Герефорды из Брянской области: российские ученые заявили об успехах в селекции скота

Ученые Института инновацион­ных биотехнологий в животно­водстве (ИИБЖ – филиал ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр животноводства – ВИЖ имени академика Л. К. Эрнста») достигли впе­чатляющих результатов в селекции: вышли на уровень приживляемости эмбрионов у коров до 70% при миро­вом показателе в 45–55%. Это позво­лило увеличить выход телят до 147% – настоящий прорыв для хозяйств, желающих увеличить поголовье.

За счет чего достигнуты такие пока­затели? Каким образом за несколько лет удалось обновить поголовье раз­нопородного стада, не имевшего гене­тической ценности, и выйти на рынок экспорта племенных животных? Обо всем этом в интервью изданию «Вете­ринария и жизнь» рассказал замдирек­тора института Артем Бригида.

РОКИРОВКА ПОРОД

Расскажите о разработках вашего института, Артем Владимирович. Каких результатов удалось достичь в селекции?

Артем Бригида: Изначально наш ин­ститут носил название ФГБНУ «Центр экспериментальной эмбриологии и ре­продуктивных биотехнологий». После реорганизации по приказу Министер­ства науки и высшего образования и присоединения к ФГБНУ ФИЦ ВИЖ имени академика Л. К. Эрнста область научных исследований института была акцентирована преимущественно на селекции животных и молекулярно-ге­нетических исследованиях. В частно­сти, уже несколько лет мы работаем с сельскохозяйственным предприяти­ем ООО «СП «Николаевское» (Мглин­ский район, Брянская область). Была поставлена амбициозная задача: уве­личить количество животных с высо­кой мясной продуктивностью. Акцент был сделан на герефордской поро­де. В хозяйстве содержался не имевший высокой генетической ценности для «СП «Николаевское» разнопородный скот. Используя его в качестве реципиентов, за счет при­менения технологии транспланта­ции эмбрионов мы решили провести рокировку пород в стаде (заменить разнопородный скот на герефордов. – «ВиЖ»), а также увеличить маточное поголовье с помощью технологии ис­кусственного осеменения животных.

В качестве реципиентов использова­ли животных молочного направления продуктивности, в частности швицкой породы. Почему остановились на ней? Корова мясного направления продук­тивности в большинстве случаев не мо­жет выкормить двух телят по причине нехватки молока. А корова швицкой породы по своей конституции, в част­ности из-за ширины таза, может спо­койно выносить и родить двух телят породы герефорд – они рождаются по 18–23 кг каждый.

Подсаживая один эмбрион к пред­варительно осемененной корове, в первый год нам удалось увеличить выход телят до 140% на количество используемых реципиентов. В следую­щем году – до 147%, получив при этом практически 1,5 теленка из расчета на одного использованного реципиента. Также мы добились приживляемости свежеполученных эмбрионов на уровне 60–70% (при мировом опыте в 45–55%) и замороженно-оттаянных – на уровне 58–60% (при мировом опыте в 40–50%, а в большинстве случаев еще ниже).

Артем Бригида за работой в лаборатории молекулярных биотехнологий Института инновационных биотехнологий в животноводстве / фото: Александр Плонский / «ВиЖ»

За счет чего удалось выйти на такие показатели?

Артем Бригида: Во-первых, мы исполь­зовали два метода получения двоен: пересадку двух эмбрионов одной коро­ве и подсадку одного эмбриона к пред­варительно осемененному животному. Кроме того, еще до реорганизации ин­ститута мы провели серию экспери­ментов по усовершенствованию техно­логии трансплантации эмбрионов на каждом из ее этапов. Этой технологии, к слову, уже более 70 лет, и очевидно, что она не могла в полной мере удов­летворять потребности ветспециалистов и хозяйств, которые ее при­меняли. Совершенствовать пришлось каждый этап, начиная с методики от­бора реципиентов и заканчивая разра­боткой новых способов пересадки. Все наши разработки запатентованы.

Так, чтобы улучшить приживляе­мость эмбрионов, надо было подо­брать здоровых животных, способных выносить один или два плода, если мы говорим о двойнях. Для аппликации эмбрионов используем разработан­ные нами гибкие катетеры, которые позволяют избежать травмирования эндометрия матки и заложить эмбри­он именно в ту точку, которая физио­логически пригодна для его развития.

В технологии трансплантации эм­брионов мы разработали свой подход к отбору доноров и собственную мето­дику извлечения эмбрионов. Во всем мире животных-доноров отбирают по зоотехническим и ветеринарным ха­рактеристикам, а также репродуктив­ным качествам. Для стимулирования множественного роста фолликулов и образования большого числа жизнеспособных яйцеклеток вводят фолли­кулостимулирующий гормон (ФСГ). При этом в 30% случаев животные на него не реагируют, в 20–30% – реаги­руют незначительно. Экономически это нецелесообразно. Мы пошли дру­гим путем. Помимо классического отбора мы разработали тест-систему, способную выявить животных с пред­расположенностью к высокой эмбриопродуктивности и реагированию на вводимый ФСГ с вероятностью 90–95%. Соответственно, таких животных мы и отбираем в качестве доноров.

