Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 7
1.1 Использование быков-производителей голштинской породы 7
1.2 Современные методы оценки, отбора и использования быков-производителей 12
1.3 Современная технология воспроизведения животных — искусственное осеменение 19
1.4 Роль зоотехнической иммунологии в воспроизводстве 24
1.5 Аутоиммунные явления в организме быков-производителей 27
1.6 Влияние эндогенных и экзогенных факторов на спермопродукцию быков производителей 31
ГЛАВА 2. Материал и методы исследований 38
2.1 Выявление аутоиммунных реакций у быков-производителей 44
ГЛАВА 3. Результаты собственных исследований 47
3.1 Подвижность сперматозоидов в зависимости от происхождения быков-производителей 47
3.2 Объем эякулята у быков-производителей различного происхождения 49
3.4 Общее число сперматозоидов в эякуляте у быков-производителей различного происхождения 54
3.5 Качество эякулятову быков-производителей различного происхождения 56
3.6. Влияние происхождения быков-производителей на соотношение полов потомства 57
3.7 Биохимический анализ сыворотки крови быков-производителей различного происхождения 58
3.8 Аутоиммунные явления у быков-производителей различного происхождения 64
3.9 Биохимические показатели сыворотки крови в зависимости от титра аутоиммунности 71
4. Обсуждение 75
5. Выводы 78
6. Предложения производству 79
Список литературы 80
- Современные методы оценки, отбора и использования быков-производителей
- Современная технология воспроизведения животных — искусственное осеменение
- Подвижность сперматозоидов в зависимости от происхождения быков-производителей
- Объем эякулята у быков-производителей различного происхождения
Введение к работе
Актуальность работы. Аграрный сектор является одной из важнейших составляющих общей экономической системы любого развитого государства. Продукты питания, сырье для легкой и кожевенной промышленности, лекарственные препараты - вот далеко неполый перечень того, что он дает народному хозяйству. Развитие любой другой отрасли экономики напрямую зависит от результатов деятельности агропромышленного комплекса. Поэтому экономическая безопасность государства во многом определяется уровнем развития сельскохозяйственного производства (И.М. Дунин, 1998). Ускоренное увеличение производства основных продуктов животноводства -важнейшая задача агропромышленного комплекса нашей страны. Выполнение этой задачи невозможно без организации и планирования воспроизводства стада. Воспроизводство стада - сложный производственный процесс, включающий комплекс организационно-хозяйственных, биологических, зооветеринарных и технологических мероприятий, направленных на получение здорового приплода, его сохранение, выращивание и создание животных, обладающих высокой продуктивностью (Н.М. Решетникова и др., 1988).
Выдающимся достижением биологической науки XX века стал разработанный в нашей стране прогрессивный метод размножения животных - искусственное осеменение. Основное преимущество искусственного осеменения заключается в том, что оно позволяет получить от одного племенного производителя - улучшателя во много раз больше потомства, чем при естественном спаривании животных.
В этой связи целенаправленное исследование по изучению спермопродукции у быков-производителей голштинской породы с учетом страны выведения наряду с аутоиммунными процессами представляет актуальную задачу.
Цель исследований Цель. Выявить в аутосыворотке крови быков-производителей различного происхождения наличие аутоиммунных антител и их влияние на сперматологические и биохимические показатели.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
Изучить сперматологические показатели семени у быков-производителей в сравнительном аспекте в зависимости от их происхождения;
Изучить взаимосвязь биохимических показателей сыворотки крови быков-производителей с их спермопродукцией;
Выявить наличие аутоантител к сперматозоидам в организме быков-производителей голштинской породы в зависимости от их происхождения;
Уточнить зависимость аутоиммунных процессов в организме.быков-производителей от их спермопродукции и биохимических показателей;
Выяснить влияние титра аутоиммунности на качество семени.
Научная новизна
Впервые изучены быки-производители одной породы различного происхождения в сравнительном аспекте по иммунобиологическим, зоотехническим, ветеринарным и биохимическим показателям при содержании их в одинаковых условиях. Выявлены титры аутоантител к сперматозоидам у быков-производителей, изучено их влияние на сперматологические показатели, в зависимости от происхождения быков-производителей.
