Wydruk strony Farmer.pl - portal nowoczesnego rolnika

Biotechniki w rozrodzie bydła

Autor:

Dodano:

Efektywność zarządzania rozrodem w stadach bydła mlecznego można znacząco zwiększyć, wykorzystując w tym celu dostępne narzędzia biotechniki, co przekłada się ostatecznie na wyższą rentowność produkcji.

Stały postęp genetyczny i produkcyjny w chowie i hodowli zwierząt gospodarskich tradycyjnymi metodami jest ograniczony nie tylko możliwościami fizjologicznymi organizmu oraz warunkami środowiskowymi, lecz także słabym przepływem informacji, a przez to jest mniej efektywny. Dlatego możliwości osiągania dalszego postępu upatruje się w zastosowaniu do chowu i hodowli zwierząt osiągnięć z szeregu nauk podstawowych, tj.: biologii, genetyki molekularnej, genomiki, embriologii, fizjologii i biochemii, bioinformatyki i statystyki, automatyki i robotyki oraz techniki. Wspólne wykorzystanie technik właściwych tym dziedzinom nauki zwykło się nazywać biotechnologią. 

Inseminacja

Jedną z pierwszych metod biotechnologii zastosowanych w hodowli zwierząt było sztuczne unasienienie. Dużą popularność inseminacja zawdzięcza wielu korzyściom, które wynikają z jej wykorzystania w rozrodzie zwierząt. Należą do nich:

Zdrowotne

Ekonomiczne

Ograniczone możliwości rozrodcze samic zwierząt gospodarskich są zasadniczym czynnikiem limitującym postęp hodowlany. Osiągnięcia endokrynologii rozrodu dają możliwości zarówno zwiększenia ich potencjału rozrodczego, jak i też sterowania procesami rozrodczymi. Do jednych z najważniejszych technik należy synchronizacja rui. Jest to metoda pozwalająca na zaplanowanie rui oraz owulacji w określonym z góry terminie. Synchronizacja rui jest więc narzędziem służącym do zminimalizowania nakładów pracy podczas sezonu rozrodczego oraz pozwalającym na efektywne wykorzystanie inseminacji do maksymalizacji postępu hodowlanego w stadzie. Sterowanie cyklem rujowym poprzez synchronizację rui umożliwia uzyskanie sezonowości porodów oraz kryć. Oprócz tego hodowcy, którzy stosują synchronizację w stadzie, mogą również liczyć na poprawę wskaźników ekonomicznych. Koncentracja porodów pozwala na ograniczenie kosztów obsługi oraz zmniejszenie strat poprzez lepszą opiekę nad stadem. W chowie bydła mięsnego koszty odchowu cieląt, które w naszych warunkach klimatycznych rodzą się zimą, są znacznie niższe w porównaniu do tych rodzących się latem i jesienią, gdyż młode osobniki mogą korzystać z najtańszej dostępnej paszy, jaką jest pastwisko.

Drugim ważnym powodem wykorzystywania synchronizacji rui w rozrodzie zwierząt gospodarskich jest możliwość uniknięcia błędów związanych z właściwym ustaleniem momentu krycia samic. W przypadku wysokowydajnych stad bydła mlecznego, gdzie często obserwowana jest tzw. cicha ruja, nawet ponad 50 proc. wystąpień rui może zostać niewykryte, powodując ogromne straty ekonomiczne. Dokładne ustalenie odpowiedniego terminu inseminacji samic wymaga wielu obserwacji lub instalowania zaawansowanych systemów wykrywania rui, co zwiększa koszty obsługi zwierząt.

Synchronizacja rui może być stosowana zarówno w stadach bydła mięsnego, jak i mlecznego, jednak w każdym z tych wariantów spełnia nieco inne zadania. Głównym problemem producentów mleka jest zapłodnienie krowy w odpowiednim czasie po porodzie, natomiast hodowcy bydła mięsnego dążą do zacielenia wszystkich krów w krótkim czasie. Niezależnie od kierunku produkcji wszyscy hodowcy bydła zmierzają do skrócenia okresu międzyciążowego oraz międzyocieleniowego, co jest niezbędnym warunkiem uzyskania satysfakcjonujących wyników ekonomicznych. 

