Применение разделенной по полу спермы в современном животноводстве (обзор)

Развитие биотехнологий в молочном скотоводстве направлено на интенсификацию селекционного процесса, повышение продуктивности и экономической эффективности воспроизводства. Одна из ключевых технологий, позволяющих целенаправленно влиять на пол потомства и качество стада, - использование разделенной по полу (сексированной) спермы. Эта технология особенно актуальна в молочном направлении, где рождение телочек имеет решающее значение для формирования ремонтного молодняка и усиления генетического прогресса (G.E. Seidel Jr., 2003; Е.А. Олексиевич, 2020). Первая успешная технология определения пола сперматозоидов была основана на проточной цитометрии (B.L. Gledhill с соавт., 1982), позволившей разделять сперму по содержанию ДНК, окрашенной флуоресцентным красителем Hoechst 33342 (D.L. Garner, 2009). Позднее были разработаны усовершенствованные методы SexedULTRA™ и Sexcel™, направленные на снижение повреждающих факторов в процессе сортировки (G.E. Seidel с соавт., 2014; R.W. Lenz с соавт., 2017). Несмотря на высокую точность технологии, разделение спермы по полу оказывает негативное влияние на морфологию и физиологические характеристики сперматозоидов: увеличивается фрагментация ДНК, снижается содержание АТФ и подвижность (А.И. Абилов с соавт., 2021; М.И. Дунин, 2010). Было также выявлено, что краситель и лазер вызывают фототоксические и термические повреждения, нарушающие митохондриальную активность в сперматозоидах (D. Rath с соавт., 2013). Фертильность сексированной спермы существенно варьирует и зависит от целого ряда факторов: физиологического состояния животного, кратности осеменения, точности синхронизации овуляции, условий содержания и квалификации персонала. У телок при правильно подобранной схеме осеменения и соблюдении технологии частота стельности может достигать 55-60 % (G.E. Seidel Jr. с соавт., 1999; S. Diers с соавт., 2020), тогда как у дойных коров она, как правило, колеблется в пределах 21-45 % (D.L. Garner с соавт., 2013; K. Oikawa с соавт., 2019). Кроме того, в последние годы ведутся разработки альтернативных методов разделения спермы. Среди них иммунологический подход, основанный на различии белков поверхности X- и Y-сперматозоидов (E. Barsuren с соавт., 2018); метод с использованием наночастиц золота и магнитной сортировки; протеомный анализ мембран сперматозоидов для идентификации маркеров пола (J. Quelhas с соавт., 2021). Эти методы находятся на экспериментальной стадии, однако демонстрируют потенциал для повышения точности и снижения негативных последствий сортировки. Применение разделенной по полу спермы в сочетании с программами трансплантации эмбрионов расширяет возможности направленного воспроизводства, особенно при использовании высокопродуктивных доноров. Однако при производстве in vitro отмечено снижение процента дробления и выхода качественных бластоцист (R.D. Wilson с соавт., 2005). Тем не менее последние разработки позволяют успешно применять схемы трансплантации эмбрионов с использованием разделенного по полу семени, особенно при четком соблюдении технологических регламентов (Н.А. Зиновьева, 2020; A. Velazquez с соавт., 2020). Таким образом, несмотря на высокую стоимость, чувствительность к условиям хранения и сниженные показатели фертильности, технология сексированной спермы остается востребованной и перспективной в молочном скотоводстве. Она позволяет эффективно управлять генетическим потенциалом стада и ускорять селекцию (D.J. Cottle с соавт., 2018; M. Osada с соавт., 2019). Дальнейшие исследования по улучшению технологии сортировки, повышению фертильности и интеграции с другими репродуктивными методами представляют значительный интерес как для научного сообщества, так и для предприятий.