Спермопродукция быков как показатель их адаптационной способности

Введение. Селекция животных является одной из форм эволюционного процесса, который протекает преимущественно под влиянием человека. Формирование организма племенных животных происходит в определенных экологических условиях, в результате чего они имеют хорошо сбалансированные обменные процессы.

При перемещении племенных животных между разными экологическими зонами у них происходит смена адаптивных реакций организма. Это связано со значительными природно- климатическими различиями, технологиями, а также культурой ведения селекции. Попадая в другие условия, животные могут успешно пройти адаптацию (это выражается в получении от них высококачественной продукции) либо выбывать из производства. Адаптацию рассматривают как преобразование в организме биологических процессов в направлении присущего им гомеостазиса в изменяющихся условиях обитания [1]. Поэтому, насколько успешно прошла адаптация, можно судить по течению сперматогенеза и качеству семени, которое получают от быков на племенных предприятиях.

В животноводстве Красноярского края широко используется генофонд лучшего импортного скота через закупку спермы быков, эмбрионов и импорт животных. На племенное предприятие ОАО «Красноярсагроплем» поступают производители из других экологических зон, резко отличающихся от климатических условий Сибири. Главной задачей данной организации является обогащение генофонда скота региона желательными аллелями для повышения продуктивности, резистентности, исключение распространения летальных и полулетальных генов. У производителей смена рациона, технологий вызывает стресс, в результате остаются быки, которые адаптируются к требованиям и дают биопродукцию высокого качества. От длительности периода адаптации и способности быков в дальнейшем давать сперму, отвечающую требования ГОСТа, зависит рентабельность племенного предприятия.

Большинство из поступивших быков благополучно проходят процесс адаптации. Она приводит к реализации фенотипа, оптимального по отношению к состоянию среды [2, 3].

Распространение разных пород животных зависит от экологической валентности, которая определяет диапазон способности породы существовать в разнообразных условиях среды и обеспечивается популяционными механизмами адаптивной реакции [4]. В Красноярском крае для повышения продуктивности широко используют генофонд как голштинского, так и симментальского скота. Однако даже в этих породах скота, обладающих широкой экологической валентностью, не все быки успешно проходят адаптацию. Благополучно прошедшими адаптацию считают- ся те производители, которые, попадая в новые условия, активно проявляют высокую продуктивность и дают жизнеспособное потомство. Так как основной продукцией, получаемой от быков на племенных предприятиях, является сперма, то показателем успешной адаптации могут служить показатели ее качества.

Для оценки качества спермы используют такие параметры, как концентрация, подвижность, доля атипичных спермиев, выживаемость и др. Оценка качества спермы позволяет оперативно реагировать на изменения, происходящие в ходе селекции, дает возможность быстро определять частоту и характер нарушений сперматогенеза, отбраковывать быков, сперма которых не отвечает предъявляемым требованиям [5, 6].

Цель исследования . Изучить показатели спермопродукции быков симментальской и голштинской пород, импортированных на племенное предприятие ОАО «Красноярскагроплем» из Германии и Голландии.

Задачи исследования : изучение количественных и качественных показателей спермо-продукции и сравнение их с требованиями ГОСТа [7, 8].

Материалы и методы исследования. Объектом исследования были быки симментальской породы (n = 8), которые поступили из Германии, и голштинские красно-пестрые, импортированные из Голландии (n = 11) на предприятие ОАО «Красноярскагроплем», и их спермопродукция. Период исследования 2014–2015 гг.

Спермопродукцию оценивали в соответствии с ГОСТ 23745-79 «Сперма быков неразбавленная свежеполученная» и ГОСТ 20909.3-75 «Сперма быков неразбавленная. Методы морфологических исследований». Долю атипичных форм спермиев производили в мазках нативной спермы при увеличении 600 х. Учитывался спектр аномалий спермиев: АГ – аномалии головок, АШ+Х – аномалии шейки и хвоста, ТФ – тератологические формы; НЗФ – незрелые формы. Определяли объем эякулята (мл); концентрацию (млрд/мл и эякулята, млрд); получение всего семени (мл); брак нативной спермы

(%). Все показатели усредняли по группе быков помесячно.

Исследования были проведены в зимний и весенний периоды. Все исследования были проведены на племенном предприятии ОАО «Красноярскагроплем» в лаборатории по взятию и оценке спермы и лаборатории кафедры «Разведение, генетика, биология и водные биоресурсы» ФГБОУ ВО Красноярский ГАУ. Полученные результаты были обработаны математическими методами [9] с применением компьютерной программы Microsoft Excel.

Результаты и их обсуждение. Племенное предприятие ОАО «Красноярскагроплем» регулярно обогащает генофонд местных пород за счет новых аллелей импортного скота с целью повышения продуктивных качеств стад региона. Важным показателем в селекционной работе являются адаптационные характеристики быков, однако, как показала практика, не все быки-производители успешно проходят адаптацию [10]. Цитологический подход необходим для изучения адаптационных способностей быков, так как он может показать течение сперматогенеза, выявить влияние тех или иных факторов на него и установить закономерности в наличии атипичных форм в линиях. Поэтому на первом этапе исследования нами были проведены исследования по выявлению спектра атипичных форм сперматозоидов в мазках нативной спермы быков разной породной принадлежности (табл.1).

В соответствии с требованиями ГОСТа доля атипичных форм в сперме быков-производителей допускается до 18 %. Нами установлено, что после поступления быков на предприятие и снятия их с карантина доля атипичных форм спермиев в зимний сезон у быков голштинской породы превышала требования ГОСТа на 22,6 %, весенний – 25,1 %. У быков симментальской породы немецкой селекции доля атипичных форм соответствовала требованиям ГОСТа в зимний сезон, но превысила на 3,15 % в весенний.

