Жизнеспособность эмбрионов коров Текст научной статьи по специальности «Агробиотехнологии»

Воспроизводство стада www.agroyug.ru

УДК 636.22/.28:612.646

Аминова А.Л., старший научный сотрудник, канд.биол.наук,

Башкирский НИИСХ УФИЦ РАН (г.Уфа)

ЖИЗНЕСПОСОБНОСТЬ ЭМБРИОНОВ КОРОВ

Аннотация. Эмбрионы от здоровых коров со средней молочной продуктивностью обладают наилучшим качеством и показателями жизнеспособности. От высокопродуктивных и проблемных коров-доноров оптимальные результаты криокон-сервирования эмбрионов могут быть получены только традиционной технологией замораживания. Качество и эффективность криоконсервирования эмбрионов от коров со средней продуктивностью не зависит от технологического метода криоконсервирования. В дополнение визуальным методам оценки качества существует методика определения жизнеспособности эмбрионов методом культивирования. Данный метод культивирования применяется как для свежеполученных, так и для оттаянных эмбрионов крупного рогатого скота. По результатам наших исследований выявлена необходимость подтверждать жизнеспособность оттаянных эмбрионов методом культивации, что на 1/3 сократит затраты, обусловленные возможностью трансплантации нежизнеспособных эмбрионов.

Целью исследования являлось определение зависимости в сравнительном аспекте качества эмбрионов от физиологического статуса организма и уровня продуктивности. С учетом этих показателей необходимо определить эффективность технологических особенностей разных методик криоконсер-вирования эмбрионов.

Материалы и методы исследования. Работы проведены в Баймакском ОПХ Башкирского НИИСХ и сельскохозяйственном предприятии «Пугачёвское» Фёдоровского района Республики Башкортостан.

Объектом исследований были коровы симментальской породы, находящиеся на 4-5 лактации. Условия кормления, содержания и режимы эксплуатации соответствовали общепринятым зоотехническим нормам.

Для проведения опытов отбирали здоровых, а также проблемных коров. Животных дифференцировали на высокопродуктивных (5 тыс. кг молока за лактацию) и среднепродуктивных (менее 5 тыс. кг молока за лактацию). Гормональную обработку

коров для индуцирования суперовуляции, осеменение, извлечение и оценку эмбрионов проводили по методикам и инструкциям ВГНИИЖ [3;4]. В целом, исследования проводились в соответствии с методикой аналогичных исследований, проведенных на черно-пестрой породе коров В.М. Шириевым и др. [9;11].

Извлечение и оценку качества полученных эмбрионов проводили по морфологическим признакам стадии развития, распределяя по категориям согласно 5-ти бальной оценочной шкале:

1 - непригодные для трансплантации;

2 - условно годные; 3 - удовлетворительные;

4 - хорошие;

5 - отличные эмбрионы.

Дополнительный контроль жизнеспособности эмбрионов осуществляли согласно «Госстандарту на эмбрионы крупного рогатого скота» методом культивирования [4; 6].

Согласно общепринятым инструкциям и методическим указаниям проводили криоконсервацию и дальнейшее оттаивание эмбрионов по традиционной и ускоренной технологии, а также методом витрификации (замораживание в парах азота). При использовании традиционного метода эмбрионы насыщали глицерином концентрацией 1,4 М и охлаждали от 20 до -38°С, при ускоренном - глицерин брали 1 М концентрации и охлаждали от -5,8 до -35°С. Так же испытывали дополнительно в качестве кри-опротектора этиленгликоль в концентрации 1,5 М. Криоконсервирование проводили методом витрификации [5; 7].

Результаты исследования и их обсуждение. Результаты исследований доказали, что эффективность сывороточного гонадотропина ниже, чем при использовании гипофизарного относительно количественных показателей суперовуляторной реакции (таб. 1). Тем не менее, на качество эмбри-опродуктивности оказывает значительное влияние физиологический статус организма коровы-донора. От здоровых коров со средней молочной продуктивностью эмбрионов получили больше с высокой оценкой качества, в то же время от здоровых коров

ЭФФЕКТИВНОЕ №2 март

животноводство 2018

с высокой молочной продуктивностью и от проблемных коров эмбрионов хорошего и отличного качества получили значительно меньше.

