Содержание к диссертации
Введение
2. обзор литературы 14
2.1. Нервно-гуморальная регуляция воспроизводительной функции у самцов 14
2.2. Влияние различных факторов на репродуктивную функцию хряков 28
2.3. Улучшение репродуктивной функции хряков с помощью зооветеринарных приемов 37
2.4. Повышение криоустойчивости спермы хряков с помощью биотехнологических факторов 50
2.4.1. Состав сред для криоконсервации спермы хряков 66
2.4.2. Способы замораживания и оттаивания спермы хряков 69
3. Материал и методы исследований 75
4. Результаты исследований 118
4.1. Биотехнические приемы улучшения воспроизводительных способностей хряков 118
4.1.1. Эффективность приучения хрячков к садке на чучело с помощью феромонного препарата «ПАСО» 118
4.1.2. Влияние условий выращивания хрячков на их репродуктивные показатели 125
4.1.3. Показатели качества спермы у хрячков в зависимости от условий моциона 129
4.1.4. Улучшение репродуктивных показателей хряков с помощью препаратов из родиолы розовой 135
4.1.5. Улучшение потенции хряков в летний период с помощью водных процедур и подкормки родиолой розовой 142
4.1.6. Влияние температуры воды при водных процедурах на стимуляцию потенции у хряков в летний период 146
4.1.7. Увеличение спермопродукции у хряков с помощью подкормки родиолой розовой и введения простагландина 150
4.2. Коррекция нарушений репродуктивной функции у хряков с помощью биологически активных веществ 153
4.2.1. Эффективность повышения потенции у хряков с помощью гормонального препарата тетрастерона 153
4.2.2. Результативность использования новых антибактериальных препаратов для профилактики заболеваний половой системы у хряков 159
4.2.3. Улучшение репродуктивной функции хряков с пониженной потенцией путем использования плацентарных препаратов 166
4.2.4. Изучение содержания стероидных гормонов, нуклеиновых кислот и аминокислот в препаратах из плаценты свиньи 172
4.3. Повышение репродуктивной функции хряков с использованием сорбционных веществ 180
4.3.1. Влияние скармливания хрякам различных доз яблочного пектина на их воспроизводительную функцию 180
4.3.2. Влияние сроков скармливания яблочного пектина на репродуктивные показатели хряков 185
4.3.3. Эффективность подкормки хряков яблочным пектином в зависимости от их возраста 189
4.3.4. Изучение антиоксидантной активности яблочного пектина при скармливании хрякам окисленного растительного масла 194
4.3.5. Сравнительное влияние различных видов пектинов на воспроизводительную функцию хряков 199
4.3.6. Влияние подкормки хряков активированным углем на их репродуктивные показатели 206
4.4. Способы повышения устойчивости сперматозоидов хряков к глубокому замораживанию 211
4.4.1. Влияние уровня витаминов А, Е и С в рационах хряков на устойчивость сперматозоидов к глубокому замораживанию 211
2. Повышение криоустоичивости сперматозоидов хряков путем подкормки лецитином и антоксинатом 216
3. Влияние скармливания пектинов хрякам на устойчивость спермы к замораживанию 219
4. Улучшение криоустоичивости спермы хряков путем введения антиоксидантов в состав синтетической среды 223
5. Влияние диализной обработки на криоустойчивость спермы хряков 225
6. Влияние антибактериальных препаратов на биологическую полноценность криоконсервированной спермы хряков 227
7. Результативность осеменения свиноматок в зависимости от срока хранения замороженной спермы 233
Экономическая эффективность некоторых приемов улучшения репродуктивной функции хряков 235
Обсуждение результатов 244
Выводы 263
Практические предложения 266
Список литературы 267
- Нервно-гуморальная регуляция воспроизводительной функции у самцов
- Повышение криоустойчивости спермы хряков с помощью биотехнологических факторов
- Биотехнические приемы улучшения воспроизводительных способностей хряков
- Коррекция нарушений репродуктивной функции у хряков с помощью биологически активных веществ
Введение к работе
Актуальность работы. На современном этапе экономического развития страны и в связи с предстоящим вхождением России во Всемирную торговую организацию (ВТО) агропромышленному комплексу, чтобы не утратить свою продовольственную независимость и успешно конкурировать на внутреннем и мировом рынке продовольствия необходимо внедрение в производство новых научно-обоснованных технологий.
Перевод свиноводства на промышленную основу и внедрение в отрасль передовых научных достижений позволили значительно повысить производство продукции и производительность труда. Важную роль в промышленном свиноводстве имеет метод искусственного осеменения свиней, который позволяет повысить эффективность отрасли и ускорить генетический прогресс в разводимых породах свиней.
