Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Репродуктивный потенциал и генотипические особенности репродуктивной системы быков-спермодоноров в Красноярском крае

ВАК РФ 06.02.01, Разведение, селекция, генетика и воспроизводство сельскохозяйственных животных

Автореферат диссертации по теме "Репродуктивный потенциал и генотипические особенности репродуктивной системы быков-спермодоноров в Красноярском крае"

На правах рукописи

ЧЕТВЕРТАКОВА ЕЛЕНА ВИКТОРОВНА

РЕПРОДУКТИВНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ И ГЕНОТИПИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РЕПРОДУКТИВНОЙ СИСТЕМЫ БЫКОВ-СПЕРМОДОНОРОВ В КРАСНОЯРСКОМ КРАЕ

06.02.01 - «Разведение, селекция, генетика и воспроизводство сельскохозяйственных животных»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Красноярск 2004

Работа выполнена на кафедре разведения, генетики и биотехнологии сельскохозяйственных животных ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет»

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Романова Елена Михайловна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Кириенко Наталья Николаевна,

кандидат с.-х. наук

Ефимова Любовь Валентиновна

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Ульяновская сельскохозяйственная академия»

Защита состоится « » _ 2004 года в 10 часов на заседании

диссертационного совета Д 220 037 02 при ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет»

по адресу: 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 90 (факс (3912) 27-88-27).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет»

Автореферат разослан •

Учёный секретарь диссертационного совета

Шатурина Л П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современный период развития скотоводства в Красноярском крае характеризуется широким использованием в воспроизводстве лучшего мирового генофонда скота, отличающегося высокой продуктивностью «Тиражирование» генотипов выдающихся быков-производителей стало возможным благодаря развитию биотехнологий получения, криоконсер-вации спермопродукции и искусственному осеменению

На современном этапе основным критерием успеха селекционной работы является повышение продуктивности стад, продление продуктивного долголетия, получение генетически здорового потомства

Чтобы избежать накопления генетического груза в популяциях крупного рогатого скота, необходимо своевременно выявлять быков с наследственными аномалиями и исключать их из племенного использования, тем самым предупредив их передачу потомству Эта проблема наиболее актуальна в условиях крупномасштабной селекции

Цель работы. Дать генотипическую оценку быков-производителей ФГУП «Красноярскгосплем» по репродуктивному потенциалу, качеству спермопро-дукции, частоте проявления генетических аномалий с учетом их породной и линейной принадлежности

Для осуществления поставленной цели решались следующие задачи

- исследовать сезонную и возрастную динамику спермопродуцирую-щей функции у быков в зависимости от породной принадлежности и генотипа,

- провести сравнительную оценку репродуктивного потенциала и распространенности наследственных аномалий у быков-спермодоноров разной породной и линейной принадлежности,

- оценить качество нативной и криоконсервированной спермопродук-ции быков-производителей в зависимости от экогенеза, породы, линейной принадлежности, возраста, сезона,

- определить частоту встречаемости патологии репродуктивной системы у быков-спермодоноров с учетом

3 БИБЛИОТЕКА

С

«та

изучаемых факторов;

- оценить «вклад» генофонда импортированных быков на распространение генетического груза (спастического пареза);

- провести мониторинг распространения наследственных аномалий среди потомков ранее использовавшихся быков в племенных репродукторах;

- дать экономическую оценку предположительного ущерба от использования быков - носителей наследственных аномалий.

Научная новизна исследований. Впервые: - исследованы и охарактеризованы морфологические особенности аномалий нативной и криоконсерви-рованной спермы быков ФГУП «Красноярскгосплем» в зависимости от происхождения, породной, линейной принадлежности, возраста и сезона; - выявлены факторы, влияющие на выживаемость спермиев при криоконсервиро-вании; - выделены группы быков-спермодоноров, устойчиво передающих в поколениях потомков предрасположенность к спастическому парезу и аномалиям репродуктивной системы; - осуществлен мониторинг и установлен факт распространения генетических аномалий в племенных стадах.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Внутрипородные морфологические особенности сперматогенеза и аномалий спермы у быков-спермодоноров в зависимости от изучаемых факторов.

2. Распространение спастического пареза в племенных популяциях крупного рогатого скота Красноярского края связано с использованием генофонда импортных быков улучшающих пород.

3. Внедрение генофонда голштинской породы привело к распространению в потомстве быков-спермодоноров андрологических болезней и расстройств.

Практическая ценность и реализация работы. Быки Красноярского и Хакасского племпредприятий (п=91) паспортизированы по воспроизводительным способностям. Выявлены быки - носители наследственных аномалий, которые исключены] от использования. Это позволит снизить генетический груз

4

популяции и повысит экономическую эффективность племенного скотоводства в крае.

