Вплив генетичних та паратипових факторів на відтворювальну здатність бугаїв-плідників

Размещено на http://www.allbest.ru/

УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК

ІНСТИТУТ РОЗВЕДЕННЯ І ГЕНЕТИКИ ТВАРИН

ВПЛИВ ГЕНЕТИЧНИХ ТА ПАРАТИПОВИХ ФАКТОРІВ НА ВІДТВОРЮВАЛЬНУ ЗДАТНІСТЬ БУГАЇВ-ПЛІДНИКІВ

06.02.01 - розведення та селекція тварин

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук

КУЗЕБНИЙ СЕРГІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ

УДК 636.2.05.082.25

Чубинське Київської області - 2008

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Черкаському інституті агропромислового виробництва УААН

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, професор, академік УААН Бащенко Михайло Іванович, директор Черкаського інституту АПВ

Офіційні опоненти:

доктор сільськогосподарських наук, професор Сірацький Йосип Зенонович, Інститут розведення і генетики тварин УААН, завідувач відділу відтворення

доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Федорович Єлизавета Іллівна, Інститут біології тварин УААН, завідувач лабораторії біологічних основ генетики і розведення тварин

Захист відбудеться « 15 » жовтня 2008 року о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 27.355.01 Інституту розведення і генетики тварин УААН за адресою: вул. Погребняка1, Бориспільський район,
с. Чубинське, Київської області, 08321.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту розведення і генетики тварин УААН.

Автореферат розісланий « 12 » вересня 2008 року.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради Ю. В. Мільченко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Проблема оцінки та відбору плідників за їх репродуктивною функцією має важливе значення як у теоретичному так і в практичному аспектах. Фертильність плідників визначається кількістю отриманого від них приплоду, яка знаходиться у прямій залежності від якості отриманої сперми та запліднювальної здатності сперматозоїдів (М.В. Зубець 1995, В.П. Буркат та ін. 2007). Вивчення проблеми відтворення передбачає поєднання різних напрямків генетичних і біологічних досліджень. На цьому рівні нового змісту набуває об'єктивна оцінка генотипів за відтворювальною здатністю, що покликана створювати передумови до масового відтворення і збереження протягом кількох поколінь вдалих поєднань генів та генних комплексів (В.П. Буркат та ін. 2007, В.А. Наук 1995, Б.П Завертяев 1989). Тому застосування нових методів оцінки якості сперми тварин визначає актуальність теми дисертаційної роботи.

Останнім часом значна частина бугаїв, сперма яких використовується для осіменіння корів та телиць на території України, являють собою імпортоване поголів'я із країн з розвиненим тваринництвом. Селекційні центри України імпортують уже оцінених плідників віком 5,5-6 років для отримання від них спермопродукції (Ю.М. Карасик, Б.П. Буркат, М.В. Зубець та ін. 1995, Фомина Л.В. 2003, О.В. Бойко 2001, П.А. Кругляк 2001). Тому на нашу думку вивчення ефективності використання таких тварин та їх відтворювального потенціалу, як основного показника адаптації та акліматизації тварин у нових умовах утримання, потребують додаткової уваги і досліджень.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалась упродовж 1998-2007 років у лабораторії генетичних основ селекції Інституту розведення та генетики тварин уаан та відділі селекції сільськогосподарських тварин Черкаського інституту агропромислового виробництва УААН. Тема дисертаційної роботи була складовою частиною плану науково-дослідних робіт Черкаського інституту агропромислового виробництва УААН за темами: «Консолідувати та удосконалити існуючі та створювані породи і типи молочної і м'ясної худоби на основі оптимізації селекційного процесу і годівлі з використанням автоматизованої інформаційної системи селекції у скотарстві Черкаського регіону» (№ держреєстрації 0101U006619, 2001-2003 рр.) та «Вивчити та розробити рекомендації по зниженню негативного впливу патологічних форм сперматозоїдів на запліднювальну здатність корів при осіменінні кріоконсервованим сім'ям: технології «Мінітюб» та не облицьовані гранули» (№ держреєстрації 0106U007914, 2005-2006 рр.)

Мета і задачі досліджень. Метою наших досліджень було вивчити вплив ряду генотипових (порода, лінія) та паратипових (сезон, вік та походження) факторів на відтворювальну функцію у бугаїв-плідників. Дослідити спермопродуктивність плідників, імпортованих в Україну в дорослому віці, та вивчити морфологічні характеристики їх еякулятів.

Для реалізації мети необхідно було вивчити :

· вікову динаміку показників спермопродуктивності;

· вплив породи, лінії та походження плідників на їх спермопродуктивність;

· динаміку морфологічних змін сперматозоїдів бугаїв-плідників досліджуваних порід;

· вплив бугаїв вихідних порід на показники відтворювальної здатності плідників української червоно-рябої молочної породи;

· спермопродуктивність бугаїв-плідників, імпортованих в Україну у дорослому віці.

Об'єкт досліджень: відтворювальна здатність бугаїв-плідників голштинської, української червоно-рябої молочної, української чорно-рябої молочної та симентальської порід та фактори, які на неї впливають.

Предмет досліджень: спермопродуктивність, якісні показники сперми, запліднювальна здатність, тривалість господарського використання.

Методи досліджень: зоотехнічні - порода, лінія, походження тварин та їх вік; біологічні - кількісні та якісні показники спермопродукції; генетичні - успадковування, мінливість та повторюваність; біометричні - середні величини, їх похибки, взаємозв'язки між показниками та частка впливу.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше представлено результати комплексного морфо-фізіологічного аналізу показників спермопродуктивності бугаїв-плідників симентальської, голштинської та українських червоно - та чорно-рябих молочних порід. Всебічно вивчені генетичні та паратипові фактори, що впливають на відтворювальну здатність та тривалість господарського використання бугаїв-плідників.

Вивчено вплив віку та країни-імпортеру бугаїв-плідників на їх подальшу спермопродуктивність. Отримано нові дані про залежність запліднювальної здатності сперми бугаїв від кількості морфологічно змінених клітин та їх хроматинового статусу.

