System solution of the maintenance problem of reproductive ability and productive longevity in dairy cattle

Shabunin S.V., Nezhdanov A.G.

All-Russian Research Veterinary Institute of Pathology, Pharmacology
and Therapy, Voronezh, Russia

The main factors decreasing reproductive ability of high-productive cows are presented. It is shown that the reproductive function disorder is a local development of the organism general multisystem pathology of animals. The optimal system of zootechnical and veterinary control of their reproductive function is given.

 

УДК 636.294.082.2(571.511)

Усовершенствованные методы племенной работы

В оленеводстве

Лайшев К.А.¹, Забродин В.А.¹, Романенко Т.М.²

¹ГНУ Северо-Западный региональный научный центр РАСХН,
Санкт-Петербург, Россия, e-mail:[e-mail]

²ГНУ Нарьян-Марская сельскохозяйственная опытная станция РАСХН,
Нарьян-Мар, Россия

Северное оленеводство – одна из основных отраслей хозяйственной деятельности коренных народностей населяющих Крайний Север. Домашнее оленеводство не только настоящий клад с экономической точки зрения, освоение которого должно базироваться на научно-обоснованной технологии ведения отрасли, но и форма сохранения уникальных северных этносов.

Оценивая генетический потенциал домашнего оленеводства, стоит напомнить, что только в РФ имеется четыре породы северных оленей, из которых самой крупной по численности является ненецкая, более 800 тыс. гол.

Одним из регионов, в котором культивируется ненецкая порода северных оленей является Ненецкий автономный округ.

В Ненецком автономном округе, как во многих других оленеводческих регионах за период реформ количество домашних оленей значительно снизилось более чем на 40% и только последние 5-6 лет стало постепенно восстанавливаться (табл. 1).

Снижение поголовья оленей в округе произошло, как и по всему Северу России, в первую очередь, из-за перестроечного разрушения производственной и социальной инфраструктуры отрасли. И как следствие за счет возрастание непроизводительного отхода оленей и повышения яловости маточного поголовья, увеличения потери животных «без вести» и травежа оленей волками и др.

Таблица 1

Динамика численности северных оленей в субъектах Северо-Западного
федерального округа на 01.01. 2011 г. (тыс. гол.)

Название региона
Российская Федерация	2260,0	1196,0	1298,5	1517,5	1552,9	1571,1
Северо-Западный ФО:	392,0	296,5	299,3	317,1	312,0	317,4
Республика Коми	124,0	110,1	89,5	86,7	82,0	83,8
Архангельская обл.,	190,0	125,0	150,1	163,7	167,3	174,7
в т.ч. - Ненецкий АО	186,0	122,1	147,9	161,8	165,6	172,5
Мурманская область	77,0	61,3	59,8	66,7	62,5	58,9

Однако произошло не только количественное, но и качественное ухудшение ненецкой породы домашних северных оленей. В первую очередь это связано с прекращением деятельности племенной службы.

В настоящее время во многих хозяйствах округа целенаправленной работы по улучшение качества поголовья оленей не проводится. Наоборот, некоторые приемы содержания (использование важенок для транспортных работ, кастрация лучших наиболее крупных самцов производителей для обучения «под седло»; запуск в случку молодых самцов и т.д.) привели к деградации породных качеств животных.

Целенаправленно племенной работой в оленеводстве занимаются только четыре хозяйства, расположенные в Большеземельской тундре (СПК «Харп», СПК «Путь Ильича», СПК «Ижемский оленевод и Ко», СПК-коопхоз «Ерв») имеющие статус племенного репродуктора и одно на острове Колгуев.

Методы, применяемые в племенной работе северного оленеводства, в сравнении с другими отраслями животноводства, отличаются консервативностью, однако и они требуют совершенствования путем современного научного подхода с использованием биологических и цифровых технологий и внедрения новых способов, позволяющих сократить затраты труда и повысить качество проведения работ (Мкртчян М.Е., 1987, Гончаров В.В. с соавт. 2004).

Исходя из вышесказанного, в Ненецком автономном округе на базе Нарьян-Марской СХОС с участием ВНИИПлем в 2003-2011 гг. был проведен комплекс научно-исследовательских работ по совершенствованию племенной работы в оленеводческих стадах региона

Цель работа – разработать и испытать методы взятия и глубокой заморозки спермы, отработать технологию искусственного осеменения самок оленей и провести оценку внутривидовой генетической изменчивости, идентификации популяций домашних оленей в округе.