При этом очень важно более интенсивно использовать наиболее ценных с генетической точки зрения хряков. Однако значительное число хряков в условиях промышленной технологии содержания не проявляет своих потенциальных возможностей в связи с различными нарушениями их репродуктивной функции. У хряков отмечается наличие пониженной потенции (23-60%), ослабление или отсутствие эрекции (7-30%), снижение качества спермы (25-30%)), воспалительные заболевания простаты (5-20%), и другие дисфункции (Кудрявцев П.Н., 1948; Щеглов О.В., 1971; Михайлов Н.Н., 1973; Сердюк СИ., 1977; Козловский В.Г., 1978; Крячко В.Т., 1979; Рыбалко В., 1980; Прокопцев В.М., 1981; Сааков Г.Р., 1981; Кононов В.П., 1982; Максимов Ю.Л, 1983; Медведев В.А., 1983; Милованов В.К., 1984; Башкеев Е.Д., 1985; Левин К.Л., 1987; Клинский Ю.Д., 1990; Шейко Е.И., 1990; Улиханова Т.Л., 1990; Шолохов А.И., 1991; Батурин A.M., 1994; Зайцев В.В., 1998; Ерохин А.С., 2003; Водянников В.И., 2004; Походня Г.С., 2005; Нарижный А.Г., 2005; Mahone I.P., 1979; Hemsworth Р.Н., 1981; Meier Н., 1988; Love С.С., 1997 и др.).
Не менее важной проблемой является своевременное приучение молодых хрячков к садке на чучело. В частности, у довольно большого числа молодых хрячков (30-55%) не удается выработать условного полового рефлекса на чучело, что приводит к преждевременной выбраковке этих производителей. Это способствует тому, что для искусственного осеменения используются менее ценные с генетической точки зрения хряки, но обладающие более высокой половой активностью. Выбраковка животных не по племенным качествам, а по причине нарушения воспроизводительной функции, не способствует генетическому прогрессу.
В этой связи необходимы углубленные исследования с целью разработки более эффективных методов приучения молодых хрячков к садке на чучело, а также методов профилактики и лечения пониженной потенции и других дисфункций у хряков с помощью различных биотехнологических приемов.
Для улучшения биологической полноценности спермы хряков важное значение имеют вопросы сбалансированного и полноценного кормления животных. В последние годы особую значимость придают использованию в кормлении животных различных экологически безопасных, биологически активных веществ, способствующих выведению из организма животных токсических субстанций экзогенного и эндогенного происхождения. (Скурихин И.М., 1991; Беркетова Л.В.; Voragen A.G.J., 1984; Bengmark S., 1995).
Многочисленные исследования, проведенные в нашей стране и за рубежом показали, что сперма хряков обладает более низкой устойчивостью к криогенным воздействиям по сравнению со спермой других видов животных. Это отрицательно влияет на живучесть криоконсервированных сперматозоидов и на их оплодотворяющую способность. (Милованов В.К., 1974; Балашов Н.Г., 1977; Мингазов Т.А., 1977; Сысоев А.А., 1978; Кононов В.П., 1982; Курбатов А.Т., 1983; Наук
7 B.A., 1985; Гуськов A.M., 1993; Ерохин А.С., 2004; Нарижный А.Г., 2005; Chinoy N.G., 1986; Fraga С, 1991; Dawson Е.В., 1992; Alvarez J., 1993; Philpott M., 1993; Yager M.J., 1993; Askari H.A., 1994; Asher G.W., 2000; Foote R, 2002). Поэтому актуальной научной задачей является дальнейшая разработка более совершенных синтетических сред для глубокого замораживания спермы хряков и методов повышения криоустоичивости половых клеток данного вида животных.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
Целью данной работы является разработка и реализация эффективных методов улучшения репродуктивной функции хряков, а также повышение криоустоичивости их сперматозоидов с помощью различных биологически активных веществ и технологических приемов. В связи с этим были поставлены и решены следующие задачи:
изучить биотехнические приемы улучшения
воспроизводительных способностей хряков;
улучшить выработку условных половых рефлексов у хрячков
при приучении их к садке на чучело с использованием половых
аттрактантов свиноматок в охоте;
исследовать влияние препаратов родиолы розовой и
гидротерапии на репродуктивную функцию хряков с
пониженной потенцией;
выяснить эффективность использования простагландинов и
гормонального препарата тетрастерона для повышения потенции
у производителей;
проверить результативность профилактики заболеваний половой
системы у хряков при использование новых антибактериальных
препаратов простакал и простатилен;
исследовать влияние плацентарных препаратов на
сперматологические показатели у хряков;
8 изучить биохимический состав препаратов, полученных из плаценты свиньи;
определить эффективность применения различных пектинов с целью улучшения воспроизводительной функции хряков; изучить влияние подкормки хряков активированным углем на их репродуктивные показатели;
выяснить возможность повышения криоустойчивости сперматозоидов хряков с помощью перорального применения витаминов А, Е и С, пектинов, лецитина и антоксината; повысить криоустойчивость сперматозоидов хряка с помощью новых антиоксидантов в составе синтетической среды; провести испытание диализного метода обработки спермы хряков перед криоконсервацией в сравнении с другими методами обработки;
проверить эффективность ряда антибактериальных препаратов для санации спермы хряков;
определить результативность осеменения свиноматок криоконсервированным семенем, в зависимости от сроков его хранения.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА
В экспериментальных исследованиях нами впервые выявлены принципиально новые физиологически обоснованные положения регуляции репродуктивной функции хряков с использованием биологических и зоотехнических методов. Разработан феромонный препарат «ПАСО» на основе половых аттрактантов свиноматок в охоте для ускорения выработки полового рефлекса у молодых хрячков к садке на чучело. Установлена высокая эффективность применения сухих препаратов из корневищ родиолы розовой и их совместного использования с простагландином магэстрофаном, на стимуляцию репродуктивной
9 функции хряков. Разработаны приемы совместного использования гидротерапии и препаратов родиолы розовой для улучшения репродуктивной функции хряков в летний период. Впервые разработаны способы индуцирования репродуктивной функции хряков и увеличения спермопродукции при использовании комбинированного препарата пролонгированного действия тетрастерона. Впервые установлено, что яблочный и свекловичный пектины являются антиоксидантами, которые нейтрализуют повреждающее действие токсинов, вследствие чего повышается объем спермопродукции у хряков и качество свежеразбавленной и криоконсервированной спермы. Предложена методика профилактики простатита у хряков с помощью антибактериальных препаратов простакал и простатилен. Исследовано влияние плацентарных препаратов хориоцен, умбилицен и ПДЭ для повышения репродуктивной функции у хряков и улучшения биологической полноценности их спермы.