Проведено аналіз рухових характеристик сперматозоїдів в залежності від їх морфологічного статусу. Досліджено вплив батьківських порід на формування відтворювальної функції бугаїв української червоно-рябої молочної породи.

Практичне значення одержаних результатів. Результати отриманих досліджень мають важливе значення для розробки теоретичних і практичних питань щодо раціонального використання бугаїв і підвищення запліднювальної здатності їх гамет. Одержані дані про якісні характеристики сперми необхідні для встановлення оптимальних режимів використання бугаїв-плідників, з метою одержання від них максимальних репродуктивних показників та для розробки параметрів відбору за показниками спермопродукції.

Особистий внесок здобувача. Особиста участь автора полягає у безпосередній організації та проведенні науково-господарських, лабораторних досліджень, статистичній обробці отриманої інформації, описано й узагальнено одержані результати. Сформульовано висновки та пропозиції виробництву.

Апробація результатів дисертації та публікації. Основні положення дисертаційної роботи викладено та обговорено в доповідях на щорічних засіданнях вченої ради Інституту розведення і генетики тварин УААН
(с. Чубинське 1999-2000 рр.) та міжнародних науково-практичних конференціях «Нове в селекції, генетиці та біотехнології тварин» (Київ, 2002 рік), «Тваринництво ХХІ сторіччя: новітні технології, досягнення та перспективи» (приуроченої 90-річчю від дня народження Ф.Ф.Ейснера та 75-річчю Інституту тваринництва УААН) (Харків, 2006 рік) та «Сучасні методи репродукції сільськогосподарських тварин: стан і перспективи розвитку» (присвяченої 80-річчю Ф. І. Осташка і 75-річчю створення лабораторії штучного осіменіння ІТ УААН) (Харків, 2008 рік).

Основні положення дисертації висвітлено в журналах, міжвідомчих наукових збірниках та матеріалах конференцій. Всього за темою дисертаційної роботи опубліковано 9 наукових праць.

Структура і об'єм дисертації. Дисертаційна робота складається із вступу, огляду літератури, методики досліджень, результатів власних досліджень, висновків та списку використаної літератури, що включає 372 джерел, з яких 145 - іноземних авторів. Обсяг дисертації становить 205 сторінок комп'ютерного тексту, в тому числі 58 таблиць, 10 малюнків та додатки.

МАТЕРІАЛ І МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ

Експериментальна частина досліджень виконана в господарствах Черкаської області та на головному племпідприємстві ВАТ „НВО Прогрес”. Вікову динаміку кількісних та якісних показників спермопродукції бугаїв-плідників різних порід вивчали за матеріалами зоотехнічного обліку та досліджень, здійснених у лабораторії технології одержання і кріоконсервації сперми Черкаського ВАТ „НВО Прогрес” згідно з ГОСТ 20909.3-75 - ГОСТ 20909.6-75 та ГОСТ 27777-88 (Ст. СЭВ. 5961-87). Годівлю проводили за нормами ВІТа. Дослідження проведені за період з 1999 по 2005 роки відповідно до загальної схеми досліджень (мал. 1).

Об'єктом досліджень були дорослі бугаї-плідники віком від 2 до 9 років чотирьох порід в кількості 283 голови (симентальської n=65, голштинської n=113, української червоно-рябої молочної n=93 та української чорно-рябої молочної n=12, які утримувалися в типових умовах ВАТ „НВО Прогрес” Черкаської області. Сперму одержували з допомогою штучної вагіни два рази на тиждень шляхом дуплетної садки.

При вивченні спермопродуктивності бугаїв-плідників враховувалися такі показники як кількість отриманих еякулятів за рік, об'єм еякуляту, концентрація сперматозоїдів, загальна кількість сперміїв в еякуляті, їх рухливість, стійкість до заморожування, вихід якісних спермодоз згідно загальноприйнятих методик.

Із факторів, які могли б вплинути на продуктивність та тривалість господарського використання, нами було вивчено генетичні: порода, лінія, споріднена група, “кровність” за голштинською породою, походження плідників, та паратипові: сезон взяття сперми, вік плідника.

Отриманий еякулят зважували на електронних вагах. Для переведення його в об'ємні одиниці застосовували коефіцієнт 1. Концентрацію визначали за допомогою цифрового фотометру СДМ-30, виробництва фірми „Мінітюб”. В подальшому процесі технологічної обробки кріоконсервація сперми проводилася в двох формах - відкрита гранула та в формі паєт - „Мінітюб” - 0,25 мл. Після 10-хвилинної експозиції при кімнатній температурі розбавлену сперму переносили в холодильник при температурі + 4±0,5?С на 2,5-4 години для еквілібрації. Процес заморожування проводили в парах рідкого азоту на фторопластових пластинах.

При кріоконсервуванні сперми у вигляді паєт „Мінітюб” - 0,25 мл для розбавлення використовували розчинник „Триладил”. Розведення сперми проводили згідно комп'ютерної програми IDA (Мінітюб). Технологічні прийоми кріоконсервації сперми проводилися одночасно на протязі одного року для оцінених бугаїв-плідників з метою вивчення впливу технологічної обробки на результати зберігання спермопродукції.

Запліднювальну здатність визначали на поголів'ї корів і телиць (n=987238) в господарствах Черкаської області за кінцевим результатом. Запліднювальну здатність сперміїв в залежності від морфологічних характеристик сперматозоїдів вивчали в племінних господарствах Золотоніського р-ну - агрофірмі „Маяк” та ПСП „Плешканівське” (n=300), за результатами не приходу самок в охоту на протязі 60 діб.

З морфологічних показників еякуляту визначали кількість атипових форм клітин та ступінь конденсації хроматину в головці сперматозоїду. Всього проаналізовано 786 еякулятів на протязі 1 року.

