Значительным достижением в воспроизводстве крупного рогатого скота явилась разработка метода трансплантации эмбрионов. Данный способ стал доступным благодаря работам профессора Кристи и его коллег из Кембриджского университета (Великобритания). Этот способ сейчас широко используется в сельском хозяйстве многих стран мира. Суть метода заключается в пересадке эмбрионов от генетически ценных коров-доноров к малопродуктивным, но здоровым животным-реципиентам, способным выносить здоровое, полноценное потомство.

Метод применяют с целью эффективного использования генотипов выдающихся коров в практике мирового и отечественного скотоводства. Данный метод позволяет при использовании гормональной стимуляции ценных коров-доноров получать от них за одну обработку 6–8 жизнеспособных эмбрионов, которые пересаживаются телкам или коровам-реципиентам.

Возросшие возможности трансплантации эмбрионов связаны не только с наиболее широким использованием генетических особенностей маточного материала, но также и в связи с неблагополучной эпизоотической обстановкой по многим заболеваниям, что в определенной мере сужает возможности международного обмена генетическим материалом при закупках скота. Кроме того, эмбрионы можно очистить от поверхностного расположения вирусов, что имеет место, например, при лейкозе крупного рогатого скота.

Более того, в мировой практике около 80% быков, находящихся на племенных предприятиях и используемых в системе искусственного осеменения, получены путем трансплантации эмбрионов.

Наиболее эффективное применение метода трансплантации эмбрионов получило в конце 80-х гг. XX в. в Великобритании. Хотя его широко использовали и используют в Северной Америке (США, Канада), во многих странах Европейского союза. После доклада Ч. Смита и Ф. Николаса в 1983 г. на конференции Британского общества животноводческой продукции по поводу множественной овуляции и трансплантации эмбрионов (МОЕТ) данный метод был взят на вооружение британскими животноводами. В 1986 г. была разработана система МОЕТ (Multiple Ovulation and Embryo Transfer), которая апробировалась на базе нуклеусного стада компании «Премьер Бридерс Лимитед», которая впоследствии была преобразована в компанию «Джинус».

В системе МОЕТ предусматривается значительное сокращение интервала между поколениями по сравнению с традиционной проверкой потомства для создания нуклеусного стада при самом быстром темпе генетического улучшения стада, какого только можно достичь с помощью современных технологических методов. Данный метод позволяет, по сравнению с традиционными методами оценки производителей, сократить эти сроки вдвое при высокой надежности оценки генетических характеристик производителей.

Крупное преимущество системы МОЕТ заключается в том, что она может учитывать признаки, которые не оцениваются при проверках потомства в разных странах. Так, например, помимо учета продуктивности, жирно- и белково-молочности, данная система позволяет учитывать коэффициент полезного действия корма, скорость раздоя коров, устойчивость к маститу, легкость отела, массу теленка при рождении и многие другие признаки, важные для селекционной работы.

По мнению ученых и специалистов Великобритании, система МОЕТ может быть успешно применена в селекционных программах стран с неустойчиво развивающейся экономикой или в развивающихся странах. Это позволяет сконцентрировать усилия и капиталовложения не во многие хозяйства, а только в одно – нуклеусное стадо, которое позволит снабдить генетическим материалом (сперма и эмбрионы) целые страны или регионы, в зависимости от размера страны или региона.

В Дании реализуется программа по трансплантации эмбрионов, которая, в отличие от применяемых селекционных программ МОЕТ, предусматривает широкое применение данного метода в каждом фермерском стаде совместно с искусственным осеменением. Для этого в стране проведена переподготовка специалистов по искусственному осеменению для овладения ими методом пересадки эмбрионов. В результате этого каждый специалист центра по искусственному осеменению по заявке фермера может осуществлять пересадку эмбрионов, полученных как от собственных коров-доноров данного фермера, так и от других коров с необходимыми генетическими и продуктивными качествами. Цель данной программы поставить на одну ступень способ искусственного осеменения животных и трансплантацию эмбрионов, что, по нашему мнению, требует колоссальных финансовых затрат!