Впервые выяснена возможность повышения устойчивости сперматозоидов хряка к глубокому замораживанию путем перорального применения лецитина и антиоксиданта антоксината, а также витаминов А, Е и С. Усовершенствована синтетическая среда для замораживания спермы хряков путем введения в ее состав новых антиоксидантов и антибактериальных препаратов. Экспериментально доказано, что хранение спермы хряков в криоконсервированном состоянии в течение одного года не оказывает отрицательного влияние на результативность осеменения маток.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ
Применение для приучения хряков к садке на чучело феромонного препарата «ПАСО», а также использование свободно-выгульного моциона, способствует снижению затрат времени на приучение животных и улучшает их спермопродукцию. Предложенная методика улучшения
10 потенции хряков с помощью препаратов родиолы розовой и гидротерапии, способствует повышению потенции животных, улучшает биологическую полноценность и оплодотворяющую способность сперматозоидов. Использование плацентарных препаратов и пектинов позволяет значительно увеличить выход спермодоз на одного производителя и улучшает результативность искусственного осеменения свиней.
Пероральное применение лецитина, антиоксиданта антоксината,
пектина и витаминов А, Е и С, способствует повышению устойчивости
сперматозоидов хряка к глубокому замораживанию и улучшению
оплодотворяемости свиноматок. Диализный способ разбавления спермы
перед замораживанием, улучшает выживаемость сперматозоидов хряка в
процессе криоконсервации и повышает результативность искусственного
осеменения маток. Введение в состав разбавителя спермы хряков нового
антиоксиданта динофена и антибактериального препарата Полиген,
повышает криоустойчивость сперматозоидов, оказывает
бактериостатическое действие и улучшает оплодотворяющую способность сперматозоидов.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:
биологические и технологические приемы повышения
воспроизводительной способности хряков-производителей;
регуляция репродуктивной функции у хряков с помощью
биологически активных веществ;
способы повышения устойчивости сперматозоидов к глубокому
замораживанию.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ Основные положения диссертации доложены и одобрены:
на научных конференциях отдела биологии воспроизведения и искусственного осеменения свиней ВНИИС и в селекционно-технологическом центре по свиноводству ВИЖа (1997-2005 гг.);
на международных научно-практических конференциях:
«Повышение конкурентоспособности животноводства и задачи
кадрового обеспечения отрасли» (РАМЖ, Быково, 1995-1997,
2000-2005);
на совместной научно-практической конференции:
«Эффективность развития свиноводства в современных условиях
рыночной экономики» (ВНИИС, Быково, 1998);
на третьей международной конференции: «Актуальные
проблемы биологии в животноводстве» (Боровск, 2000);
на 1-й международной конференции: «Актуальные проблемы
производства и переработки продуктов животноводства и
птицеводства» (Уфа, 2000);
на 4-й международной конференции: «Проблемы
сельскохозяйственного производства на современном этапе и
пути их решения» (Белгород, 2000);
на 5-й конференции Европейского общества по размножению
домашних животных (Австрия, Вена, 2001);
на международной научно-технической конференции:
«Перспективные технологии, технические средства для
животноводства в XXI веке и проблемы эффективности
производства» (ВНИИМЖ, Знамя Октября, 2001);
на VIII-международной научно-практической конференции:
«Перспективы развития свиноводства в XXI веке» (ВНИИС,
Быково, 2001);
на международной научно-практической конференции:
«Актуальные проблемы болезней молодняка в современных
условиях» (Воронеж. 2002);
на 11-й, 12-й, 14-й межвузовской научно-производственной
конференции по свиноводству: «Актуальные проблемы
12 производства свинины в Российской федерации» (Персиановский, 2002; 2003; 2005);
на 7-й конференции Европейского общества по размножению
домашних животных (Ирландия, - Дублин, 2003);
на международной научно-практической конференции
посвященной 100-летию А.П.Студенцова: «Проблемы
акушерско-гинекологическои патологии и воспроизводства
сельскохозяйственных животных» (Казань, 2003);
на 10-й международной научно-производственной конференции:
«Перспективы развития свиноводства» (Беларусь, Гродно, 2003);
на международной научно-практической конференции: «Роль и
значение метода искусственного осеменения
сельскохозяйственных животных в прогрессе животноводства XX и XXI веков» (Дубровицы, 2004);
на международной научно-практической конференции, посвященной 85-летию Московской ветеринарной академии им.К.И.Скрябина (Москва, 2004);
на международной научно-практической конференции посвященной 80-летию Витебской ветеринарной академии: «Актуальные проблемы ветеринарной медицины и зоотехнии» (Беларусь, Витебск, 2004);
на международной научно-практической конференции: «Прошлое, настоящее и будущее зоотехнической науки» (Дубровицы, 2004);
на международной научно-производственной конференции (Сумы, Украина, 2005).