Доля атипичных сперматозоидов в нативной сперме у быков разной породной принадлежности, %

Таблица 1

Формы спермиев	Порода
	Голштинская красно-пестрая (голландской селекции) (n = 11)	Симментальская (немецкая селекция) (n = 8)
Зимний сезон
АГ	3,2	1,21
АШ+Х	37,3	14,3
ТФ	0,02	0,55
НЗФ	0,09
Всего атипичных форм	40,6	16,1
Весенний сезон
АГ	3,02	2,59
АШ+Х	40,1	18,1
ТФ	0,01	0,50
НЗФ	0,01	–
Всего атипичных форм	43,1	21,1

Примечание : АГ – аномалии головки; АШ+Х – аномалии шейки и хвоста; ТФ – тератологические формы; НЗФ – незрелые формы.

Наиболее часто в обеих породах встречаются атипичные формы с аномалиями шейки и хвоста. У быков голштинской породы в зимний сезон они составляли 37,3 %, а в весенний сезон их доля возрастает до 40,1 %. Сперматозоиды с аномалиями головок встречаются значительно реже, и в зимний и весенний период их доля составила три процента. В сперме встречаются тератологические спермии и единичные случаи появления незрелых форм. В сперме быков симментальской породы немецкой селекции в эякуляте также значительную долю составляют спермии с аномалиями шейки и хвоста: до 14,3 % в зимний сезон и 18,1 % в весенний. Встречаются спермии с аномалиями головки и тератологические формы (см. табл.1).

Таким образом, в сперме быков обеих пород основную долю атипичных форм составили спермии с аномалиями шейки и хвоста как в зимний, так и весенний сезон. Наибольшее количество атипичных форм установлено в сперме быков голштинской породы голландской селекции. Весенний сезон отрицательно повлиял на качество спермы, так как увеличилась доля атипичных форм в сперме быков обеих пород от 40,6 до 43,1 % у голштинских и от 16,1 до 21,1 % симментальских производителей. Показатели спермопродукции быков симментальской породы приведены в таблице 2.

По биотехнологическим показателям сперма быков симментальской породы отвечала требованиям ГОСТа, производители этой породы успешно адаптировались к технологиям и особенностям климата.

Так как сперма быков голштинской породы содержала значительное количество апипичных форм спермиев, нами было решено изучить показатели спермопродукции по месяцам за весь период с момента поступления на предприятие (табл. 3).

В среднем объем эякулята по месяцам варьировал незначительно. Концентрация сперматозоидов была наименьшая в январе – 2,29 млрд, наивысшая в апреле – 4,64 млрд (P > 0,99), что повлияло на концентрацию сперматозоидов в 1 мл спермы. Увеличение получения семени в среднем на одного быка в месяц наблюдали с февраля. Наиболее неблагоприятным месяцем был январь, в этот период от быков получили меньше всего семени. С низкой концентрацией было выбраковано 43,2 % нативного семени от всего полученного за этот период. К апрелю ситуация изменилась, мы наблюдали рост по всем изучаемым показателям. К этому периоду произошло значительное сни- жение брака нативной спермы (табл. 3). Обе породы обладают адаптационной экологической валентностью и способны существовать в разнообразных условиях среды, однако производи- тели симментальской породы показали, что они обладают более устойчивыми механизмами адаптивной реакции по сравнению с быками голштинской селекции.

Таблица 2

Биотехнологические показатели спермопродукции быков симментальской породы по сезонам

Обьем эякулята, мл	Концентрация сперматозоидов, млрд/мл	Получено семени всего, мл	Брак нативной спермы,%
Зимний период
4,5±0,38	1,15±0,09	36,6±6,90	13,1
Весенний сезон
4,2±0,13	1,28±0,07	33,6±4,01	10,0

Таблица 3

Показатели нативной спермопродукции быков голштинской породы

Месяц	Обьем эякулята, мл	Концентрация сперматозоидов в эякуляте, млрд	Концентрация сперматозоидов, млрд/мл	Получено семени всего, мл	Брак нативной спермы,%
Декабрь	3,33±0,14	3,35±0,33	0,99±0,8	11,5±1,29	18,3
Январь	3,27±0,13	2,49±0,45	0,75±0,15	9,63±0,92	43,2
Февраль	3,58±0,20	2,79±0,46	0,80±0,12	15,63±1,57	27,5
Март	3,53±0,25	3,06±0,49	0,87±0,11	19,1±3,09*	23,8
Апрель	3,80±0,17*	4,64±0,29**	1,22±0,07	18,8±2,37*	9,77
Май	3,77±0,40	4,56±0,53	1,21±0,50	16,7±1,7*	15,3
Июнь	3,50±0,24	3,94±0,57	1,09±0,12	17,5±1,99*	28,6

* – P >  0,95; ** – P >  0,99 по отношению к декабрю.

Заключение. Показатели спермопродукции быков могут быть использованы для определения способности производителей к адаптации. Обе породы обладают адаптационной экологической валентностью и способны существовать в разнообразных условиях среды, однако производители симментальской породы показали, что они обладают более устойчивыми механизмами адаптивной реакции по сравнению с быками голштинской селекции. Основную долю атипичных форм у быков голштинской и симментальской пород составили спермии с аномалиями шейки и хвоста как в зимний, так и весенний сезон: 37,3 % и 14,3 и 40,1 и 18,1 % соответственно. Весенний сезон отрицательно повлиял на качество спермы, так как увеличилась доля атипичных форм в сперме быков обеих пород от 40,6 до 43,1 % у голштинских и от 16,1 до 21,1 % у симментальских производителей.