В Российской Федерации также имеется опыт использования технологии трансплантации эмбрионов в некоторых регионах. Так, например, в 80-х гг. прошлого века трансплантацией эмбрионов успешно занимались в Московской, Ленинградской, Челябинской, Новосибирской, Омской областях и других регионах нашей страны. В Московской области под руководством Д. Р. Казарбина была разработана программа получения быков-производителей для ЗАО «Московское» по племенной работе. В Читинской области были проведены пересадки эмбрионов для получения быков-производителей мясной галловейской породы.

Первая в нашей стране производственная лаборатория трансплантации эмбрионов крупного рогатого скота была организована в 1984 г. на базе ГПЗ «Заря коммунизма» Домодедовского района Московской области. В перспективности этого метода для повышения эффективности молочного животноводства России уже тогда мало кто сомневался.

Среди основных преимуществ технологии трансплантации эмбрионов – возможность регулировать многоплодие, т. е. получать от 100 коров не 80–85 телят в год, а в несколько раз больше. Интенсивность отбора ремонтного молодняка (первотелок) значительно повышается, позволяя ускоренно размножать высокопродуктивных животных, из которых формируется донорское стадо. А значит, регулируется и породность получаемого приплода. При этом здоровых, но малопродуктивных животных молочного направления можно использовать в качестве инкубаторов (суррогатных матерей).

Для определения эффективности данного метода в России был проведен ряд экспериментов по изучению роста и развития молодняка и молочной продуктивности коров, полученных путем трансплантации эмбрионов. Так, в Московской области М. А. Ереминой были изучены рост и развитие телок-трансплантатов. Опыт проведен в ОПХ «Дубровицы» и ОПХ «Щапово», сравнивались показатели трансплантатов со сверстницами, полученными от искусственного осеменения.

 

Показатели роста телок-трансплантатов и их сверстниц

 

Возраст животных, мес. ОПХ «Дубровицы» ОПХ «Щапово»
трансплантаты сверстницы трансплантаты сверстницы
n = 26 n = 26 n = 50 n = 50
Живая масса, кг
6 165±10,2 157±5,83 185±6,18 178±3,74
10 261±7,58 255±9,23 265±8,84 272±6,25
12 311±8,27 307±8,97 313±4,14 315±4,33
18 401±9,27 398±7,05 402±5,79 407±5,56
При 1-м осеменении 431±10,5 413±9,31 411±5,22 397±5,66
Возраст 1-го осеменения 20,3±0,61 19,7±1,02 18,7±0,4 17,2±0,48

 

В обоих хозяйствах живая масса телят-трансплантатов во все периоды выращивания была несколько выше по сравнению со сверстницами. Однако осеменялись эти животные в более поздние сроки и при более высокой живой массе. Полученные данные свидетельствуют о том, что телочки-трансплантаты не уступали своим сверстницам, полученным методом искусственного осеменения, по скорости роста в период выращивания.

В дальнейшем была изучена молочная продуктивность и состав молока у коров-трансплантатов в ОПХ «Дубровицы», ОПХ «Щапово», ПЗ «Заря Подмосковья» и ПЗ «Петровское». Результаты исследований показали, что в среднем прибавка по удою у коров-трансплантатов по сравнению со сверстницами составила по I лактации 130 кг, по наивысшей – 158 кг, за жизнь – 3266 кг молока, выход молочного жира увеличился на 78,8 кг. Удой матерей-доноров за I и наивысшую лактации повторили 45% дочерей-трансплантатов. Использование метода трансплантации дало возможность дополнительно получить в стадах 13 коров-долгожительниц со средним удоем за жизнь 38 594 кг молока жирностью 3,97% за 5,8 лактации, что на 10 551 кг больше, чем у их сверстниц (Р < 0,05).