Таблица 1

Эффективность различных схем гормональной обработки по группам животных

Схема гормональной обработки

Сывороточный гона-дотропин Гипофизарный гона-дотропин

Коровы по состоянию репродуктивной системы и продуктивности

Высокая продуктивность Средняя продуктивность Проблемные без учета продуктивности Высокая продуктивность Средняя продуктивность Проблемные без учета продуктивности

Общее количество коров, п 63 81 67 34 52 94

% оплодотворения 66,7 85,2 65,7 79,4 92,3 77,7

Качество эмбрионов, % Отличные 8,7 55,1 9,4 12,1 53,4 12,0

Хорошие 8,7 8,4 12,4 25,2 10,8 25,6

Удовлетвори-тельные и деге-нериро-ванные 82,6 36,5 78,2 62,7 35,8 62,4

При морфологической оценке полученных эмбрионов выяснили, что наибольшая доля эмбрионов от коров со средним уровнем продуктивности соответствует стадии развития эмбриона на день его извлечения. От таких коров получили хорошего и отличного качества 68,2% эмбрионов, плохого качества и дегенерированных - 22% и неоплодотворенных яйцеклеток - 9,8% (таб. 2).

Высокопродуктивные коровы и проблемные коровы, в конечном итоге, дали хороших и отличных эмбрионов меньше на 12,5 и 17,2% и больше, плохих и дегенерированных на 6,4 и 2,8%, соответственно. Оплодотворяемость у коров со средней продуктивностью была выше на 6,0 - 14,4%.

Таблица 2

Влияние физиологического статуса коров-доноров на качество эмбрионов

В серии других опытов было установлено, что при извлечении эмбрионов от среднепродуктив-ных коров-доноров более половины эмбрионов находились на стадии поздней морулы и ранней бластоцисты (таб. 3).

Таблица 3

Соотношение извлеченных эмбрионов на

разных стадиях развития

Эмбрионы Высокопродуктивные коровы-доноры Среднепродук-тивные коровы доноры Проблемные коровы без учета продуктивности

п % п % п %

2-клеточ-ные 4,7 7,4 0,6 0,7 6,1 7,0

4-клеточ-ные 3,6 5,7 0,5 0,6 1,9 2,2

8-клеточ-ные 2,4 3,8 0,5 0,6 2,8 3,2

16-клеточ-ные 1,0 1,6 0,5 0,6 1,1 1,3

Ранняя морула 23,1 36,3 14,2 16,5 38,7 44,5

Поздняя морула 18,9 29,7 39.3 45,6 29,1 33,4

Ранняя бластоци-ста 8,9 14,0 19,6 22,8 6,0 6,9

Поздняя бластоци-ста 1,1 1,7 10,9 12,7 1,3 1,5

Эмбрионы от этой категории коров на стадиях от ранней морулы до поздней бластоцисты составляли 97,6% от числа эмбрионов, полученных от коров со средним уровнем продуктивности. Эмбрионы, отстающие в развитии, составили 2,5%. У коров с высокой продуктивностью и у проблемных коров, отстающих в развитии эмбрионов, оказалось 18,5% и 13,7%, соответственно. На этом фоне четко видно, что имеет место отставание в скорости роста, как для морул, так и для бластоцист. На основании этих данных можно сделать вывод, что у высокопродуктивных коров и у проблемных коров наблюдается тенденция к снижению скорости процесса эмбриогенеза.

Серия опытов по культивированию в течение суток эмбрионов хорошего и отличного качества продемонстрировала, что во всех случаях культивирования ранних морул наблюдался наименьший процент числа эмбрионов продолживших свое развитие в условиях культуральной среды. В то же время, по мере увеличения возраста эмбриона, то есть стадии его развития, возрастала и его жизнеспособность в условиях культивирования (таб. 4).