Для совершенствования методики оценки спермопродукции рекомендовано дополнительно ввести на ФГУП «Красноярскгосплем» морфологическую оценку спермы. Рекомендовано создать компьютерную базу данных о проявлении в стадах края генетически аномального потомства, установить их происхождение. В условиях племпредприятий ввести персонифицированный режим эксплуатации быков-спермодоноров. Результаты исследований используются в учебном процессе на зооинженерном и ветеринарном факультетах КрасГАУ в курсах «Генетика с биометрией», «Селекционно-ветеринарная генетика», «Ветеринарная генетика».

Апробация результатов исследования. Основные материалы диссертационной работы доложены: на научной конференции профессорско-преподавательского состава КрасГАУ «Технологии неистощительного природопользования» (Красноярск, 1997); Всероссийской научной конференции студентов и молодых учёных, посвященной 45-летию КрасГАУ «Агроэкология и устойчивое развитие регионов» (Красноярск, 1998); II Международной научной конференции «Актуальные вопросы зоотехнической науки и практики как основа улучшения продуктивных качеств и здоровья животных» (Ставрополь, 2003); VI Международной научно-производственной конференции «Актуальные проблемы интенсивного развития животноводства» (Горки, 2003); IV Международной конференции молодых ученых «Актуальные проблемы современной науки» (Самара, 2003); Юбилейной международной научно-практической конференции «Современные проблемы и достижения аграрной науки в животноводстве и растениеводстве» (Барнаул, 2003); Всероссийской научно-практической конференции «Аграрная наука на рубеже веков» (Красноярск, 2003).

Публикации. Основные результаты опубликованы в 12 научных работах

Структура и объём работы. Диссертация состоит из 3 разделов общим объемом 139 страниц, содержит 15 таблиц, 15 фотографий, 33 рисунка, 9 выводов, 52 приложения, библиографический список включает 161 источник.

5

ГЛАВА 1. Аналитический обзор содержит анализ литературных источников по изучаемой проблеме. Отмечается, что крупномасштабная селекция и биотехнология криоконсервации спермы позволяют за короткий срок существенно улучшить продуктивные качества крупного рогатого скота на территориях больших регионов. Однако часто не учитывается, что в популяциях крупного рогатого скота в ходе эволюции накоплен груз вредных мутаций. Величина этого груза возрастает под действием искусственного отбора (Басовский Н.З. и др., 1975; Бурнашёва С.А. и др., 1982). В связи с этим резко возрастают требования к оценке быков-производителей, спермопродукция которых используется при крупномасштабной селекции (Петухов В.Л. и др., 1985; Жига-чёв А. И., 1983,1986, 2001; Жигачёв А.И. и др., 2000; Делян А.С., 2000).

В ГЛАВЕ 2 описываются «объект, материалы и методы исследования». Объектом исследования являлись быки-спермодоноры ФГУП «Красноярскгос-плем» голштинской, симментальской пород и голштинизированные помеси, а также их нативная и криоконсервированная спермопродукция с 1996 по 2002 год. В работе использовались архивные материалы ФГУП «Красноярскгос-плем», начиная с 1979 года.

Сперма быков-производителей оценивалась в соответствии с требованиями ГОСТ 23745-79 «Сперма быков неразбавленная свежеполученная», ГОСТ 20909.3-75 «Сперма быков неразбавленная. Методы морфологических исследований», ГОСТ 26030-83 «Сперма быков замороженная». Распространенность наследственных аномалий оценивали по родословным. Биометрическую обработку данных и оценку их достоверности проводили математическими методами по НА Плохинскому (1970) с применением программы Microsoft Excel.

ГЛАВА 3 посвящена изложению результатов исследования и их обсуждению. В разделе 3.1 изложены причины выбраковки нативной спермы в ФГУП «Красноярскгосплем».

Анализ причин выбраковки нативной спермы, начиная с 1997 года, выявил отчетливую тенденцию нарастания производственного брака из-за нек-роспермии и аспермии (рис.1).

1997 г 1998 г 1999 г.

Рис,1. Основные причины выбраковки нативной спермы, %

Было установлено, что при выбраковке наибольшую долю составляла сперма от 1-й садки (в среднем по годам исследования 55,0%), в большей степени сперма выбраковывалась летом и осенью (в среднем по годам исследования 52%) и в меньшей степени - в зимний и весенний периоды.

Раздел 3.2 содержит результаты анализа влияния таких факторов, как возраст, сезон, линейная принадлежность - на переживаемость семени крио-консервирования.

В результате проведенных исследований было установлено, что в период становления половых функций (возраст от 18-20 месяцев до 4 лет) сперма быков менее устойчива к температурному шоку, чем сперма быков периода полового расцвета (возраст от 4 до 10 лет). У быков в возрасте старше 4 лет был отмечен достоверно (Р>0,99) более высокий балл по подвижности.

Самая низкая переживаемость спермы у быков всех возрастных групп была зафиксирована в весенне-летний период. Полученные результаты объективно указывают на необходимость сокращения частоты взятия спермы у быков в летние месяцы в целях повышения качества спермопродукции.

