Воспроизводство крупного рогатого скота

Итоги

Протоколы эстральной синхронизации и управления воспроизводством можно найти в ряде статей^76–78 , а специфические протоколы и сводные данные можно найти в Johnson.⁷⁹ Кроме того, обновленные протоколы управления воспроизводством мясного скота ежегодно публикуются в каждом из справочников мясных быков-производителей AI Company, а протоколы для молочного скота теперь доступны в Совете по воспроизводству молочного скота (Dairy Cattle Reproduction Council). Обратите внимание, что главы 31, 32 и 33 охватывают определение течки, искусственное осеменение и фармакологический контроль эстрального цикла. Основная цель этой главы заключалась в том, чтобы представить историческую перспективу достижений в этой области.

Выводы

Обнародованные исследования привели к прикладным исследованиям, которые привели к появлению продуктов для синхронизации эструса и управления воспроизводством крупного рогатого скота, доступных сегодня. Такие исследования внесли значительный и положительный вклад в животноводство и общество. Протоколы половой синхронизации и управления разведением крупного рогатого скота расширяют использование ИО, способствуя росту генетического потенциала к производству мяса и молока и необходимы для осуществления коммерческого эмбриотрансфера. Использование протоколов может повысить эффективность производства мяса и молока, способствуя как экономической жизнеспособности предприятия, так и положительному воздействию на окружающую среду. Рентабельность протоколов положительна для большинства мясных и молочных предприятий, и существуют протоколы для удовлетворения потребностей большинства мясных и молочных предприятий в управлении племенным производством. Протоколы основаны на биологии коровы, а гормоны, используемые в протоколах, одобрены FDA CVM и документально подтверждены как безопасные для животных и окружающей среды, эффективны, а продукты животного происхождения безопасны для употребления в пищу человеком.

Что касается потребителей, производители, которые используют эти протоколы, удовлетворяют потребности потребителей, предоставляя высококачественную говядину и молочные продукты по приемлемой цене, снижают производственное воздействие на окружающую среду за счет повышения эффективности производства, а используемые гормоны не имеют негативных последствий для благополучия животных.

Ссылки

1. Wiltbank J. Потребности в исследованиях воспроизводства мясного крупного рогатого скота. J Anim Sci 1970;31:755–762.

2. Wiltbank J. Программы управления стадом для повышения эффективности воспроизводства мясного крупного рогатого скота. J Anim Sci 1974;38:58–67.

3. Odde K. Обзор методов синхронизации течки у коров после отёла. J Anim Sci 1990;68:817–830.

4. Chenault J, Boucher J, Hafs H. Синхронизация течки у коров мясных пород и тёлок мясных и молочных пород с помощью внутривлагалищных вкладышей с прогестероном и простагландина F2α с применением или без применения гонадотропин-рилизинг-гормона. Prof Anim Sci 2003;19:116–123.

5. Kesler D. Синхронизация течки у тёлок. Prof Anim Sci 2003;19:96–108.

6. Kojima F. Половой цикл у крупного рогатого скота: физиология, эндокринология и фолликулярные волны. Prof Anim Sci 2003;19:83–95.

7. Lamb G, Dahlen C, Brown D. Ультразвуковое исследование репродуктивной системы для наблюдения за развитием структур яичников и плода, выживаемостью эмбрионов и двойнями у коров мясных пород. Prof Anim Sci 2003;19: 135–143.

8. Mapletoft R, Martinez M, Colazo M, Kastelic J. Применение внутривлагалищных устройств с контролируемым высвобождением препарата для регуляции воспроизводства крупного рогатого скота. J Anim Sci 2003;81(электронное приложение 2):E28–E36.

9. Patterson D, Kojima F, Smith M. Обзор методов синхронизации течки у ремонтных тёлок мясных пород и коров после отёла.J Anim Sci 2003;81(электронное приложение 2):E166–E177.

10. Patterson D, Kojima F, Smith M. Методы синхронизации половых циклов у коров мясных пород после отёла с помощью ацетата меленгестрола.Prof Anim Sci 2003;19:109–115.

11. Stevenson J, Johnson S, Milliken G. Частота послеродовой анэструсии у подсосных коров мясных пород: методы стимуляции течки, овуляции и зачатия.Prof Anim Sci 2003;19:124–131.

12. Trimberger G, Hansel W. Частота зачатия и функция яичников после регуляции течки инъекцией прогестерона у молочного скота.J Anim Sci 1955;14:224–232.

13. Nellor J, Cole H. Гормональная регуляция течки и овуляции у тёлок мясных пород.J Anim Sci 1956;15:650–661.

14. Duncan G, Ericsson R, Zimbelman R. Механизмы регуляции функции яичников: материалы второго семинара Brook Lodge по проблемам репродуктивной биологии.J Reprod Fertil Suppl 1966;1:1–136.