Практическая значимость
Проведенные исследования позволяют определить состояние иммунной системы организма у быков-производителей и степень отклонения от нормы, а также выяснить причины снижения эффективности использования быков-производителей, в частности, выбраковки полученных эякулятов.
Тестирование быков-производителей на реакцию иммобилизации к! живчиков (РИМЖ) наряду с биохимическими показателями позволяет определять состояние организма у быков-производителей и прогнозировать получение высококачественного семени в больших объемах.
На защиту выносятся следующие положения
Метод выявления аутоиммунных нарушений у быков-производителей
, голштинской породы различного происхождения в реакции иммобилизации живчиков (РИМЖ) как иммунобиологический тест при диспансеризации животных;
Статистический анализ спермопродукции быков-производителей голштинской породы различного происхождения;
Влияние аутоиммунности на сперматологические показатели семени быков-производителей голштинской породы;
3. Биохимические показатели сыворотки крови и их взаимосвязь со т спермопродукцией быков-производителей голштинской породы различного происхождения.
Апробация работы
Результаты работы были доложены на объединенной научной конференции отдела биологии воспроизводства и трансплантации эмбрионов сельскохозяйственных животных им. акад. В.К. Милованова . ВИЖа и ФГОУ РАМЖ (апрель 2006г). На юбилейной международной научно-практической конференции, посвященной 10-летию академии (ФГОУ РАМЖ) по проблеме: "Повышение конкурентоспособности животноводства и задачи кадрового обеспечения" (июнь 2004г).
Современные методы оценки, отбора и использования быков-производителей
На племпредприятиях содержатся наиболее ценные быки-производители. Качество их семени и объем эякулятов в основном зависят от наследственных свойств, кормления, содержания, способа подготовки быков к взятию семени, его взятия и режима использования. От качества и количества в основном зависит накопление необходимого количества семени, успех целенаправленной племенной работы по повышению продуктивности новых поколений животных, оплодотворяемость коров и телок. По воспроизводительной способности оценивают всех производителей племпредприятий и станций по искусственному осеменению животных. Важным показателем воспроизводительной способности производителей является их половая активность (Л.Н. Шарыгина., 2003). Использование ценных производителей позволяет в кратчайшие сроки увеличить не только генетический потенциал стада, но и вести одновременную широкомасштабную селекцию в животноводстве (Л.К. Эрнст., 1982). Крупномасштабная селекция - это централизованная система взаимосвязанных научно-обоснованных селекционно-генетических, биотехнологических и организационных мероприятий, обеспечивающих планомерный и постоянный прогресс в определенной породной популяции скота, которая базируется на единой программе селекционно-племенной работы в целом по всей породе; оценке и отборе матерей и отцов быков; проверке быков по энергии роста, показателям воспроизводительной способности и качеству потомства; создании банка спермы от проверенных быков, эффективном использовании быков улучшателей (Ф.Ф. Эйснер., 1976; Н.Г. Спивак., М.Д. Дедов., 1979; В.Н. Ямчинский., 1980; Н.Г. Дмитриев., 1981). Крупномасштабная селекция имеет дело не с отдельными животными, а с большими группами, составляющими селекционируемую популяцию. По отношению к отдельным животным и результатам отдельных спариваний методы крупномасштабной селекции неприменимы, но по отношению к большому массиву животных они обеспечивают определенный эффект (Ф.Ф. Эйснер., 1981).