При визначенні кількості морфологічно-змінених форм готували мазки нативної та заморожено-розмороженої сперми. Попередньо сперму розводили у 100 разів в 2,9 % розчині цитрату натрію, після чого мазки підсушували та фіксували в 3 % розчині глутарового альдегіда на 0,2 М фосфатному буфері (рН =7,2) при експозиції 30 хв. В подальшому проводили фазово-контрастну мікроскопію нефарбованих мазків (з метою зниження кількості артефактів в наслідок фарбування) при збільшенні 400-600 разів, нараховуючи 200 клітин.

При визначенні патологічних форм сперматозоїдів в еякуляті використовували такі показники :

1. Вміст патологічних форм сперматозоїдів в відсотках:

2. Індекс патології:

де р - кількість морфологічно-змінених сперміїв,

N - кількість нормальних сперматозоїдів.

Класифікували патологічні сперматозоїди в залежності від місця локалізації пошкодження - аномалії головки, пошкодження в ділянці шийки та хвоста, ізольовані головки. Окремо виділяли молоді форми за наявністю протоплазматичної краплини. Згідно схеми :



Мал. 2. Схема класифікації патологічних сперматозоїдів.

При визначенні хроматинового статусу сперматозоїдів використовували методику, описану M.E. Hammadeh et al. (1999), Courtens J.L. (1994), Januskauskas A. (1999).

Швидкість та параметри руху сперматозоїдів визначали за допомогою програмного забезпечення SpermVision німецької фірми «Minitub». Показники оцінки стандартизовані у відповідності з рекомендаціями Всесвітньої організації охорони здоров'я. При цьому рухові характеристики визначаються по 13 параметрах.

Стійкість сперматозоїдів до заморожування визначали за відсотком вибракуваних спермодоз після кріоконсервації до загальної їх кількості.

У процесі обчислення даних широко використовувалися загальновідомі генетико-математичні та біометричні методи, викладені у працях
Е.К. Меркурьевой (1970), Н.А. Плохинського (1969) за допомогою інструментів програмного пакету Statistika 6.0.

Серед показників визначали коефіцієнти мінливості, повторюваності, частки впливу проведені за алгоритмами серій однофакторних дисперсійних комплексів, кореляційних аналізів.

РЕЗУЛЬТАТИ ВЛАСНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

Вплив породи на показники спермопродуктивності і відтворювальної здатності бугаїв-плідників. Дослідженнями встановлено породний вплив на кількісні показники спермопродуктивності (табл.1). У плідників симентальської породи спостерігалися вищі значення об'єму еякуляту і концентрації статевих клітин в порівнянні з голштинами та спорідненими з ними породами вітчизняної селекції. Але не дивлячись на високі об'ємні показники у сименталів за виходом якісних спермодоз вірогідно переважали тварини голштинської породи, які мали вищу статеву активність і від яких отримано на 20 % більше еякулятів за рік. Це підтверджує дослідження ряду авторів, що плідники молочних порід переважають тварин м'ясних та комбінованих порід за показниками спермопродуктивності. В наших дослідженнях вплив породи на статеву активність склав 7 % (Р<0,01).

1. Середньорічні показники спермопродуктивності бугаїв-плідників різних порід

По-рода	По-каз-ник	Отримано	Об'єм еякуля-ту, мл	Концент-рація сперміїв, млрд./мл	Рухли-вість спер-матозо-їдів, бали	Стійкість сперміїв до заморо-жування, %
		еяку-лятів	сперми всього, мл
Сим* n= 53	М±m Cv	107±3,7 28,0 %	426±19,5 37,1 %	4,02±0,24 28,0 %	1,02±0,02 18,6 %	7,4±0,08 7,4 %	95,3±0,78 5,4 %
Г n= 106	М±m Cv	132±4,0 32,2 %	488±19,5 38,0 %	3,68±0,06 17,6 %	0,91±0,01 13,1 %	7,9±0,03 4,9 %	95,6±0,36 4,2 %
УЧеР n= 86	М±m Cv	127±3,3 24,7 %	490±17,4 32,1 %	3,75±0,07 17,3 %	0,96±0,02 22,9 %	7,7±0,04 5,4 %	96,3±0,39 3,9 %
УЧР n= 8	М±m Cv	123±7,4 20,7 %	429±39,9 34,0 %	3,44±0,17 17,7 %	0,88±0,03 11,3 %	7,6±0,09 5,0 %	96,3±0,75 3,3 %

*Сим -симентальська, Г- голштинська, УЧеР - українська червоно-ряба молочна, УЧР - українська чорно-ряба молочна

У тварин української червоно-рябої молочної породи майже всі показники спермопродуктивності не мали вірогідної різниці між різними генотипами, за виключенням концентрації сперматозоїдів, яка з підвищенням «умовного генотипу» зменшувалась на 14 %.

У плідників першого покоління об'єм та концентрація сперматозоїдів знаходилися на рівні показників бугаїв симентальської породи. З підвищенням умовної «частки крові» голштинів спермопродуктивність змінюється в бік поліпшуючої породи.

З метою нівелювання паратипового фактору на результати запліднювальної здатності сперми бугаїв-плідників нами було проведено дослідження на великому масиві поголів'я в Золотоніському, Чорнобаївському, Черкаському, Шполянському та Корсунь-Шевченківському районах Черкаської області на протязі декількох років.

Аналіз запліднювальної здатності сперми плідників виявив вірогідну різницю між симентальськими плідниками і тваринами інших порід. Коефіцієнти варіації загальної запліднювальної здатності були невисокими. Це можна пояснити відбором плідників, які допускаються до відтворення. Аналізуючи результати запліднювальної здатності від першого осіменіння ми спостерігали зміну рангів серед представлених порід. Найвищий відсоток запліднених тварин після першого осіменіння мали бугаї української чорно-рябої молочної породи - 64,5±2,57 %. Повторюваність показників загальної запліднювальної здатності та після першого осіменіння була вірогідною у плідників більшості порід 45-61 %.

Відмінності в тривалості господарського використання плідників становили від 5,1 років у сименталів до 7,8 - у тварин української чорно-рябої молочної породи. Плідники голштинської породи на 10-13 % переважали тварин української червоно-рябої молочної породи та на 40-42 % - плідників симентальської породи. Різниця між породами статистично вірогідна (P<0,001).