15. Hansel W, Malven P, Black D. Регуляция полового цикла у крупного рогатого скота.J Anim Sci 1961; 20:621–625.

16. Zimbelman R. Определение минимальной эффективной дозы 6α-метил-17α-ацетоксипрогестерона для регуляции полового цикла у крупного рогатого скота.J Anim Sci 1963;22:1051–1058.

17. Hansel W, Donaldson L, Wagner W, Brunner M. Сравнение методов синхронизации полового цикла у мясного крупного рогатого скота в условиях откормочной площадки.J Anim Sci 1966;25:497– 503.

18. Upjohn: история Repromix^®, с. -1216. Компания TUCO Products Company,подразделение компании Upjohn Company, 1965, Каламазу, штат Мичиган.

19. Wiltbank J, Zimmerman D, Ingalls J, Rowden W. Применение прогестагенных соединений отдельно или в сочетании с эстрогеном для синхронизации течки.J Anim Sci 1965;24:990–994.

20. Wiltbank J, Shumway R, Parker W, Zimmerman D. Продолжительность течки, время овуляции и частота оплодотворения у тёлок мясных пород после синхронизации течки ацетофенидом дигидроксипрогестерона.J Anim Sci 1967;26:764–767.

21. Wiltbank J, Sturges J, Wideman D, LeFever D, Faulkner L. Регуляция течки и овуляции у крупного рогатого скота с помощью подкожных имплантатов и эстрогенов.J Anim Sci 1971;33:600–606.

22. Spitzer J, Miksch E, Wiltbank J. Синхронизация после применения норгестомета и 5 или 6 mg EV.J Anim Sci 1976;43:305 (аннотация).

23. Spitzer J, Jones D, Miksch E, Wiltbank J. Синхронизация течки у мясного крупного рогатого скота. III. Полевое исследование на тёлках с применением имплантата с норгестометом и инъекций норгестомета и валерата эстрадиола. Theriogenology 1978;10:223–229.

24. Miksch E, LeFever D, Mukembo G, Spitzer J, Wiltbank J. Синхронизация течки у мясного крупного рогатого скота. II. Влияние инъекции норгестомета и эстрогена в сочетании с имплантатом с норгестометом у тёлок и коров. Theriogenology 1978;10:201–221.

25. Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств. Syncro-Mate-BR.Федеральный реестр 47 FR 55477, декабрь 10, 1982.

26. Zimbelman R, Smith L. Контроль овуляции у крупного рогатого скота с помощью меленгестрола. I. Влияние дозы и способа введения. J Reprod Fertil 1966;11:185–191.

27. Zimbelman R, Smith L. Контроль овуляции у крупного рогатого скота с помощью меленгестрола. II. Влияние на размер и активность фолликулов. J Reprod Fertil 1966;11:193–201.

28. Bloss R, Northam J, Smith L, Zimbelman R. Влияние перорального применения ацетата меленгестрола на продуктивность крупного рогатого скота на откорме. J Anim Sci 1966;25:1048–1053.

29. Imwalle D, Fernandez D, Schillo K. Ацетат меленгестрола подавляет предовуляторный выброс лютеинизирующего гормона, проявление половой охоты и овуляцию у телок мясных пород. J Anim Sci 2002;80:1280–1284.

30. Lauderdale J. Применение MGA (ацетата меленгестрола) в животноводстве. В кн.: Meissonier E, Mitchell-Vigneron J (ред.) Анаболические препараты в животноводстве: аспекты общественного здравоохранения, аналитические методы и регулирование. Симпозиум, состоявшийся в Париже в феврале 15–17, 1983 . Париж: OIE, 1983.

31. Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США. MGA. Federal Register 33 FR 2602. Февраль 6, 1968.

1. Zimbelman R, Lauderdale J, Sokolowski J, Schalk T. Оценка безопасности и фармакологических свойств ацетата меленгестрола у крупного рогатого скота и других животных: обзор. J Am Vet Med Assoc 1970;157:1528–1536.

2. Siros J, Fortune J. Удлинение полового цикла у крупного рогатого скота низкими дозами экзогенного прогестерона: модель для изучения доминирования фолликулов в яичнике. Endocrinology 1990;127:916–925.

3. Stock A, Fortune J. Доминирование фолликулов в яичнике у крупного рогатого скота: связь между продолжительным ростом овуляторного фолликула и эндокринными показателями. Endocrinology 1993;132:1108–1114.

4. Savio J, Thatcher W, Badinga L, de la Sota R, Wolfenson D. Регуляция смены доминантных фолликулов в течение полового цикла у коров. J Reprod Fertil 1993;97:197–203.

5. Savio J, Thatcher W, Morris G, Entwistle G, Drost M, Mattiacci M. Влияние низкой концентрации прогестерона в плазме при использовании интравагинального устройства, высвобождающего прогестерон, на смену фолликулов у крупного рогатого скота. J Reprod Fertil 1993;98:77–84.

