Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 10
Цитологические основы сперматогенеза 10
Характеристика спермы 13
Составляющие спермы и её химический состав 13
Строение спермиев 15
Энергетика спермиев 18
Агглютинация и антигены спермиев 22
Влияние осмотического давления, микробной и грибковой загрязнённости на качество спермиев 24
1.3. Криоконсервация спермы быков 27
Физико-химические основы замораживания и оттаивания биологических объектов 27
Морфологические и биохимические изменения в сперме при её охлаждении и оттаивании 30
1.4. Качество спермы и её оплодотворяющая способность 33
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 40
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 50
3.1. История образования ОАО Племпредприятия
«Барнаульское» 50
3.2. Характеристика быков-производителей, сперма которых
была комплексно исследована 52
3.2.1. Получение криоконсервированной спермы на
ОАО Племпредприятии «Барнаульское» 58
3.3. Качество криоконсервированной спермы 64
3.3.1. Органолептические и физические свойства
замороженно-оттаянной спермы
Морфологические и биологические свойства криоконсервированной спермы 66
Микробиологические и биохимические свойства замороженно-оттаянной спермы 78
3.4. Влияние биохимического состава сыворотки крови
быков-производителей на качество их
криоконсервированной биопродукции 80
3.5. Коррелятивная зависимость между некоторыми качествен-
ными показателями криоконсервированной спермы 86
3.6. Оплодотворяющая способность спермы разного срока
хранения 92
3.7. Экономическая эффективность использования
биопродукции, хранившейся в жидком азоте
на ОАО «Барнаульское» 96
4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ 98
ВЫВОДЫ 105
ПРЕДЛОЖЕНИЯ 107
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 108
ПРИЛОЖЕНИЯ 132
Введение к работе
Биологическая наука в XX веке внесла в технологию животноводства высокоэффективный метод искусственного осеменения животных. Этот метод открыл широкую возможность для ведения планомерной и эффективной системы племенной работы в животноводстве и получения практически неограниченного числа потомков от выдающихся племенных производителей (Милованов В. К., 1962).
Трудно переоценить значение для практики сельского хозяйства и расширения селекционно-племенной работы метода криоконсервации спермы быков, открытого В. Миловановым и И. Смирновым более 40 лет назад (Соколовская И. И., 2003). Благодаря этому открытию селекционеры располагают сейчас богатейшим генетическим материалом: накоплены сотни миллионов доз спермы от высокоценных быков.
Развитие животноводства невозможно без хорошо организованного селекционного процесса. Одним из основных методов селекции животных является повышение воспроизводительных качеств животных с сохранением генетического материала на уровне клетки длительное время.
За последние годы достигнуты значительные успехи в разработке методов криоконсервации спермы не только быков (Vomer I., 1983; Stolla R., 1985; Делеу В. Г., 1985; Devis А. Р., 1987 и др.), но и хряков (Курбатов А.Д., 1983; Aalbers I. G., 1985; Зверева А. П., 1986; Корбан Н. В., 1987 и др.), баранов (Ашимов Ж., 1984; Sramek С, 1985; Наук В. А., Борончук Г. В., 1985; Цекова Е., 1986 и др.), жеребцов (Платов Е. М., Фомина Е. Л., 1973; Kosiniak К., 1987 и др.) и сельскохозяйственной птицы (Царенко Р. Г., 1979; Tai J. J. L., 1983; Булига A. E., 1984; Каркач П. M., 1984; Schramm G. P., 1986; Wishart G. J., 1986; Maeda Т., 1986; Stove - Schimmelpfennig K., 1987; Андреев В. И., 1987; Нарубина Л. Е., 1988; Мацкова Л. И., 1990 и др.). Длительное хранение спермы приобретает всё большее значение в связи с тем, что большое число пород и линий животных находится под угрозой исчез-
5 новения. Создание банка генов ценных исчезающих пород свиней, овец,
лошадей, птицы является составной частью мероприятий по охране природных богатств нашей планеты (Курбатов А. Д., 1988).
Дальнейшее развитие и совершенствование методов длительного хранения замороженной спермы животных невозможно без глубокого познания теоретических вопросов криобиологии. К основным криогенным повреждениям спермиев относят: разобщение дыхания и окислительного фосфорили-рования спермиев, разрушение их липопротеидной мембраны, нарушение липоидного обмена с образованием мембранного яда - лизолецитина, разрушение акросомы, распад или связывание простагландинов. Однако эти криогенные повреждения нельзя считать первопричиной снижения подвижности и оплодотворяющей способности оттаянной спермы. В цепи взаимосвязанных явлений, происходящих при замораживании, эти повреждения являются следствием физико-химических изменений, которые имеют место при замерзании спермы (Платов Е. М., 1978).
Согласно литературным данным, существуют различные мнения о сроках и качестве биопродукции, хранившейся длительное время в жидком азоте (Ющенко Н. П., 1963, 1976; Столповский Ю., 1999 и др.). По данным А. Н. Варнавского (1989), сперма сельскохозяйственных животных в замороженном состоянии может храниться 25 лет и более. Однако после оттаивания замороженной спермы быка, в ней сохранялось только 21-30 % акро-сом, которые являются носителями ферментов (гиалуронидазы, акрозина, андрогормонов и др.), необходимых для первого взаимодействия спермиев с яйцеклеткой и проникновения сквозь прозрачную оболочку.