Для выявления наследственной устойчивости спермиев к криоконсерва-ции проводился анализ родословных быков разных линий и пород. В результате были выявлены родственные группы быков внутри конкретных линий, сперма которых хорошо переносила криоконсервацию (Треф, Быстрый, Севок

- линия М. Чифтейн) и родственные группы, сперма которых имела пережи-ваемость ниже трех баллов (Висмут, Грозовой, Фотон, Умелый - линия П. Говернер; Поклонник, Пловец Карат Кувшинчик - М. Чифтейн).

Также были выявлены родственные группы быков-спермодоноров, у которых низкая переживаемость спермы сочеталась с высоким уровнем аномальных (Весёлый, Одуванчик - СТ. Рокит; Беляш, Вымпел, Стриж, Хваткий

- В.Б. Айдиал).

Раздел 3.3 «Морфологические исследования нативной и криоконсерви-рованной спермы быков» содержит три подраздела.

В подразделе 3.3.1 исследовалась сезонная динамика морфологических особенностей гамет и проводился анализ родословных для выявления наследственных форм нарушений. По результатам проведенных исследований, основными морфологическими нарушениями гамет во все сезоны, по всем линиям и породам, были: загнутые (3,46 - 28,71%) и разрушенные хвостовые отделы (0,57 - 12,4%), оторванные головки (0,9 - 6,08%), слипшиеся головки (1,54-11,69%).

В линии Р. Соверинг выявлены родственные быки-спермодоноры Гипс и Визитёр (внуки Валианта), спермин которых плохо адаптированы к криокон-сервации. Также плохо адаптирована к криоконсервации была сперма быков симментальской породы немецкой селекции. Нельзя исключить, что высокий уровень аномальных форм спермиев у них может быть обусловлен физиологически низким уровнем адаптивного потенциала репродуктивной системы и неприспособленностью организма быков к эксплуатации в режиме спермодо-норов в экстремальных условиях Сибири.

Было установлено, что в весенний период количество патологических клеток снижалось по сравнению с зимним, как в нативной сперме, так и в криоконсервированной. Выявлена группа родственных быков (линия Р.Соверинг - Тигр, Модист, Лекторий, Томкат; С.Т. Рокит - Викинг, Водород), в родословной которых у всех представителей сперма устойчиво отличалась низким содержанием аномальных форм за весь период исследований.

Подраздел 3.3.2. Для оценки перспектив использования племенных быков, закупленных в нашей стране и за рубежом, в режиме спермодоноров проводилась ранняя прогностическая оценка их пригодности. Для этого на ФГУП «Красноярскгосплем» нами использовалась морфофункциональная оценка спермы.

Были сформированы четыре опытных группы, которые состояли из быков: 1) рожденных в хозяйствах Красноярского края; 2) рожденных в хозяйствах Европейской части России; 3) завезённых из Венгрии; 4) завезённых из Германии. Стабильность исследуемых параметров спермы оценивалась по уровню изменчивости до и после криоконсервации, а также от сезона к сезону.

Весной (по отношению к зимнему периоду) по всем группам быков, кроме четвертой, наблюдалось снижение доли аномальных форм в свежеполучен-ной сперме. Это согласуется с данными С.К. Охапкина (1999) и обусловлено увеличением продолжительности светового дня и активацией гормональной системы. У быков четвёртой группы высокая доля аномальных спермиев (ДАС) наблюдалась в течение всего периода исследования. Криоконсервиро-ванная сперма быков всех групп в зимний и весенний периоды характеризовалась возрастанием ДАС.

Нативная и криоконсервированная сперма быков линии В.Б. Айдиал: Мирного (2 группа) и Велюра (3 группа) характеризовалась стабильно низким уровнем аномальных форм вне зависимости от сезона года.

Высокий уровень изменчивости ДАС во всех группах был обусловлен не только генотипическими особенностями быков, но и адаптивным потенциалом репродуктивной системы каждого из спермодоноров.

В подразделе 3.3.3 изучалась связь ДАС с возрастом быков-спермодоноров. Результаты представлены на рисунке 2.

Вся исследованная сперма не соответствовала требованиям ГОСТа по ДАС во всех возрастных группах, однако у молодых быков в возрасте до трех лет это было выражено значительно сильнее. По мере взросления доля аномальных форм спермиев снижалась с 28,8% до 18,7%.

9

Рис. 2. Доля аномальных гамет в нативной сперме в зависимости от возраста быков У зрелых быков в возрасте пяти лет и старше доля аномальных гамет достоверно не отличалась от требований ГОСТа.

В разделе 3.4 приводится оценка спектра андрологических болезней и расстройств у быков-спермодоноров. На ФГУП «Красноярскгосплем» по этой причине с 1979 по 2002 г. было выбраковано 9,6% животных. В структуре заболеваний в разные периоды основную долю составили некроспермия, оли-госпермия и аспермия (рис. 3).

