CC BY
14УДК 636.
Самусенко Л.Д., кандидат биологических наук, доцент Мамаев А.В., доктор биологических наук, профессор ФГБОУ ВО Орловский государственный аграрный университет им. Н.В. Парахина, г. Орёл, Россия Samusenko L.D., Candidate of Biological Science, Associate Professor A.V. Mamaev, Doctor of Biological Sciences, Professor Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education, «Orel State Agrarian University named
after N. V. Parahina», е-mail: lds 1977@rambler.ru.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ФИЗИОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ПЛБАЦ В ОЦЕНКЕ ПРОДУКТИВНОГО ПОТЕНЦИАЛА БЫКОВ-ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ
(Practical application of the physiological and biological activity of superficially localized biological active centers (SLBAC) in the assessment of the productive potential of bulls-sires)
В условиях крупномасштабной селекции в молочном скотоводстве максимально возможное использование быков-производителей является важнейшей задачей. Цель исследований - изучить взаимосвязь физиолого-биологической активности показателей ПЛБАЦ и оценкой качества спермопродукции быков-производителей. Исследования были проведены на базе ОАО «Орловское» по племенной работе. Объектом исследования служили быки производители разного происхождения и их лактирующие дочери. Материалом для исследования служили карточки племенного учета и документы первичного зоотехнического учета. Проведенная серия исследований позволили установить следующее: 1) уровень биоэлектрического потенциала ПЛБАЦ быков- производителей взаимосвязан с их породной принадлежностью; 2) использование физиолого-биологической активности системы ПЛБАЦ позволяет до взятия семени осуществить оценку качества спермотозоидов и тем самым сократить затраты времени и труда.
Ключевые слова: быки-производители, качество спермы, уровень биопотенциала, поверхностно локализованные биологически активные центры.
Государственная программа по развитию сельского хозяйства предусматривает создание высокопродуктивных племенных стад молочного и мясного скота. Низкие темпы воспроизводства, приведшие к дефициту племенного молодняка, существенно сдерживают решение этой проблемы [2].
В условиях крупномасштабной селекции в молочном скотоводстве максимально возможное использование быков-производителей является важнейшей задачей. Это обусловлено тем обстоятельством, что передача наследственных признаков продуктивности может быть эффективной только тогда, когда проверенные по качеству потомства производители не только длительное время используются в стаде, но и имеют высокие показатели собственной продуктивности [8].
Применение искусственного осеменения, крупномасштабная селекция и биотехнология позволяют за короткий срок значительно изменить породный состав стад целых регионов, интенсивно использовать лучших производителей для создания животных с устойчивыми наследственными задатками по основным продуктивным признакам.
In the context of large-scale breeding in dairy cattle breeding, the maximum possible use of breeding bulls is the most important task. The purpose of the research is to study the relationship between the physiological and biological activity of SLBAC indicators and the assessment of the quality of sperm production of breeding bulls. Research was conducted on the basis of JSC "Orlovskoe" on breeding work. The object of the study was producer bulls of different origins and their lactating daughters. The material for the study was the cards of breeding records and documents of primary zootechnical accounting. The conducted series of studies allowed us to establish the following: the level of bioelectric potential OF plbats of bulls-producers is interconnected with their breed affiliation. The use of the physiological and biological activity of the SLBAC system makes it possible to evaluate the quality of spermatozoa before taking the seed and thereby reduce the time and labor costs
Keyword: bulls-sires, quality of sperm, bioelectrical potential, superficially localized biological active centers.
Современные знания в области физиологии животных позволили разработать эффективные технологии производства продуктов животного происхождения, однако резервы биотехнологических методов диагностики и коррекции продуктивных и воспроизводительных возможностей животного организма далеко не исчерпаны. И здесь, особое значение приобретает выяснение фундаментальных механизмов жизнеобеспечения живых систем, разработка достоверных и информативных методов диагностики функционального состояния, управления процессами, обеспечивающими реализацию продуктивных и репродуктивных возможностей. На качество спермо-продукции оказывает влияние генотип животного и факторы внешней среды. Некоторые авторы отмечают, что чистопородные животные обладают более высоким уровнем общей адаптационной пластичности по сравнению с животными, полученными в результате поглотительного скрещивания [4, 9, 10, 14]
Одним из важных факторов, влияющих на сперматогенез, является сезон года. Многие авторы, изучающие данный фактор, отмечали, что минимальный объем эякулята получают в зимний период, более высокий - весной и максимально высокий - летом, в
осенние месяцы отмечается снижение по сравнению с летними [3, 15].