на международной научно-производственной конференции: «Актуальные проблемы болезней органов размножения и молочной железы у животных» (Воронеж, 2000; 2005);
13 на III международной научно-практической конференции: «Современные технологические и селекционные аспекты развития животноводства России» (Дубровицы, 2005);
Публикация результатов исследования. По материалам диссертации опубликовано 65 работ в российских и международных изданиях, в журналах: Доклады РАСХН, Вестник РАСХН, Ветеринария, Свиноводство, Зоотехния. По материалам диссертации подготовлено 4 методических рекомендации и 1 технология.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 318 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов собственных исследований, обсуждения, выводов, практических предложений, списка литературы, включающего 564 источника, в том числе 272 на иностранных языках. Работа содержит 88 таблиц, иллюстрирована 2 рисунками и 16 диаграммами.
2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
Нервно-гуморальная регуляция воспроизводительной функции у самцов
Для регулирования воспроизводительной функции и влияния на репродуктивные органы хряков необходимы современные знания о нейро-гуморальных механизмах воздействия на эти органы. Научными исследованиями последних лет удалось выяснить основные механизмы нейроэндокринной регуляции половой функции у самцов и самок животных, которые обусловлены взаимодействием: кора головного мозга - гипоталамус - гипофиз - половые железы (Прокофьев М.И., 1983; Розен В.Б., 1984; Остин К., Шорт Р., 1987). Было установлено, что информация от разнообразных источников внешней среды, поступающая в центральную нервную систему, направляется в гипоталамус (Остин К., Шорт Р., 1987). Здесь эта информация обрабатывается, усиливается, преобразуется в гуморальный сигнал и передается в переднюю долю гипофиза, где она вновь усиливается и посредством гонадотропных гормонов направляется к гонадам. Гонады реагируют на поступивший сигнал разнообразными способами, один из которых - секреция половых гормонов. Эти гормоны в свою очередь воздействуют на многочисленные органы - мишени, в том числе на головной мозг и гипофиз. Таким образом, формируется сложная система передачи информации, осуществляющая усиление, распространение и интеграцию сигналов в целом организме. Гипоталамус представляет собой подбугорный отдел промежуточного мозга. Условно он подразделяется на переднюю, среднюю и заднюю части. От клеток, расположенных в ядрах гипоталамуса, аксоны направляются к другим ядрам гипоталамуса, срединному возвышению и задней доле гипофиза (Прокофьев М.И., 1983). Срединное возвышение включает в себя основание гипоталамуса и непосредственно переходит в ножку гипофиза. В нем имеются терминали как гипоталамических, так и экстрагипоталамических нейронов, глиальные клетки и специализированные клетки эпендимы, называемые таницитами (Остин К., Шорт Р., 1987). Танициты выстилают третий желудочек и важны для передачи информации от спинномозговой жидкости в гипофиз.