Также нами разработана фарма­кологическая композиция веществ, пролонгирующих действие ФСГ, при­менение которой позволяет проводить однократное инъецирование живот­ных вместо восьми каждые 12 часов в течение четырех дней, как это при­нято во всем мире. Это позволило снизить трудозатраты, уменьшить стресс животного, минимизируя кон­такт с человеком, и увеличить в сред­нем число извлекаемых качественных эмбрионов до 9–12 штук из расчета на одного донора, а в некоторых слу­чаях – и до 15. При этом, по данным мировой статистики, средний выход эмбрионов не превышает 5–6 штук на одно животное.

Помимо этого, нами был разра­ботан альтернативный метод не­хирургического извлечения эм­брионов у коров-доноров. При применении классических методов извлечения (шприцевания, гравитаци­онного и комбинированного) теряется порядка 30% эмбрионов, а при высокой суперовуляторной реакции яичников – до 50%. Для минимизации потерь эм­брионов было создано устройство, позволяющее извлекать из репродук­тивных органов суперовулированных коров-доноров до 87–90% всех имею­щихся в матке эмбрионов. Его работа основана на электронасосном способе, позволяющем провести несколько ци­клов циркуляции и фильтрации жидко­сти для извлечения и сбора эмбрионов.

КАК ВЫБРАТЬ РЕЦИПИЕНТА И ДОНОРА

Какие обследования проходят жи­вотные перед процедурой пересадки и играет ли роль возраст животно­го, которому подсаживают эмбрион?

Артем Бригида: Реципиентом может быть животное любой породы, главное, чтобы оно могло спокойно, без послед­ствий для своего здоровья и для здо­ровья малыша, выносить, родить и вы­кормить одного или двух телят.

Что касается возраста, то специа­листы во взглядах расходятся. Одни говорят, что лучше осуществлять пе­ресадку телкам репродуктивного воз­раста, например в возрасте 18 месяцев. Действительно, матка такого живот­ного меньше по размеру, она условно стерильна, выносить теленка такому животному проще. Но тогда пересадку должен проводить высококвалифи­цированный специалист: канал рога матки значительно уже, эндометрий матки такого животного очень неж­ный, при неаккуратной манипуляции катетером может начаться кровотече­ние, что приведет к гибели эмбриона.

Другие специалисты считают, что для такой процедуры лучше использовать первотелок или коров второго и третье­го отела, у которых рог матки большего размера. Таким животным легче доста­вить эмбрион в нужное место, но при­живляемость будет немного ниже.

Проводите ли вы перед пересадкой оценку эмбриона, в том числе на предмет заболеваний?

Артем Бригида: Важно понимать, что чем больше проводится манипуляций с эмбрионом, тем в большей степени снижается его жизнеспособность. По­этому мы изначально отбираем в ка­честве доноров коров и быков, у кото­рых нет инфекционных заболеваний и выраженных патологий, которые могут привести к рождению нездоро­вого потомства. В качестве доноров, как правило, используются быки из топ-100 или топ-10 по производству семени, в зависимости от того, какую цель ставит хозяйство. Семя этих бы­ков априори считается здоровым, тем не менее все равно проверяем его на жизнеспособность и активность спер­миев, оцениваем морфологические особенности сперматозоидов.

После извлечения эмбрион обра­батывается ферментами, например трипсином, чтобы в случае попадания патогенов на его оболочку эмбрион не стал переносчиком инфекции. Затем он помещается в стерильную среду. Ве­роятность заноса инфекций в момент пересадки практически исключена.

При пересадке эмбриона человеку есть риск отторжения плода из-за разно­сти резус-фактора у матери и ребен­ка. Такие риски есть у животных?

Артем Бригида: Любой эмбрион для реципиента считается стопроцентно чужеродным генетическим материалом. Приживляемость в 60–70% уже подразумевает некую эмбриональ­ную гибель. Практика показывает, что причин тому множество. Эмбри­он может не прикрепиться к эндо­метрию матки, какой-то небольшой процент просто не может разорвать оболочку, возможна реакция имму­нитета матери на чужеродный ма­териал. Эмбрион может погибнуть в течение 40 дней после приживляе­мости. Факторов очень много, вплоть до особенностей самого эмбриона. Чем ниже его качество, тем ниже и жизнеспособность.

Используете ли вы препараты, чтобы подавить иммунитет матери в мо­мент прикрепления эмбриона?

Артем Бригида: Можно использовать препараты, которые поддерживают стельность, но большого эффекта это не вызывает. В единичных случаях удается поддержать развитие зароды­ша, но вероятность увеличения выхода телят они не гарантируют.