6. Wehrman M, Roberson M, Cupp A и др. . Повышение уровня экзогенного прогестерона при синхронизации половой охоты снижает уровень эндогенного 17β-эстрадиола и повышает вероятность зачатия у коров. Biol Reprod 1993;49:214–220.

7. Sanchez T, Wehrman M, Bergfeld E и др. . Частота наступления беременности у коров и телок выше, если во время лечения прогестином для синхронизации сроков половой охоты присутствует желтое тело. Biol Reprod 1993;49:1102–1107.

8. FDA CVM. Сведения в открытом доступе. NADA 141–200.

9. Kurzroc R, Lieb C. Биохимические исследования спермы человека. II. Действие спермы на матку человека. Proc Soc Exp Biol Med 1930;28:268–272.

10. Goldblatt M. Вещество в семенной жидкости, снижающее артериальное давление. J Soc Chem Ind 1933;52:1056–1057.

11. von Euler U. Вещество в пузырьковой железе, снижающее артериальное давление. J Physiol 1935;84:21P.

12. Duncan G, Ericsson R, Zimbelman R. Механизмы регуляции функции яичников: материалы Второго семинара в Брук-Лодж по проблемам биологии размножения. J Reprod Fertil Suppl 1966;1:1–136.

13. Lauderdale J. Влияние PGF2α на беременность и половые циклы крупного рогатого скота. J Anim Sci 1972;35:246 (аннотация).

14. Liehr R, Marion G, Olson H. Влияние простагландина на половые циклы крупного рогатого скота. J Anim Sci 1972;35:247 (аннотация).

15. Rowson L, Tervit R, Brand A. Применение простагландина для синхронизации половой охоты у крупного рогатого скота. J Reprod Fertil 1972;29:145 (аннотация).

16. Louis T, Hafs H, Seguin B. Прогестерон, LH, половая охота и овуляция после введения простагландина F2α. Proc Soc Exp Biol Med 1973;143:152–155.

17. Inskeep E. Возможности применения простагландинов для управления репродуктивными циклами домашних животных. J Anim Sci 1973;36:1149–1157.

18. Lauderdale J, Seguin B, Stellflug J и др. . Фертильность крупного рогатого скота после инъекции PGF2α. J Anim Sci 1974;38:964–967.

19. Peters J, Welch J, Lauderdale J, Inskeep E. Синхронизация половой охоты у мясного крупного рогатого скота с помощью PGF2α и бензоата эстрадиола. J Anim Sci 1977;45:230–235.

20. Lauderdale J, Moody E, Kasson C. Влияние дозы PGF2α на возобновление течки и наступление беременности у крупного рогатого скота. J Anim Sci 1977;45(приложение 1):181 (аннотация).

21. Lauderdale J, McAllister J, Kratzer D, Moody E. Применение простагландина F2α (PGF2α) в воспроизводстве крупного рогатого скота. Acta Vet Scand Suppl 1981;77:181–191.

22. Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств. Лютализ^® стерильный раствор. 1979, 1981 FDA CVM, сведения в открытом доступе. NADA 108–901.

23. Kittock R, Brittand J, Convey E. Влияние GnRH на уровень LH и прогестерона у коров с кистами яичников. J Anim Sci 1972;35:1120 (аннотация).

24. Mauer R, Rippel R. Реакция крупного рогатого скота на синтетический гонадотропин-рилизинг-гормон. J Anim Sci 1972;35:249 (аннотация).

25. Zolman J, Convey E, Britt J, Hafs H. Высвобождение бычьего лютеинизирующего гормона под действием очищенного свиного и синтетического гонадотропин-рилизинг-гормона. Proc Soc Exp Biol Med 1973;142:189–193.

26. Kaltenbach C, Dunn T, Kiser T, Corah L, Akbar A, Niswender G. Высвобождение FSH и LH у тёлок мясных пород под действием синтетического гонадотропин-рилизинг-гормона. J Anim Sci 1974;38:357–362.

27. Thatcher W, Macmillan K, Hansen P, Drost M. Представления о регуляции функции жёлтого тела эмбрионом и фолликулами яичников для повышения плодовитости. Theriogenology 1989;31:149–164.

28. Twagiramungu H, Guilbault L, Prouix J, Dufour J. Влияние Syncro-Mate-B и простагландина F2α на синхронизацию течки и плодовитость мясного крупного рогатого скота. Can J Anim Sci 1992;72:31–39.

29. Twagiramungu H, Guilbault L, Prouix J, Dufour J. Синхронизация течки и плодовитость мясного крупного рогатого скота при двух инъекциях бусерелина и простагландина. Theriogenology 1992;38:1131–1144.

