Біотехнологія і тваринництво
Нові наукові відкриття фізіології, генетики, імунології розширили можливості регулювання відтворення, підвищення продуктивності і загальної економічної ефективності вирощування сільськогосподарських тварин.
Ці нові методи, що застосовуються пов’язані з маніпулюванням на рівні (в основному статевих) клітин або ембріонів з використанням фізіологічно активних препаратів (біологічних або синтетичних гормональних препаратів та ін.). З цієї причини методи цілеспрямованого регулювання процесу відтворення сільськогосподарських тварин були названі біотехнологічними. До їх числа відносять:
– стимулювання і синхронізацію потягу;
– суперовуляцію;
– штучне запліднення;
– трансплантацію ембріонів;
– зберігання гамет і ембріонів;
– цілеспрямоване одержання двійні;
– регулювання статі;
– ранню діагностику запліднення, керування процесом пологів;
– створення химер та ін.
1. Для стимулювання потягу у теличок (синхронізація – в один і той же час) використовують прогестерон – жіночий статевий гормон хребетних тварин стероїдної природи, який регулює хід естрального циклу; гормони ссавців – простагландіни; синтетичний аналог прогестерону – клопростенол, а також їх комбінації.
В США препарат „Синхро-мейт-В” містить 2 гормони. Один імплантується під шкіру вуха телички, другий вводиться ін’єкцією. Переривається цикл. Через 9 днів – видаляють. Через 48 – 54 год. можна проводити штучне запліднення.
У свиней потяг наступає на 5 – 7 день після відлучки, але коли скорочують лактоперіод поросят, то цей період варіює. Синхронізація еструса у свиноматок з використанням простгландінів широко використовується в Європі (Германії).
Простгландіни – ненасичені жирні оксикислоти. Відомо близько 20 різновидів, назва походить від простати, секретом якої вважались.
2. Суперовуляція (копіювання) – це викликане гормонами, утворення в яєчниках і овуляція в декілька разів більшої кількості яйцеклітин. Залежно від виду тварин це число можна збільшити в 3 – 8 і навіть 50 разів.
Найчастіше з гормонів використовується сироватка крові вагітних кобил. Вона вводиться ін’єкцію за 4 – 5 днів до потягу, використовується також простагладін Ф-2а або його аналоги в сполучені з гонадотропінами. Завдяки суперовуляції стало можливим одержання достатньої кількості ембріонів породистих тварин для трансплантації.
3. Штучне запліднення – самий старий і добре відлагоджений метод розведення сільськогосподарських тварин, застосовується у всьому світі. Великий вклад в теорію і практику вніс І.І. Іванов (1870 – 1932). У 1928 р. групою спеціалістів під його керівництвом вперше в світі одержано 2475 ягнят у результаті штучного запліднення.
Ефективність цього методу полягає в:
1) зниженні затрат на годівлю плідників;
2) можливості швидкого розмноження ціннішого за корисними ознаками генотипу;
3) зниженні статевих інфекцій, що часто стає причиною безплідності скоту;
4) використання наперед оціненої сперми, що теж знижує безплідність.
4. Трансплантація ембріонів (ембріотехнологія) – біотехнологічний метод відтворення, який полягає в одержанні одного (декількох) ембріонів з матки племінних тварин (донорів) і пересадці в матку інших (реципієнтів), де ембріони розвиваються до народження.
Цей метод дозволяє одержати потомство від високопродуктивних тварин, спрощує обмін генофондом між країнами і континентами, дає можливість одержання потомства від цінних але безплідних (старих) тварин. Трансплантація може бути використана для тимчасового зберігання ембріонів. Так в яйцеводах кролиць здійснювалось перевезення ембріонів овець.
Метод дає можливість маніпуляцій з генетичним матеріалом. Перший крок – введення чужорідної ДНК методом мікроін’єкції. Оболонку яйця розчиняють протеазами. За допомогою капіляра в декілька десятих мікрона вводять 10–12 л (ДНК). Найкраща інтеграція, коли ДНК вводиться в ядро (миші вводився ген соматотропіну пацюка, що призвело до збільшення росту у 2 рази). Так само можливо тваринам ввести наприклад ген, який контролює синтез лізину. Такі тварини в геном яких інтегровані чужорідні гени називаються трансгенними.
Виробництво ембріонів починається із стимуляції, суперовуляцію викликають гонадотропіном на 10 – 14 день статевого циклу. Через 48 год. вводиться синтетичний аналог простагландіну (1 мг). Через 2 дні – запліднюють 2 рази – через 12 – 18 год. і 24 – 36 год. після появи потягу. Цей метод був трудоємкий і ризикований, тому що до середини 70-их рр. видалення ембріонів здійснювали хірургічним шляхом. У наш час в матку тварини вводять особливий трьохканальний зонд на 7 – 8 день після запліднення. Один канал закриває матку, другий вводить спеціальний фізрозчин, який повертається з ембріонами через третій канал в пробірку. З нього в той же день ( протягом 24 години) видаляють ембріони і спеціальним зондом вводять реципієнту. Ембріони можуть бути заморожені в рідкому азоті і зберігатись необмежений час при температурі –196 – – 269 °С. Це метод кріоконсервації.