Журнал «Агротехника и технологии»
Эмбриотрансфер — биотехнологический метод воспроизводства сельхозживотных, используемый в странах-лидерах по производству сырого молока. Технология включает в себя следующие процессы: получение одного или нескольких эмбрионов из половых органов донора и пересадку их в матку одного или нескольких реципиентов. Методика трансплантации эмбрионов наиболее актуальна в селекции крупного рогатого скота, так как обеспечивает более интенсивное размножение животных с высокой генетической ценностью, как молочных, так и мясных пород. Путем массовой пересадки эмбрионов малоценным аборигенным животным сельхозпроизводители уже через 285 дней получат генетически высокоценный молодняк, адаптированный к местной микрофлоре и климатическим условиям местности.
Впервые технологию трансплантации эмбрионов применил британский ученый Вальтер Хип в апреле 1890 года в Кембриджском университете. От чистопородной ангорской крольчихи он получил два четырехклеточных эмбриона и сразу же перенес их в матку крольчихи бельгийской породы, покрытой самцом той же породы. Спустя месяц она родила четырех бельгийских и двух длинношерстных ангорских крольчат.
История технологии
Спустя десятилетия работы по трансплантации эмбрионов начали проводиться и в СССР. В 1936 году во Всероссийском институте животноводства ученые Бернштейн и Саркисян проводили первые опыты на кроликах. К сожалению, тогда они выполнялись по заведомо неправильной методике, так как были направлены на получение экспериментальных данных, опровергающих основы «формально-генетической» теории генов.
Однако в 1940—1950-х годах советские ученые все-таки добились успеха в этом направлении. В марте 1950 года в Полтавском Всесоюзном НИИ свиноводства путем трансплантации эмбрионов впервые в мире были получены поросята, а во Всесоюзном НИИ овцеводства и козоводства в том же году появились на свет первые ягнята.
Вскоре трансплантанты овцы (в 1954 году) и поросята (1960) родились и за рубежом. В 1951 году в США с помощью хирургической трансплантации был получен первый теленок, а в 1964-м там же появился на свет первый в мире теленок после бескровной трансплантации. Это ознаменовало новый поворот в развитии эмбриотрансфера.
Коммерческий интерес к трансплантации эмбрионов в скотоводстве появился в конце 1960-х годов, когда в США и Австралии ученые занялись усовершенствованием мясной породы шароле, показавшей явное превосходство над традиционными мясными породами.
Первый коммерческий центр трансплантации эмбрионов был создан в Канаде. Путем эмбриотрансфера первого теленка здесь получили в 1973 году. В последующие годы количество трансплантантов росло и спустя 10 лет достигло 5413 телят (только в 1982 году их было получено 2160). Канада интенсивно экспортировала эмбрионы: за эти 10 лет в разные страны было вывезено 1075 эмбрионов, полученных от коров голштинской породы со средней продуктивностью 7935 кг молока в год и жирностью 5,73% на литр.
Одновременно коммерческие объединения возникали и в других странах. К 1976 году было открыто 20 коммерческих фирм по трансплантации эмбрионов в Северной Америке, 3 — в Австралии, 6 — в Новой Зеландии.
В Европе первая коммерческая фирма по трансплантации эмбрионов была создана в Дании, где первого теленка получили в 1974 году. К 1980 году датские ученые добились 56% приживляемости при бескровной трансплантации эмбрионов. В Шотландии комплекс по трансплантации эмбрионов открылся в 1973 году. Спустя три года, в 1976-м, появился коммерческий центр и в ФРГ в Бремерхавене. На этих предприятиях с 1984 по 1985 год было трансплантировано свыше 15 тыс. эмбрионов с приживляемостью 60%.
Такого же процента стельности, но только после хирургической трансплантации, к 1980 году добились и ученые из США. Используя бескровный метод, они достигли более высоких результатов — 68% стельности.
Параллельно с отработкой техники трансплантации эмбрионов проходили исследования и в области криоконсервации (заморозка в жидком азоте) эмбрионов лабораторных и сельскохозяйственных животных. В 1972 году было впервые зарегистрировано рождение живой мыши, развившейся из «замороженно-оттаянного» эмбриона, а в следующем году появился на свет знаменитый Фрости-Морозко, бычок такого же происхождения. Однако, трансплантируя эмбрионы после заморозки, ученые получали всего 34% приживляемости. Позже был преодолен 50%-ный рубеж приживляемости размороженных эмбрионов.
Решение ряда сложных проблем требовало объединения усилий, поэтому в 1974 году было организовано Международное общество по трансплантации эмбрионов (МОТЭ). В июле 1983 года в нем насчитывалось свыше 830 членов из 35 стран. Ежегодные конференции общества, обмен информацией, обсуждение нерешенных проблем способствовали быстрому прогрессу в области трансплантации эмбрионов в странах-участницах, особенно Великобритании, США, Японии, Канаде, Франции. В результате в Северной Америке только в одном 1984 году было осуществлено свыше 50 тыс. операций по трансплантации эмбрионов.
В СССР работы начались с 1975 года. Первый в нашей стране теленок-трансплантант был получен хирургическим путем во Всесоюзном НИИ физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных животных в начале 1977 года, а нехирургическим — в следующем году сразу в двух институтах -ВАСХНИЛ-ВНИИГРЖ и ВНИИЖ. К 1981 году с помощью трансплантации эмбрионов в стране было получено более 100 телят.
Уже в самом начале применения технологии эмбриотрансфера в животноводстве встал вопрос о влиянии организма реципиента на наследственную основу трансплантантов. От его решения зависело, найдет ли этот метод применение в практике животноводства.