Рис. 3, Причины выбраковки быков-спермодоноров из ФГУП «Красноярскгосплем», %

Генеалогический анализ позволил установить, что самой неблагополучной линией по аномалиям гаметогенеза является линия М. Чифтейн (выбраковано 33,3% быков от общего количества брака), 80% выбракованных быков были красно-пёстрыми. Основная доля быков с аномалиями приходилась на сыновей Рейна и внуков Хилтона. В дальнейшем потомки быка Рейна не использовались в системе разведения на ФГУП «Красноярскгосплем». В других линиях также были выявлены родственные группы с андрологическими болезнями и расстройствами.

Таким образом, импортные производители голштинской породы явились распространителями некроспермии и аспермии в потомстве (с 27,3% в первый и до 66,7% в четвёртый период); аспермии - с 9,1% до 19% соответственно. Полученные данные свидетельствуют о том, что отсутствие глубокой всесторонней генетической экспертизы в современной селекционной работе приводит к распространению серьёзных генетических дефектов и аномалий, наносящих огромный экономический ущерб сельскохозяйственным предприятиям края и страны в целом.

В разделе 3.5 приводятся результаты изучения распространения спастического пареза в популяции быков-производителей. Анализ динамики показал, что частота проявления спастического пареза среди 934 быков ФГУП «Крас-ноярскгосплем» за период с 1979 по 2002 год в среднем составила 7,6%. С 1985 года доля выбывших по этой причине быков начинает возрастать за счёт производителей голштинской породы, а также их помесей (рис. 4).

Средний возраст при выбраковке по причине заболевания спастическим парезом составил 4,8 года, то есть животные выбывали из стада в период наивысшей продуктивности.

В результате линейного анализа голштинских быков выявили наиболее неблагополучные линии по заболеваемости спастическим парезом Среди голштинских быков и их потомков 37,5 % от всех заболевших животных пришлось на представителей линии М. Чифтейна, причём 44 % из них составили сыновья, внуки и правнуки Хилтона. Можно предположить, что он является гетерозиготным носителем гена предрасположенности к спастическому парезу.

11

Рис. 4 Динамика частоты спастического пареза среди быков, производителей ФГУП "Красноярскгосплем"

1симментапы Пголштины

¡1помеси

Таким образом, в результате исследования установили, что доля выбытия быков по причине заболевания спастическим парезом за исследуемые периоды значительно возросла. Основную долю выбывших быков составили голштинские производители - 68% и 32% - симментальские быки.

Кроме того, было установлено, что источником описываемого наследственного дефекта оказались быки, импортированные из Германии, и животные из популяции ГПЗ «Бородинский».

В разделе 3.6 изложены материалы мониторинга результативности осеменений маточного поголовья ОПХ «Курагинское» криоконсервированной спермой быков линии П. Говернер.

По результатам проведенных исследований процент повторных осеменений колебался у разных быков - от 11,4% до 77,8%. Это согласуется с ранее полученными данными о высокой доле аномальных гамет и низкой сохранностью спермиев при криоконсервации у быков Висмут, Умелый - линия П.Говернер.

Далее были проанализированы сведения об абортах и мёртворождениях с 1996 года. За весь период наблюдения доля абортов практически не изменялась и составила 1,2-1,5%, доля мертворождений колебалась от 1,4 до

5,9% (в 2000 году). Мертворожденные телята были потомками разных быков, соотношение полов выдерживалось 1:1. В популяции были выявлены отдельные случаи фенотипических аномалий

В разделе 3.7 приводятся результаты расчета экономического ущерба, который свидетельствует о необходимости ранней выбраковки быков-спермодоноров, плохо адаптированных к технологическому циклу получения спермопродукции, отягощенных наследственными аномалиями.

ВЫВОДЫ

1. Нативная и криоконсервированная сперма быков-спермодоноров в условиях ФГУП «Красноярскгосплем» имеет особенности, в зависимости от экогенеза, породы, линии, возраста, сезона.

2. Криоконсервированная спермопродукция быков голштинской породы линий: П. Говернера (Висмут, Фотон, Грозовой, Умелый); М. Чифтейна (Кувшинчик, Карат, Поклонник и Пловец); Р. Соверинг (Гипс и Визитёр) и симментальских быков немецкой селекции (Борец и Бодрый) не соответствует требованиям действующего ГОСТа и не может быть использована.

3. Сперма быков симментальской породы немецкой селекции отличалась плохой адаптационной способностью к криоконсервированию и высокой долей аномальных спермиев.

4. Выделены быки голштинской породы с низкой переживаемостью спермы и высоким уровнем аномальных форм спермиев: Весёлый, Одуванчик -СТ. Рокит; Беляш, Вымпел, Стриж, Хваткий - В.Б. Айдиал.

5. Деструктивные нарушения гамет при криоконсервации свидетельствуют о недостаточности адаптационного резерва у быков-спермодоноров для обеспечения предъявляемых эксплуатационных нагрузок.

6. Основными морфологическими нарушениями гамет, встречающимися у быков-спермодоноров всех линий и пород, были: оторванные (0,9 - 6,08%) и слипшиеся головки (1,54 - 11,69%) - первая группа дефектов; загнутые (3,46 -28,71%) и разрушенные хвостовые отделы (0,57 - 12,4%) - вторая группа дефектов.

