрало-российского эксперимента / В.А. Мороз, Т.К. Бурдуковская, М.М. Айбазов и др. // Овцеводство. -1993. - N 3. - С.10-14.
9. Мороз, В.А. Некоторые итоги поздневесеннего ягнения овец на пастбище / В.А. Мороз, В.С. Зарытовский, В.И. Головин, М.М. Айбазов, И.Н. Бронников, В.И. Чавренко, В.И. Маслов, Л.Ф. Кравцов // Овцы, козы, шерстяное дело. - 2001. - N 2. - С. 7-10.
10. Кононенко, С.И. Биохимические параметры крови аборигенных карачаевских коз при различных условиях содержания / С.И. Кононенко, М.М. Айбазов, Т.В. Мамонтова, З.К. Гаджиев // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2012. - N 34. - С. 173-175.
11. Мамонтова, Т.В. Продуктивность аборигенных карачаевских коз / Т.В. Мамонтова, З.К. Гаджиев, А.М.М. Айбазов // Овцы, козы, шерстяное дело. - 2012. - N 2. - С. 25.
12. Evans G., Maxwell W.M.C.Salamon's artificial insemination of sheep and goats. Butterworths, Sydney, 1987:194 p.
13. Salamon S., Maxwell W.M.C., Evans G. Fertility of ram semen frozen-stored for 16years. Proc. Aust. Soc. Reprod. Biol.1985, vol. 17, p. 62, abstract.
14. Salamon S, Maxwell WMC. Frozen storage of ram semen. II. Causes of low fertility after cervical insemination and methods of improvement. AnimReprodSci 1995, vol. 38, p. 1-36.
15. Takenaka S, Fukui Y, Ono H. Intrauterine insemination with frozen semen in the ewe using a laparoscope. Jpn. J AnimReprod 1985, vol.31, p. 25-27.
16. Trukhache, V. Myostatin gene (mstn) polymorphism with a negative effect on meat productivity in dzhalginsky merino sheep breed / V.Trukhachev, V.Belyaev, A. Kvochko, A.Kulichenko, D. Kovalev, S.Pisarenko, A.Volynkina, M.Selionova, M.Aybazov, S. Shumaenko, A.Omarov, T.Mamontova, N.Golovanova, O. Yatsyk, A.Krivoruchko //Journal of BioScience and Biotechnology. -2015. -Vol. 4. -№2. -Р. 191-199.
