Применение технологии трансплантации эмбрионов для повышения оплодотворяемости коров голштинской породы в период теплового стресса

Применение данного направления технологии воспроизводства в мегакомплексе на 6000 коров, позволило повысить показатель Pregnansy Rate в условиях теплового стресса с 13,0 и 11,6% в 2017 и 2018 гг. до 16,6% в 2019 г. Рациональное сочетание использования осеменения коров сексированной и обычной спермой и трансплантации сексированных эмбрионов способствовало росту среднегодового показателя Preg. Rate на 4,1 и 2,0% в сравнении с предшествующими годами.

В настоящее время наибольшие убытки в молочном скотоводстве приносит бесплодие коров, одной из основных причин которого следует считать низкую оплодотворяемость в жаркий сезон года. Проблема теплового стресса является основным сдерживающим фактором эффективности ведения отрасли молочного скотоводства на промышленной основе не только в странах с жарким климатом, но и южных регионах России. В связи с глобальным потеплением актуальность проблемы возрастает для областей с умеренным и континентальным климатом.

В регионах с жарким летом эффективность искусственного осеменения молочных коров в июле-сентябре снижается в 3 и более раз.

Таб.1: Сравнительная характеристика Preg. Rate по годам в период теплового стресса в ООО «Кубанский МТК»

Попытки повысить уровень оплодотворяемости коров при тепловом стрессе путём ночного осеменения, увеличения кратности и дозы введения спермы, применения гормональных препаратов, изменения рациона и прочее, не приводят к успеху. Некоторые предприятия вообще прекращают осеменение коров в период повышенной солнечной радиации. Применение для охлаждения животных спринклеров и вентиляторов увеличивает поедаемость кормов и молочную продуктивность в среднем на 5-10%, что сопряжено с увеличением затрат. Однако, по сообщениям зарубежных исследователей, позитивное влияние данного способа повышения комфорта на оплодотворяемость коров не оказывает.

Тепловой стресс у коров начинается при температурно-влажностном индексе (THI) окружающей среды более 68. Признаками данного вида стресса является:

– 80 и более дыхательных движений в минуту;

– Повышение ректальной температуры до 39,2⁰С;

– Снижение поедаемости корма на 10% и больше;

– Снижение молочной продуктивности на 10% и больше;

Наибольшему негативному воздействию теплового стресса подвергаются новотельные и высокопродуктивные дойные коровы. На оплодотворяемость коров со средней и низкой молочной продуктивностью летняя жара оказывает несколько меньшее влияние (Hansen, 2007). По данным исследований Badinga et al. (1985), у тёлок случного возраста в жаркий сезон года процент стельности снижается на 5-7%.

Низкая фертильность молочных коров в период теплового стресса приводит к целой цепи негативных последствий:

• Скопление большого количества бесплодных коров в октябре-ноябре.

• Высокая фертильность в осенний период и массовый отёл летом.

• Нарушение равномерности круглогодичного отёла и стабильности работы предприятия.

• Увеличение выбытия новотельных коров и новорожденных телят.

• Увеличение кол-ва маститов, ацидозов, снижение качества молока, снижение иммунитета и прочее.

• Большинство тёлок летнего рождения через 24 месяца, каждый год будут телиться в неблагоприятный сезон.

• Увеличение материальных затрат, спермы, ветеринарных препаратов и рабочего времени.

• Низкая эффективность И.О. при тепловом стрессе значительно увеличивает выбытие высокопродуктивных здоровых коров по причине длительного сервис периода и бесплодия.

• Снижение упитанности на 0,5-0,75 балла.

Причиной массового бесплодия коров в период высокой температуры окружающей среды является повреждение яйцеклетки, т.е. значительно снижается её способность к оплодотворению или гибель эмбриона на ранней стадии дробления 1-4 день.

Многочисленными научными исследованиями доказано, что полный цикл созревания фолликула до овуляции составляет около 120 дней. Повышение температурно-влажностного индекса за критический уровень, негативно влияет в течение всего периода на созревание яйцеклетки. Однако наиболее уязвим ооцит в последние 26 дней до овуляции, в период овуляции, дозревания, оплодотворения и стадии дробления эмбриона до 8-16 бластомеров. В дальнейшем, на стадии поздней морулы (6-й день) и бластоцисты (7-9 день) эмбрион резистентен к воздействию теплового стресса.

Принимая во внимание результаты зарубежных научных исследований, в 2018 году нами была проведена апробация технологии трансплантации сексированных эмбрионов коровам-реципиентам в период теплового стресса в производственных условиях мегакомплекса ООО «Кубанский МТК».

Таб.2: Сравнительная эффективность искусственного осеменения и трансплантации сексированных эмбрионов, при тепловом стрессе коров, по результатам научно-производственного опыта

*Пересадка эмбрионов на 7-й день после охоты.

Результаты научно производственного опыта показали значительное преимущество трансплантации эмбрионов коровам-реципиентам над искусственным осеменением в период теплового стресса (таб. 2).

Таб.3: Эффективность пересадок сексированных эмбрионов коровам-реципиентам в различные сезоны года.

Сравнительная характеристика трансплантации эмбрионов коровам-реципиентам в различные сезоны года показывает отсутствие существенного влияния погодных условий на эффективность эмбриопересадок (таб. 3).

Трансплантация сексированных эмбрионов коровам-реципиентам в период теплового стресса позволяет решать не только насущные проблемы борьбы с бесплодием, но и получать в отдалённой перспективе на 40-45% больше тёлок от генетически ценных родительских пар в сравнении с искусственным осеменением традиционной спермой.

Опираясь на позитивные результаты апробации и экономически обоснованную перспективу, было принято решение о внедрение данного направления в производство.

