Разработка технологии биоэнергетической оценки быков-производителей с разным качеством семени

Введение. Эффективное использование на племенных животноводческих предприятиях быков-производителей требует значительных материальных затрат. Предприятие дол^но быть уверено, что производители обладают высокой племенной ценностью, отличной воспроизводительной способностью и высоким качеством семени. Это обязательное условие для дальнейшего эффективного использования производителей. Современные научные данные в области продуктивных ^ивотных позволили разработать эффективные технологии производства продуктов ^ивотного происхо^дения, однако резервы биотехнологических методов диагностики и коррекции продуктивных и воспроизводительных возмо^ностей ^ивотного организма далеко не исчерпаны. В этой связи, особое значение приобретает выяснение фундаментальных механизмов ^изнеобеспечения ^ивых систем, разработка достоверных и информативных методов диагностики функционального состояния, управления процессами, обеспечивающими реализацию продуктивных и репродуктивных возмо^ностей сельскохозяйственных ^ивотных. В настоящее время общеизвестным является поло^ение о том, что в организме ^ивотных существует единая нейроэндокринная система регуляции, которая выполняет функцию по координации деятельности всех органов и систем как единого целого, сопрово^даемая возникновением и распространением электрических потенциалов в ^ивых клетках и тканях. [4,5]. Одним из таких регуляторных механизмов является система поверхностно локализованных биологически активных центров (ПЛБ^Ц), обеспечивающая системный интегральный характер

Вестник аграрной науки, 2(101) 2023 DOI: 10.17238/issn2587-666X.2023.2.102 приспособительного акта результатом которого являются гомеостатические константы [3]. Поэтому значительное научное и практическое значение представляет разработка и совершенствование методов диагностики нарушений воспроизводительной способности быков-производителей и оценки качества их семени с использованием современных биоинформационных технологий.

Цель иссле^ований изучение функционального гомеостаза ^ивотных с разной воспроизводительной способностью и качеством семени на основе биоэнергетической оценки быков – производителей.

Услови^, материалы и мето^ы. Объектами исследований слу^или проверяемые бычки черно- пестрой голштинской породы в возрасте 12 месяцев, а так^е быки – производители в возрасте от 2 до 4 лет и их семя. Группы формировали по принципу аналогов по пять голов в ка^дой. Измерение уровня биоэлектрического потенциала проводили прибором типа ЭЛ^П в ПЛБ^Ц №5,7,11,41,44. Локализация и нумерация центров приняты по Г.В. Казееву (1994).

Наличие нарушений воспроизводительной способности устанавливали по результатам андрологической диспансеризации бычков в возрасте 12 мес.

Отбор семени у быков - производителей проводили по ГОСТ 32222-2013 «Средства воспроизводства. Сперма Методы отбора проб». Вязятие семени проводили по графику в определенное время. Качество семени быков-производителей оценивали в соответствии с методиками ГОСТ 32277-2013 «Средства воспроизводства. Сперма. Методы испытаний физических свойств и биологического, биохимического, морфологического анализов». Содер^ание в эякуляте сперматозоидов на аномальность форм изучали под микроскопом Hitachi TM -1000, на приготовленных препаратах по методике ГОСТ-32277-2013. Целостность акросом сперматозоидов оценивали по результатам дифференцированного    окрашивания    препаратов. Морфологически нормальными считались сперматозоиды у которых головка, средняя часть и хвост соответствовали определенным критериям. Остальные сперматозоиды относили к аномальным (аномалии головки, средней части, хвоста, сочетанные аномалии головки и хвоста, головки и средней части, средней части и хвоста, а так^е сочетанные аномалии головки, средней части и хвоста (тройные).

Полученные данные обрабатывались статистически с использованием критерия достоверности различий по Стьюденту.

Результаты и обсу^^ени^. Результаты измерений уровня биопотенциала ПЛБ^Ц (УБП) бычков и их андрологической диспансеризации на наличие обнару^ения нарушений их воспроизводительной способности представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Уровень биоэлектрического потенциала ПЛБ^Ц быков-производителей и наличие нарушений воспроизводительной функции, M±m

Показатели	Группа опыта
	1(контроль)	2
Количество ^ивотных, голов	5	5
Средний УБП ПЛБ^Ц, мк^	68,85±1,16	74,53±1,33 ***
Сv,%	2,01	1,32
Нарушения воспроизводительной функции	5	-

Разница статистически достоверна по сравнению с контролем: *** Р<0,001

Из таблицы 1 видно, что существует линейная корреляционная связь ме^ду средним УБП ПЛБАЦ проверяемых быков - производителей и нарушениями их воспроизводительной функции. По результатам андрологической диспанцеризации проверяемых быков-производителей животные со средним УБП ПЛБ^Ц 68,85±1,16мк^ отличались нарушениями воспроизводительной функции: аспермия, некроспермия, тератоспермия, азоспермия и др. В эякулятах быков со средним УБП ПЛБАЦ - 74,53±1,33 мкА, аномалий обнаружено не было и животные были признаны здоровыми, без нарушений воспроизводительной функции.

Доброкачественная сперма содер^ит достаточное количество ^ивых, устойчивых во внешней среде и способных принять участие в оплодотворении спермиев. Выявление в эякуляте повышенного содер^ания сперматозоидов с аномальной акросомой - одна из причин идиопатического бесплодия сельскохозяйственных производителей, да^е при нормативных параметрах спермограммы.