Я считаю, что любые препараты для стимуляции воспроизводства должны применяться точечно и в случае необ­ходимости. Например, если животное не приходит в охоту или если его ре­продуктивная система не восстанав­ливается. В мясном животноводстве их можно использовать при туровых отелах для синхронизации циклов жи­вотных, чтобы они отелились пример­но в одно и то же время. Думаю, если соблюдаются дозы, если после приме­нения схем наступает беременность, то ничего страшного в применении дан­ных препаратов нет.

При пересадке двух эмбрионов, когда один из них погибает, второй может продолжить развиваться?

Артем Бригида: Да, бывает, что один из эмбрионов просто рассасывает­ся на ранней стадии беременности. Случаев инфицирования и гибели од­ного из эмбрионов при продолжении развития второго в моей практике не было, но такое описано в научных работах. Тогда рождается один здо­ровый теленок и один мумифициро­ванный. Ряд авторов объясняют это тем, что плод находится в стериль­ной среде, гниения погибшего тела не происходит.

Если эмбрион не приживается, то че­рез какой промежуток времени мож­но повторно приступить к процедуре?

Артем Бригида: Через месяц после пересадки мы обязательно должны провести УЗИ на наличие или отсут­ствие плода. Если специалист под­тверждает, что нет приживляемости, то можно повторить процедуру на седь­мой день полового цикла.

Какие наиболее частые причины бес­плодия у коров и быков?

Артем Бригида: Надо обращать внима­ние на уровень продуктивности – чем он выше, тем ниже репродуктивные способности. Также большую роль играет рацион животного. Если кислот­ность кормов высокая, это может при­вести к развитию фолликулярных кист. Есть риск развития эндометритов по причине заноса инфекции в процессе принятия отелов или неправильного проведения процедуры осеменения. Тогда животных выбраковывают из числа реципиентов и направляют на лечение.

ДО 20 ТЫСЯЧ ЗА ЭМБРИОН

Есть ли сложности в адаптации рожденного теленка несвойственной данной местности породы, например, герефорда к местному климату? 

Артем Бригида: Корова-реципиент фак­тически приходится суррогатной мате­рью теленку, полученному в процессе пересадки эмбриона. Своей генетиче­ской составляющей ему она не переда­ет. Но кормление молозивом обеспе­чивает формирование колострального иммунитета. Таким образом, он полу­чает адаптивный иммунитет к мест­ным условиям (алиментарным, клима­тическим и т. д.). Рожденный теленок акклиматизируется уже в первые дни, и в дальнейшем у хозяйства отсутству­ют проблемы с его продуктивностью, в отличие от телят этой породы, заве­зенных из других стран либо из других регионов России.

Какова средняя стоимость процеду­ры трансплантации эмбриона для хо­зяйства?

Артем Бригида: Стоимость процедуры очень разная и зависит, в частности, от препаратов, которые применяют­ся, от стоимости семени. Также важно, использовалась ли эта корова в каче­стве донора ранее. Если мы знаем, что эта корова ранее уже давала большое количество качественных эмбрионов, то себестоимость эмбриона от такой коровы будет ниже. В среднем проце­дура обходится от 5 до 20 тыс. рублей за эмбрион.

Есть ли заинтересованность в науч­ных разработках института со сто­роны предпринимателей?

Артем Бригида: В настоящее время мы сотрудничаем с рядом хозяйств из Ки­ровской, Оренбургской, Костромской областей, Красноярского края. Ведем переговоры с предпринимателями из других регионов. Заинтересованность в научных разработках очень высо­кая, поскольку хозяйства могут всего за несколько лет не только полностью обновить поголовье, но и стать экспор­терами племенных животных. То же хозяйство «Николаевское», с которым мы плодотворно работаем, уже по­ставляет нетелей, полученных в про­цессе применения технологии транс­плантации эмбрионов, в Республику Казахстан. В этой связи наша задача как научного института – разработать новые технологии, найти биозаконо­мерности, которые завтра можно бу­дет применить на практике и реали­зовать в полной мере.

Справка «ВиЖ»

Герефордская порода – одна из самых распростра­ненных в мире мясных пород крупного рогатого скота, происходящая из графства Херефордшир (Великобри­тания). Порода славится крупными размерами, силой и выносливостью, а также способностью приспосабли­ваться к пастбищам самого разного типа.

Трансплантация эмбрионов – биотехнологический метод, при котором получают оплодотворенные яйце­клетки (эмбрионы) через семь дней (пока эмбрион не успел прикрепиться к стенке матки) после осеменения генетически ценной коровы. После этого эмбрионы пе­ресаживают в матку коровы-реципиента, зачастую не представляющей племенной ценности, она выступает суррогатной матерью.

Искусственное осеменение – введение спермы живот­ного в половые пути самки искусственным методом для получения большого количества потомства от ценных племенных самцов.