MOET– superowulacja i embriotransfer

Przydatność techniki MOET (Multi Ovulation and Embryo Transfer) w rozrodzie zwierząt gospodarskich wynika z możliwości zwiększenia wydajności rozrodczej samic, a w konsekwencji może prowadzić do przyspieszenia postępu hodowanego w stadzie. Oprócz wykorzystania tej metody w doskonaleniu genetycznym zwierząt może być również stosowana do produkcji bliźniąt lub rozwiązywania problemów natury sanitarno-weterynaryjnej. Metoda ta znalazła najszersze zastosowanie u bydła i chociaż skala jej stosowania jest znacznie węższa niż inseminacji, stanowi ważne narzędzie praktycznie wykorzystywane w doskonaleniu genetycznym bydła. W przypadku bydła na krowy dawczynie zarodków wybiera się krowy o dużej wartości hodowlanej, bo to właśnie od nich zależą założenia genetyczne, jakie zostaną przekazane uzyskiwanym zarodkom. Natomiast biorczyniami zarodków najczęściej są krowy o małej wartości hodowlanej i słabej produkcyjności, ale charakteryzujące się bardzo dobrą płodnością.

Superowulacja jest podstawowym i jednocześnie najbardziej krytycznym ogniwem całej procedury. Ostatecznie o liczbie uzyskanych zarodków decyduje wiele czynników, m.in.: reakcja jajników na podany hormon, stadium cyklu rujowego, warunki zapłodnienia oraz rozwój zarodków. Najważniejszym czynnikiem decydującym o przebiegu superowulacji jest natomiast fizjologiczny stan jajnika w momencie podawania hormonów. Następnie zarodki, w fazie moruli lub blastocysty, wciąż otoczone osłonką przejrzystą, są wypłukiwane z dróg rodnych dawczyni 6-8 dni po zakończeniu rui. Po wypłukaniu zarodki poddane są ocenie oraz selekcji. Przeciętnie od każdej dawczyni uzyskujemy 8-10 zarodków, z czego 6 nadaje się do transferu. 

Zarodki mogą zostać przeniesione do krów dawczyń od razu lub mogą zostać zamrożone (kriokonserwacja). Najczęściej zarodki wprowadzane są do dróg macicy biorczyni poprzez specjalny kateter. Skuteczność transferu oscyluje wokół 50-60 proc. Oczywiście, przed przeniesieniem zarodka do dróg rodnych krowy biorczyni musi ona zostać uprzednio odpowiednio przygotowana hormonalnie, by znajdowała się w tym samym stanie fizjologicznym co krowa dawczyni. Zarodek wprowadza się do tego samego rogu, gdzie stwierdzono wystąpienie ciałka żółtego. Efektywność tej metody, mierzona współczynnikiem zapładnialności, jest dość zmienna i zależy zarówno od osoby wykonującej zabieg, jakości zarodków, jak i właściwego przygotowania krowy biorczyni i jej stanu zdrowotnego. 

Seksowanie plemników oraz zarodków

Możliwość regulacji płci od lat przyciąga uwagę hodowców zwierząt gospodarskich. Dysponowanie większą liczbą samic jest korzystne nie tylko ze względu na przyspieszenie prac hodowlanych oraz remontu stada, ale jest szczególnie przydatne w ratowaniu gatunków zagrożonych wyginięciem. Z kolei przewaga samców, z ich lepszymi cechami opasowymi i tucznymi oraz lepszym umięśnieniem, jest pożądana z ekonomicznego punktu widzenia. W intensywnie prowadzonej produkcji mleka hodowcy bardzo często mają kłopoty z płodnością oraz długowiecznością wysokowydajnych krów. Dla nich wykorzystanie seksowanego nasienia jest warunkiem zachowania reprodukcji prostej w stadzie. 