Материал и методы исследований. Материалом исследований служилисеверные олени острова Колгуев и малоземельской тундры. Оценку популяций проводили по показателям промеров экстерьера, живой массе, качеству спермы и по результатам ДНК-диагностики. Определение качества спермы у проводили по общепринятым в животноводстве методикам. Для определения генетической структуры стада у оленей о. Колгуев и оленей Малоземельской тундры (40 гол.) использовали пробы тканей. Исследования по тестированию ДНК проводили на базе лаборатории ДНК-технологий ВНИИплем методом анализа полиморфизма межмикросателлитной ДНК. Обработку полученных данных проводили с помощью компьютерных программ Gelstat. Более подробно некоторые методы исследований описаны в соответствующих разделах.

Результаты исследований. Используя традиционный метод оценки самцов по внешним признакам, можно только косвенно оценить их воспроизводительную способность, объективную оценку можно получить, только имея показатели качества спермы. Применение метода оценки качества спермы самцов производителей позволит получать потомство высокого качества и снизить яловость. Получить сперму и дать оценку ее качества в полевых условиях, возможно при использовании усовершенствованного электроэякулятора, который был апробирован сотрудниками Нарьян-Марской СХОС в оленеводческих стадах.

За многие годы существования оленеводства в экстремальных условиях сформировались отдельные популяции. Одной из таких является колгуевская, формирование которой происходило на острове Колгуев во второй половине ХІХ века под влиянием природно-климатических условий, организованного выпаса и искусственного отбора животных. Сравнение популяций, породных групп в северном оленеводстве проводилось только по комплексу внешних признаков животных и их живой массе, что являлось недостаточным для изучения генетического разнообразия популяций и определения генетического сходства и различия.

Широко используемый в животноводстве метод иммуногенетики и полиморфизма белков не нашел практического применения в оленеводстве в силу невозможности вовремя доставлять пробы в лабораторию. Учитывая необходимость выявления достоверности происхождения животных в племенных хозяйствах и идентификации популяций в целях эффективного использования генетического материала, был подобран и апробирован новый метод, основанный на анализе полиморфизма межмикросателлитной ДНК.

Общеизвестно, что межпопуляционное скрещивание является одним из основных резервов увеличения продуктивности животных. Этот путь с экономической точки зрения дает наибольшую отдачу, так как «прилитие крови» способствует улучшению селекционируемых признаков без существенного изменения генотипа улучшаемой породы.

Проведенные ранее опыты ГНУ Нарьян-Марской СХОС Архангельского НИИСХ Россельхозакадемии по скрещиванию малоземельских важенок с колгуевскими самцами в возрасте 3,5-4,5 лет, показали не высокую активность в гоне по причине вызванной стресс-факторами при перевозке животных авиатранспортом с о. Колгуев. Однако полученные телята-помеси имели живую массу в 4-5-месячном возрасте на 9,8 кг выше своих сверстников.

С помощью биологических технологий, широко используемых в животноводстве, нами были испытаны и апробированы в полевых условиях на оленях методы взятия спермы, глубокой ее заморозки, искусственного осеменения, отбора и подбора родительских пар, идентификации популяций.

Взятие и определение качества спермы. Для взятия спермы отбирали взрослых самцов от 3-х лет 4 мес. и старше. Физически здоровых, с хорошо выраженными половыми признаками, крепким телосложением без экстерьерных недостатков, высокой мясной продуктивностью и упитанностью. Количество отбираемых самцов, зависит от планируемого объема заморозки и режимов взятия спермы.

Отлов самцов для получения спермы проводили в период гона в стационарных, переносных коралях или методом отлова на аркан. Для размещения мобильной лаборатории использовали стационарный балок или большую палатку. Сперму у отловленного самца берут в лежачем положении на правом боку.

В прямую кишку вводили на 12-15 см электрод импульсатора смазанный вазелином и импульсами по 3-5 секунд подавали ток, с такими же интервалами между ними. При подаче тока происходило раздражение нервных окончаний придатков, в результате наступает эрекция и эякуляция.

Спермоприемник с эякулятом накрывали стерильной марлевой салфеткой и переносили в полевую лабораторию для исследования качества. Температуру воздуха в лаборатории поддерживали на уровне +18-+22°С. Полученный эякулят оценивали визуально.

Консистенцию и активность сперматозоидов определяли глазомерно под 80-100-кратным увеличением микроскопа на обогревательном столике с температурой +38 – +40°С. Для этого на теплое предметное стекло наносили каплю спермы, накрывали покровным стеклом и исследовали под микроскопом. По консистенции неразбавленная сперма оценивали, как густую, среднюю и редкую.

Объем эякулята определяли по делениям, нанесенным на стенки спермоприемника, с точностью до 0,1 мл.

Глубокая заморозка спермы. За два-три часа до взятия спермы приготавливали разбавитель для добавления в сперму перед глубокой заморозкой.