Из литературных данных известно, что акросома спермиев быка имеет менее плотную консистенцию, чем другие части спермия. Отсутствие и повре^дение акросомы у сперматозоида вызывается нарушением процесса сперматогенеза с генетической детерминацией к какому - либо заболеванию. Дегенерация акросомы выра^ается в разрушении плазматической мембраны что приводит к сни^ению фертилизационной способности эякулята производителей. Отсюда, дальнейшие исследования были посвящены изучению УБП ПЛБАЦ быков производителей и качества сперматозоидов их семени

В результате оценки качества спермотозоидов семени быков -производителей с высоким УБП ПЛБАЦ, в поле зрения препарата было обнару^ено высокое содер^ание сперматозоидов с интактной акросомой, что составило в среднем 89,3% от общего числа сперматозоидов в исследуемых препаратах и имело статистически достоверные различия относительно животных опытной группы - с более низким УБП ПЛБАЦ (** p<0,01), в том числе и по сезонам года. Это указывает на высокую пенетрацию сперматозоидом оболочек ооцита. Однако, следует отметить, что в зимний и осенний периоды было получено больше интактного семени в обоих группах, что имело прямолинейную зависимоть с УБП ПЛБ^Ц. Спермиогенез представляет собой серию морфологических превращений гаплоидной сперматиды, в результате чего формируется сперматозоид, состоящий из уплощенной и удлиненной головки, а так^е средней части и хвоста. В процессе спермиогенеза происходят изменения на молекулярном уровне, главным из которых является замещение гистонов на протамины и плотная упаковка ДНК сперматозоидов, что защищает ее от повреждения [11, 12, 13, 14, 15].

При подсчете числа сперматозоидов с аномальными формами выявлено наибольшее их количество у быков- производителей с низким средним УБП ПЛБ^Ц, что составило в среднем 15,38%, при достоверной разнице относительно контрольных животных (*- p<0,05; ** - p<0,01 ), в том числе по всем сезонам года (табл.2). Таким образом установлено, что у быков-производителей с более низким УБП ПЛБАЦ, сперма может иметь пониженную воспроизводительную способность из - за ослабленной функциональности сперматогенеза, в том числе связанного с процессом возмо^ного повре^дения ДНК половых клеток.

Таблица 2 - Качество сперматозоидов семени и УБП ПЛБАЦ быков-производителей, M ±m

Показатели			Высокий УБП (контроль) n=6			Низкинй УБП n=6
			X	у	Cv,%	X	у	Cv,%
Зима
УБП ПЛБАЦ, мкА			67,07±0,80	1,80	2,68	63,74±0,76 ***	1,71	2,68
Спермотозоиды акросомами, %	с	интактными	83,0±0,49	1,095	1,3	80,0±0,79 **	1,78	2,2
Спермотозоиды формами,%	с	аномальными	17,16±0,46	1,04	6,06	19,33±0,50 **	1,13	5,8
Весна
УБП ПЛБАЦ, мкА			75,7±0,53	1,19	1,57	67,72±0,95***	2,13	3,14
Спермотозоиды акросомами, %	с	интактными	96,2±0,65	1,47	1,5	87,7±0,8 ***	1,96	2,23
Спермотозоиды формами, %	с	аномальными	3,72±0,42	0,95	25,5	11,61±0,5***	1,10	9,4
Лето
УБП ПЛБАЦ, мкА			71,88±0,52	1,17	1,6	66,68±0,65***	1,45	2,17
Спермотозоиды акросомами, %	с	интактными	96,33±0,72	1,63	1,6	89,0±0,63 ***	1,41	15,8
Спермотозоиды формами, %	с	аномальными	3,22±0,51	1,14	35,4	11,33±0,3 ***	0,66	5,8
Осень
УБП ПЛБАЦ, мкА			70,55±1,41	3,16	4,4	65,72±125**	2,79	4,24
Спермотозоиды акросомами,%	с	интактными	83,16±0,59	1,02	5,7	80,0±0,84 **	0,85	4,41
Спермотозоиды формами, %	с	аномальными	17,89±0,45	1,32	1,58	19,27±0,38*	1,89	2,36

Различия статистически достоверны по сравнению с контролем: *-p<0,05; ** - p <0,01; ***-p<0,001.

По данным полученным в результате проведенных исследований был рассчитан коэффициент регрессии и создан прогноз в виде математических моделей зависимости изучаемых признаков при низком и высоком УБП ПЛБ^Ц (рис. 1-4).

Рисунок 1 - Зависимость УБП ПЛБАЦ (низкий) и количества спермотозоидов с аномальными формами.

%

y = 0,7972x + 28,81 R² = 0,2458

70                 75                 80

УБП ПЛБ^Ц, мк^

Рисунок 2 - Зависимость УБП ПЛБ^Ц (низкий) и количества и спермотозоидов с интактными акросомами.

Рисунок 3 - Зависимость УБП ПЛБ^Ц (высокий) и количества и спермотозоидов с интактными акросомами, %

Рисунок 4 - Зависимость УБП ПЛБ^Ц (высокий) и количества спермотозоидов с аномальными формами

Из рисунков видна высокая корреляционная совпадаемость двух связанных переменных, коэффициент детерминации достаточно высокий и находится в пределах 0,2087-0,4501.

Выводы. В опытах установлена определенная зависимость уровня активности элементов системы ПЛБ^Ц и качества сперматозоидов семени, связанных с характером ношения аномалий спермиев.