В Омской области с середины 80-х гг. ХХ в. велись работы по трансплантации эмбрионов в ПЗ «Омский» и ОПХ «Омское», где были созданы специализированные лаборатории. Изучалась наследственная основа иммунитета у животных, полученных методом трансплантации. Установлено, что животные, полученные методом трансплантации, не имели существенных достоверных отличий от животных, полученных естественным путем по показателям клеточного и гуморального иммунитета. Данное обстоятельство позволило сделать вывод, что трансплантация, как биотехнологический метод, не сказывается отрицательно на жизненно важных функциях организма крупного рогатого скота. В проведенном корреляционно-регрессионном анализе выявлено, что доноры-матери имеют гораздо большее генетическое влияние на фенотипическое проявление признака у потомства по сравнению с реципиентами. Так, все генотипические коэффициенты корреляции между донорами и трансплантатами были положительными, а для количества лимфоцитов, процентного содержания В-лимфоцитов и абсолютного количества антигенсвязывающих лимфоцитов – достоверными (P < 0,05). Коэффициенты детерминации признака колебались от 0,6% для Т-лимфоцитов (киллеров) до 38,3% – для В-лимфоцитов. Достаточно существенными оказались коэффициенты линейной регрессии.

Для коров-реципиентов коэффициенты корреляции были в основном низкими и разнонаправленными, низкими были коэффициенты детерминации и регрессии. Отсюда следует, что организм реципиента играет только роль инкубатора для развития организма трансплантата, но без какой-либо генетической детерминации признака, на что указывает практически отсутствующая связь между признаками.

При сравнении уровня молочной продуктивности у коров, полученных методом трансплантации (опытная группа), и их сверстниц (контрольная группа), сделано заключение, что коровы контрольной группы имели суточный удой выше, чем коровы-трансплантаты, на 0,6 кг, или 2,9%, скорость молоковыведения – на 0,21 кг/мин, или 9,6%.

 

Молочная продуктивность коров-первотелок

Показатель Группа
контрольная опытная
Число коров, голов 31 32
Удой за 305 сут. лактации, кг 5500±307,8 5492±320,3
Жирномолочность, % 4,13±0,08 4,29±0,07
   кг 227,5±12,9 235,6±11,8
Суточный удой, кг 21,2±1,12 20,6±0,96
Скорость молоковыведения, кг/мин 2,39±0,23 2,18±0,25
Коров с чашеобразной формой вымени, % 66,7 69,2

 

Коровы из контрольной и опытной групп за 305 сут. I лактации имели практически одинаковую молочную продуктивность. Однако коровы-трансплантаты оказались более жирномолочными на 0,16 % и от них получено больше молочного жира на 8,1 кг, или 3,6%. Коровытрансплантаты характеризовались желательной формой вымени, где число животных с чашеобразной формой вымени составило 69,2%, что на 2,5% больше, чем среди коров контрольной группы.

Таким образом, телки и коровы, полученные методом трансплантации, характеризовались высокими показателями молочной продуктивности и иммунологическими параметрами, которые не уступали контрольным животным. В то же время коровы-доноры оказывали большее влияние на фенотипическое проявление иммунологических параметров у трансплантатов в сравнении с коровами-реципиентами. Хотя организм реципиента позволяет наиболее оптимально сформироваться защитным функциям трансплантатов, так как только достаточно хорошие условия обеспечивают наиболее полную реализацию признака.

В дальнейшем в Омской области была разработана совместная с британскими и голландскими учеными программа по внедрению метода эмбриотрансплантации в практику селекционно-племенной работы. Были проведены пересадки 200 эмбрионов черно-пестрой и красно-пестрой голштинской породы в 3 хозяйствах области. Результаты приживляемости эмбрионов соответствовали лучшим мировым стандартам и находились на уровне 60%. Из полученных более 100 телят маточное поголовье было использовано в племенном репродукторе ОПХ «Омское», бычки же были использованы племенным предприятием ЗАО «Омское» по племенной работе. Установленные результаты по продуктивным, адаптационным и воспроизводительным качествам у полученных методом трансплантации животных были более чем обнадеживающие. Однако в связи с прекращением финансирования данные работы были свернуты.

В 90-е гг. ХХ в. в госплемзаводе «Россия» Челябинской области действовала лаборатория по получению и трансплантации эмбрионов от высокопродуктивных коров черно-пестрой породы. Здесь были получены эмбрионы от знаменитой Россиянки 72, давшей по IV лактации 18 086 тыс. кг молока при жирномолочности 4,15%.