Физиологический статус коров-доноров Общее количество эмбрионов, п Качество эмбрионов

Хорошие и отличные п-% Плохие и дегене-рирован-ные п-% Неопло-дотво-ренные яйцеклетки п-%

Высокая продуктивность 253 153 - 55,7 72 - 28,5 28 - 15,8

Средняя продуктивность 468 319 - 68,2 103 - 22,0 46 - 9,8

Проблемные коровы без учета продуктивности 384 196 - 51,0 95 - 24,8 93 - 24,2

т

Ш

Воспроизводство стада

www.agroyug.ru

Таблица 4

Результаты культивирования эмбрионов в зависимости от физиологического состояния коров-доноров

Высоко-продуктивные коровы-доноры Средне-продуктивные коровы-доноры Проблем-ные коровы без учета про-дуктив-ности

Ранние Поставлено на культивирование п 73 65 82

ГС мору-лы Продолжили п 39 59 39

1т развитие % 53,4 90,8 47,6

го т ср а т Поздние Поставлено на культивирование п 28 91 85

и мору- Продолжили развитие п 18 87 58

о ^ 1- и лы % 64,3 95,6 68,2

^ и ^ т го го Ранние бла- Поставлено на культивирование п 42 45 61

т ^ стоци- Продолжили п 29 42 42

I О сты развитие % 69,0 93,3 68,9

а. ю 5 т Поздние бла- Поставлено на культивирование п 28 45 43

стоци- Продолжили п 23 43 36

сты развитие % 82,1 95,6 83,7

ВСЕГО Поставлено на культивирование п 171 246 271

Продолжили п 109 231 175

развитие % 63,7 93,9 64,6

Таким образом, можно утверждать, что метод культивирования довольно достоверно подтверждает морфологическую оценку жизнеспособности эмбрионов, полученных от коров со средней продуктивностью. Но такую тенденцию не прослеживали у эмбрионов от высокопродуктивных коров и проблемных коров. Эмбрионы от данной категории коров лишь в 63,7 - 64,6% случаев оказались жизнеспособными, то есть продолжили свое развитие при культивировании. Обращая внимание на довольно большой процент эмбрионов, не продолживших свое развитие при культивировании, можно сделать вывод, что такие эмбрионы, безусловно, имели дефекты развития, которые по каким-либо причинам оказалось невозможно зафиксировать при оценке по морфологическим признакам. Данное обстоятельство доказывает негативную роль влияния специфики организма коровы на степень жизнеспособности эмбрионов.

Дальнейшие исследования влияния физиологического статуса коров-доноров на качество эмбрионов выяснили, что эмбрионы, полученные от коров-доноров со средним уровнем молочной продуктивности, могут быть подвергнуты различным методам криоконсервации с большей или меньшей степенью потери их качества (таб. 5). При этом выбор методики диктуется исключительно удобством применения той

или иной технологии и наличием эмбрионального материала, и нет необходимости усложнять технологию криоконсервации под предлогом повышения ее эффективности.

Таблица 5

Качество эмбрионов в зависимости от технологии криоконсервирования и физиологического состояния коров-доноров

Высоко-продуктивные коровы-доноры Средне-продуктивные коровы-доноры Проблемные коровы без учета продуктивности

Заморожено п 83 210 368

При- п 46 105 165

1,0 М годные к пересад-

ке после % 55,4 50,0 44,8

оттаива-

Глицерин ния

-О Заморожено п 95 210 350

Р Р ^ При- п 81 100 263

1- О Р П 1.4 М годные к пересад-

О ^ Р ке после оттаивания % 85,3 47,6 75,1

Заморожено п 35 285 310

Пригодные к п 18 275 133

Этилен-

гликоль пересад-

ке после % 51,4 96,5 42,9

оттаива-

ния

Заморожено п 28 302 360

п 13 248 145

Витрифика- При-

ция (в газообразном годные к пересад-

азоте) ке после % 46,4 82,1 40,3

оттаива-

ния

При работе с эмбрионами, полученными от высокопродуктивных коров и проблемных коров, необходимо ограничиваться традиционными методами криоконсервации. Это связано с тем, что применение упрощенных методов приводит к снижению эффективности до 40% в сравнении с результатами традиционной технологии.