Основною причиною вибракування симентальських тварин була їх низька племінна цінність відносно голштинських плідників. Серед головних причин значну частину займали порушення пов'язані з порушенням відтворювальної здатності - 30,4 % та з передчасним вибуттям бугаїв - 21,1 %, це стосується плідників симентальської породи та чорно-рябих голштинів у яких відповідний показник становив - 33,3 та 28,4 % відповідно.

Також досить високий відсоток вибуття - 20,3 % - склали захворювання кінцівок. Серед інших причин слід відмітити випадки, коли тварини передчасно виводилися з основного стада в зв'язку з їхньою агресивною поведінкою - до 12,1 % та внаслідок різних внутрішніх незаразних захворювань - до 12,4 %.

Тривалість використання тварин української червоно-рябої молочної породи вказує на те, що з підвищенням умовної кровності за голштинською породою тривалість продуктивного використання плідників зростала - від 5,5 років у напівкровних до 6,2 років у бугаїв-плідників високої кровності. Виключенням є бугаї з генотипом 75 % за голштином, у яких спостерігалася найнижча тривалість використання (на рівні 5,2 роки). На нашу думку, це було пов'язано з селекційними факторами (велика кількість бугаїв цього генотипу).

Основними причинами вибраковки з основного стада бугаїв імпортованих з Канади були порушення відтворювальної здатності -30 %, та господарські причини - 23 %, і лише 3 % плідників були виключені з основного стада внаслідок фізіологічної старості. Тоді як у більшості бугаїв німецької селекції основною причиною браку було захворювання кінцівок - 38 %. Також слід відмітити більший відсоток бугаїв, яких вибуло внаслідок фізіологічної старості - 20 %.

Проведений аналіз показав, що у лініях бугаїв зберігається спемопродуктивність притаманна даній породі. Відмінності за основними показниками між лініями склали в середньому до 25 % у сименталів і до 39 % у голштинських плідників (табл. 2). За показниками рухливості сперматозоїдів та стійкості сперміїв до заморожування між лініями різниці не виявлено, що вказує на стабільність даних показників в однакових умовах технологічної обробки сперми.

Значною мінливістю у тварин всіх ліній характеризувався показник статевої активності. Проведений кореляційний аналіз між статевою активністю та іншими показниками спермопродуктивності виявив позитивний і достовірний зв'язок (між об'ємом еякуляту 0,45±0,11(Р<0,05) та виходом якісних спермодоз - 0,76±0,07 (Р?0,001) не залежно від породної чи лінійної належності. Це дозволяє зробити висновок, що від бугаїв з високою статевою активністю не залежно від породної чи лінійної належності отримають більшу кількість спермопродукції.

Незначною мінливістю показників спермопродуктивності характеризувалися тварини ліній Пабста, Сітейшна і Бутмейкера, що можливо пов'язано з високим ступенем консолідованності в них. В той час у ліній, які сформувалися на сучасному етапі - мінливість дещо вища. Мінливість за показником виходу якісних спермодоз у плідників окремих ліній висока і коливалась від 11,1 % до 40,8 %. На наш погляд, це пов'язано з його залежністю від об'єму еякуляту сперми та концентрації в ньому сперматозоїдів.

Коефіцієнт кореляції між суміжними роками за показниками кількості еякулятів за рік та виходом якісних спермодоз у всіх лініях коливався в значних межах. Найбільш високі значення коефіцієнту повторюваності спостерігалися між першим та другим роками використання плідників майже за всіма параметрами спермопродукції.

Між плідниками різної масті в більшості ліній голштинської породи не виявлено вірогідної різниці у показниках кількості отриманих еякулятів за рік та якісних характеристик сперматозоїдів На відміну від статевої активності плідники чорно-рябої масті у більшості ліній переважали червоно-рябих за показником середньодобового об'єму еякуляту, але різниця була невірогідною.

Лінія	Кіль-кість бугаїв	Показ-ник	Отримано на одного бугая	Об'єм еякуляту, мл	Концент-рація сперміїв, млрд./мл	Загальна кількість сперміїв в еякуляті, млрд.	Рухливість сперміїв, бали	Стійкість сперміїв до заморожу-вання, %	Заплідню-вальна здатність від 1 осіменіння, %
			еякулятів, шт	сперми, мл
Симентальська порода
Сигнала	11	M±m	119±7,8	508±49,2	4,0±0,23	1,14±0,05	4,6±0,51	7,2±0,19	97,0±0,76	58,3±3,9
		Cv	21,8	32,1	19,1	15,5	36,0	9,0	2,6	12,9
Фастуна	12	M±m	112±9,0	473±46,8	4,1±0,17	1,07±0,06	4,4±0,31	7,6±0,15	94,7±1,43	56,9±1,7
		Cv	27,8	34,2	14,5	18,9	24,3	7,0	5,2	9,8
Етапа	6	M±m	94±17,5	370±89,2	3,7±0,39	1,06±0,13	3,9±0,93	7,2±0,24	93,1±3,57	53,5±1,3
		Cv	45,7	59,0	26,3	30,1	55,2	8,5	9,4	1,8
Голштинська порода
Елевейшна	36	M±m	137±3,9	512±23,1	3,6±0,08	0,87±0,01	3,1±0,13	8,0±0,03	94,0±0,70	69,7±1,6
		Cv	17,4	27,1	14,4	11,5	26,3	2,8	4,2	14,5
Чіфа	20	M±m	123±10,1	531±53,4	4,1±0,22	0,92±0,02	3,6±0,33	8,0±0,07	96,0±1,12	51,9±1,5
		Cv	35,1	44,9	24,6	12,8	42,1	4,0	5,4	10,6
Інгансера	11	M±m	124±12,2	469±50,0	3,9±0,30	0,96±0,05	3,8±0,59	7,5±0,25	96,2±1,02	57,7±4,0
		Cv	32,5	35,5	25,8	19,8	51,4	11,5	3,6	22,0

2. Показники спермопродуктивності бугаїв-плідників деяких ліній симентальської і голштинської порід

Вплив генетичних факторів на якісні характеристики сперми бугаїв-плідників. Стосовно рухливості статевих клітин в нативній спермі потрібно зазначити, що цей показник характеризувався одним із найнижчих коефіцієнтів мінливості і становив у середньому по породі 5,1 % (з лімітами від 2,4 % у лінії Валіанта до 9,5 % по лінії Кавалера).