Проверив качество спермы на пригодность к замораживанию, в эякулят добавляли разбавитель в пропорции - густой 1:3, средней 1:2 и переливали в отдельный флакон с резиновой пробкой. Чтобы избежать гибели сперматозоидов от резкого переохлаждения, флакон ставили в термос со льдом на 4-6 часов, для охлаждения перед заморозкой. После охлаждения проверяли активность, если она осталась прежней или снизилась в пределах 0,1 балла, приступали к заморозке спермы.

Для заморозки использовали ванночку из пенопласта, заполненную на 2/3 объема жидким азотом при –196°С. После этого, обработанную 70% раствором спирта фторопластовую пластину с лунками для расфасовки доз, с помощью штатива частично погрузив в жидкий азот, охлаждали до температуры – 130°С. Затем подняв пластину над поверхностью и повысив температуру до – 80°С, шприцом в течении 2-3 минут расфасовывали охлажденную сперму в лунки по 0,2 мл, и не заливая гранул погружали в жидкий азот. Охладив пластину до –196°С, что видно по прекращению кипения азота, опускали полностью. После заморозки проводили контрольное оттаивание 2-3 гранул для определения активности. Если подвижность сперматозоидов оценивается в 0,2 балла и выше, пинцетом собирали гранулы, над парами азота, в специальные мешочки помеченные номерами самцов. Во время сбора гранул мешочки погружали в жидкий азот и удерживали пинцетом за веревочку для затяжки. Заполненные мешочки помещали в охлажденный контейнер и опускали в сосуд Дьюара с жидким азотом.

Сперму для глубокой заморозки брали густой и средней консистенции с активностью 0,8-0,9 балла, концентрацией сперматозоидов в 1мл 0,7-0,9 млрд. и резистентностью 27 тысяч или с более высокими показателями.

Для транспортировки глубокозамороженной спермы используют сосуды Дьюара ёмкостью от 5 до 10 л в зависимости от времени нахождения в пути.

В результате проведенных на о. Колгуев исследований установлено, что во время гона, от самцов в возрасте 1 г. 4 мес. и старше можно получить средний объем эякулята 1,15 мл с концентрацией сперматозоидов 0,94 млрд. в 1 мл. Всего от 43 самцов было получено и заморожено 1032 дозы спермы, объемом от 0,15 до 0,18 мл каждая.

Отбор и подбор родительских пар для искусственного осеменения. Одним из методов повышения продуктивности является разнотипный подбор, основанный на скрещивании популяций оленей с разным уровнем продуктивности.

С целью определения параметров отбора и подбора родительских пар проводилось обследование малоземельских самок и колгуевских самцов. Для экстерьерной оценки оленей брали промеры обеспечивающие отбор животных мясного направления: живая масса, высота в холке, косая длина туловища, обхват, ширина и глубина груди, ширина в маклоках, обхват пясти. На основании средних показателей двух популяций были разработаны временные целевые параметры отбора оленей (табл. 2).

Таблица 2

Временные целевые параметры отбора малоземельских важенок и колгуевских самцов для скрещивания

Пол, возраст	Живая масса и промеры экстерьера, кг и см
живая масса, кг	высота в холке, см	косая длина туло-вища, см	обхват груди, см	глубина груди, см	ширина груди, см	ширина в маклоках, см	обхват пясти, см
Важенки 2 г. 4 мес								11,0
Важенки 3 г.4 мес								11,0
Важенки 4 г.4 мес-10 лет 4 мес								11,3
самцы 2 г. 4 мес								14,0
самцы 3 г.4 мес								14,5
Самцы 4 г. 4 мес - 7 лет 4 мес								14,5

Важенок для скрещивания отбирали в августе-сентябре в возрасте 3 г. 4 мес.-7 лет 4 мес. с хорошо развитым, пропорциональным, широким и округлым туловищем, мясного типа телосложения. Учитывали еще и экстерьерно-конституциональные показатели, плодовитость, молочность и инстинкты материнства. При отборе малоземельских важенок соблюдали минимальные стандарты по живой массе: в возрасте 2 г. 4 мес.- 95 кг; 3 г. 4 мес. и старше – 100-110 кг. Всех отобранных важенок метили ушными бирками с номерами и вырезали на боках шерстные номера для приписки телят к матерям в период отела.

На год раньше планируемого осеменения, от колгуевских самцов проводили отбор и глубокую заморозку спермы. Самцов для взятия спермы отбирали в возрасте 3 г. 4 мес.- 5 лет 4 мес., физически здоровых, имеющих крепкое пропорциональное телосложение, с выраженными половыми признаками, отличающихся высокими продуктивными качествами и упитанностью. Для искусственного осеменения использовали сперму самца значительно превышающего массу важенки (на 30-40 кг и более).

Метод искусственного осеменения глубокозамороженной спермой. Перед осеменением для стимуляции и синхронизации половой охоты важенкам однократно внутримышечно вводили препараты эстрофан или магэстрофан в дозе 0,5 мл.