7. Быки линий: Р. Соверинг (Тигр, Модист, Лекторий, Томкат); СТ. Рокит (Викинг и Водород) продуцировали высококачественную сперму, устойчивую при криоконсервации вне зависимости от сезона.

8. У быков линии М. Чифтейн многократно чаще, чем в других голштинских линиях, встречались аномалии репродуктивной системы. При выбраковке бы-ков-спермодоноров с племпредприятия из-за аномалий половой системы 33,3% составляли представители линии М. Чифтейн, 80% от их числа срл--' надлежало к красно-пёстрой группе, где основную долю составили сыновья Рейна и потомки Хилтона, в линии Р. Ситейшн андрогенные заболевания и расстройства распространены в потомстве быка Кристана.

9. Спастический парез в 37,5 % случаев встречался у представителей голштинской породы линии М. Чифтейн. Основной «вклад» в распространение этого заболевания (44 %) внесли сыновья, внуки и правнуки Хилтона. Среди быков симментальской породы (немецкой селекции) наиболее подвержена спастическому парезу группа Префекта. Основным источником распространения спастического пареза в Красноярском крае стали быки, импортированные из Германии - 38% и закупленные в ГПЗ «Бородинском» - 22%.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для полноценной реализации репродуктивных возможностей и снижения доли некачественной спермопродукции в летний период целесообразно сократить частоту взятия спермы у производителей в этот период.

2. Для получения высококачественной спермопродукции и сокращения технологического брака криоконсервации следует учитывать индивидуальные особенности быков-спермодоноров при эксплуатации и сезон года.

3. При выявлении быков с отягощенной наследственностью необходимо исключать их из племенного использования, а сперму выбраковывать.

4. Необходимо создать компьютерную базу данных, в которой должны постоянно фиксироваться случаи рождения аномального потомства, системати-

зация которых позволит проводить генетический анализ и предотвращать распространение аномалий в материнских популяциях

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Кригер, Н.В. Влияние экологических факторов на распространение наследственных аномалий в популяциях сельскохозяйственных животных Красноярского края / Кригер Н.В., Четвертакова Е.В. // Технологии неистощимого природопользования: Тез. науч. конф. проф.-препод. сост. - Красноярск, 1997.-С. 7.

2. Иванова, Е.В. Оценка общей адаптационной пластичности быков-производителей / Иванова Е.В., Четвертакова Е.В., Морозова О.В. //Агроэкология и устойчивое развитие регионов: Матер, всерос. науч. коф. студ. и мол. уч., поев. 45-летию КрасГАУ. - Красноярск, 1998. - С. 49.

3. Четвертакова, Е.В. Исследование спермы быков-производителей гол-штинской породы ГСХП «Красноярское» на выявление патологических форм спермиев / Четвертакова Е.В., Иванова Е.В. // Агроэкология и устойчивое развитие регионов: Матер, всерос. науч. коф. студ. и мол. уч., поев. 45-летию КрасГАУ. - Красноярск, 1998. - С. 64-65.

4. Четвертакова, Е.В. Мониторинг спермопродукции быков-производителей голштинской породы на наличие патологических форм спермиев / Четвертакова Е.В., Иванова Е.В. // Агроэкология и устойчивое развитие регионов: Матер, всерос. науч. коф. студ. и мол. уч., поев. 45-летию КрасГАУ. - Красноярск, 1998. - С. 65-66.

5. Злотникова, О.В. Особенности воспроизводительной функции у животных с хромосомными аберрациями / Злотникова О.В., Четвертакова Е.В., Двой-нева Ю.В. // Совершенствование технологии производства продуктов животноводства: Тр. ин-та биотех. и ветер, мед. КрасГАУ. - Красноярск, 2000. - С. 83-87.

6. Четвертакова, Е.В. Динамика частоты аномалий половой системы у быков-производителей / Четвертакова Е.В., Злотникова О.В. // Актуальные вопросы зоотехнической науки и практики как основа улучшения продуктивных качеств и здоровья животных. Матер. II междун. науч. конф. (Ставрополь, 17-19 июня 2003). - Ставрополь, 2003. - С. 208-209.

7. Четвертакова, Е.В. Уровень аномальных спермиев как критерий стабильности воспроизводительных функций быков разного экогенеза / Четвертакова Е.В., Злотникова О.В. // Актуальные проблемы интенсивного развития животноводства: Матер. VI межд. науч.-произв. конф. (Горки - Беларусь, 19-20 июня 2003). - Горки, 2003. - С. 323-326.

8. Злотникова, О.В. Качество спермопродукции быков-производителей - носителей хромосомных аберраций / Злотникова ОВ., Четвертакова Е.В., Кригер Н.В. // Актуальные проблемы современной наук: Матер. 4-й межд. конф. мол. уч. и студ., Естественные науки. Части 21-23. Секции: сельское

хозяйство, агрономия, зоотехния, лесное хозяйство (10-12 сентября). - Самара: Изд-во СамГТ, 2003. - С. 69-72.