Помимо этих нервных структур, в срединном возвышении имеется капиллярное сплетение, связанное с гипоталамо-гипофизарной воротной системой. В результате такой организации возникает сплошная сеть межнейронных связей и взаимодействий между нервными и эндокринными регуляторными центрами. Благодаря тому, что нейросекреторные клетки осуществляют нервную и эндокринные функции, в гипоталамусе происходит переключение начального нервного импульса в гуморальные звенья эфферентных цепей (Прокофьев М.И., 1983; Convey Е.М., 1973). Супраоптические и паравентикулярные ядра регулируют процессы нейросекреции в гипоталамусе. Секреторные нейроны этих ядер проникают в заднюю долю гипофиза и образуют гипоталамо-гипофизарную связь (Алешин Б.В., 1971; Розен В.Б., 1984). Поступающие в гипофиз нейросекреты способствуют экскреции гонадотропных гормонов из гипофиза в кровь. На нейросекрецию в гипоталамусе оказывают влияние различные медиаторы, к которым относятся ацетилхолин, серотонин, дофамин и опиаты (Бабичев В.Н., 1981). В частности, норадреналин и ацетилхолин могут стимулировать экскрецию ЛГ из гипофиза, а дофамин - ингибирует данный процесс (Gnodde Н.Р., Schuiling G.A., 1976). Они вырабатываются как в гипоталамусе, так и в центральной нервной системе. Ряд экспериментальных данных указывает на важную роль трех моноаминов: дофамина, норадреналина (катехоламинов) и серотонина (Gnodde Н. 1976; Karsch К. 1980). Влияние указанных моноаминов осуществляется на уровне гипоталамуса, так как при непосредственном воздействии на гипофиз дофамина, серотонина или мелатонина, одновременно с люлиберином, моноамины угнетают действие релизинг-гормонов (Daily 1978; Левин К., 1980). Гипофиз состоит из передней доли или аденогипофиза и задней доли, или нейрогипофиза. Задняя доля гипофиза образована нервной тканью и связана посредством ножки с мозгом (Алешин В.Б., 1971). Инфундибулярный отросток содержит терминали нейронов, тела которых расположены в гипоталамусе. Таким образом создается непосредственная нервная связь между задней долей гипофиза и головным мозгом, что особенно важно для секреции гормонов задней долей гипофиза. Передняя доля гипофиза подразделяется на дистальную, промежуточную и туберальную части (Cross В.А., Wakerley J.B., 1977; Morris J.F. е.a., 1978). Туберальная часть окружает инфундибулярный ствол в виде манжетки, направляясь вверх и располагаясь под частью срединного возвышения. В отличие от задней доли, передняя доля гипофиза не содержит нервных волокон и терминалей, и поэтому не имеет прямых нейронных контактов с гипоталамусом. Связь с головным мозгом осуществляется посредством сосудистого звена - гипоталамо-гипофизарной воротной системы. Первое капиллярное сплетение этой системы находится в срединном возвышении, откуда сосуды по ножке гипофиза идут в переднюю долю, где образуют второе капиллярное сплетение.
В передней доле гипофиза содержатся клетки многих различных типов (Розен В.Б., 1984). Кроме гонодотропных гормонов, синтез и секреция каждого из известных гормонов передней доли гипофиза осуществляется особым типом клеток. По мнению большинства исследователей, гонадотропные гормоны ЛГ и ФСГ синтезируются клетками, называемыми гонадотрофами. Функция семенников в репродуктивный период у животных зависит от гипоталамо-гипофизарной системы (Левин К.Л., 1990). Было установлено, что гипофизэктомия способствует значительному снижению секреции андрогенов, атрофии клеток Лейдига и семенных канальцев, прекращению сперматогенеза (Розен В.Б., 1984).
В гипоталамусе различают два основных типа эндокринных нейронов - крупноклеточные и мелкоклеточные. Клеточные тела этих нейронов располагаются в супраоптическом и паравентрикулярных ядрах, а их аксоны переходят через гипоталамус к срединному возвышению и далее вниз по ножке гипофиза к терминалям в задней доле гипофиза (Clarke G. е.а., 1979). Крупноклеточные нейроны синтезируют и секретируют гормоны задней доли гипофиза - окситоцин и вазопрессин.
Роль гипоталамических структур заключается в секреции гормона, регулирующего гонадотропную функцию гипофиза. Этот гормон был выделен Serially A.V. е.а., (1971) из гипоталамуса свиней, расшифрована его структура и установлено, что он является декапептидом.Этот релизинг-гормон не имеет видовой специфичности. Он стимулирует синтез и экскрецию из гипофиза ЛГ и ФСГ, поэтому его называют гонадолиберином (Резников А.Г., 1982). В исследованиях было установлено, что все полученные гонадолиберины вызывают секрецию как ФСГ, так и ЛГ (Эскин И., 1975; Сысоев А., 1978). Попытки разделения гонадотропинов на фракции, способные вызывать лишь выделение одного из гонадотропных гормонов, закончились неудачей. Все полученные препараты гонадолиберина обладали способностью секреции обеих гонадотропинов (Serially А. 1972).
Существуют две основные гипотезы, объясняющие, как гипоталамические релизинг-гормоны достигают сосудов воротной системы срединного возвышения (Pickering В.Т., 1978). Согласно первой теории, транспорт идет по аксонам, согласно второй - он происходит через спинномозговую жидкость. Секреция гонадолиберина у животных осуществляется нейронами, расположенными в медио-базальном гипоталамусе. Аксоны этих нейронов оканчиваются на капиллярах портальной системы гипофиза в срединном возвышении (McCann S.M., 1974). Выделение гонадолиберина в кровь портальной системы происходит в виде пульсаций, что подтверждается периодическим колебанием концентрации этого гормона в срединном возвышении и в крови ножки гипофиза. Это обеспечивает пульсирующий характер секреции ФСГ и ЛГ в кровь, с интервалами между пиками от 30 до 300 мин.
