Трансплантация эмбрионов крупного рогатого скота
Страница 5
Долговременное хранение глубокозамороженных эмбрионов имеет ряд преимуществ. Отпадает необходимость в содержании больших стад или групп реципиентов, так как пересадки могут быть проведены в любое время независимо от сроков взятия эмбрионов от доноров, что существенно повышает рентабельность трансплантации. Кроме того, криоконсервация эмбрионов позвозяет создавать эмбриобанки от генетически ценных животных, а также сохранять генофонд редких и исчезающих пород и транспортировать эмбрионы в любые страны мира. По оценке специалистов криоконсервация эмбрионов экономически оправдана, она исключает генетический дрейф, т.е. изменение частоты генов в популяции, вызванные случайными причинами.
При соблюдении правильной биотехнологии выживаемость эмбрионов составляет 90%, а стельность коров-реципиентов после нехирургической пересадки находится в пределах 50-55%. Однако нередко в производственных условиях при несоблюдении технологии замораживания-размораживания выживаемость эмбрионов уменьшается, что существенно снижает рентабельность криоконсервации. Обосновано, что использование метода криоконсервации эмбрионов в производственных условиях является рентабельным только в том случае, если выживаемость эмбрионов после размораживания будет не менее 80%, а процент стельности коров-реципиентов составит 55-60%.
По принятой в России технологии, эмбрионы замораживают с применением автоматических устройств, обеспечивающих регулирование скорости охлаждения в заданных режимах. Эмбрионы замораживают в пробирках 50x6 мм или в ампулах вместимостью 1 мл. В пробирку или ампулу вносят 1-4 эмбриона от одного донора и 0.4 мл раствора криопротектора (1.5 М ДМСО или 10%-ный раствор глицерина). Ампулы перед замораживанием запаивают на пламени газовой горелки. Ампулы или пробирки маркируют, затем охлаждают с 20 до -6 градусов со скоростью 1 градус в минуту, проводят кристаллизацию, охлаждение со скоростью 0.3 градуса в минуту и погружают в жидкий азот. Применяется также и другой режим: охлаждение от -7 до -35 градусов со скоростью 0.3 градуса в минуту; от -35 до -38 градусов со скоростью 0.1 градус в минуту и погружение в жидкий азот. Оттаивание эмбрионов производится на водяной бане с температурой 25 или 37 градусов в течение 10-12 секунд. Для хранения и транспортировки замороженных эмбрионов используют сосуды Дьюара различных типов.
Практика криоконсервации эмбрионов крупного рогатого скота свидетельствует о том, что на выживаемость эмбрионов существенное влияние оказывает не только технология глубокого замораживания и оттаивания, но и их качество и стадия развития. Для успешной криоконсервации следует отбирать эмбрионы без морфологических нарушений, находящиеся на стадиях поздней морулы или ранней бластоцисты.
Необходимость отбора эмбрионов диктуется еще и тем обстоятельством, что у 10% из них обнаруживается неправильное развитие, а при криоконсервации повреждаются в среднем еще 25% клеток бластоцисты. Такие эмбрионы испытывают большую редукцию интактных бластомеров, вследствие чего переживаемость и дальнейшее развитие после замораживания и оттаивания существенно нарушаются.
Таким образом, соблюдение правильной биотехнологии криоконсервации и пересадки эмбрионов позволит обеспечить стельность реципиентов на том же уровне, что и при пересадке свежеполученных эмбрионов. Вместе с тем метод криоконсервации в будущем может быть существенно упрощен, или вообще можно будет отказаться от удаления криопротектора и пересаживать эмбрионы реципиентам непосредственно после оттаивания без дальнейших манипуляций. По прогнозу специалистов, криоконсервированные эмбрионы могут храниться десятки и сотни лет.
8. Влияние трансплантации эмбрионов на генетический прогресс популяции.
Создание банков глубокозамороженной спермы и разработка методов искусственного осеменения позволили существенно увеличить интенсивность отбора быков и повысить точность оценки их племенной ценности. На базе интенсивного использования генетически ценных быков-производителей с применением искусственного осеменения коров глубокозамороженной спермой темпы селекции в популяции по сравнению с обычными увеличиваются в 2-3 раза.
В то же время генетический вклад в прогресс селекции матерей быков почти в два раза ниже вклада отцов быков. Это объясняется низкой интенсивностью селекции матерей быков и ненадежной оценкой их племенной ценности из-за получения небольшого числа потомков. Эти ограничения и призвана частично снять трансплантация эмбрионов. В настоящее время при использовании трансплантации эмбрионов от одной генетически ценной коровы можно получать двадцать телят, используя малоценных реципиентов.
Однако нередко возникает вопрос о влиянии реципиента на эмбриональное и постэмбриональное развитие трансплантата. Прямое генетическое влияние на эмбрион реципиент не оказывает, так как пересаженная зигота представляет сформированный генотип, состоящий из гаплоидных наборов хромосом истинных родителей. Отсутствие прямого генетического влияния реципиента на эмбрион подтверждают межпородные и межвидовые пересадки зигот, а также иммуногенетические исследования. В то же время, могут быть вызваны модификации трансплантата, т.е. ненаследственные изменения признаков, обусловленные влиянием организма реципиента во время стельности. В отличие от мутаций, модификации по наследству не передаются. При этом нужно иметь в виду, что характер и степень фенотипических изменений определяются генотипом эмбриона.
В статье Schaeffer, L.R [5] приведены интересные результаты, полученные при моделировании селекции молочного скота. В основе использованной модели, в которую были заложены данные о 2000 коров племенного центра, получены следующие параметры:
доля выбракованных коров по болезням 20%;
доля выбракованных коров по продуктивности 10%
доля репродукции 30%
доля коров, непригодных для трансплантации эмбрионов 20%
цель селекции - выход молочного жира 150 кг
наследуемость 0.3
фенотипическое отклонение 35 кг
генетическое превосходство первотелок 2 кг
генетическое превосходство быков 20 кг
Дополнительный генетический прогресс за генерацию на основе применения трансплантации эмбрионов показан в нижеприведенной таблице:
Стельность, %
Число эмбрионов |
|
1 |
2 |
3 |
4 5 6 7 8 9 10 | |
50 a |
13.1 |
13.6 |
14.0 |
14.3 14.6 14.8 14.9 15.1 15.2 15.3 |
|
b |
10.8 |
10.8 |
10.8 |
10.8 10.8 10.8 10.8 10.8 10.8 10.8 |
|
c |
21.3 |
25.9 |
28.8 |
31.9 34.2 36.0 37.5 38.8 39.9 40.9 |
|
60 a |
13.5 |
14.0 |
14.4 |
14.8 15.1 15.4 15.6 15.7 15.9 16.0 |
|
b |
10.8 |
10.8 |
10.8 |
10.8 10.8 10.8 10.8 10.8 10.8 10.8 |
|
c |
25.0 |
29.6 |
32.8 |
36.6 39.4 41.6 43.5 45.1 46.5 47.7 |
|
70 a |
13.7 |
14.3 |
14.8 |
15.3 15.7 16.0 16.2 16.4 16.6 16.7 |
|
b |
10.8 |
10.8 |
10.8 |
10.8 10.8 10.8 10.8 10.8 10.8 10.8 |
|
c |
26.8 |
32.4 |
36.6 |
41.1 44.5 47.2 49.4 51.3 52.9 54.4 |