Современные аспекты использования методов биотехнологии в животноводстве

Введение. Биотехнология сегодня является неотъемлемой частью жизни современного общества, так как эта наука служит источником не только новых продуктов питания, медицинских препаратов, химических веществ, энергии, но и получения новых организмов с заданными свойствами. Все эти возможности делают биотехнологию все более востребованной во многих областях науки, техники, народного хозяйства, медицине, селекции. Рассмотрим основные методы биотехнологии в кормлении [3, 4].

Основная часть. В качестве источников кормового белка наиболее часто используются различные виды дрожжей и бактерий, микроскопические грибы, одноклеточные водоросли, белковые коагуляты травянистых растений. Дрожжи выращивают на гидролизатах из отходов древесины и другого целлюлозосодержащего растительного сырья, которые при гидролизе образуют легкоусвояемые для микроорганизмов формы углеводов.

Наряду с получением кормовых дрожжей, важное значение для кормопроизводства имеют также бактериальные белковые концентраты с содержанием сырого белка 60-80% от сухой массы. Известно более 30 видов бактерий, которые могут быть использованы в качестве источников полноценного кормового белка. Бактерии способны наращивать биомассу в несколько раз быстрее дрожжевых клеток и в белке бактерий содержится значительно больше серосодержащих аминокислот, вследствие чего он имеет более высокую биологическую ценность по сравнению с белком дрожжей [7].

В России и ряде других стран для производства кормового белка используются одноклеточные водоросли Chlorella и Scenedesmus, а также сине-зеленые водоросли из рода Spirulina, которые способны синтезировать белки и другие органические вещества из углекислоты, воды и минеральных веществ за счет усвоения энергии солнечного света [10].

Также используют пробиотики [5] и пребиотики [6]. Пробиотики - это биопрепараты, содержащие живые микроорганизмы - симбионты человека и животных, обладающие способностью восстанавливать нарушенную микроэкологию организмов. К ним относятся бифидобактерии, лактобациллы, стрептококки и др., присутствующие в организме с самого рождения. В ветеринарной практике при разработке пробиотиков, кроме названных родов бактерий, используются дрожжи и грибы (Saccharomyces cerevisiae, Candida pintolonesi, Aspergillus niger, Asp.oryzae). Пробиотики применяются с целью коррекции микроэкологии [1].

Одними из самых важных методом современной биотехнологии являются клеточная и генная инженерия, а также клонирование.

Генная и клеточная инженерия являются важнейшими методами, лежащими в основе современной биотехнологии и направлены на конструирование новых, не существующих в природе сочетаний генов.

Клеточная инженерия - это отрасль биотехнологии, в которой применяют методы выделения клеток из организма и переноса их на искусственные питательные среды, где эти клетки продолжают жить и размножаться. Методы клеточной инженерии направлены на конструирование клеток нового типа. Они могут быть использованы для воссоздания жизнеспособной клетки из отдельных фрагментов разных клеток, для объединения целых клеток, принадлежавших различным видам с образованием клетки, несущей генетический материал обеих исходных клеток, и других операций [8, 11].

Генная инженерия - искусственное, целенаправленное изменение генотипа микроорганизмов с целью получения культур с заранее заданными свойствами. Основной метод генной инженерии - выделение необходимых генов, их клонирование и введение в новую генетическую среду. В конце 90-х годов XX века США вплотную подошли к получению животных методом клонирования клеток эмбрионов, хотя здесь еще нужны дальнейшие серьезные исследования.

Еще один метод современной биотехнологии - клонирование. Благодаря этому методу мы получаем идентичные организмы путем бесполого размножения.

Приоритетными направлениями в области животноводства и ветеринарии являются: создание, сохранение, развитие и использование генетических ресурсов животных для выведения новых высокопродуктивных, устойчивых к стрессовым факторам среды пород, линий, типов и кроссов сельскохозяйственных животных, птиц; разработка эффективных технологий их содержания с учетом породного районирования; совершенствование биотехнологических методов сохранения и размножения генофонда сельскохозяйственных животных; разработка эффективных методов диагностики, терапии и профилактики болезней животных [9].

Еще одним методом совершенствования пород крупного рогатого скота является искусственное осеменение и использованием высококлассных быков-производителей. На современном этапе имеющееся поголовье высокопродуктивных коров не обеспечивает полную потребность племпредприятий в быках-производителях. Использование метода трансплантации эмбрионов в селекционноплеменной работе открывает возможности ускоренного размножения генетически ценных животных по материнской линии.

В настоящее время технология трансплантации эмбрионов включена в долгосрочные племенные программы многих развитых стран мира по разведению, улучшению и сохранению существующих пород скота.

Таким образом, трансплантация эмбрионов играет важную роль в молочном и мясном скотоводстве страны, и ее значение будет постоянно возрастать, т.к. она позволяет лучше использовать биологические резервы самок для повышения производства продуктов животноводства [2, 9].

Существует возможность получения целого фертильного растения из одной трансформированной соматической клетки и вегетативное размножение, получение трансгенных животных – очень сложный и длительный процесс.

Используемая стратегия состоит в следующем:

• 1.    Клонированный ген вводят в ядро оплодотворенной яйцеклетки.

• 2.    Оплодотворенные яйцеклетки с экзогенной ДНК имплантируют в рецепиентную женскую особь (поскольку успешное завершение развития эмбриона млекопитающих в иных условиях невозможно).

• 3.    Отбирают потомков, развившихся из имплантированных яйцеклеток, которые содержат клонированный ген во всех клетках.

• 4.    Скрещивают животных, которые несут клонированный ген в клетках зародышевой линии, и получают новую генетическую линию.

Несмотря на разработанный широкий спектр методик получения трансгенных животных, в настоящее время пока отсутствует надежная и эффективная технология трансгенеза животных. Самые большие проблемы связаны с беспорядочным встраиванием экзогенной ДНК в геном при использовании большинства существующих методов [9].

Вывод. У биотехнологии большое будущее, развитие, огромные перспективы. Биотехнология стала и будет источником не только новых продуктов питания, медицинских препаратов, экологически чистых видов энергии, но и получения новых химических веществ.