Мал. 3. Морфологічні показники нативної сперми різних порід

Морфологічні дослідження сперматозоїдів показали, що у нативній спермі голштинських плідників кількість морфологічно змінених форм нижча ніж у сименталів на 0,7 % (P<0,01) (мал. 3) у молодих тварин встановлено найнижчу кількість патологічних форм з віком цей показник збільшується до 9,6 %. У бугаїв старше 8 років зростання відсотку атипових гамет ми пов'язуємо з старінням сперматогоній, та зниженням функції апоптозу таких клітин у самому сім'янику. Зростання кількості сперматозоїдів з незрілим хроматином у групі повновікових бугаїв на нашу думку є наслідком інтенсивного їх використання коли процес дозрівання сперматозоїдів скорочується.

Динаміка сезонних змін характеризувалася зниженням концентрації атипових сперматозоїдів у осінньо-літній період, досягаючи мінімуму восени з поступовим підвищенням в зимово-весняний період (табл. 3).

Так, у сименталів найвища концентрація патологічних форм спостерігається взимку - 13,2 % і в цей же період у них найнижча кількість клітин з порушенням конденсації хроматину - 2,78 %. Частка впливу сезону року на кількість морфологічно змінених форм становить - х2 =0,156 (P<0,001), та на кількість клітин з порушенням конденсації хроматину - х2 = 0,117 (P<0,001).

3. Сезонні зміни показників морфології нативної сперми у бугаїв голштинської породи

Пора року	Кількість бугаїв	Кількість еякулятів	Відсоток патологічних форм (М±m)	Індекс патології	Відсоток клітин з порушенням конденсації хроматину (М± m)
Зима	21	203	10,92±0,30	0,12±0,003	5,56±0,70
Весна	21	144	11,36±0,31	0,13±0,004	4,41±0,25
Літо	28	312	9,11±0,21	0,10±0,001	9,51±0,24
Осінь	28	175	6,85±0,25	0,07±0,001	9,47±0,72

Встановлено вірогідний, від'ємний зв'язок між концентрацією сперматозоїдів у одиниці об'єму і кількістю патологічних форм r =-0,2 та клітин з „незрілим” хроматином r = -0,14.

На морфологічні характеристики сперми високий вплив мають фактори зовнішнього середовища, а саме пора року -15,6 % (P<0,001), та на кількість клітин з порушенням конденсації хроматину11,7 % (P<0,001). З генетичних факторів значний вплив мала лінійна належність - 11 % (P<0,001) тоді як вплив інших не перевищував 5 %.

Цитологічні дослідження були проведені на тваринах голштинської породи, які представлені плідниками ліній Чіфа, Елевейшна, Айвенго. Результати досліджень, що представлені в таблиці 4, свідчать про міжлінійні відмінності в кількості патологічних форм в еякуляті, тоді як за показником хроматинового статусу сперматозоїдів значних відмінностей не виявлено.

4. Вплив лінії бугаїв на морфологію сперми бугаїв-плідників

Лінія	Кіль-кість бугаїв	Кількість еякулятів	Відсоток патологічних форм (М±m)	Індекс патології (М±m)	Відсоток клітин з порушенням конденсації хроматину (М±m) (М± m)
Айвенго	5	200	11,15±0,29	0,13±0,002	7,42±0,34
Елевейшна	5	47	10,17±0,53	0,11±0,002	7,19±0,53
Чіфа	11	313	8,81±0,21	0,09±0,001	8,19±0,53

При аналізі середньої швидкості розморожених сперматозоїдів в залежності від морфологічного стану нами були отримані наступні показники: у клітини з нормальною морфологією - 39,1мкм/сек; морфологічно змінених - 22,8 мкм/сек. і відстань пройдена атиповими сперматозоїдами була в 2 рази меншою (Р<0,0001). Отримані результати вказують, що морфологічно-змінені сперматозоїди також здатні до прямолінійно-поступального руху, і тому можуть брати участь в процесі запліднення.

У залежності від місця пошкодження клітини рухові характеристики дещо відрізняються (табл. 5). Всього було проаналізовано 186 клітин з порушеною морфологічною будовою, із них 14 було з аномаліями головки (7,9 %); 47 - з порушеннями в ділянці шийки (26,6 %); 58 - з змінами в ділянці хвоста (32,8 %); 32 - з наявністю протоплазматичних краплин (18,1 %) та 35 - ізольовані головки (14,6 %).

Ізольовані головки мали площу меншу ніж у інших клітин, що, на наш погляд, вказує на те, що ці клітини були мертвими ще до процесу заморожування, постільки їхній акросомальний апарат не зазнав під впливом цього процесу ніяких змін. У клітин з аномальною головкою та змінами в ділянці шийки площа головки сперматозоїду була більшою за площу у нормальної клітини і негативно корелювала з характеристиками руху r=-0,19±0,28 - 0,57±0,23.

5. Рухові характеристики морфологічно-змінених клітин

Місце локалізації пошкоджень	n	Відстань по прямій (мкм)	Фактична швидкість по реальній траєкторії (мкм/сек)	Середня швидкість по прямій (мкм/сек)	Площа головки, мк
Головка	14	12,3±0,22	57,1±10,29	32,6±6,84	60,8±3,77
Шийка	47	9,1±1,32	53,5±4,85	27,3±2,97	53,2±1,41
Хвіст	58	6,2±0,94	38,3±3,95	19,5±2,49	50,7±1,06
Протоплазма-тична краплина	32	9,8±1,74	66,6±8,81	27,6±4,10	51,7±0,99
Ізольована головка	35	0,8±1,04	6,5±2,79	2,5±1,33	43,7±1,46
Нормальні клітини	597	14,3±0,23	68,6±0,89	39,1±0,54	50,4±0,18

Клітини з аномальними головками і протоплазматичними краплями за характером руху мало чим відрізнялись від клітин з нормальною морфологією, тоді як у сперматозоїдів з порушеннями будови хвоста та шийки рухи були уповільнені.