В условиях крупномасштабной селекции генетическое улучшение молочного скота в целом в популяциях на 90-95% происходит за счет " использования быков-производителей (Н.З. Басовский с соавт., 1985). На долю быков-производителей приходится 65-70% эффекта & селекции в породе, в том числе за счет отбора отцов быков - 40-50%, матерей быков 30-40% и отцов коров 15-20%. Поэтому организация ? системы воспроизводства быков для племпредприятий является основой племенной работы (В.Н. Егоров., 2004). Более того, хорошо известно, что вклад генотипа быков в совершенствование племенных признаков составляет до 80% (Н.М. Костомахин., Е.Б. Бадмажапова., 2004). Задача повышения генетического потенциала популяции решается путем ускорения селекционного процесса за счет мобилизации местных и импортных высокопродуктивных генотипов быков-улучшателей. Импортируемые производители в новых природно-климатических условиях проходят адаптацию к новым условиям эксплуатации, но при этом изменяются. Все это неизбежно сказывается на воспроизводительной способности животных, качестве и количестве получаемой от них биопродукции, что может привести к снижению запасов и уменьшению возможности варьирования спермой (А.А. Рудко., 2003). Индивидуальная изменчивость показателей спермопродукции у отдельных быков-производителей свидетельствует о возможности ведения селекции по этим показателям, кроме того, возникает необходимость предварительной оценки быков по спермопродукции перед использованием их в системе искусственного осеменения (А.П. Солдатов., 1984). Кроме того, В.М. Гукежев., Н.П. Сударев (1985) установили высокую повторяемость качественных показателей спермопродукции и рекомендуют вести отбор быков для племпредприятий по результатам первого года использования. Использование оценок отцов и отцов матерей молодых импортных быков, полученных тщательно разработанными методиками в странах их выведения, позволит более рационально и эффективно использовать генетический материал до оценки его по качеству потомства (Д.В. ; Карликов., 1990). Результаты исследований В.Н. Егорова (2004) указывают на то, что . применение на практике системы оценки, отбора и использования (селекции) быков-производителей можно разделить на три основных варианта: 1) на каждого проверяемого быка создается банк долговременного хранения спермы, после чего животных выводят из стада; 2) большинство случного контингента осеменяют спермой молодых быков, отобранных только по родословной и собственным показателям (рост и развитие, количество и качество спермы); 3) после контрольного осеменения проверяемых быков не используют, а переводят в группу так называемых ожидающих. Когда результаты оценки по качеству потомства станут, известны, быков 15 улучшателей интенсивно используют, а быков-ухудшателей выбраковывают. Последняя используется в США, Англии, Канаде, Израиле, і Германии (Нижняя Саксония): а) сначала от проверяемых быков создается запас спермы по 10000 доз, а затем их переводят в стадо ожидающих, б) после создания необходимого банка спермы, например по (20-ЗОтыс доз на быка), всех быков ликвидируют, часть из них, наиболее ценных, переводят в группу отцов-быков. Е.В. Никиткина с соавт. (2004) показала возможность селекции быков одновременно по продуктивным и воспроизводительным показателям. Хотя эффективность селекции признаков воспроизводства по сравнению с продуктивными признаками будет намного меньше и для их заметного улучшения требуются несколько поколений при непрерывной селекции. Ю.В. Саморуков (2003) считает необходимым улучшение белковомолочности стада, и обращать внимание при выборе быков на й показатели белка в молоке женских предков и генотип каппа-казеина
Современная технология воспроизведения животных — искусственное осеменение
Биология воспроизведения - отрасль биологической науки, которая нашла широкое применение в практике. На основании вскрытия естественных закономерностей процесса воспроизведения разработана техника искусственного осеменения животных, ставшая ныне обязательным и важным звеном в повышении продуктивности и породности животных (И.И. Соколовская., 1969). Высокая эффективность метода искусственного осеменения сельскохозяйственных животных убедительно подтверждена более чем полувековой практикой его применения. Разработка приемов и средств повышения результативности осеменения при использовании криоконсервированной спермы является одной из первоочередных задач науки (В.П. Кононов., М.С. Мамбеталиев., 1994). Одним из самых первых внедрил в нашей стране метод искусственного осеменения И.И.Иванов. В 1946 г. в лаборатории Искусственного осеменения ВИЖа был произведен опыт замораживания кроличьей спермы, в результате которого выяснилось, что замороженная и оттаявшая сперма способна не только производить оплодотворение, но, и обеспечить нормальное развитие потомства (И.И. Соколовская., 1947). Н.П. Шергин (1967) основой искусственного осеменения считал физиологию сперматозоида и знание полового цикла самок. Физиология сперматозоида, в свою очередь, на 90% представлена химией и биохимией мужской половой клетки. Искусственное осеменение коров и телок имеет ряд преимуществ по сравнению с естественными: генетическое улучшение популяции, предупреждение перезаражения животных, передаваемым половым путем, экономичность, долговременное хранение генетического материала (А.Н. Варнавский., 1990). Масштабное использование искусственного осеменения самок криоконсервированным семенем потребует сосредоточения генетически ценных быков-производителей в крупных госплемпредприятиях (В.К. Милованов., 1980). Сперматогенез разных видов животных и человека как один из важнейших факторов в искусственном осеменении был изучен многими авторами, в том числе Э. Рузен-Ранге (1980).