За период с ноября 2018 по апрель 2019 нами было произведено по технологии in vivo и заморожено 1007 сексированных эмбрионов. Донорами эмбрионов являлись поставленные на выбраковку бесплодные после многократного искусственного осеменения коровы, не утратившие воспроизводительную способность. Число дней бесплодия доноров на момент вымывания составил в среднем 422 дня (306-782 дн.).

Таб. 4: Продуктивность коров-доноров по лактациям

Превосходство доноров по продуктивности за 305 дней лактации, в сравнении со сверстницами, составило по 1 лакт.-1896 кг, 2 лакт.- 1632 кг, 3 лакт.-2043 кг, 4 лакт.-1710 кг молока.

Таб. 5: Производство сексированных эмбрионов

   По результатам 142 вымываний доноров, не получено качественных эмбрионов в 23 случаях (16,2%). От остальных извлечений получены качественные криопригодные эмбрионы и в зависимости от их числа распределились следующим образом:

Таб.6: Эмбриопродуктивность коров-доноров

Таб.7: Использование сексированной спермы в производстве эмбрионов

В комфортный сезон года, при условии одинакового процента оплодотворяемости коров двумя методами, затраты спермы на получение одной стельности от эмбриона были в 3 раза меньше, чем от искусственного осеменения.

В период теплового стресса июль-сентябрь, разница по затратам спермодоз на получение стельности методом искусственного осеменения увеличивалась в 5-6 раз в сравнении с эмбриопересадками (5,5 доз против 0,9).

Эмбриопересадки коровам-реципиентам, проводились нехирургическим методом в период максимального проявления теплового стресса у животных. В течение 90 дней пересажено 1007 заморожено-оттаянных сексированных эмбрионов.

Для повышения уровня закладки стельности (Preg. Rate), применялись пересадки сексированных эмбрионов коровам вне зависимости от возраста, числа перегулов от искусственного осеменения и дней бесплодия, и подсадки гиноэмбрионов первотёлкам осемененным сексированной спермой 6-8 дней назад.

Отношение учёных и практиков к вопросу подсадки эмбрионов неоднозначно. Здесь важно определить с какой целью проводятся подсадки и понимать последствия отёлов двойней. Отёл двойней для крупного рогатого скота является нормальным физиологическим явлением. Например, в мясном скотоводстве увеличение количества двоен в стаде повышает рентабельность отрасли, т.к. стоимость телёнка адекватна годовому содержанию коровы.

В молочном скотоводстве, где основная прибыль от молока и рождённой тёлки, необходим дифференцированный подход к технологии подсадки. Лимитирующим фактором применения подсадок является 50% вероятность рождения разнополой двойни при использовании традиционной спермы, в результате чего у женских особей возникает фримартинизм (врождённое бесплодие). При использовании для осеменения коров сексированной спермы и подсадки сексированного эмбриона, вероятность рождения разнополой двойни минимизируется.

Проведение подсадок в комфортный период года экономически менее выгодно, ввиду относительно высокого уровня оплодотворяемости коров при использовании сексированной спермы (35-50%). Однако, в период теплового стресса, для решения общепроизводственных проблем, когда эффективность искусственного осеменения снижается до 12-16%, применение подсадки эмбрионов повышает показатель Conception rate в 3-3,5 раз. При таких условиях вероятность отёлов двойней не будет превышать 5-8%, а количество разнополых двоен до 1 %.

Достоверность происхождения потомства определяется методом генетического анализа путём подтверждения или отрицания родства реципиента и телёнка. Исходя из полученных результатов, автоматически устанавливается отцовство.

Таб.8: Эффективность трансплантации эмбрионов в период теплового стресса коров

В настоящее время большинство руководителей предприятий и инвесторов считают трансплантацию эмбрионов дорогостоящим методом размножения. Однако, при правильной организации технологического процесса, рациональном использовании доноров-эмбрионов и материалов, применение данного метода становится высокорентабельным и доступным для любого аграрного формирования. Как и в любом бизнесе экономическая эффективность зависит от снижения затрат на производство и увеличения количества и качества продукции. Применительно к технологии трансплантации это увеличение количества качественных эмбрионов за процедуру извлечения с минимизацией затрат на их производство и максимально возможный процент стельности после трансплантации реципиентам.

В данном предприятии затраты на производство одного качественного сексированного эмбриона составили 6714 рублей включая медикаменты, гормональные препараты, реактивы, расходные материалы, гонорар исполнителей, сперму, амортизацию помещения и оборудования. Затраты на кормление и содержание доноров отсутствовали, так как коровы состояли в группе на выбраковку, однако являлись дойными (в среднем 19,2 л/сут.). Снижение молочной продуктивности коровы-донора до уровня убыточности её содержания, являлось основанием для сдачи на мясокомбинат.

Таб.9: Сравнительная характеристика затрат на получение стельности

Основной экономический эффект пересадок и подсадок в период теплового стресса состоит в снижении дней бесплодия коров за счёт более высокого уровня стельности, чем при искусственном осеменении и увеличении количества генетически более ценных тёлок, дочерей коров рекордисток стада.

Работа в направлении применения эмбриотрансфера при тепловом стрессе продолжается. К предстоящему летнему сезону, на начало мая, произведено 1111 сексированных эмбрионов. Научный анализ результатов прошлых лет позволил установить факторы способствующие повышению эффективности технологии.

Дуванов Александр, тел. +7 988 356 14 59; e-mail: aleksandr.duvanov2@yandex.ua

Хромов Николай, тел. +7 918 656 78 38; e-mail: hrnk@mail.ru

Дуванов А.В.- ветеринарный врач

Хромов Н.И. - ветеринарный врач

ООО «Кубанский молочно-товарный комплекс», Краснодарский край.