Актуальность темы. В Алтайском крае, в результате голштинизации, постепенно вытесняется генофонд местной популяции чёрно-пёстрой породы и теряется её наследственность, обуславливающая приспособительные качества этого скота к природно-климатическим условиям региона (Коро-стелёва Н. И., Кладова Л. А., Трушников В. А., 2003). В конечном итоге возникает необходимость использования для возвратного скрещивания сперму
сперму быков чёрно-пёстрой породы со сроками хранения до 20 лет. Крио-консервированная сперма - это органическое вещество, обладающее свойством распада, разложения, и время в этом процессе играет не последнюю роль. В регионе имеется значительный запас криоконсервированной спермы от животных, представляющих племенную ценность. Качество биопродукции различного срока хранения в Алтайском крае до сих пор не было изучено. Поэтому вопросы длительного хранения спермы производителей в жидком азоте актуальны и представляют большой научный и практический интерес.
Цель исследований. Дать комплексную оценку качества криоконсервированной спермы крупного рогатого скота чёрно-пёстрой породы, хранившейся длительное время в жидком азоте.
В соответствии с этим нами были поставлены следующие задачи:
Провести зоотехническую оценку быков-производителей, биопродукция которых была комплексно исследована.
Изучить органолептические, физические, биологические и морфологические свойства криоконсервированной спермы.
Провести микробиологические и биохимические исследования глубо-козамороженной спермы.
Изучить коррелятивные связи между некоторыми количественными и качественными показателями криоконсервированной спермы в зависимости от сроков хранения в жидком азоте.
5. Изучить влияние биохимического состава сыворотки крови быков-
производителей на качество их криоконсервированной спермы.
Оценить оплодотворяющую способность спермы разного срока хранения.
Рассчитать экономическую эффективность от использования биопродукции, хранившейся в жидком азоте на ОАО «Барнаульское», при искусственном осеменении тёлок.
7 Научная новизна. Впервые в Алтайском крае была проведена комплексная оценка криоконсервированнои спермы крупного рогатого скота чёрно-пёстрой породы в зависимости от сроков хранения в жидком азоте, где исследованы и охарактеризованы органолептические, морфологические, биологические, биохимические и микробиологические свойства спермиев. Выявлена коррелятивная взаимосвязь между некоторыми количественными и качественными показателями глубокозамороженных гамет. Всё это позволит определить качество криоконсервированнои спермы и использовать высококачественную биопродукцию в программе «Совершенствование существующих и выведение новых высокопродуктивных типов, линий, стад чёрно-пёстрого, красного и палево-пёстрого скота, пригодных к разведению в зонах Сибири», а также повысить процент оплодотворяемости животных и эффективность племенной работы.
Установлено влияние биохимического состава сыворотки крови быков на качество их глубокозамороженной биопродукции.
Практическая значимость. Проведённый анализ глубокозамороженной спермы позволяет использовать её без ограничения в Алтайском крае для искусственного осеменения коров и тёлок в процессе селекционной работы по совершенствованию алтайской популяции чёрно-пёстрой породы скота.
В результате исследования была выявлена коррелятивная взаимосвязь между количественными и качественными показателями глубокозамороженной спермы. Её использование в практической селекции позволит оперативно оценить состояние биопродукции и эффективно использовать её в воспроизводстве крупного рогатого скота. Данные о влиянии биохимического состава сыворотки крови быков-производителей ОАО «Барнаульское» на качество криоконсервированнои спермы, позволят делать оперативную корректировку их рационов.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на: научно-практических конференциях по итогам научно - исследователь-
8 ской работы зооинженерного факультета АГАУ (2003, 2004, 2005 гг.); юбилейной международной научно-практической конференции «Современные проблемы и достижения аграрной науки в животноводстве и растениеводстве» (Барнау, 2003 г.); II научно-теоретической и практической конференции, посвященной 60-летнему юбилею АГАУ (Барнаул, 2003 г.); VII региональной научно-теоретической и практической конференции посвященной 50-летию целинных и залежных земель (Барнаул, 2004 г.).
Публикация результатов исследований. Материалы диссертационной работы опубликованы в 4 научных статьях.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований включены в план селекционно-племенной работы Департамента племенного животноводства администрации Алтайского края по корректировке процесса голштинизации местной популяции чёрно-пёстрой породы. Полученные данные применяются для контроля качества криоконсервированных гамет во время замораживания нативной спермы. Материалы экспериментов используются в учебном процессе на зооинженерном факультете Алтайского государственного аграрного университета при проведении занятий по курсу «Акушерство, гинекология и биотехнология животных» и «Разведение сельскохозяйственных животных».
Основные положения, выносимые на защиту:
результаты исследований по органолептическим, физическим, морфобио-логическим, биохимическим свойствам криоконсервированной спермы;
влияние времени хранения на коэффициент осмотической резистентности спермиев и их дегидрогеназную активность;
- оплодотворяющая способность спермы различного срока хранения в жидком азоте;
- взаимосвязь между некоторыми количественными и качественными пока
зателями глубокозамороженной спермы разных сроков хранения.
Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 132 страницах, в том числе текстовая часть - 108 страниц и состоит из введения, об-
9 зора литературы, собственных исследований, выводов, предложений
включает 15 таблиц, 15 рисунков и 5 приложений. Список используемо
литературы включает 210 источников, из них 59 на иностранных языках.