Ряд авторов, изучив связь оплодотворяемости по сезоном осеменения коров и сезонам взятия спермы у быков, установили снижение результативности при осеменении коров в весенне-летний период семенем быков-производителей, взятой в это же время. Лучшие результаты осеменения были зимой - спермой, взятой от быков в этот же период года [3, 5, 6, 7, 11]. Семя быков зимнего периода взятия обладала более высокой биологической полноценностью, чем взятое летом. Количество взятых эякулятов минимально в апреле-сентябре, максимальное - в ноябре-марте [12, 13].
Волкова С.В. (2003) отмечает, что активность спермиев быков-спермодоноров оказывается наибольшей в осенне-зимний и наименьшей - в весенне-летний сезоны года. В жаркие дни, особенно в дневное время, угнетаются половые рефлексы, при температуре воздуха выше +250С и при -30С уменьшается объем эякулята, увеличивается количество мертвых и патологических спермиев. Доля патологических спермиев выше в зимний период, меньше -летом.
Проанализировав материал литературных источников была выдвинута гипотеза о том, что процесс сперматогенеза быков-производителей, тесно связанный с функциональным состоянием животного организма, влияет на спермопродукцию, количество и качество которой можно оценивать по уровню биоэлектрического потенциала поверхностно локализованных биологически активных центров.
Цель исследований. Для подтверждения данной гипотезы была проведена серия исследований целью которой являлось изучение взаимосвязи физиолого-биологической активности показателей ПЛБАЦ и оценки качества спермопродукции быков-производителей.
Материалы и методы исследований
Исследования были проведены на базе ОАО «Орловское» по племенной работе. Объектом исследования были быки-производители чистопородной голштинской и черно-пёстрой голштинизированной пород, разных генеалогических линий. Материалом для исследования служили карточки племенного учета. Объектом исследования являлась спермопродук-
Рисунок 1
Использование на племенных предприятиях быков-производителей связано с большими материаль-
ция быков черно-пестрой породы и черно-пестрой голштинизированной породы. Группы формировали по принципу аналогов по пять голов в каждой, возраст животных от 2 до 4 лет, средняя живая масса составила 800 кг.
Измерение биоэлектрического потенциала ПЛБАЦ № 5, №7, №11, №41, №44 проводили в утренние часы, через два часа после кормления, определяли его средний уровень. Измерения проводили в течение года, по сезонам.
Сперму от быков брали в манеже на искусственную вагину с одноразовым спермоприемником, маркировали и передавали через стерильный шлюз в лабораторию. Были исследованы дуплетные эякуляты.
Содержание в эякуляте сперматозоидов на аномальность форм изучали под микроскопом Hitachi TM -1000 в приготовленных для этого препаратах по методике описанной в ГОСТ-32277. Целостность акро-сом сперматозоидов оценивали по результатам дифференцированного окрашивания.
Полученные результаты научных исследований обработаны методом вариационной статистики, с использованием стандартного пакета статистического анализа Microsoft Excel 2007 на персональном компьютере. Достоверность полученных результатов оценивали с использованием критерия Стьюдента.
Результаты исследований и их обсуждение
Как известно, породы крупного рогатого скота имеют свои особенности, связанные не только с адаптивными зонами распространения, но и технологическими особенностями, которые влияют на формирование продуктивного потенциала и функциональный гомеостаз животных.
В результате проводимых измерений уровня биоэлектрического потенциала ПЛБАЦ быков-производителей в течение опытного периода установлено, что в черно- пестрой породе уровень биоэлектрического потенциала ПЛБАЦ был высоким, и в среднем составлял - 71,7 мкА, что достоверно превышало аналогичные показатели центров быков-производителей голштинской черно-пестрой породы на 11,1% (p<0,01) (рис. 1). Таким образом, нами выявлена зависимость уровня биоэлектрического потенциала ПЛБАЦ и породной принадлежности.
