Вспомогательные репродуктивные технологии в воспроизводстве и селекции крупного рогатого скота

Сегодня технология in vitro – один из наиболее динамично развивающихся и занимающих все более прочное положение биотехнологических методов, способствующих ускорению темпов селекции, интенсификации использования репродуктивного и генетического потенциала племенных животных, позволяющего повысить выход племенного молодняка от одной коровы-рекордистки до 5–10 телят в год, сократить генерационный интервал и значительно ускорить процесс обновления и качественного улучшения стада. Однако получение компетентных к развитию в культуре in vitro ооцитов является одним из критических факторов, обуславливающих успех метода; они зависят от целого ряда причин биологического и технического характера. В настоящей работе представлены впервые проведенные в Республике Беларусь результаты исследований по изучению воздействия биологических факторов прямого и опосредованного влияния на эффективность получения ооцитов в системе трансвагинальной аспирации. Выход ооцитов отличного и хорошего качества повышался при аспирации в лютеиновую фазу полового цикла и оставался практически без изменений при проведении аспираций в фолликулярную фазу. Наличие в яичниках на момент аспирации фолликулов диаметром свыше 8 мм снижало выход ооцитов отличного и хорошего качества в среднем на 9,4 п.п. Удаление доминантного фолликула за 72 ч до начала аспирации позволило увеличить количество аспирированных фолликулов на 41 %, а выход ооцитов – на 22,9 %. Микростимуляция яичников перед аспирацией фолликулостимулирующим гормонами ФСГ-супер и Плюсет повышала эффективность аспирации по основным показателям на 19,2–45,9 %. Наличие в одном из яичников фолликулярной кисты либо персистентного желтого тела снижало как количественные, так и качественные показатели аспирации. Полученные данные имеют практическую значимость для разработки технологии получения эмбрионов in vitro в системе трансвагинальной аспирации ооцитов, использование которой будет способствовать ускорению селекционного процесса и повышению эффективности селекционно-племенной работы в скотоводстве в целом.

Благодарности. Исследования проведены в рамках двух государственных программ научных исследований: «Биотехнология», подпрограмма «Развитие биологической науки, биологического образования и биологической промышленности на 2007–2011 годы и на период до 2020 года», «Наукоемкие технологии и техника на 2016–2020 годы», подпрограмма 1 «Инновационные биотехнологии – 2020». 

1. Boni, R. Ovum pick-up in cattle: a 25 year retrospective analysis / R. Boni // Animal Reprod. Science. - 2012. - Vol. 9, N 3. - P. 362-369.

2. Эффективность получения ооцитов методом трансвагинальной аспирации у коров-доноров / В. К. Пестис [и др.] // Сельское хозяйство - проблемы и перспективы : сб. науч. тр. / Гродн. гос. аграр. ун-т. - Гродно, 2014. - Т. 26 : Зоотехния. - С. 218-225.

3. Использование биотехнологических методов в решении современных проблем репродукции сельскохозяй-ственных животных, как стратегия инновационного развития животноводства в Республике Беларусь / Л. В. Голубец [и др.] // Актуальные проблемы интенсивного развития животноводства : материалы XV Междунар. науч.-практ. конф. / Белорус. гос. с.-х. акад. ; ред.: А. П. Курдеко [и др.]. - Горки, 2012. - С. 321-326.

4. Первый опыт получения эмбрионов крупного рогатого скота in vitro в системе трансвагинальной аспирации ооцитов (ТАО) / В. К. Пестис [и др.] // Вес. Нац. акад. навук Беларусь Сер. аграр. навук. - 2015. - № 1. - С. 86-91.

5. Получение ооцитов коров путем трансвагинальной пункции фолликулов / В. К. Пестис [и др.] // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. - 2016. - Т. 60, № 1. - С. 123-128.

6. Effects of ovum pick-up frequency and FSH stimulation: a retrospective study on seven years of beef cattle in vitro embryo production / R. De Roover [et al.] // Reprod. in Domestic Animals. - 2008. - Vol. 43, iss. 2. - P. 239-245. https://doi. org/10.1111/j.1439-0531.2007.00873.x

7. Different intervals of ovum pick-up affect the competence of oocytes to support the preimplantation development of cloned bovine embryos / L. J. Ding [et al.] // Molecular Reprod. a. Development. - 2008. - Vol. 75, iss. 12. - P. 1710-1715. https://doi.org/10.1002/mrd.20922

8. Cebrian-Serrano, A. Beneficial effect of two culture systems with small groups of embryos on the development and quality of in vitro-produced bovine embryos / A. Cebrian-Serrano, I. Salvador, M. A. Silvestre // Anatomia, Histologia, Embryologia. - 2014. - Vol. 43, N 1. - P. 22-30. https://doi.org/10.1111/ahe.12043

9. Ovum pick up, in vitro embryo production, and pregnancy rates from a large-scale commercial program using Nelore cattle (Bos indicus) donors / J. H. F. Pontes [et al.] // Theriogenology. - 2011. - Vol. 75, iss. 9. - P. 1640-1646. https://doi. org/10.1016/j.theriogenology.2010.12.026

10. Holding bovine oocytes in the absence of maturation inhibitors: kinetics of in vitro maturation and effect on blastocyst development after in vitro fertilization / H. Alm [et al.] // Theriogenology. - 2008. - Vol. 70, iss. 7. - P. 1024-1029. https:// doi.org/10.1016/j.theriogenology.2008.05.062