9. Четвертакова, Е.В. Морфологические исследования спермопродукции быков-производителей в зависимости от линейной принадлежности / Четвертакова Е.В., Злотникова О.В., Кригер Н.В., Двойнева Ю.В. // Вестник Крас-ГАУ. Красноярск, 2003. - Вып. 2. - С. 125-128.

10. Злотникова, О.В Анализ динамики распространения спастического пареза среди быков-производителей / Злотникова О.В., Четвертакова Е.В. // Современные проблемы и достижения аграрной науки в животноводстве и растениеводстве: Юбилейная международная научно-практическая конференция: Сб. ст. Ч. IV. - Барнаул, 2003. - С. 129-134.

11. Четвертакова, Е.В. Уровень аномальных спермиев у быков-производителей разных пород и линий / Четвертакова Е.В., Злотникова О.В. // Аграрная наука на рубеже веков: Тез. докл. всерос. науч.-практ. конф. -Красноярск, 2003. - С. 139-141.

12. Кригер, Н.В. Эколого-генетический мониторинг сельскохозяйственных животных как одна из составляющих перспективной оценки развития региона / Кригер Н.В., Двойнева Ю.В., Четвертакова Е.В. // Проблемы использования и охраны природных ресурсов Центральной Сибири КНИИГиМС / Под ред. В.Г. Сибгатулина. - Красноярск, 2003. - Вып. 5/- С. 267-271.

Санитарно-эпидемиологическое заключение № 24.49.04.953 П. 000381.09.03 от 25.09 2003 г. Подписано в печать 16.1 1.2004. Формат 60x84/16. Бумага тип. № 1. Офсетная печать. Объем 1,0 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 1999

Издательство Красноярского государственного аграрного университета 660017, Красноярск, ул. Ленина, 117

Р23272

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Четвертакова, Елена Викторовна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1. Формирование популяций крупного рогатого скота при скрещивании пород разного экогенеза

1.1.1. Роль гомеостаза в формировании популяций разных экогенезов

1.1.2. Положительные и отрицательные моменты голштинизации

1.1.3. Генетический груз и его распространение в популяциях крупного рогатого скота

1.2. Сперматогенез в норме и патологии

ГЛАВА 2.

ОБЪЕКТ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Объект исследования

2.2. Краткая характеристика и история создания популяции быков-спермодоноров ФГУП «Красноярскгосплем»

2.3. Методы оценки качества спермопродукции

ГЛАВА 3.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Генетический контроль гомеостаза искусственно регулируемых популяций крупного рогатого скота

3.1. Причины выбраковки нативной спермы в ФГУП «Красноярскгосплем»

3.2. Факторы, влияющие на устойчивость спермиев к криокон- 48 сервированию

3.2.1. Анализ факторов, влияющих на переживаемость спермиев

3.2.2. Исследование переживаемости семени в зависимости от линейной принадлежности

3.3. Морфологические исследования нативной и криоконсервированной спермы быков

3.3.1. Качество нативной и криоконсервированной спермы быков-производителей различных линий в зимне-весенний период

3.3.2. Морфологические исследования нативной и криоконсервированной спермы быков в зависимости от экогенеза

3.3.3. Морфологические исследования спермы быков в зависимости от возраста

3.4. Оценка спектра андрологических болезней и расстройств у быков-спермодоноров

3.5. Распространение спастического пареза в популяции быков-производителей

3.6. Мониторинг распространения аномалий в популяциях крупного рогатого скота Красноярского края и Хакасии

3.7. Экономическая эффективность 118 ВЫВОДЫ 121 ПРЕДЛОЖЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВУ 122 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 124 ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Репродуктивный потенциал и генотипические особенности репродуктивной системы быков-спермодоноров в Красноярском крае"

Актуальность темы. Современный период развития скотоводства в Красноярском крае характеризуется широким использованием в воспроизводстве лучшего мирового генофонда скота, отличающегося высокой продуктивностью. «Тиражирование» генотипов выдающихся быков-производителей стало возможным благодаря развитию биотехнологий получения, криоконсервации спермопродукции и искусственному осеменению.

На современном этапе основным критерием успеха селекционной работы является повышение продуктивности стад, продление продуктивного долголетия, получение генетически здорового потомства.

Чтобы избежать накопления генетического груза в популяциях крупного рогатого скота необходимо своевременно выявлять быков с наследственными аномалиями и исключать их из племенного использования, тем самым, предупредив их передачу потомству. Эта проблема наиболее актуальна в условиях крупномасштабной селекции.

Цель работы. Дать генотипическую оценку быков-производителей ФГУП «Красноярскгосплем» по репродуктивному потенциалу, качеству спермопродукции, частоте проявления генетических аномалий с учётом их породной и линейной принадлежности.