При культивировании оттаянных эмбрионов (в течение 24 часов) в зависимости от их качества выяснилось, что наименьшей жизнеспособностью обладали эмбрионы с удовлетворительной оценкой качества. В то же время эмбрионы с хорошей и отличной оценкой показали увеличенную жизнеспособность (таб. 6).

ЭФФЕКТИВНОЕ №2 март

животноводство 2018

Таблица 6

Качество оттаянных эмбрионов в зависимости

от условий культивирования и физиологического состояния коров-доноров

Качество эмбрионов Высоко-продуктивные коровы-доноры Средне-продуктивные коровы-доноры Проблемные коровы без учета продуктивности

Отличное (5 баллов) Поставлено на культивирование п 63 48 69

Продолжили развитие п 41 45 40

% 65,1 93,8 58,0

Хорошее (4 балла) Поставлено на культивирование п 35 58 52

Продолжили развитие п 19 55 33

% 54,3 94,8 63,5

Удовлетворительное (3 балла) Поставлено на культивирование п 38 54 61

Продолжили развитие п 20 48 29

% 52,6 88,9 47,5

При оценке жизнеспособности эмбрионов (как свежеполученных, так и оттаянных) по морфологическим признакам и по результатам культивирования прослеживается определённая закономерность -жизнеспособность эмбрионов, полученных от коров со средней молочной продуктивностью, равноценно подтверждалась как по морфологическим параметрам, так и по результатам культивирования. Подобной закономерности в результатах этих же методов оценки жизнеспособности эмбрионов от коров с высокой молочной продуктивностью и проблемных коров не прослеживается. При этом лишь от 48 до 65% эмбрионов с оценкой от удовлетворительной до отличной, полученные от высокопродуктивных коров и проблемных коров, продолжили развитие в процессе культивирования, чем подтвердили свою жизнеспособность.

Выводы. Следует также отметить, что при исследовании довольно большого количества эмбрионов различных стадий развития и при различных условиях манипуляции с ними, наблюдается определенный процент эмбрионов, не продолживших свое развитие при культивировании. При этом такие эмбрионы имеются во всех стадийных подгруппах и от коров с различным физиологическим статусом. Следует также отметить, что наибольшее количество эмбрионов с пониженными показателями жизнеспособности наблюдалось на ранних стадиях развития. В связи с этим имеет смысл предположить, что снижение жизнеспособности обусловлено не только морфологическим дефектами эмбрионов, но также влиянием условий технологических этапов криоконсервирования и культивирования эмбрионов на различных стадиях их развития. При этом, чем меньше стадия развития (ранняя и поздняя морула), тем сильнее негативное влияние на жизнеспособность эмбрионов не зависимо от физиологического статуса коров-доноров.

В итоге следует признать, что наиболее доступные методы оценки качества эмбрионов по морфологическим признакам не являются совершенными. При использовании данного метода нередко остаются незамеченными некоторые изменения, которые возникают у эмбрионов удовлетворительного, хорошего

и отличного качества по морфологической оценке, полученных от высокопродуктивных коров и проблемных коров. Тем не менее, эти нарушения приводят к значительному снижению показателей жизнеспособности, что достоверно определяет оценка их по результатам культивирования. Эти результаты доказывают необходимость включение в методики трансплантации эмбрионов метода культивирования как контрольного метода проверки качества эмбрионов от высокопродуктивных коров и проблемных коров. Это позволяет выявить нежизнеспособные эмбрионы и исключить их из технологического цикла трансплантации и, тем самым, сократить затраты на трансплантацию заведомо некачественных эмбрионов, обуславливающих конечные отрицательные показатели.