Повышение криоустойчивости спермы хряков с помощью биотехнологических факторов
Первые поросята от замороженного семени хряков были получены только в 1970 году (Polge С. е.а., 1970). Несмотря на то, что первые телята от замороженного семени быка были получены уже в 1949 году (Смирнов И.В., Polge С. е.а., 1949; Polge С, Rowson L.E., 1952). После этого было получено потомство от замороженной спермы хряков в различных странах, в том числе и в нашей стране (Баранов Ф.А., 1972; 1974; Милованов В.К. и др., 1974; Crabo B.C., Einarsson S., 1971; Pursel V.G., Johnson L.A., 1971; Graham E.F. e.a., 1971). Эти исследования послужили стимулом для дальнейших экспериментов в области совершенствования метода глубокого замораживания спермы хряков. Отечественные ученые провели целый ряд фундаментальных исследований в области криоконсервации спермы хряков (Кононов В.П., 1980; 1982; 1983; Корбан Н.В. и др., 1980; 1988; Мороз Л.Г. и др., 1979; Наук В.А., Гуськов A.M., 1983; Шапиев И.Ш. и др., 1985; Нарижный А.Г., 1995). Практическое внедрение метода криоконсервации спермы в свиноводстве позволяет улучшить селекционно-генетическую работу в данной отрасли животноводства. Преимуществами этого метода является то, что он позволяет осуществлять круглогодовую заготовку спермы и дает возможность длительного хранения спермы. Это в свою очередь позволяет транспортировать ее на любые расстояния. Но несмотря на многочисленные исследования в данной области, результативность осеменения свиноматок замороженно-оттаянной спермой пока остается не достаточно высокой и стабильной. В этой связи необходимы дальнейшие исследования с целью улучшения защитных свойств синтетических разбавителей для замораживания спермы хряка и повышения результативности искусственного осеменения свиноматок от криоконсервированной спермы. Многочисленные исследования в области криобиологии к настоящему времени создали определенный теоретический и практический фундамент понимания процессов криогенных повреждений в биологических объектах . (Лозино-Лозинский Л.К., 1972; Пушкарь Н.С. и др., 1984; MazurP., 1977; MarymanH.T. е.а., 1977). По мнению Luyet B.I. е.а. (1940), гибель клеток при замораживании объясняется механическим повреждением их мембран и протоплазмы, образующимися при замораживании кристаллами льда. Сульфгидрильная теория объясняет гибель клеток при замораживании дегидратацией и денатурацией белков, что может быть следствием образования дисульфидных связей при окислении SH-rpynn (Levitt I., 1962). Липопротеиновая теория связывает гибель клеток при криоконсервации повреждением липопротеидов мембран концентрированными растворами солей (Lovelock I.E., 1957). Теория минимального объема свидетельствует, что причина низкотемпературного повреждения состоит в уменьшении минимального объема клеток при дегидратации их мембран (Maryman Н.Т. е.а., 1977).
По мнению других ученых низкие температуры вызывают разнообразные биологические эффекты на клетки, которые нельзя объяснить с позиций одной теории (Пушкарь Н.С, Белоус A.M., 1975; Осташко Ф.И, 1978; Наук В.А, 1982; Кононов В.П., 1982; Курбатов А.Д. и др., 1983). При замораживании клеток выделяются два основных интервала температур, оказывающих различное воздействие на клетки (Пушкарь Н.С. и др., 1984): первый охватывает температуры от физиологических значений до 0С, а второй - от 0С до -196С и ниже. В первом температурном диапазоне клетки могут повреждаться от температурного шока. В частности, при быстром охлаждении сперматозоидов животных от 37С до 0С, наблюдается так называемый холодовой удар или шок (Милованов В.К., 1962). Данное явление отмечается при быстром охлаждении сперматозоидов разных видов домашних животных (Кузнецова Н.А., 1932; Берилло И.М., Пухальский Л.Х., 1936; Скаткин Н.П., 1940). При этом нарушается подвижность сперматозоидов и появляются структурные повреждения жгутиков и акросом. Для объяснения причин температурного шока сперматозоидов при охлаждении было предложено несколько гипотез. По мнению Милованова В.К. и Соколовской И.И. (1959), повреждения в сперматозоидах при холодовом шоке происходят в результате застывания метаболически важных фосфолипидов клеток, в частности плазмалогена. С позиций осмотических повреждений объясняет холодовой шок Осташко Ф.И. (1964). По его мнению, в процессе охлаждения спермы, в результате метаболических процессов, клетки имеют более высокую температуру, по сравнению с окружающей средой. Это поддерживает в них повышенное осмотическое давление, вследствие чего они могут подвергаться действию гипотонии и биодеструктивным изменениям клеточных мембран. Платов Е.М. (1973) полагает, что при снижении температуры до 0С, внутриклеточная вода в спермиях переходит в более упорядочное состояние, что приводит к конформационным изменениям в белках и других макромолекулах. Кононов В.П. (1982) считает, что современные исследования указывают на главенствующее значение фазовых переходов в липидах при охлаждении и холодовом шоке. Установлено, что быстрое охлаждение вызывает разобщение дыхыния и фосфорилирования в клетках (Ленинджер А., 1966), а также способствует увеличению ионной проницаемости клеток. Температурный шок индуцирует возникновение температурных переходов в клеточных мембранах (Lee A.G. е.а., 1977) и появление дефектных участков в липидном мембранном бислое. Пусковым механизмом всех биоповреждений при охлаждении являются переход липидов клеточной мембраны из жидкокристаллического состояния в гелевую фазу (Пушкарь Н.С. и др., 1984; Canvin А.Т., Buhr М.М., 1989). Фазовый переход липидов может вызывать значительные изменения в структуре мембран и приводить к образованию кластеров. Они представляют собой короткоживущие образования соседних липидных молекул, характеризующихся координированным движением. С понижением температуры доля структурированных липидов в мембранах увеличивается, область кластеров расширяется и мембранные белки перемещаются ближе к поверхности мембраны. Такое образование кластеров в мембранах при охлаждении нарушает белково-липидное взаимодействие и изменяет активность многих ферментов.