В итоге было доказано, что эмбриотрансфер позволяет избежать жесточайшего климатического стресса, испытываемого завезенными животными, и получить полноценное потомство, адаптировавшееся к местным условиям в процессе эмбриогенеза опосредованно через организм реципиента местной породы. Одновременно было обнаружено, что чистопородные трансплантанты стойко сохраняют свои особенности: изучение потомства F1 и F2, полученного от разведения «в себе», не выявило каких-либо отклонений от стандарта породы донора.
Основное практическое значение трансплантации эмбрионов в животноводстве специалисты видят в возможности получения от самок большого числа потомков желаемого качества. Благодаря разработке схемы гормональной обработки доноров, вызывающей суперовуляцию, появилась реальная возможность получать от одной коровы несколько десятков эмбрионов.
Не как на Западе
Несмотря на большой потенциал развития технологии эмбриотрансфер, в 1990-е годы в России работы в этом направлении приостановились. И лишь в начале 2000-х, когда сельское хозяйство начало возрождаться, об этой технологии вновь заговорили ученые и практики.
В отличие от нашей страны, в западных государствах работы по внедрению эмбриотрансфера в животноводстве развивались интенсивно. В странах Латинской и Северной Америки трансплантация эмбрионов считается верхней планкой селекционного развития. И находится не на стадии развития, как в России, а в фазе поддержания достигнутого уровня.
В последние годы из-за возникновения в Европе наследственных проблем у голштинской породы скота (повышение процента получения мертворожденного потомства) успехи селекции «сместились» в сторону Америки, и европейские специалисты начали закупать там генетический материл.
Чтобы России приблизиться к западным показателям, необходимо внедрять интенсивную технологию — эмбриотрансфер. По сравнению с традиционным методом воспроизводства — искусственным осеменением — применение способа трансплантации дает возможность ускорить селекционный процесс в 5-7 раз. Однако для плодотворной работы в этом направлении необходимо создать условия для выращивания животных-реципиентов: обеспечить надежную защиту от инфекционных и других болезней, снабдить сбалансированным энергетическими и микро- и макроэлементами питанием, оборудовать помещения для содержания КРС по беспривязной технологии.
Быстрый результат
Трансплантацию эмбрионов стоит использовать в первую очередь племенным хозяйствам. При массовой пересадке эмбрионов реципиентам сельхозпроизводители уже через 9 месяцев (285 дней) смогут получать «золотых телят».
Для трансплантации можно использовать обычные эмбрионы, при работе с которыми расщепление по полу составляет 50:50 (то есть заранее неизвестно, какого пола будет детеныш). А при желании гарантированного получения приплода необходимого пола на 90% и более — применять сексированных эмбрионов.
От генетически продуктивных доноров можно получить несколько десятков эмбрионов в год. Для этого при помощи использования гормональных препаратов, вызывающих суперовуляцию у самки, за один раз вполне реально получить несколько десятков яйцеклеток, которые оплодотворятся семенем производителей искусственным путем. На шестой-восьмой день из половых органов донора извлекают эмбрионы. Затем, после оценки качества, их либо пересаживают в половые органы реципиента, либо подвергают заморозке (материал можно хранить длительное время).
Почем трансфер?
Стоимость трансплантации эмбриона зависит от многих условий. Если сельхозпроизводитель не планирует самостоятельно производить эмбрионы, то ему придется их закупать. В зависимости от качества их стоимость может составлять $400-800/шт. А материал от элитного донора, например от коров голштинской породы с генетическим потенциалом 15-20 тыс. л/год молока, может обойтись в более чем $1 тыс.
Если же аграрий планирует получать эмбрионы в своем хозяйстве, то необходимо создать лабораторию, оборудованную необходимыми приборами.
На приобретение микроскопа уйдет порядка 500 тыс. руб. Он должен быть очень хорошего качества, поэтому на его покупку не стоит жалеть денег. Стоимость замораживателя эмбрионов варьируется в пределах от 600 тыс. до 1,2 млн руб. Необходимо, чтобы этот прибор также имел превосходное качество.
Безупречным должен быть и сосуд Дьюара. Его стоимость составляет порядка 25-50 тыс. руб. (инструмент американского производства).
Также в работе потребуются расходные материалы. Например, используемые при подготовке 100 доноров: микроконтейнеры для хранения свежезамороженных эмбрионов (5 тыс. руб.); инструменты для вымывания эмбрионов (50 тыс. руб.); среды для вымывания и замораживания эмбрионов (350 тыс. руб.).
Для того чтобы проводить суперовуляцию, необходимо использовать препараты, стоимость которых может составлять около 3 тыс. руб. (для одного донора).
В развитых западных странах технология эмбриотрансфера получила широкое применение, поэтому она обходится иностранным фермерам дешевле. К тому же там производится инструментарий и гормональные препараты хорошего качества, не говоря уже о выращивании эмбрионов от высокопродуктивных коров. В России же пока не налажен выпуск препаратов и оборудования, которым можно было бы доверять. Поэтому мы закупаем все необходимое за границей с таможенными накрутками и переплачиваем посредникам. Однако, если эмбриотрансфер будет востребован российскими крестьянами, затраты на него сократятся.
Пока мне известно только одно хозяйство в России, в котором не первый год применяется технология эмбриотрансфер. Это агрохолдинг «Красный Восток», расположенный в Татарстане. Там специалисты добились успеха, перешагнув рубеж приживляемости размороженных эмбрионов 50%.