Таким образом, при выборе технологических методов криоконсервирования эмбрионов необходимо учитывать физиологический статус коров-доноров. Эмбрионы, полученные от высокопродуктивных коров и проблемных коров, сохраняют наибольший процент жизнеспособности после оттаивания при использовании традиционных методов криоконсервирования с использованием в качестве криопротектора 1,4М глицерин, охлаждение - многоступенчатое постепенное от +20°С до -38°С с последующим помещением в жидкий азот. Эффективность криоконсервирования эмбрионов от коров со средней продуктивностью не зависит от технологического метода криоконсервирования. Результаты наших исследований подтверждают данные полученные другими исследователями [1;2;8;9;10], которые проводились в аналогичных условиях на коровах черно-пестрой породы и коровах мясных пород. Обнаруженные нами закономерности на коровах симментальской породы носят общий характер, правомочны и для других молочных и мясных пород и могут быть основой дальнейшей работы в направлении усовершенствования технологии трансплантации эмбрионов крупного рогатого скота.

Литература:

1. Анзоров В.А. Результаты криоконсервирования эмбрионов, полученных от коров-доноров с различным физиологическим статусом / В.А. Анзоров, С.Н. Хилькевич, В.А. Титова, В.М. Шириев, А.Л. Аминова, Г.С. Мишуковская // Сб. трудов «Актуальные проблемы научно-инновационной и внедренческой деятельности в АПК», п. Первомайский, 2005. С.144.

2. Анзоров В.А. Качество эмбрионов, получаемых от здоровых и проблемных коров-доноров с разным уровнем молочной продуктивности / В.А. Анзоров, С.Н. Хилькевич, В.А. Титова, В.М. Шириев, АЛ. Аминова, Г.С. Мишуковская // Сб. трудов «Актуальные проблемы научно-инновационной и внедренческой деятельности в АПК», п. Первомайский, 2005. С.147.

3. Инструкция по трансплантации эмбрионов крупного рогатого скота /Н.И. Сергеев, В.Л. Мадисон, О.К. Смирнов // М. 1984. 136 с.

4. Инструкция по трансплантации эмбрионов крупного рогатого скота // Росагропром СССР; ВАСХНИЛ, М. 1986. 32 с.

5. Мальцева М.В. Криоконсервирование эмбрионов в паеттах с применением сахарозы / М.В.Мальцева // Зоотехния. 1988. №7. С. 41- 42.

6. Методические рекомендации по оценке качества эмбрионов крупного рогатого скота при трансплантации эмбрионов // М. 1986. 32 с.

7. Методические рекомендации по криоконсервированию эмбрионов крупного рогатого скота, овец и кроликов // Дубровицы. 1987. 24 с.

8. Насибов Ф.Н. Жизнеспособность эмбрионов в зависимости от физиологического статуса коров-доноров / Ф.Н. Насибов, Е.У. Байтлесов, В.А. Титова, С.Н. Хилькевич, Е.А. Тяпугин // Вестник ветеринарии. 2007. №42 (3/2007). С.36-44.

9. Титова В.А. Эффективность технологических элементов криоконсервирования эмбрионов, полученных от коров-доноров с различным физиологическим статусом /В.А. Титова, Ф.Н. Насибов, С.Н. Хилькевич, Е.У. Байтлесов, Н.И. Сергеев, Е.А. Тяпугин //Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. 2006. № 2. С. 33-35.

10. Тяпугин Е.А. Качество эмбрионов, получаемых от здоровых, проблемных и высокопродуктивных коров-доноров /Е.А. Тяпугин, С.Н. Хилькевич, Е.У. Байтлесов, В.А. Титова, Ф.Н. Насибов //Аграрная наука. 2007. №5. С. 29-32.

11. Шириев В.М. Физиологическая оценка и биотехника размножения в скотоводстве: дис. д-ра биол. наук /В.М. Шириев //Дубровицы: ВИЖ. 2000. С.303.