Сравнительное исследование состава спермы быка, полученной, с помощью искусственной вагины и путем электроэякуляции изучал в США R.H.Foote(1970). G.E. Seidel et al. (1969) утверждают, что при взятии семени у голштинских быков-производителей в возрасте 28-36 мес. немаловажное значение имеет интервал между взятиями эякулятов. Длина и температура искусственной вагины тоже оказывает небольшое влияние. Важную роль в искусственном осеменении играют методы получения, хранения, и оценки спермы (А.Д. Курбатов с соавт., 1988; Ф.И. Осташко., 1978; Б.П. Завертяев., 1989; И.Ф. Заянчковский и др., 1975), замораживание, применение санирующих средств, обеспечивающих г. . минимальный уровень загрязненности спермы (Н.И. Полянцев с соавт., 1989; А.Д. Бугров., П.Н. Скляров., 2000). И.П. Шейко., В.В. Жаркий и др. (2004) теоретически обосновали и практически реализовали возможность использования для искусственного осеменения допустимо меньшей дозы (10 млн. вместо 15) подвижных сперматозоидов от высокоплодовитых быков без снижения оплодотворяемости. Применение меньшей дозы подвижных сперматозоидов с прямолинейным поступательным движением (ППД) значительно (на 30%) повышает эффективность использования высокоценных быков и снижает возможность образования изоантител против сперматозоидов в организме коров, отрицательно влияющих на результативность осеменения. Эмбриональные потери у коров, осемененных замороженной и оттаянной спермой, могут достигать 20-25%. Снижение эмбриональной выживаемости можно предотвратить однократной (в несколько точек) внутрикожной иммунизацией коров смесью сперматозоидов быков (В.П. Радченков., В.К. Стоянов., 1995). Снижение бактериальной загрязненности замороженной спермы возможно при использовании метода раздельного замораживания эякулятов быков-производителей (А.С. Ерохин., 1986). О внедрении искусственного осеменения в США подробно описывают Г.У. Солсбери с соавт. (1966). Число отцов быков, размер селекционной группы, количество накапливаемых спермодоз на быка, размер популяции коров, осемененных спермой молодых быков и др., могут регулироваться селекционером (Р.К. Petersen et al. 1974., J Philipson et al., 1979). M. Мамытбеков (1993) считает наиболее сопряженным с оплодотворяющей способностью семени общее число сперматозоидов в % эякуляте. При получении от быков и баранов спермы с пониженной $ подвижностью сперматозоидов (косвенный показатель содержания в ней большого процента патологических сперматозоидов) нужно дополнительно исследовать (И.И. Родин и др., 1981) их морфологический состав и при показаниях применять стимулирующие средства (массаж семенников и кофеин отдельно или в комплексе, холостые садки). Исследования, проведенные СО. Турчановым (1998), указывают на наличие высокодостоверной корреляции морфологического развития половых желез быков с их живой массой, возрастом, качественными и количественными показателями спермопродукции.