Для осуществления поставленной цели решались следующие задачи: исследовать сезонную и возрастную динамику спермопродуцирующей функции у быков в зависимости от породной принадлежности и генотипа; провести сравнительную оценку репродуктивного потенциала и распространенности наследственных аномалий у быков-спермодоноров разной породной и линейной принадлежности; оценить качество нативной и криоконсервированной спермопродукции быков производителей в зависимости от экогенеза, породы, линейной принадлежности; возраста, сезона, определить частоту встречаемости патологии репродуктивной системы у быков-спермодоноров в условиях племпредприятий, с учётом изучаемых факторов; оценить «вклад» генофонда импортированных быков на распространение генетического груза (спастического пареза); провести мониторинг распространения наследственных аномалий среди потомков ранее использовавшихся быков в племенных репродукторах; дать экономическую оценку предположительного ущерба от использования быков - носителей наследственных аномалий. Научная новизна исследований. Впервые: - исследованы и охарактеризованы морфологические особенности аномалий нативной и криоконсервиро-ванной спермы быков ФГУП «Красноярскгосплем» в зависимости от происхождения, породной, линейной принадлежности, возраста и сезона; - выявлены факторы влияющие на выживаемость спермиев при криоконсервиро-вании; - выделены группы быков-спермодоноров, устойчиво передающих в поколениях потомков предрасположенность к спастическому парезу и аномалиям репродуктивной системы; - осуществлен мониторинг и установлен факт распространения генетических аномалий в племенных стадах. Основные положения, выносимые на защиту:

1. Внутрипородные морфологические особенности сперматогенеза и аномалий спермы у быков-спермодоноров в зависимости от изучаемых факторов.

2. Распространение спастического пареза в племенных популяциях крупного рогатого скота Красноярского края связано с использованием генофонда импортных быков улучшающих пород.

3. Внедрение генофонда голштинской породы привело к распространению в потомстве быков-спермодоноров андрологических болезней и расстройств.

Практическая ценность и реализация работы. Быки Красноярского и Хакасского племпредприятий (п=91) паспортизированы по воспроизводительным способностям. Выявлены быки - носители наследственных аномалий, которые исключены от использования. Это позволит снизить генетический груз популяции и повысит экономическую эффективность племенного скотоводства в крае.

Для совершенствования методики оценки спермопродукции рекомендовано, дополнительно ввести на ФГУП «Красноярскгосплем» морфологическую оценку спермы. Рекомендовано создать компьютерную базу данных о проявлении в стадах края генетически аномального потомства, установить их происхождение. В условиях племпредприятий ввести индивидуальный режим эксплуатации быков-спермодоноров. Результаты исследований используются в учебном процессе на зооинженерном и ветеринарном факультетах КрасГАУ в курсах «Генетика с биометрией», «Селекционно-ветеринарная генетика», «Ветеринарная генетика».

Апробация результатов исследования. Научной конференции профессорско-преподавательского состава КрасГАУ «Технологии неистощительного природопользования» (Красноярск, 1997); Всероссийской научной конференции студентов и молодых учёных, посвящённой 45- летию КрасГАУ «Агроэкология и устойчивое развитие регионов» (Красноярск, 1998); II Международной научной конференции «Актуальные вопросы зоотехнической науки и практики, как основа улучшения продуктивных качеств и здоровья животных» (Ставрополь, 2003); VI Международной научно-производственной конференции «Актуальные проблемы интенсивного развития животноводства» (Горки, 2003); IV Международной конференции молодых учёных «Актуальные проблемы современной науки» (Самара, 2003); Юбилейной международной научно-практической конференции «Современные проблемы и достижения аграрной науки в животноводстве и растениеводстве» (Барнаул, 2003); Всероссийской научно-практической конференции «Аграрная наука на рубеже веков» (Красноярск, 2003).

Публикации. Основные результаты опубликованы в 12 научных работах. Структура и объём работы. Диссертация состоит из 3 разделов общим объемом 139 страниц, содержит 15 таблиц, 15 фотографий, 33 рисунка, 9 выводов, в библиографическом списке - 161 источник, содержит 52 приложения.

Заключение Диссертация по теме "Разведение, селекция, генетика и воспроизводство сельскохозяйственных животных", Четвертакова, Елена Викторовна

ВЫВОДЫ

1. Нативная и криоконсервированная сперма быков-спермодоноров в условиях ФГУП «Красноярскгосплем» имеет особенности, в зависимости от экогенеза, породы, линии, возраста, сезона.

2. Криоконсервированная спермопродукция быков голштинской породы линий: П. Говернера (Висмут, Фотон, Грозовой, Умелый); М.»Чифтейна (Кувшинчик, Карат, Поклонник и Пловец); Р. Соверинг (Гипс и Визитёр); и симментальских быков немецкой селекции (Борец и Бодрый) не соответствует требованиям действующего ГОСТа и не может быть использована.

3. Сперма быков симментальской породы немецкой селекции отличалась плохой адаптационной способностью к криоконсервированию и высокой долей аномальных спермиев.

4. Выделены быки голштинской породы с низкой переживаемостью спермы и высоким уровнем аномальных форм спермиев: Весёлый, Одуванчик — С.Т. Рокит; Беляш, Вымпел, Стриж, Хваткий - В.Б. Айдиал.