11. Bilodeau-Goeseels, S. Cows are not mice: the role of cyclic AMP, phosphodi-esterases, and adenosine monophosphate-activated protein kinase in the maintenance of meiotic arrest in bovine oocytes / S. Bilodeau-Goeseels // Molecular Reprod. a. Development. - 2011. - Vol. 78, iss. 10/11. - P. 734-743. https://doi.org/10.1002/mrd.21337

12. Bovine oocyte and embryo development following meiotic inhibition with butyrolactone I / P. Lonergan [et al.] // Molecular Reprod. a. Development. - 2000. - Vol. 57, iss. 2. - P. 204-209. https://doi.org/10.1002/1098- 2795(200010)57:2<204::aid-mrd12>3.0.co;2-n

13. Nuclear maturation kinetics and in vitro embryo development of cattle oocytes prematured with butyrolactone I combined or not combined with roscovitine / P. R. Adona [et al.] // Animal Reprod. Science. - 2008. - Vol. 104, iss. 2-4. - P. 389-397. https://doi.org/10.1016/j.anireprosci.2007.06.013

14. Factors affecting recovery and quality of oocytes for bovine embryo production in vitro using ovum pick-up technology / F. A. Ward [et al.] // Theriogenology. - 2000. - Vol. 54, iss. 3. - P. 433-446. https://doi.org/10.1016/s0093-691x(00)00360-5

15. Effects of aspiration vacuum and needle diameter on cumulus oocyte complex morphology and developmental capacity of bovine oocytes / P. Bols [et al.] // Theriogenology. - 1996. - Vol. 45, iss. 5. - P. 1001-1014. https://doi.org/10.1016/0093- 691x(96)00028-3

16. Luteal function and follicular growth following follicular aspiration during the peri-luteolysis period in Bos indicus and crossbred cattle / R. S. Bisinotto [et al.] // Reprod. in Domestic Animals. - 2012. - Vol. 47, iss. 2. - P. 319-327. https://doi. org/10.1111/j.1439-0531.2011.01875.x

17. Occurrence and characteristics of residual follicles formed after transvaginal ultrasound-guided follicle aspiration in cattle / J. H. M. Viana [et al.] // Theriogenology. - 2013. - Vol. 79, iss. 2. - P. 267-273. https://doi.org/10.1016/j.theriogenolo- gy.2012.08.015

18. Ovarian follicular dynamics, follicle deviation, and oocyte yield in Gyr breed (Bos indicus) cows undergoing repeated ovum pick-up / J. H. Viana [et al.] // Theriogenology. - 2010. - Vol. 73, iss. 7. - P. 966-972. https://doi.org/10.1016/). theriogenology.2009.11.025

19. Efficacy of induction of luteolysis in superovulated cows is dependent on time of prostaglandin F2alpha analog treatment: effects on plasma progesterone and luteinizing hormone profiles / J. H. M. Viana [et al.] // Theriogenology. - 2016. - Vol. 86, iss. 4. - P. 934-939. https://doi.org/10.1016/j.theriogenology.2016.03.016

20. Oocyte quality in small antral follicles in the presence or absence of a large dominant follicle in cattle / L. C. Smith [et al.] // J. of Reprod. a. Fertility. - 1996. - Vol. 106, iss. 2. - P. 193-199. https://doi.org/10.1530/jrf0.1060193

21. Foster, B. A. 15 the effect of different bovine oocyte recovery methods on oocyte ultrastructure pre- and post- in vitro maturation / B. A. Foster, E. J. Gutierrez, K. R. Bondioli // Reprod., Fertility a. Development. - 2018. - Vol. 31, N 1. - P. 133134. https://doi.org/10.1071/rdv31n1ab15

22. Factors affecting oocyte quality and quantity in commercial application of embryo technologies in the cattle breeding industry / J. S. Merton [et al.] // Theriogenology. - 2003. - Vol. 59, iss. 2. - P. 651-674. https://doi.org/10.1016/s0093- 691x(02)01246-3

23. Characterisation of low, medium and high responders following FSH stimulation prior to ultrasound-guided transvaginal oocyte retrieval in cows / R. De Roover [et al.] // Theriogenology. - 2005. - Vol. 63, iss. 7. - P. 1902-1913. https://doi. org/10.1016/j.theriogenology.2004.08.011

24. Manipulation of follicular development to produce developmentally competent bovine oocytes / P. Blondin [et al.] // Biology of Reprod. - 2002. - Vol. 66, iss. 1. - P. 38-43. https://doi.org/10.1095/biolreprod66.1.38

25. Liang, X. W. Ovum pick-up in vivo and in-vitro embryo production in water buffaloes / X. W. Liang // Chin. J. of Veterinary Science. - 2008. - Vol. 28, iss. 10. - P. 1229-1232.

26. Morphology and developmental competence of bovine oocytes relative to follicular status / R. Vassena [et al.] // Theriogenology. - 2003. - Vol. 60, iss. 5. - P. 923-932. https://doi.org/10.1016/s0093-691x(03)00101-8

27. Effect of follicular wave synchronization method on an ovum pick-up program / J. M. Garcia [et al.] // Theriogenology. - 2000. - Vol. 53, iss. 1. - P. 354. https://doi.org/10.1016/s0093-691x(99)00253-8

28. Manik, R. S. Collection of oocytes through transvaginal ultrasound-guided aspiration of follicles in an Indian breed of cattle / R. S. Manik, S. K. Singla, P. Palta // Animal Reprod. Science. - 2003. - Vol. 76, iss. 3-4. - P. 155-161. https://doi. org/10.1016/s0378-4320(02)00241-5