Подвижность сперматозоидов в зависимости от происхождения быков-производителей
При первичной оценке качества семени одним из основных параметров является подвижность семени в свежевзятом эякуляте, в связи с этим изучение этого показателя у быков-производителей в зависимости от их происхождения является более чем актуальным. Данные подвижности сперматозоидов по двум эякулятам представлены в табл.1. Таблица 1 Подвижность свежевзятого семени быков-производителей в зависимости от их происхождения Происхождениебыков-производителей Число взятий Подвижность, баллы М±ш ст cv I эякулят Голландия 320 7,23±0,03 0,61 8,44 Дания 354 7,34±0,03 0,47 6,44 Канада 314 7,38±0,03 0,53 7,17 Россия 217 7,25±0,03 0,43 5,93 Всего по породе: 1205 7,30±0,02 0,52 7,16 II эякулят Голландия 320 7,55±0,03 0,50 6,58 Дания 354 7,61±0,03 0,49 6,41 Канада 314 7,63±0,03 0,48 6,30 Россия 217 7,62±0,03 0,49 6,39 Всего по породе: 1205 7,60±0,02 0,49 6,43 Из таблицы 1 следует, что подвижность сперматозоидов в эякуляте оказалась выше у второго эякулята по всем изучаемым группам. Самой высокой была подвижность сперматозоидов в эякуляте у быков-производителей, завезенных из Канады 1-эякулят - 7,38 балла, II-эякулят - 7,63 балла во втором эякуляте. Низкую подвижность показали быки-производители из Голландии 1-эякулят - 7,23 балла, И-эякулят - 7,55 балла. У быков-производителей из Дании 1-эякулят составил - 7,34 балла, П-эякулят - 7,61 балла и полученных в Российской Федерации 1-эякулят -7,25 балла, П-эякулят 7,62 балла.
Распределение вышеуказанного показателя в зависимости от происхождения быков-производителей наглядно показано в рисунке 1. Рис.1. Подвижность свежевзятого семени у быков-производителей в зависимости от их происхождения Из рисунка 1 видно, что во всех изучаемых группах второй эякулят был выше, чем первый. Результаты сравнительного анализа двух эякулятов на второй год исследования по всем группам показал, аналогичный результат. Подвижность сперматозоидов во втором эякуляте была высокой у быков-производителей полученных в Канаде. 3.2 Объем эякулята у быков-производителей различного происхождения Результаты исследования объема эякулятов в зависимости от происхождения быков-производителей (голландское, датское, канадское, российское) представлены в табл.2, рис.2. Таблица 2 Объем эякулята быков-производителей в зависимости от их происхождения Происхождение быков-производителей Число взятий Объем эякулята, мл. М±т ст Cv I эякулят Голландия 320 4,71±0,09 1,56 33,04 Дания 354 3,94±0,07 1,24 31,55 Канада 314 5,22±0,07 1,28 24,43 Россия 217 4,09±0,11 1,69 41,30 Всего по породе: 1205 4,51±0,04 1,52 33,75 II эякулят Голландия 320 4,85±0,08 1,43 29,53 Дания 354 4,24±0,06 1,11 26,23 Канада 314 5,39±0,07 1,33 24,73 Россия 217 4,35±0,11 1,59 36,55 Всего по породе: 1205 4,72±0,04 1,42 30,25 -Р 0,001, -Р 0,05 Проведенный анализ показал, что объем второго эякулята больше, чем первого, по всем группам независимо от их происхождения. Выявлено, что наибольший объем эякулятов был у быков-производителей канадского происхождения (I - 5,22 мл, II - 5,39 мл). У голландских быков-производителей средний объем: 1-го эякулята составил - 4,71мл, И-го эякулята - 4,85 мл. Наиболее меньший объем эякулятов имели российские быки I-эякулят - 4,09 мл, И-эякулят - 4,35мл. Самый низкий объем эякулята оказался у быков-производителей, привезенных из Дании: 1-эякулят - 3, 94 мл, И-эякулят - 4, 24 мл. Биометрическим анализом выявлено достоверное различие объема первых эякулятов у быков-производителей голландского и датского происхождения (4,71мл и 3,94 мл, соответственно; Р 0,05). Высокодостоверное различие было выявлено также между эякулятами от голландских и канадских быков-производителей (4,71 мл и 5,22 мл, соответственно; Р 0,001). Голландские и российские быки-производители показали разницу в пределах 0,62 мл и 0,50 мл, соответственно (Р 0,05). Высокодостоверные различия в объеме эякулята выявлены у канадских и датских быков (5,22 мл и 3,94 мл, соответственно; Р 0,001), канадских и российских быков-производителей ( 5,22 мл и 4,09 мл, соответственно; Р 0,001).