ными затратами. Перед использованием быков-производителей предприятие должно быть уверено,
80 75 70 65 60 55 50
УБП ПЛБАЦ, мкА -черно-пестрая порода (контроль)
УБП ПЛБАЦ, мкА -голштинская черно-пестрая порода
зима
весна
лето
осень в среднем
- Динамика уровня биопотенциала поверхностно локализованных биологически активных центров и породная принадлежность быков-производителей, М+m
что быки обладают племенной ценностью и высокими репродуктивными качествами, имеют большую крио-резистентность и оплодотворяющую способность семени, т. е. определить репродуктивную способность и спрогнозировать эффективность их использования.
Качество спермопродукции быков- производителей не является строго постоянным, а изменяется в зависимости от условий кормления, содержания, режима полового использования производителя, состояния здоровья. Это подтверждается исследованиями [8, 15]. Сперматозоид - это уникальная высокоспециализированная клетка, основная функция которой заключается в переносе отцовского генома в яйцеклетку. Для выполнения этой функции сперматозоид морфологически разделен на 2 компартмента, необходимых для оплодотворения - головку и жгутик [14]. Головка, в свою очередь, разделена на акросомальный участок и ядро, содержащее гаплоидный набор хромосом. Собственно, акросома представляет собой плоскую цистерну, плотно примыкающую к ядру и окруженную мембраной. Наружная акросомная мембрана окружена плазматической мембраной сперматозоида. Акросома - это секреторный пузырек, который формируется из пузырьков зоны аппарата Гольд-жи, начиная с ранних этапов спермиогенеза. Акросо-ма расположена в виде «шапочки» на переднем полюсе ядра. В матриксе акросомы локализованы протео-литические ферменты, которые участвуют во взаимо-
действии сперматозоида и яйцеклетки, и обеспечивают проникновение через зону пеллюцида [8, 13].
Выявление в эякуляте повышенного содержания сперматозоидов с аномальной акросомой - одна из причин идиопатического бесплодия сельскохозяйственных производителей, даже при нормативных параметрах спермограммы.
Известно много эффективных методов определения качества семени, однако резервы повышения их информативности далеко не исчерпаны. В результате при использовании некачественного семени хозяйства несут убыток (недополучение телят, затраты на искусственное осеменение и т. д.).
В результате проведенных исследований нами была изучена и установлена взаимосвязь между качеством сперматозоидов и уровнем биоэлектрического потенциала ПЛБАЦ быков-производителей.
Как показывают данные рисунка 2 опытные животные были разделены по уровню биопотенциала их ПЛБАЦ на две группы с высоким, в среднем, составившем 74,53±1,33мкА и низким, в среднем составившем 68,85 ±1,32 мкА (** - p<0,01).
В результате оценки качества спермотозоидов у быков - производителей с высоким уровнем биопотенциала ПЛБАЦ в поле зрения препарата были обнаружены сперматозоиды с интактной акросомой, что составило 96,5% от общего числа сперматозоидов препарата и имело достоверную разницу с опытной группой (** - p<0,01).
100
50
96,5
7,3 14,6
- высокий УБП ПЛБАЦ г низкий УБП ПЛБАЦ
спермотозоиды с сперматозоиды с
интактными формами,% аномальными формами,%
Рисунок 2 - Взаимосвязь качества сперматозоидов и УБП ПЛБАЦ быков- производителей
При подсчете числа сперматозоидов с аномальными формами выявлено наибольшее их количество у быков-производителей с низким уровнем биопотенциала, что составило 14,6% при достоверной разнице с контролем.
Проведенные исследования позволили установить прямую взаимосвязь между УБП ПЛБАЦ и качеством спермотозоидов быков-производителей.
Выводы. Проведенная серия исследований позволили установить следующее:
Уровень биоэлектрического потенциала ПЛБАЦ быков-производителей взаимосвязан с их породной принадлежностью.
Использование физиолого-биологической активности системы ПЛБАЦ позволяет до взятия семени осуществить оценку качества спермотозоидов и тем самым сократить затраты на организацию отбора.
Литература
Волкова С.В. Влияние возраста быков и времени года на качество спермы / Алифанов В.В., Алифанов С.В. // Современные проблемы науки и образования. - 2008. - №6. - С.5.
Жебровский Л.С. Генофонд черно-пестрой породы крупного рогатого скота, его сохранение и улучшение. Монография - Изд-во .- СПб. 2009. 155 с.