Коефіцієнти кореляції вказують на наявність значного негативного зв'язку між запліднювальною здатністю та морфологічним і хроматиновим статусом статевих клітин -0,51 та -0,34 відповідно. Рухливість сперматозоїдів після розморожування мала невірогідний вплив на результати осіменіння (табл. 6).

6. Коефіцієнти кореляції між якісними характеристиками сперми та запліднювальною здатністю

Показник	n	Коефіцієнт кореляції
Рухливість сперматозоїдів після розморожування	300	0,13±0,27
Відсоток морфологічно змінених форм	300	-0,51±0,15
Показник хроматинового статусу сперматозоїдів	300	-0,34±0,17

Відтворювальна здатність бугаїв-плідників, які в дорослому віці були імпортовані з інших країн. При аналізі спермопродуктивності плідників вітчизняної та зарубіжної селекції не встановлено статистично вірогідної різниці між ними за більшістю показників в однакові вікові періоди, за виключенням статевої активності (табл. 7). Бугаї вітчизняної селекції вірогідно переважали імпортне поголів'я за кількістю отриманих від них еякулятів.

7. Показники спермопродуктивності імпортованих та вітчизняних бугаїв-плідників у віці від 3 до 8 років

Поход-ження	Кіль-кість, гол.	Отри-мано еякуля-тів за рік	Об'єм еякуля-ту, мл	Концент-рація сперміїв, млрд./ мл	Рухливість сперміїв, балів	Стійкість сперміїв до замо-рожування, %
Вітчиз-няні	96	148±4,0	4,1±0,06	0,94±0,013	7,8±0,03	96,2±0,38
Завезені	110	141±7,7	4,0±0,07	0,92±0,014	7,9±0,04	95,8±0,39
В т.ч. до року	48	142±6,2	3,9±0,08	0,92±0,024	7,9±0,04	94,8±0,72
старше 3 років	62	141±4,4	3,9±0,11	0,92±0,018	7,8±0,05	96,6±0,38

Спермопродуктивність 110 бугаїв-плідників зарубіжної селекції, із яких 48 було завезено в віці до 1 року, а 62 - в віці старше 3 років свідчить, що основні показники нативної сперми у плідників у віці від 3 до 8 років майже не відрізнялися по групах.

Між тваринами із різних країн було виявлено досить суттєві відмінності за основними показниками спермопродуктивності (табл. 8). Так за статевою активністю плідники німецького та канадського походження були на одному рівні в той час як угорські плідники дещо поступалися їм (P<0,001), від цих же бугаїв було отримано і найменшу кількість нативної сперми - 530 мл. (P<0,001). За показником концентрації статевих клітин навпаки плідники угорської селекції вірогідно переважали тварин з інших країн.

8. Показники спермопродуктивності бугаїв-плідників із різних країн

Країна-імпор-тер	Показ-ник	n	Отримано на одного бугая	Об'єм еякуля-ту, мл	Концент-рація сперміїв, млрд/мл	Рухли-вість сперміїв, %	Стійкість сперміїв до заморожування, %
			еякуля-тів	сперми, мл
Німеч-чина	M±m Cv	24	147±5,1 15,8	630±34 25,9	4,2±0,1 16,6	0,89±0,03 14,8	7,9±0,08 4,8	96,6±0,5 2,9
Угор-щина	M±m Cv	15	115±12,3 29,0	530±65 42,4	4,5±0,2 20,5	1,05±0,06 17,8	8,0±0,07 3,6	96,8±1,2 5,1
Канада	M±m Cv	71	146±4,5 24,3	549±21 32,1	3,8±0,1 17,3	0,91±0,01 15,7	7,9±0,05 5,6	95,4±0,5 4,5

Визначений методом однофакторного дисперсійного аналізу вплив країни-імпортеру на показники спермопродуктивності бугаїв-плідників склав 50 % (P<0,01). Тварини угорської селекції характеризувалися високою мінливістю показників спермопродуктивності - до 42 %. Низький рівень - у плідників імпортованих із Німеччини - 3-26 %. Тварини канадської селекції за цими показниками займали проміжне місце.

Коефіцієнти повторюваності, за основними показниками нативної сперми між суміжними роками, невисокі - 20-41 %, але високовірогідні (P<0,001). Найвищого значення коефіцієнти повторюваності (87-91 %) були встановлені за показниками рухливості статевих клітин та їх стійкість до заморожування.

За показниками запліднювальної здатності сперматозоїдів бугаїв-плідників різного походження отримані результати вказували на незначну різницю між вітчизняними та тваринами іноземного походження. Але слід відмітити, що тварини німецької та угорської селекції дещо поступалися плідникам вітчизняної та канадської селекції, особливо за результатами запліднювальної здатності від першого осіменіння.

Проведені нами дослідження показують, що використання генетичних та паратипових факторів, які впливають на відтворювальну здатність бугаїв-плідників дозволять селекційними методами підвищити рівень відтворення у стадах, що збільшить рентабельність галузі.

ВИСНОВКИ

1. Виявлено залежність показників спермопродукції від породи бугаїв-плідників. Тварини голштинської породи мають більш високі показники статевої активності в порівнянні з сименталами. Вплив породи на цей показник склав 7 % (Р<0,001).

2. Частка впливу лінії на показники спермопродуктивності плідників склала - 7,1 - 9,4 %. У бугаїв-плідників української червоно-рябої молочної породи із збільшенням умовної «частки крові» за голштинською породою збільшилася кількість отриманих еякулятів та нативної сперми за рік, але при цьому знижувався середньодобовий об'єм еякуляту та концентрація статевих клітин в одиниці об'єму.