Объем эякулята у быков-производителей различного происхождения
Во втором эякуляте была высокодостоверная разница по объему семени между голландскими и датскими быками-производителями (4,85 мл и 4,24 мл, соответственно; Р 0,001), между голландскими и канадскими быками-производителями (4,85 и 5,39 мл, соответственно; Р 0,001). Анализ показал, что объем эякулята, варьировал в пределах 1,0-13,0 мл у быков-производителей отечественного происхождения, у быков-производителей из Голландии - 1,0-12,0 мл. Были также проведены исследования объема эякулята на второй год. Результаты исследований показали, что у Голландских быков-производителей объем эякулятов 1-эякулят-5,45 мл, П-эякулят 5,63 мл, у канадских быков-производителей 1-эякулят-5,57 мл, И-эякулят 5,50 мл. Объем эякулятов датских быков-производителей 1-эякулят - 4,91 мл, II-эякулят - 5,05 мл. Быки-производители, полученные в отечественных племзаводах показали первый эякулят-4,64 мл, второй эякулят-4,91 мл. мл4 ли 3 л и2т 1р0 J А 714,85 5,22 5,39 і . 3,94 4,24 4,09 4,35 Голландия Дания Канада Россия 1 эякулят 2 эякулят Рис. 2. Объем эякулята быков-производителей в зависимости от их происхождения Из рисунка видно, что наибольший объем эякулята был у быков-производителей из Канады 1-5,22 мл, 11-5,39 мл. Степень разбавления полученного эякулята и количество пригодных к замораживанию доз семени зависит от концентрации сперматозоидов в эякуляте. От концентрации сперматозоидов в эякуляте зависит выход доз получаемых от одного эякулята и эффективность использования быков-производителей различного происхождения. Исследовали концентрацию сперматозоидов в эякулятах у быков-производителей в зависимости от их происхождения при дуплетном взятии. Результаты исследований представлены в таблице 3, рисунке 3. Таблица З Концентрация сперматозоидов в эякуляте быков-производителей в зависимости от их происхождения Происхождение быков-производителей Число взятий Концентрация сперматозоидов, млрд/мл М±т ст cv I эякулят Голландия 320 1,07±0,01 0,24 21,96 Дания 354 1,20±0,01 0,25 21,17 Канада 314 1,03±0,01 0,19 18,64 Россия 217 1,22±0,02 0,54 44,34 Всего по породе: 1205 1,12±0,01 0,25 22,41 II эякулят Голландия 320 1,07±0,01 0,24 22,15 Дания 354 1,20±0,01 0,25 21,17 Канада 314 1,03±0,01 0,19 18,54 Россия 217 1,19±0,02 0,28 23,95 Всего по породе: 1205 1,12±0,01 0,25 22,41 Анализ показал, что самые высокие результаты по концентрации сперматозоидов у быков-производителей, полученных в Российской Федерации: 1-эякулят (1,22 млрд/мл) и П-эякулят (1,19 млрд/мл). Самый низкий показатель у канадских быков-производителей 1-эякулят (1,03 млрд/мл), П-эякулят (1,03 млрд/мл). По остальным группам концентрация сперматозоидов в эякулятах была одинаковой в обоих эякулятах. Результаты биометрического анализа по концентрации сперматозоидов в I-эякуляте показали высокодостоверную разницу между голландскими и датскими быками-производителями (Р 0,001), у голландских и российских быков-производителей (Р 0,001), датских и канадских быков-производителей (Р 0,001). По вторым эякулятам установлена также достоверная разница между голландскими и датскими быками-производителями (Р 0,001), голландскими и российскими Р 0,001, датскими и канадскими быками 53 производителями - Р 0,001; между канадскими и российскими быками-производителями - Р 0,001. Концентрация сперматозоидов у канадских быков-производителей варьировала от 0,8 до 1,6 млрд/мл. У остальных групп концентрация сперматозоидов варьировала от 0,8-2,0 млрд/мл. 1,25 м 1,2 и М и п 1,15 Л Л 11 л и И л 1,05 а р т 1 Д р 0,95 0,9 . - уу : 1,2 1,2 1,071,07 1,031,03 Голландия Дания Канада Россия эякулят 2 эякулят Рис.3. Концентрация сперматозоидов быков-производителей в зависимости от их происхождения Из рисунка 3 видно, что первый и второй эякуляты находились на одном уровне во всех изучаемых группах.