3. Кононов В.П. Половая активность быков по сезо-
нам года / В.П. Кононов, О.Н. Дьякевич // Зоотехния. - 1997. - №5. - С. 20-22.
4. Мамаев А.В., Самусенко Л.Д. Изменение биоэлек-
трического потенциала биологически активных центров быков-производителей разного возраста и с разным качеством спермопродукции // Вестник аграрной науки. - 2019. - №1. - С 6369.
0
5. Наук В.А. Структура и функция спермиев с.-х.
животных при криоконсервации: монография / В.А. Наук. - Кишинев: Штиинца, 1991. - 197 с. 11.
6. Порфирьев И.А. Репродуктивные качества и
адаптационная способность быков-
производителей голштинской и красной датской пород в условиях Алтайского края /И.А. Порфирьев, Сот Сун, И.Е. Рабинович // Сельскохозяйственная биология. - 2003. - №4. - С. 12. 62-68.
7. Самусенко Л.Д. Биотехнологические показатели
спермопродукции быков разного экогенеза // Биология в сельском хозяйстве. - 2020. - №3 (28). - С. 23-27. 13.
8. Самусенко Л.Д., Мамаев А.В. Качество спермото-
зоидов быков-производителей с разным уровнем биопотенциала ПЛБАЦ// Теория и практика современной аграрной науки Сборник III национальной (всероссийской) научной конференции с международным участием. Новосибирский государственный аграрный университет. 2020 Издательство: ИЦ НГАУ «Золотой колос» 14.
9. Самусенко Л.Д., Мамаев А.В. Коновалов К.В
Оценка качества семени быков-производителей по уровню биопотенциала поверхностно локализованных биологически активных центр// В сборнике: Аграрная наука в условиях модернизации и инновационного развития АПК Рос- 15. сии. Сборник материалов Всероссийской научно-методической конференции с международным участием, посвященной 100-летию высшего аграрного образования в Ивановской области. 2018. С. 653-656.
10. Самусенко Л.Д., Мамаев А.В., Коновалов К.В
Оценка показателей спермопродукции быков-производителей с разным уровнем биоэлектрического потенциала биологически активных
центров и в разные сезоны года // Вестник КрасГАУ. - 2019. - №2 (143). - С.70-76
Самусенко Л.Д., Морозова Е.С. Биотехнологические показатели спермопродукции быков-производителей крупного рогатого скота молочных пород // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. -2018. - №6. - С.101-106.
Самусенко Л.Д. Оценка племенной ценности быков-производителей разных линий, используемых на племенных предприятиях Орловской области // Вестник аграрной науки. - 2020. - №2 (83) апрель. - С. 70-77.
Таджиева А.В., Иолчиев Б.С., Багиров В.А., Кленовицкий П.М., Сивкин Н.В. Изучение состояния наследственного материала в сперматозоидах быков-производителей / Интеграция науки и производства - основа эффективности сельского хозяйства / Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции (Самарканд, 21 -22 ноября 2013 года) С. 77-80.
Чомаев А.М., ЧернышёваМ.Н., Даровских В.Е., Афанасьев В.А. Анализ оплодотворяющейспо-собности семени быков-производителей // Вестник Российского университета дружбы народов, серия: сельскохозяйственные науки, животноводство. - 2003. - №10. - С. 46-48.
Четвертакова Е.В. Доля аномальных форм спермотозоидов в нативной и криоконсервиро-ванной сперме быков разных линий в зимнее-весенний период / Е.В. Четвертакова // Инновации в науке и образовании: опыт, проблемы, перспективы развития: Всероссийская научно-практическая конференция. Ч. 2. (секция 6) / Красноярский ГАУ. - Красноярск, 2009 а. - С. 224-226.
Поступила в редакцию: 05.11.2020 г.
Самусенко Людмила Дмитриевна, кандидат биологических наук, доцент кафедры частной зоотехнии и разведения сельскохозяйственных животных ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет имени Н. В. Парахина», e-mail: lds 1977@rambler. ru.
Мамаев Андрей Валентинович, доктор биологических наук, профессор кафедры продуктов питания животного происхождения ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет имени Н. В. Парахина», email: lds 1977@rambler.ru.
