3. Использование биотехнологических методов в селекции и воспроизводстве овец

3. Использование биотехнологических методов в селекции и воспроизводстве овец

Ускоренный метод воспроизводства стада овец имеет особое значение. Овцы относятся к малоплодным видам млекопитающих, в то время как в яичнике содержатся сотни тысяч половых клеток-ооцитов, а в семенниках - миллиарды сперматозоидов, представляющих огромный генетический резерв. Решение проблемы ускоренного воспроизводства в овцеводстве состоит в том, чтобы перейти к нетрадиционным способам увеличения плодовитости. С этой целью применяется целый ряд биотехнологических методов, разработанных на основе изучения репродуктивной функции, ее регуляции, а также совершенствования приемов манипуляции с половыми клетками.

Биотехнология – комплексная многопрофильная область научно-технического прогресса, включающая разнообразный микробиологический синтез, генетическую и клеточную инженерию, инженерную энзимологию – использование знаний условий и последовательность действия белковых ферментов в организме растений, животных и человека, в промышленных реактор (Ю.А. Овчинников). Биотехнология возникла на стыке микробиологии, биохимии и биофизики, генетики и цитологии, биорганической химии и молекулярной биологии, иммунологии и молекулярной генетики.
Современная биотехнология охватывает широкий круг проблем, связанных с новыми методами конструирования живых организмов; полезных микроорганизмов, культурных растений и сельскохозяйственных животных.
Известно, одно из выдающихся достижений современной сельскохозяйственной биологии – разработка методов искусственного осеменения, а затем длительного хранения спермы в жидком азоте – послужило основой максимального использования генофонда особо ценных производителей, что позволило интенсифицировать процесс генетического улучшения пород. По современной классической генетике на потомство примерно одинаково оказывают влияние оба родители. В связи с этим, дальнейшее совершенствование селекции возможно также и на основе широкого использования генофонда отдельных выдающихся самок сельскохозяйственных животных. Это на практической селекции можно осуществить на основе методов биотехнологии, в частности метода трансплантации ранних эмбрионов. С помощью пересадки эмбрионов стало возможным резкое увеличение числа потомков от особо ценных по продуктивности женских особей. Появилась возможность оценивать самок по качеству потомства, что особенно важно при получении племенных производителей.
К.Т. Касымовым и А.С. Алимжановым (1966) в практике мясо-сального курдючного овцеводства впервые проведена трансплантация эмбрионов. Получено 2-5 потомков от каждой высокопродуктивной матки – донора эдильбаевской породы в течение года, а всего – 114 овец трансплантантов. Экспериментальная часть работы проводилась в племзаводе «Брликский» Уральской области, где сосредоточена самая лучшая часть этой уникальной породы овец.
Следует отметить до настоящего времени остается нерешенным вопрос относительного влияния организма матерей – реципиентов на биологические и продуктивные показатели трансплантантов. Одни авторы (Лопырин, Курбатов, Квасницкий), считают, что организм матерей-реципиентов оказывает существенное влияние не только на фенотип выращиваемых животных – трансплантантов, но и вызывает изменение их качественных признаков (масть, телосложения и т.д.), то есть их наследственных основ, тогда как другими авторами (Ф.М. Мухамедгалиев и др. (1981); Л.К. Эрнст и др. (1982), это точка зрения отрицается.
М.М. Тойшыбековым и А. Мусиной установлено (1995), что организм матерей – реципиентов оказывает значительное влияние на характер эмбрионального и раннего постэмбрионального развития ягнят – трансплантантов. Так, ягнята – трансплантанты, выращенные матками реципиентами эдилбаевской грубошерстной курдючной породы овец, рождаются не только с более высокой живой массой, но и относительно более длинным шерстным покровом. У новорожденных баранчиков данной группы средняя длина шерсти на боку составила 1,82 см, что на 12,3-18,2% больше длины шерсти у сверстников, полученных, соответственно от дегересских и казахских тонкорунных маток – реципиентов. Более крупная величина и длинная шерсть ягнят – трансплантантов, полученных от эдилбаевских реципиентов, обусловливает и более высокую их шерстную продуктивность. Средний настриг шерсти таких баранчиков составил 6,03 кг, у ярок – 4,96 кг, а у баранчиков и ярок от дегересских и казахских тонкорунных маток – соответственно 5,45 и 4,24; 5,43- и 4,17 кг.
Материнский организм оказывает определенное фенотипическое влияние на некоторые показатели гистоструктуры кожи ягнят – трансплантатнтов. Она выражается в том, что ягнята – трансплантанты, полученные от маток – реципиентов эдилбаевской породы, выгодно отличались от ягнят-трансплантантов, полученных от реципиентов казахской тонкорунной породы овец по общей толщине кожи.\
В Стратегическом плане Министерства сельского хозяйства Республики Казахстан на 2011-2015 годы, утвержденном Постановление Правительства Республики Казахстан от 19 февраля 2011 года №158 к основным проблемам отрасли, имеющим отношение к биотехнолоогии, отнесены:

• 
  нехватка качественного сырья промышленной переработки и низкая доля отечественной продукции глубокой переработки на внутреннем рынке продовольственных товаров;
  
• 
  слабая кормовая база, недостаток полнорационных комбикормов и, как следствие, низкая продуктивность скота и птицы;
  
• 
  наличие важнейших продуктов питания, по которым не удовлетворяются внутренние потребности страны, т.е. продовольственная безопасность.
  

МСХ РК разработало проект Программы по развитию Агропромышленного комплекса в Республике Казахстан на 2013-2020 годы «АГРОБИЗНЕС» - 2020». В проект данной Программы практически не включены вопросы, направленные на разработку и внедрение отечественных инновационных биотехнологий по воспроизводству, а направлены на увеличение объемов закупа.
В 80-е годы Казахстан имел развитую инфраструктуру,высококвалифицированные кадры и производственную базу, сосредоточенную в отраслевых НИИ соответствующего профиля. С утерей данной инфраструктуры разработки и производство биотехнологической продукции не получили должного внимания.
Одним из основных функций государственных органов является включение мероприятий по развитию биотехнологии в отраслевые Программы, действующие в Республике Казахстан, и определение объема бюджетного финансирования отдельных мероприятий.
Для сельского хозяйства Республики Казахстан необходима поддержка инструментами биотехнологии этого сектора, который обеспечит производство конкурентоспособной экологически чистой продукции для обеспечения продовольственной независимости.
Наряду с этим необходимо создание новых сортов сельскохозяйственных растений и животных с использованием современных биотехнологических методов, совершенствование методов хранения и использования спермы и эмбрионов отечественных и импортных пород сельскохозяйственных животных.
В сельском хозяйстве Казахстана рынок биотехнологической продукции пока еще не занят иностранными корпорациями. Поэтому необходимо определить степень подготовленности тех или иных научных подразделений для проведения исследований по биотехнологии. В частности, наш НИИ овцеводства имеет ряд наработок по биотехнологии воспроизводства овец и коз, патенты, авторские свидетельства по искусственному осеменению, трансплантации, криоконсервации спермы, яцеклеток и эмбрионов, выведению новых конкурентоспособных пород, типов и линий овец и коз.
Имеющиеся научные наработки, позволили бы проводить работы по получению, заготовке и хранению биоматериала с целью создания и сохранения ценного генофонда существующих пород овец и коз Казахстана, выведению новых конкурентоспособных пород, типов и линий овец и коз. Это часть программы более широких программ по охране окуржающей среды, получивших развитие после Конференции ООН по окружающей среде (Стокгольм, 1972), где была принята программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП). В начале 80-х годов Продовольственная и сельскохозяйственная организация при ООН (FAO)учитывая значения биоразнобразия домашних животных и растений, инициировала совместную с ЮНЕП Программу по сохранению генетических ресурсов сельскохозяйственных животных. Это дает возможность производить экологически чистую, конкурентоспособную продовольственную продукцию, в частности мелкого рогатого скота.
Лаборатория воспроизводства овец и коз при НИИ овцеводства создана в 1936 году на базе лаборатории физиологии Казахского научно-исследовательского института животноводства.
Сотрудниками лаборатории впервые в республике было применено искусственное осеменение коров и овец перевезенной и сохраненной спермой по методу академика И.И.Иванова, который в 1933-1938 годах широко внедрял искусственное осеменение в практику животноводства.
В годы Великой Отечественной войны в лаборатории физиологии проводились научные работы по стимуляции многоплодия сельскохозяйственных животных с применением сывортки жеребых кобыл по методу академика М.М.Завадовского.
С 1946 по 1962 годы были созданы государственные племенные станции (ГПС) и впервые внедрена новая форма осеменения овец сохраненным семенем выдающихся баранов-производителей по принципу госплемстанция-филиал-хозяйство.
С 1963 по 2000 годы одним из основных направлений работы являлась разработка методов для повышения эффективности воспроизводства овец и коз. В рамках этого направления проводились работы по совершенствованию состава синтетических сред и технологии криоконсервации спермы ценных баранов и козлов-производителей. Сотрудники лаборатории проводили операцию по трансплантации эмбрионов от высокопродуктивных овец-доноров тонкорунных пород овец, разводимых в Казахстане. Разработаны теория и техника зоотехнического метода искусственного осеменения в овцеводстве, ранняя диагностика суягности овец. Разработаны и успешно внедрены в племпредприятиях синтетические среды для замораживания и хранения спермы баранов. Отработана схема гормональной обработки маток-доноров с целью вызывания у них множественной овуляции. Разработана методика вымывания эмбрионов.
С 2001 по 2006 годы лабораторией разработана синтетическая среда для замораживания на базе буфера бис-трис, обеспечивающая подвижность оттаянного семени баранов-проивзодителей 4-5 баллов. Разработан метод искусственного осеменения коз замороженным семенем, получены гибридные козлята от дикого козла мархор.
В настоящее время в задачу исследований лаборатории входят следующие задачи:

• 
  изучение возможности получения и качество яйцеклеток у неполовозрелых ярок в возрасте 2-7 месяцев с помощью лапароскопа и вакуумного насоса;
  
• 
  изучение оплодотворяющей способности спермы, замороженной с использованием санирующих антибиотиков отечественного производства;
  
• 
  проведение лапароскопического искусственного осеменения импортным замороженным семенем.
  
• 
  разработка нового метода замораживания и оттаивания спермы объемом 1 мл.
  
• 
  изучение оплодотворяющей способности замороженного семени при цервикальном и внутриматочном лапароскопическом осеменении.
  

Лабораторией получено 23 патента и авторских свидетельства, 13 рацпредложений.
Актуальность работ по биотехнологии обоснуется направленностью на размножение генетического материала от высокопродуктивных мясо-сальных пород, типов и линий овец, которые выведены путем кропотливой селекции, отлично адаптированы к региону разведения и в достаточном количестве имеются в племенных хозяйствах по мясо-сальному овцеводству. Курдючные мясо-сальные овцы Казахстана являются историческим наследием и народным достоянием,что представляет большую ценность с точки зрения генетической уникальности и разнообразия.
Мясо-сальные породы овец Казахстана (едилбайская, сарыаркинская, казахская курдючная грубошерстная, казахская курдючная полугрубошерстная и др.) в условиях постоянного изменения внешней среды или их отдельные желательные гены, могут быть успешно использованы для совершенствования существующих и создания новых заводских пород, типов и линий. Вот почему правительство Казахстана уделяет большое внимание сохранению генофонда и созданию банка биоматериалов пород, типов и линий овец.
Применение современных методов воспроизводства в совершенствовании продуктивно-племенных качеств овец ограничено сочетанием искусственного осеменения с использованием баранов-производителей, проверенных по качеству потомства и признанных улучшателями. Другие биотехнологические методы, такие как трансплантация эмбрионов, получение, культивирование и оплодотворение яйцеклеток, сортировка семени и эмбрионов по полу являются высоко затратными, недостаточно совершенными и в практике не используются.
В настоящее время остро стоит вопрос о селекционно-племенной работе и воспроизводстве животных. Во-первых, только при наличии высоко продуктивных плодовитых пород животных можно получить максимальную отдачу от вложенных средств и повысить рентабельность отрасли. Во-вторых, интенсификация работ по воспроизводству стада является главным рычагом увеличения поголовья и производства продукции овцеводства.
Одним из наиболее важных мероприятий, способствующих ускоренному массовому улучшению продуктивных качеств сельскохозяйственных животных, является искусственное осеменение, которое позволяет получать до несколько тысяч потомков от одного барана-производителя в год, тогда как при ручной случке несколько сотен, а вольной – несколько десятков неизвестного происхождения. Внедрение искусственного осеменения в практику фермерских и частных хозяйств позволит более широко использовать семя высокоценных племенных производителей, проверенных по качеству потомства, снизить распространение инфекционных заболеваний, передающихся половым путем, контролировать сроки осеменения, обеспечивая рождение молодняка в благоприятный сезон года.