3. У тварин голштинської та споріднених з нею порід вітчизняної селекції сезонної зміни показників спермопродуктивності не виявлено. Частка впливу пори року на кількісні показники сперми не перевищуала 1 % (Р<0,01) в загальній масі факторів, які впливають на відтворювальну здатність бугаїв-плідників.

4. На морфологічні характеристики сперми бугаїв-плідників значний вплив мають фактори зовнішнього середовища: пора року на кількість морфологічно змінених форм становить - 2 =0,156 (P<0,001), та на кількість клітин з порушенням конденсації хроматину - 2 = 0,117 (P<0,001), з генетичних - лінійна належність - 2 = 0,11 (P<0,001) , тоді як вплив інших не перевищував 5 %.

5. Частка впливу лінійної належності на запліднювальну здатність сперматозоїдів у бугаїв голштинських та споріднених з ними порід вітчизняної селекції складала - 26,3 % (Р<0,001), тоді як породи та походження плідників - на рівні 6-6,5 %. Виявлено значний негативний зв'язок між морфологічними показниками сперми та її запліднювальною здатністю (кількість морфологічно змінених форм -0,51 та хроматинового статусу -0,34). Що дає можливість провести відбір бугаїв-плідників за показниками морфології їх сперми та підвищити результати застосування методу штучного осіменіння в господарствах.

6. Незалежно від методу визначення впливу спадкової інформації батьків на показники спермопродуктивності нащадків отримані високі значення (методом дисперсійного аналізу - 32-54 %, кореляції між сибсами та напівсибсами - 30-98 % та кореляції між батьками і нащадками - 50-81 %). Що дозволяє проводити попередній відбір в групу ремонтних плідників з врахуванням спермопродуктивності батька.

7. Не встановлено вірогідної різниці в спермопродуктивності дорослих бугаїв-плідників імпортованих на племпідприємство в різні вікові періоди. Тому з метою підвищення генетичного потенціалу продуктивності худоби в зоні діяльності селекційних центрів доцільніше завозити плідників уже оцінених за якістю потомства.

ПРОПОЗИЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

1. При комплектуванні племпідприємств поголів'ям бугаїв-плідників імпортної селекції доцільно віддавати перевагу плідникам оціненим за якістю нащадків. Адже за усіма показниками відтворювальної здатності вони не поступаються плідникам, які були завезені до настання фізіологічної зрілості.

2. Включити до селекційних параметрів відбору бугаїв-плідників якісні показники спермопродуктивності: морфологію сперматозоїдів та їх хроматиновий статус у зв'язку з значним негативним зв'язком між цими показниками та запліднювальною здатністю сперміїв (кількість морфологічно змінених форм r=0,51 та хроматинового статусу r=0,34).

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Кузебний С.В. Дослідження морфології сперми бугаїв / С.В. Кузебний // Розведення і генетика тварин. - 2002. - Вип. 36. - С. 104-105.

2. Гематологічні дослідження тварин різних генотипів / В.П. Ткачук, С.В. Кузебний, Т.А. Король, А.В. Шельов // Розведення і генетика тварин. - 2002. - Вип. 36. - С. 182-183. (Проведено визначення частини гематологічних показників, підготовка статті до друку)

3. Кузебний С.В. Особливості спермопродуктивності бугаїв різних генотипів / С.В. Кузебний // Розведення і генетика тварин. - 2002. - Вип. 39. - С. 117-123.

4. Кузебний С.В. Сезонні відмінності спермопродуктивності бугаїв різних порід / С.В. Кузебний // Вісник Черкаського інституту агропромислового виробництва: Міжвідомчий тематичний збірник наукових праць. - 2000. - Вип. 1. - С. 84-85.

5. Гончар О.Ф. Залежність якісних показників сперми від породи та віку бугаїв-плідників / О.Ф. Гончар, С.В. Кузебний // НТБ. - №94.- Х.: ІТ УААН. - 2006. - С. 98-103. (Зібрано первинну інформацію та проведено її статистичну обробку, підготовка статті до друку)

6. Бащенко М.І. Адаптаційна здатність імпортних плідників голштинської породи в умовах України. / М.І. Бащенко, С.В. Кузебний // Вісник Черкаського інституту агропромислового виробництва: Міжвідомчий тематичний збірник наукових праць. - 2007. - Вип. 7. - С. 3-19. (Зібрано первинну інформацію та проведено її статистичну обробку, підготовка статті до друку)

7. Кузебний С.В. Залежність рухових характеристик сперматозоїдів від їх морфологічного статусу / С.В. Кузебний // Вісник Черкаського інституту агропромислового виробництва: Міжвідомчий тематичний збірник наукових праць. - 2007. - Вип. 7. - С. 115-120.

8. Гончар О.Ф. Визначення динамічних параметрів рухливості сперми бугаїв-плідників / О.Ф. Гончар, С.В. Кузебний // НТБ. - № 96. - Х.: ІТ УААН. - 2008. - С. 117-122. (Зібрано первинну інформацію та проведено її статистичну обробку, підготовка статті до друку)

9. Кузебний С.В. Особливості спермопродуктивності бугаїв різних генотипів / С.В. Кузебний // Розведення і генетика тварин. - 2008. - Вип. 42. - С. 139-145.

анотація

Кузебний С.В. Вплив генетичних та паратипових факторів на відтворювальну здатність бугаїв-плідників. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.02.01 - розведення та селекція тварин. - Інститут розведення та генетики тварин УААН, Чубинське, 2008.

У роботі на прикладі поголів'я бугаїв-плідників ВАТ НВО «Прогрес» проведено результати досліджень впливу породи, лінії, походження та сезону року на спермопродуктивність та запліднювальну здатність гамет плідників.

Результати досліджень встановлено залежність показників відтворювальної здатності бугаїв-плідників від їх породної та лінійної належності, в той час як сезонний вплив на показники спермопродуктивності не перевищував 1% (Р?0,01). У плідників української червоно-рябої молочної породи спостерігається чітка залежність рівня спермопродуктивності від умовної частки крові за голштинською породою.