За 10-15 минут до осеменения важенкам вводили внутримышечно окситоцин в дозе 0,5 мл для сокращения матки. Во время осеменения задняя часть туловища важенки должна быть приподнята, во избежание вытекания спермы.

Осеменение важенок осуществляли парацервикальным методом. Объём вводимой спермы 0,6-1,0 мл, при активности 0,2-0,3 балла. На третий день важенок осеменяли повторно, при проявлении характерных признаков половой охоты.

Проведенные исследования по скрещиванию малоземельских важенок с колгуевскими самцами методом искусственного осеменения показали хорошую оплодотворяемость важенок. Выход телят составил 75%, с живой массой их при рождении в среднем 6,9 кг. В 6-месячном возрасте помесные телята по живой массе превосходили местных аналогов на 5-7%.

Метод выявления внутривидовой генетической изменчивости, идентификации популяций. Выявление внутривидовой генетической изменчивости, идентификации популяций в оленеводстве проводили на базе лаборатории ДНК-технологий институтов (ВНИИплем, ВНИИГРЖ и др.) методом анализа полиморфизма межмикросателлитной ДНК.

Для генетической экспертизы у 120 животных исследуемой группы брали пробы тканей в период проведения коральных работ. Пробы (кусочек ткани, срезанный с нижней части уха) этикетировали и помещали в 70 % раствор спирта.

Выделение ДНК из проб тканей оленей проводили общепринятым фенольно-детергентным методом с использованием протеиназы К, который включал в себя ферментативный протеолиз с последующей депротеинизацией и переосаждением ДНК спиртом. Этот метод позволял получить чистый образец ДНК, который хранился длительное время, не теряя качества.

Методом ISSR с использованием праймера (AG)₉C выделяли амплифицированные фрагменты ДНК. Генетическую дистанцию проводили по Хелен-джеру на основе различия частот встречаемости межмикросателлитных фрагментов ДНК. Полученные данные обрабатывали с помощью компьютерных программ Gelstat.

В результате проведенных исследований ГНУ Нарьян-Марская СХОС Архангельского НИИСХ Россельхозакадемии двух популяций Малоземельской и Колгуевской выявлено 11 фрагментов ДНК, расположенных в геноме северного оленя между микросателлитами типа AG, и 32 генотипа. Наиболее часто в геноме этих популяций встречаются фрагменты длиной от 250 до 500 п.н. Также выявлены различия частот встречаемости межмикросателлитных фрагментов ДНК и генотипов у половозрастных групп оленей. У взрослых животных количество выявленных генотипов существенно меньше, наблюдается высокий уровень внутригруппового сходства. У молодняка частотное распределение генотипов более равномерно. Уровень гетерозиготности самцов ниже, чем самок. Уровень гетерозиготности взрослых особей в обеих популяциях ниже, чем уровень гетерозиготности молодняка. Между популяциями Малоземельской тундры и о. Колгуев установлены различия по частотам фрагментов и генотипов, а также по уровню гетерозиготности.

Заключение. Анализ традиционных методов, применяемых в племенной работе в северном оленеводстве показал убедительную необходимость их совершенствования на основе современных научных достижений в этой области.

В результате проведенной работы установлено, что альтернативой традиционным методам племенной работы в домашнем оленеводстве является применение методов глубокой заморозки спермы, искусственного осеменения, выявления внутривидовой генетической изменчивости и идентификации популяций.

В связи с появлением в Ненецком автономном округе племенных хозяйств, возникла необходимость разработки и использования метода выявления внутривидовой генетической изменчивости и идентификации популяций. Учитывая специфичные условия разведения оленей метод анализа полиморфизма межмикросателлитной ДНК является одним из наиболее применимых в этой отрасли и позволяет охарактеризовать отдельно каждую популяцию для изучения генетического разнообразия и определения генетического сходства и различия. На основании проведенных исследований установлены различия между популяциями оленей малоземельской тундры и о. Колгуев по частотам фрагментов ДНК и генотипов, а также по уровню гетерозиготности.

Внедрение предлагаемых усовершенствованных методов в северном оленеводстве позволит повысить уровень ведения племенной работы, создать банк спермы высокопродуктивных животных, выявить внутривидовую генетическую изменчивость в стадах и идентифицировать породные группы животных для управляемости селекционным процессом.

Литература. 1. Мкртчян М.Е. Получение и оценка качества семени самцов северных оленей // От эксперимента к широкому внедрению. - Мурманск, 1987. - С. 67-71. 2. Гончаров В.В.; Лайшев К.А. Концептуальные подходы к возрождению племенной работы в оленеводстве на Таймыре //С.-х. наука АПК Сибири, Монголии, Казахстана и Кыргызстана - Новосибирск, 2004. - С. 179-183.