Биотехнические приемы улучшения воспроизводительных способностей хряков
Своевременное приучение молодых хрячков к садке на чучело является важной проблемой. У довольно большого числа молодых хрячков (30-55%) не удается выработать условного полового рефлекса на чучело, что приводит к преждевременной выбраковке этих производителей. Это способствует тому, что для искусственного осеменения используются менее ценные с генетической точки зрения хряки, но обладающие более высокой половой активностью. Если учесть, что ежегодно спермой одного хряка осеменяется до 1000 маток, то тиражирование малоценных с племенной точки зрения производителей способствует отрицательному генетическому эффекту.
Как правило, при обычно используемом методе взятия семени и приучения хряков к садке на чучело, исключаются безусловные, естественные раздражители, исходящие от маток в охоте, которые в натуральных условиях служат индукторами половой доминанты у самцов. Для компенсации этих естественных раздражителей предлагаются разные способы, как например, накрытие чучела кожей свежеубитой матки в охоте. Но на практике, использование этого метода доставляет немало трудностей и не нашло широкого распространения.
В литературе имеются данные, что с помощью специфического полового феромона свиноматок, возможно улучшить репродуктивные показатели хрячков, а также ускорить у них выработку условного полового рефлекса на чучело (Новиков С.Н., 1988; Скиркявичус А.В., 1988; Кононов В.П. и др., 1990; Нарижный А.Г., 1995). В настоящее время биохимический состав половых феромонов свиноматок в охоте идентифицирован и на этой основе разработан аналог данного феромона - "УМК" (Кононов В.П., Улиханова Т.Л., 1990). Используя имеющиеся в отечественной и зарубежной литературе данные о влиянии половых аттрактантах из экскретов свиноматок в охоте на проявление отдельных звеньев цепного полового рефлекса у хряков, по специальной технологии нами был разработан новый феромоный препарат «ПАСО». Мы предположили, что при воздействии на молодых хряков специфическими сигналами в виде феромонов, составляющими основу препарата «ПАСО», можно ускорить у них выработку условных половых рефлексов при приучении к садке на чучело. С этой целью нами проведены эксперименты на хрячках крупной белой породы. По принципу аналогов было сформировано четыре группы хрячков в возрасте 7 месяцев. В первом опыте изучали приучаемость хряков к садке на чучело при помощи препарата "ПАСО". Хряков контрольной группы приучали без использования феромонного препарата, а в опытной группе перед взятием спермы чучело и пол в манеже обрабатывали этим препаратом. Опыты проводили в течение 1 месяца на фоне выгульного и безвыгульного содержания животных.
Результаты опытов приведены в таблице 5. Как видно из таблицы 5, препарат оказал стимулирующее действие на приучение хряков к садкам на чучело при обоих режимах содержания. При безвыгульном содержании в опытной группе к садкам на чучело было приучено 65% хрячков против 35% в контроле. Кроме того, применение феромонного препарата способствовало значительному сокращению времени приучаемости к садкам: 10 дней в опыте против 22 дней в контроле.