Викладено результати досліджень запліднювальної здатності сперматозоїдів та динамічних характеристик статевих клітин бугаїв-плідників від морфологічного статусу гамет.

Проведений аналіз відтворювальної здатності бугаїв-плідників, які були імпортовані на племпідприємство у різні вікові періоди.

Ключові слова: порода, лінія, бугаї-плідники, спермопродуктивність, відтворювальна здатність, сперматозоїди, морфологія, тривалість господарського використання.

відтворювальний бугай плідник спермопродуктивність

Кузебный С.В. Влияние генетических и паратипических факторов на воспроизводительную способность быков-производителей. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.02.01. - разведение и селекция животных. - Институт разведения и генетики животных УААН, Чубинское, 2008.

В работе на примере поголовья быков-производителей ОАО НПО «Прогресс» приведены результаты исследований влияния породы, линии, происхождения и сезона года на спермопродуктивность и оплодотворяющую способность половых клеток производителей.

Результатами исследований определена зависимость показателей воспроизводительной способности быков-производителей от их породной и линейной принадлежности, в то время как сезонное влияние на показатели спермопродукции не превышало 1% (Р?0,01). У быков-производителей украинской красно-пестрой молочной породы наблюдалась четкая зависимость уровня спермопродукции от условной доли кровности за голштинской породой. При этом большинство показателей увеличивалось, за исключением концентрации сперматозоидов в единице объёма, которая с увеличением условного «генотипа» уменьшалась на 14 %.

Отличия в продолжительности хозяйственного использования быков составляли от 5,1 года у симменталов до 7,8 - у животных украинской чёрно-пестрой молочной породы. У производителей голштинской породы показатели использования на 10-13 % были лучшими чем у животных украинской красно-пестрой молочной породы и на 40-42 % чем быков симментальской породы. Разница между породами статистически достоверна (Р?0,001).

Длительность хозяйственного использования животных украинской красно-пестрой породы указывает на то, что с повышением условного генотипа за голштинской породой длительность использования увеличивалась от 5,5 лет у полукровных до 6,2 - у быков-производителей высокой кровности.

Морфологические исследования сперматозоидов показывают, что в нативной сперме голштинских быков количество морфологически изменённых клеток ниже чем у симменталов на 0,7 % (Р?0,01). У молодых животных установлено минимальное количество патологических форм с возрастом этот показатель увеличивается до 9,6 %. Динамика сезонных изменений характеризировалась снижением концентрации атипичных форм в осенне-летний период с постепенным повышением в зимний и весенний периоды. Сила влияния сезона года на количество морфологически измененных сперматозоидов была х2 =0,156 (P<0,001), и на количество клеток с нарушением конденсации хроматина - х2 =0,117 (P<0,001). Установлена достоверная отрицательная связь между концентрацией сперматозоидов в единице объёма и количеством патологических форм r = -0,2 и клеток с нарушением конденсации хроматина r = -0,14.

В зависимости от места повреждения клеток двигательные характеристики отличались. У клеток с аномальной головкой и изменениями в области шейки площадь головки была большей за площадь у нормальной клетки и негативно коррелировала с характеристиками движения r = -0,19±0,28 - 0,57±0,23. Клетки с морфологически измененными головками и протоплазматическими капельками за характером движения мало чем отличались от клеток с нормальной морфологией, в то время как у сперматозоидов с нарушениями строения хвоста и шейки движения били замедленными.

Коэффициенты корреляции указывают на значительную отрицательную связь между оплодотворяющей способностью и морфологическим а также хроматиновым статусом половых клеток - 0,51 и - 0,34. Подвижность сперматозоидов после размораживания имела недостоверное влияние на результаты оплодотворения.

При анализе воспроизводительного потенциала быков-производителей отечественной и зарубежной селекции не установлено статистически достоверной разницы между ними за большинством показателей спермопродуктивности одинаковые возрастные периоды, за исключением половой активности. Быки отечественной селекции достоверно имели преимущество перед импортным поголовьем за количеством полученных от них еякулятов. Спермопродуктивность 110 быков-производителей зарубежной селекции, из которых 48 было завезено в возрасте до 1 года, а 62 в возрасте старше 3 лет указывают что основные показатели нативной спермы у быков в возрасте от 3 до 8 лет почти не отличались между группами.

За показателями оплодотворяющей способности сперматозоидов быков-производителей разного происхождения полученные результаты указывают на незначительную разницу между отечественными и животными зарубежного происхождения. Производители немецкой и венгерской селекции немного уступали быкам отечественной и канадской селекции, особенно по результатам оплодотворяющей способности после первого осеменения.

Ключевые слова: порода, линия, быки-производители, спермопродуктивность, оплодотворяющая способность, сперматозоиды, морфология, продолжительность хозяйственного использования.

Kuzebnij S.V. Influencing genetic and no genetic factors on reproductive ability of bulls. - Manuscript.

Dissertation on the competition of graduate degree of candidate of agricultural sciences on speciality 06.02.01 is breeding and selection of animals. The Institute of animals of breeding and genetics, UAAS, Chubinske, 2008.

In work on the example of total number of livestock of bulls of “Progress” the results of researches of influencing of breed, line, origin and season of year on spermproduction and impregnating ability of gametes of producers are resulted.

Dependence of indexes of reproductive ability of bulls is certain the results of researches on their pedigree and linear belonging, while seasonal influence on the indexes of spermproduction did not exceed 1% (P<0.01). the Bulls of the Ukrainian red-pied suckling breed clear dependence of level of spermproduction on the conditional stake of blood after a Holstein breed.

The results of researches of impregnating of spermatozoa and dynamic descriptions of gametes of bulls are expounded depending on morphological of gametes.

The analysis of reproductive potential of bulls is made which were imported on work at different periods of ages.

Keywords: breed, line, bulls, spermproduction, impregnating ability, spermatozoa, morphology, duration of the economic use.

Размещено на Allbest.ru