5. Деструктивные нарушения гамет при криоконсервации свидетельствуют о недостаточности адаптационного резерва у быков-спермодоноров для обеспечения предъявляемых эксплуатационных нагрузок.

6. Основными морфологическими нарушениями гамет, встречающимися у быков-спермодоноров всех линий и пород, были: оторванные (0,9 — 6,08%) и слипшиеся головки (1,54 - 11,69%) - первая группа дефектов; загнутые (3,46 - 28,71%) и разрушенные хвостовые отделы (0,57 — 12,4%) -вторая группа дефектов.

7. Быки линий: Р. Соверинг (Тигр, Модист, Лекторий, Томкат); С.Т. Рокит (Викинг и Водород) продуцировали высококачественную сперму, устойчивую при криоконсервации вне зависимости от сезона.

8. У быков линии М. Чифтейн многократно чаще, чем в других голштинских линиях, встречались аномалии репродуктивной системы. При выбраковке быков-спермодоноров с племпредприятия из-за аномалий половой системы 33,3% составляли представители линии М. Чифтейн, 80% от их числа принадлежало к красно-пёстрой группе, где основную долю составили сыновья Рейна и потомки Хилтона, в линии Р. Ситейшн андрогенные заболевания и расстройства распространены в потомстве быка Кристана.

9. Спастический парез в 37,5 % случаев встречался у представителей гол штинской породы линии М. Чифтейн. Основной «вклад» в распространение этого заболевания (44 %) внесли сыновья, внуки и правнуки Хилтона. Среди быков симментальской породы (немецкой селекции), наиболее подвержена спастическому парезу группа Префекта. Основным источником распространения спастического пареза в Красноярском крае стали быки, импортированные из Германии - 38% и закупленные в ГПЗ «Бородинском» -22%.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для полноценной реализации репродуктивных возможностей и снижения доли некачественной спермопродукции в летний период, целесообразно сократить частоту взятия спермы у производителей в этот период.

2. Для получения высококачественной спермопродукции и сокращения технологического брака криоконсервации следует учитывать индивидуальные особенности быков-спермодоноров при эксплуатации и сезон года.

3. При выявлении быков с отягощенной наследственностью необходимо исключать их из племенного использования, а сперму выбраковывать. Необходимо создать компьютерную базу данных, в которой должны постоянно фиксироваться случаи рождения аномального потомства, систематизация которых позволит проводить генетический анализ и предотвращать распространение аномалий в материнских популяциях.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Четвертакова, Елена Викторовна, Красноярск

1. Абилов, А.И. Аутоиммунность быков и воспроизводительные функции /Абилов А.И., Кочетков А.А., Соколовская И.И., Ойвадис Р.Н.,• Стоянов В.К. //Зоотехния. 1989. - №5. - С. 61-63.

2. Алифанов, В.В. Совершенствование симментальского скота методом голштинизации /Алифанов В.В. //Зоотехния. 1998. - №5. - С. 4-5.

3. Адушинов, Д. Создание чёрно-пёастрого скота молочного типа /Адушинов Д., Мухамадеева А. //Молочное и мясное скотоводство. — 2003.-№2.-С. 25-26.

4. Анисов, А.А. Влияние половых рефлексов на качество спермы быков/ ' Анисов А.А., Костив С.Н. //Зоотехния. 1989. - №8. -С. 64-65.

5. Антонюк, B.C. Биотехнологические способы повышения эффективности оплодотворения сельскохозяйственных животных /B.C. Антонюк. -Минск: Ураджай, 1988. 198 с.

6. Балахонов, А.В. Преодоление бесплодия /А.В. Балахонов. С-Петербург: Петербургский университет, 1994.— 251 с.

7. Балашёв, Н.Г. Ветеринарный контроль при искусственном осеменениисельскохозяйственных животных /Н.Г. Балашёв. М.: Колос, 1980. -265 с.

8. Басовский, Н.З. Селекция скота по воспроизводительной способности /Н.З. Басовский, Б.П. Завертяев. М.: Россельхозиздат, 1975. - 143 с.

9. Белоус, A.M. Молекулярные механизмы криоповреждения мембран /Белоус А.М, Бондаренко В.А., Бондаренко Т.П. //Криобиология и медицина. 1979. - С. 3-12.

10. Белоус, A.M. Структурные изменения мембран при охлаждении /А.М. Белоус, В.А. Бондаренко. Киев. Наукова Думка, 1982. - 254 с.

11. Белоус, A.M. Замораживание и криоконсервация /А.М. Белоус, Е.А. Гордиенко, Л.Ф. Розанов. М.: Высшая школа, 1987. — 80 с.ш 12. Белоус, А.Н. Криоконсервация репродуктивных клеток /А.Н., Белоус,

12. В.И. Гришенко, Ю.С. Паращуг. Киев: Наукова Думка, 1986. - 208 с.13,14,15,16,17,18