На фоне выгульного содержания препарат «ПАСО» также способствовал ускорению приучаемости хряков к садкам: 11 дней в опыте против 17 дней в контроле. Кроме того, в опытной группе за сравниваемый период времени было приучено 84% животных в сравнении с 52% в контроле (Р 0,05). В следующем опыте нами было испытано влияние препарата «ПАСО» на проявление половых рефлексов у животных при взятии спермы на чучело (диаграмма 1). Результаты по изучению степени усиливающего действия феромонного препарата «ПАСО» на половую доминанту хряков, показали, что воздействие препаратом способствовало сокращению времени рефлекса приближения на 30,4% в опытной группе хряков с безвыгульным
Коррекция нарушений репродуктивной функции у хряков с помощью биологически активных веществ
Важной проблемой в свиноводстве является улучшение воспроизводства поголовья. Однако в условиях промышленной технологии содержания свиней, при недостатке моциона и солнечной инсоляции, несбалансированности рационов по различным питательным веществам, определенное число хряков не проявляет свои высокие репродуктивные способности. В частности, снижение их репродуктивных способностей может быть обусловлено пониженной потенцией или нарушением копуляционной функции, обусловленной отсутствием эрекции (Левин К.Л., 1990; Кононов В.П. и др., 1994). В этой связи необходимы дальнейшие исследования по изучению возможностей повышения потенции у хряков. В данном разделе диссертации мы изучали возможность улучшения потенции у "проблемных" хряков с помощью применения гормонального препарата пролонгированного действия - тетрастерона. Для опыта было сформировано 4 группы хрячков с пониженной потенцией. Первая контрольная группа не подвергалась обработкам. Второй, третьей и четвертой группам хряков один раз в месяц на протяжении 2-х месяцев внутримышечно вводили 1 мл; 1,5 мл и 2 мл тетрастерона. Результаты по влиянию гормона тетрастерона на приучаемость хрячков к садкам на чучело, представлены в таблице 28. Таблица 28 Влияние тетрастерона на приучаемость хрячков к садкам на чучело Группа хрячков Доза тетрастерона, мл/ на животное Число хряков в группе Из них приучено к садкам число % Полученные результаты свидетельствуют, что обработка молодых хрячков с пониженной потенцией в течение двух месяцев пролонгированным аналогом гормона тестостерона - тетрастероном, оказала высокий стимулирующей эффект на их приучаемость к садкам на чучело. При внутримышечном введении 1; 1,5 или 2 мл препарата во 2, 3 и 4-й группах было приучено к садке, соответственно, на 38,5%; 47,9% и 47,9%) производителей больше, чем в контрольной группе. (Р 0,01).
Изучение влияния гормональной обработки на продолжительность отдельных звеньев полового рефлекса (диаграмма 7) показало, что в различных группах имеются заметные различия по данным показателям. приближение совокупление эякуляция полньи полевой рефтекс і 4 группа 1 группа (контроль) ш 2 группа п 3 группа Диаграмма 7. Влияние тетрастерона на продолжительность звеньев полового рефлекса у хрячков Как видно из диаграммы 7, применение тетрастерона в дозе 1,5 и 2 мл, способствовало сокращению продолжительности рефлекса приближения на 30,4% и 34,5%) по сравнению с контролем, а продолжительность рефлекса эякуляции в этих группах была больше на 11,0% и 11,2%, соответственно. Время рефлекса совокупления во 2, 3 и 4-й группах было меньше в сравнении с контролем на 12,5%; 20,9% и 12,5%, соответственно. Затем нами было изучено влияние обработки хрячков тетрастероном на концентрацию тестостерона и эстрадиола в их крови (диаграмма 8 и 9). 156 до обработки ПОСТЕ обработки 1 группа (контрогь) і 2 группа 3 гругпа 4 груша Диаграмма 8. Концентрация тестостерона в крови хрячков в связи с их обработкой тетрастероном до обработки после обработки 1 группа (контроль) 2 группа D 3 группа 4 группа Диаграмма 9. Концентрация эстрадиола в крови хрячков в связи с их обработкой тетрастероном Оказалось, что во 2, 3 и 4-й опытных группах хряков, получавших инъекции тетрастерона, после введения препарата, концентрация тестостерона в крови превышала показатели контроля на 27,2%; 36,3% и 45,4%о, соответственно (Р 0,05). Концентрация эстрадиола в крови всех групп хряков в изучаемые периоды была практически одинаковой и не изменилась после обработки тетрастероном.
Данные по изучению влияния тетрастерона на показатели качества спермы приведены в таблице 29. Таблица 29 Показатели качества спермы у хряков различных групп Группа хряков Изучаемые показатели эякулятов Объем эякулята,мл Подвижность, % Концентрация, млн/мл Общее числоспермиев вэякуляте, млрд. АПЖ,усл.ед До обработки Обработка хряков гормоном не оказала отрицательного влияния на их спермопродукцию, а наоборот, способствовала некоторому увеличению концентрации сперматозоидов в эякуляте. В среднем, у опытных хряков 2, 3 и 4-й групп концентрация сперматозоидов через 2 месяца послеинъекции гормона увеличивалась по сравнению с начальным уровнем на 2,8%; 5,0% и 5,6%. Общее количество сперматозоидов в эякуляте в этих группах, по сравнению с начальным периодом, было больше на 7,4%; 12,1% и 12,4%. Кроме того, в опытных группах было отмечено увеличение живучести сперматозоидов вне организма. Например, абсолютный показатель выживаемости сперматозоидов во 2, 3 и 4-й группах увеличился по сравнению с начальным уровнем на 8,1%; 11,7% и 12,1%) (Р 0,05). В тоже время, в контрольной группе хряков не было выявлено заметных изменений в анализируемых показателях качества спермы. После лабораторных экспериментов нами были проведены производственные опыты по искусственному осеменению свиней спермой разных групп хряков (таблица 30).
Похожие диссертации на Интенсификация репродуктивной функции хряков-производителей с использованием биотехнологических методов