Urządzeniem służącym do seksowania plemników jest cytometr przepływowy. Przed analizą w cytometrze plemniki są barwione za pomocą fluoroscencyjnych substancji, które łatwo przenikają do wnętrza plemnika przez nieuszkodzoną błonę komórkową i łączą się stechiometrycznie z DNA. Substancje te wzbudzane światłem ultrafioletowym fluoryzują w paśmie 450 nm. Następnie detektor odczytuje fluorescencję DNA za pomocą specjalnych detektorów. Kolejnym krokiem jest nadanie różnoimiennych ładunków plemnikom. Opadające plemniki pomiędzy różnoimiennie naładowanymi płytkami zmieniają swój tor lotu i w rezultacie trafiają do dwóch pojemników. W jednym znajdują się plemniki z ładunkiem „+” – X oraz „-„ – Y. Frakcja plemników martwych trafia do odrębnego naczynia. Skuteczność inseminacji krów mlecznych z wykorzystaniem nasienia seksowanego jest o ok. 25 proc. niższa niż w przypadku nasienia konwencjonalnego.

Transgeneza

Nowe techniki genetyki molekularnej oferują hodowcom nowe narzędzia, które również mogą mieć zastosowanie w hodowli zwierząt. Jednym z nich jest właśnie transgeneza. Jest to proces modyfikacji genetycznej DNA gospodarza poprzez wprowadzenie do jego genomu komórek obcego pochodzenia. W wyniku tego procesu powstają organizmy modyfikowane genetycznie, tzw. GMO (z ang. Genetically Modified Organism), nazywane również organizmami transgenicznymi, które zawierają w swoim genomie obce geny pochodzące z obcego organizmu. Modyfikacje zwierząt gospodarskich mają na celu uzyskanie zwierząt o pożądanych cechach w hodowli, jak również zastosowanie ich w doświadczalnictwie, medycynie do produkcji enzymów i innych substancji wykorzystywanych w przemyśle farmaceutycznym (tzw. bioreaktory). Transgeneza zwierząt jest o wiele bardziej skomplikowaną techniką, trwa długo, a koszty są bardzo duże. Zwierzęta modyfikowane genetycznie często chorują lub są bezpłodne.

Techniki związane z inżynierią genetyczną wykorzystywane są również w procesie doskonalenia genetycznego zwierząt. Ważnym działem inżynierii genetycznej zwierząt jest dział poświęcony wytworzeniu zwierząt odpornych na choroby. Inne badania z kolei koncentrują się na poprawie walorów odżywczych oraz zdrowotnych białek spożywanych w mleku i mięsie, chociażby poprzez zwiększenie w nich zawartości kwasów z rodziny omega-3. 

Klonowanie

W biologii mianem klonu określa się organizmy mające identyczny lub prawie identyczny materiał genetyczny. Klonami są więc organizmy powstałe w procesie rozmnażania wegetatywnego. Naturalny proces powstawania identycznych genetycznie osobników w świecie zwierząt należy do rzadkości. Wykorzystanie tej metody wraz z pozostałymi biotechnologiami stosowanymi w rozrodzie mogłoby się przyczynić do przyspieszenia postępu hodowlanego. Istotnym ograniczeniem zastosowania tej metody jest jej niska efektywność oraz wysokie koszty. Obecnie bardzo intensywnie rozwija się klonowanie zarodków ssaków, co umożliwia uzyskanie wielu identycznych osobników. Zupełnie odmienną metodą jest próba klonowania z wykorzystaniem dorosłych, zróżnicowanych komórek ssaczych. Po raz pierwszy udało się sklonować organizm, korzystając z komórki dorosłego ssaka. Materiał genetyczny dorosłej komórki somatycznej wprowadzono do komórki jajowej pozbawionej jądra komórkowego i tę komórkę implantowano do macicy trzeciego organizmu. W ten właśnie sposób powstała najsłynniejsza owca świata – Dolly. Technika ta wiąże się ze sporym ryzykiem deformacji rozwojowych, jej istotną wadą jest także bardzo niska wydajność.

×