И все же, несмотря на положительные результаты применения метода трансплантации эмбрионов в нашей стране, он не нашел широкого применения. Так, разработанная в Московской области программа по использованию лучших коров племенных заводов и призеров выставок племенного скота в качестве коров-доноров эмбрионов для получения быков-производителей отечественной селекции практически не реализуется.

Наряду с трансплантацией в мировой практике используют метод безлимитного клонирования эмбрионов. Впервые этот метод был применен специалистами американской компании «Американ Бридерс Сервис» (АВS) в конце 80-х гг. ХХ в. Суть безлимитного клонирования состоит в пересадке in vitro генетического материала (ядра) соматической клетки выдающегося животного в энуклеированную яйцеклетку. Далее идет процесс выращивания эмбриона in vitro до 5–6-суточного возраста, т. е. до достижения им стадии морулы с 32 бластомерами, после чего каждый бластомер можно вновь пересадить в энуклеированный ооцит и получить новый эмбрион. Используя этот метод, селекционер может создать большое количество генетически идентичных эмбрионов, которые в свою очередь могут быть пересажены реципиентам для получения генетически идентичных животных.

Большое значение для правильной организации воспроизводства стада имеет продолжительность использования животных для племенных целей, которая зависит от их индивидуальных особенностей, условий кормления и содержания. При правильном содержании и рациональном использовании сроки пребывания ценных животных в хозяйстве удлиняются, что способствует получению большего числа телят от них в течение жизни. При продолжительном сроке использования коровы можно оценить племенную ценность коровы не только по собственной продуктивности, но и по качеству потомства еще до их выбытия из хозяйства, чему также способствует трансплантация эмбрионов. Удлинение периода использования коров сокращает процент их выбраковки, увеличивает долю маточного поголовья в стаде. Важное значение при решении вопроса о продолжительности использования животных имеют направление скотоводства (молочное, мясное), назначение хозяйств (племенное или товарное), уровень продуктивности животных и их племенная ценность.

Желательный срок использования коров в молочном скотоводстве 5–6 лактаций, однако в странах с развитым скотоводством (Израиль, США и др.) он не превышает 2,5 лактации, в России – 3,5–4,0 лактации. Желательный срок использования быков зависит от их племенной ценности и во многом обуславливается методом ее оценки. Кроме того, на продолжительность использования генетического материала быков больше влияет наличие спермы в банках-хранилищах и ее качество. В странах с интенсивным скотоводством ранний вывод животных из стад экономически целесообразен из-за высокой продуктивности животных (Израиль – 12 000 кг, США – 10 000 кг молока), которые успевают не только оплатить продукцией затраты на их выращивание, но и принести значительный доход. При этом ускоряется оборот стада, ускоряется селекционный процесс.

Между тем отдельные коровы в течение значительного срока сохраняют способность к воспроизводству и дают высокие удои до 20–22-летнего возраста. Некоторых ценных быков-производителей содержат и используют на племенных предприятиях до 15–17-летнего возраста. Коровы костромской породы Краса и Опытница находились в хозяйстве «Караваево» до 23-летнего возраста, и за весь период их использования от Красы получено – 120 247 кг, а от Опытницы – 116 765 кг молока; корова Нопса айрширской породы (Финляндия) за 20 лет телилась 17 раз, ее продуктивность за все лактации составила свыше 110 тыс. кг молока, или 4941 кг молочного жира. К числу мировых рекордисток по пожизненным удоям относятся: корова №289 голштинской породы из Калифорнии (США), давшая 211 212 кг молока, Овин-Мастарли – 152 100 кг молока, корова Грейфул голландской породы (Англия), давшая 140 000 кг молока; корова голштинской породы Понтиак-Корндайк (США) – 139 150 кг; корова голштинской породы Пенсо-Хэгел (США) – 126 537 кг; корова голландской породы Анита (Польша) – 122 764 кг; коровы черно-пестрой породы: Аида – 117 720 кг, Лидия – 118 000кг.