Использование репродуктивных технологий в комплексе с информационными технологиями и экспресс анализом данных обеспечит достижение более значительного прогресса в селекционно-генетических программах, увеличение рентабельности и интенсификации овцеводческой отрасли.
Племенные, крестьянские и фермерских хозяйства остро нуждаются в высокопродуктивном племенном молодняке, обновлении «крови» и технологий для того, чтобы производить продукцию, соответствующую требованиям международного рынка. В связи с этим необходимо провести следующие мероприятия:

1. 
   В племенных хозяйствах провести отбор и выращивание племенного молодняка, первый раз в 1,5-2 месячном, второй раз – в 4 месячном, третий раз – в годовалом, четвертый раз - осенью перед случкой, организовать оценку их по качеству потомства на матках первого класса, получив 30-50 потомков.
   
2. 
   Осуществлять реализацию высокопродуктивных баранов-производителей, проверенных по качеству потомства, крестьянским и фермерским хозяйствам, в которых организовать пункты для проведения искусственного осеменения со строгим исполнением положений инструкции по воспроизводству овец.
   
3. 
   Создать районные племенные центры по аренде баранов-производителей, оцененных по качеству потомства, на период искусственного осеменения и реализации спермы, сохраненной при температуре 0-4ºС или же для варьирующих температур 7-27ºС с численностью 500-1000 голов.
   
4. 
   Ежегодно в августе-сентябре месяце проводить подготовку баранов-производителей, путем обучения к взятию спермы, организации полноценного кормления и изучения их репродуктивной функции.
   
5. 
   За 2 месяца до искусственного осеменения провести отбивку ягнят и организовать полноценное кормление, выпас и ветеринарную обработку овцематок.
   
6. 
   Провести подготовку пункта искусственного осеменения овец, сделав надлежащий ремонт, обспечив топливом, кормами и соответствующим оборудованием.
   
7. 
   Ежегодно в августе-сентябре месяце организовать обучение, аттестацию и переаттестацию техников-осеменаторов в близлежащих научных или учебных организациях, с вручением сертификата соответствия.
   
8. 
   Контроль за выполнением мероприятий по воспроизводству стада мясо-сальных овец возложить на руководителя предприятия и научного консультанта, проводящего работы по научному обеспечению в данном хозяйстве.
   
9. 
   Информировать районные и областные департаменты сельского хозяйства о подготовке и проведении мероприятий по воспроизводству стада мясо-сальных овец, выращиванию племенного молодняка и их реализации.
   

Таким образом, современные методы биотехнологии, в том числе и генной инженерии животных, открывают огромные перспективы перед селекцией. Создаются условия для комбинации признаков представителей самых отдаленных групп животных, что было невозможно в условиях традиционной селекции.

Литература

1. 
   Мухамедгалиев Ф.М. Актуальные проблемы частной генетики сельскохозяйственных животных. – Алматы, Наука, 1981.
   
2. 
   Эрнст Л.К., Цалитис а.А. Крупномасштабноая селекци в скотоводстве. – М., Колос, 1982.