30. Twagiramungu H, Guilbault L, Prouix J, Villeneuve P, Dufour J. Влияние агониста гонадотропин-рилизинг-гормона (бусерелина) на синхронизацию течки и плодовитость коров мясных пород. J Anim Sci 1992;70:1904–1910.

31. Schmitt E, Diaz T, Drost M, Thatcher W. Применение агониста GnRH в протоколе осеменения в установленное время у крупного рогатого скота. J Anim Sci 1994;72(приложение 1):292 (аннотация).

32. Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств. Цисторелин^® . FDA CVM, сведения в открытом доступе, 1986. NADA 098–379.

33. Pierson R, Ginther O. Ультразвуковое исследование яичников крупного рогатого скота. Theriogenology 1984;21:495–504.

34. Savio J, Keenan L, Boland M, Roche J. Характер роста доминантных фолликулов в течение полового цикла у тёлок. J Reprod Fertil 1988;83:663–671.

35. Sirois J, Fortune J. Динамика фолликулов яичников в течение полового цикла у тёлок по данным ультразвукового исследования в реальном времени. Biol Reprod 1988;39:308–317.

36. Ginther O, Knopf L, Kastelic J. Временные взаимосвязи между процессами в яичниках крупного рогатого скота в течение половых циклов с двумя и тремя волнами роста фолликулов. J Reprod Fertil 1989;87:223–230.

37. Roche J. Доля отелившихся коров после осеменения по окончании 12-дневного применения силиконовых спиралей, пропитанных прогестероном. J Anim Sci 1976;43:164–169.

38. Smith R, Pomerantz A, Beal W, McCann J, Pilbeam T, Hansel W. Осеменение тёлок голштинской породы в заранее установленное время после синхронизации полового цикла с применением прогестерона и простагландина. J Anim Sci 1984;58:792–800.

39. Moody E, McAllister J, Lauderdale J. Влияние PGF2α и MGA на регуляцию полового цикла у крупного рогатого скота. J Anim Sci 1978;47(приложение 1):36 (аннотация).

40. Lucy M, Billings H, Butler W и др. . Эффективность интравагинального устройства с прогестероном и инъекции PGF2α для синхронизации течки и сокращения времени до наступления беременности у коров мясных пород после отёла, тёлок мясных пород в период полового созревания и тёлок молочных пород. J Anim Sci 2001;79:982–995.

41. Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств. Eazi-Breed™ CIDR^® (CIDR) 1997. 73. Mikeska J, Williams G. Время наступления предовуляторных эндокринных изменений, течки и овуляции у самок помеси брахманской и герефордской пород при синхронизации с помощью норгестомета и валерата эстрадиола. J Anim Sci 1988;66:939–946.

42. Lemaster J, Yelich J, Kempfer J и др. . Эффективность применения GnRH в сочетании с простагландином F2α для синхронизации течки у крупного рогатого скота пород Bos indicus. J Anim Sci 2001;79:309–316.

43. Williams G, Sanko R, Allen C и др. . Данные о том, что регрессия жёлтого тела в начале 5-дневного протокола синхронизации Co-Synch + CIDR значительно повышает частоту наступления беременности при искусственном осеменении в установленное время у Bos indicus — крупный рогатый скот с примесью крови этого вида. J Anim Sci 2011;89:251.

44. Kesler J. Разработка протоколов синхронизации эструса у мясного крупного рогатого скота. В кн.: Материалы конференции «Прикладные репродуктивные стратегии в мясном скотоводстве» , Биллингс , Монтана, 2007, с. 47–61.

45. Lamb G, Larson J, Dahlen C. Протоколы синхронизации эструса у коров. В кн.: Материалы конференции «Прикладные репродуктивные стратегии в мясном скотоводстве» , Биллингс , Монтана, 2007, с. 99–114.

46. Patterson D, Busch D, Leitman N, Wilson D, Mallory D, Smith M. Протоколы синхронизации эструса у тёлок. В кн.: Материалы конференции «Прикладные репродуктивные стратегии в мясном скотоводстве» , Биллингс , Монтана, 2007, с. 63–97.

47. Johnson S. Протоколы синхронизации эструса и овуляции. В кн.: Материалы конференции «Прикладные репродуктивные стратегии в мясном скотоводстве» , Биллингс , Монтана, 2007, с. 115–126.

Глава 71

Криоконсервация семени

Swanand Sathe¹ и Clifford F. Shipley²

1Ветеринарный медицинский центр Ллойда, Колледж ветеринарной медицины Университета штата Айова, Эймс, Айова, США

2Программа по уходу за сельскохозяйственными животными и их использованию, Колледж ветеринарной медицины Иллинойсского университета, Урбана, Иллинойс, США

Введение

Искусственное осеменение (ИО) и криоконсервация сперматозоидов - это, вероятно, два великих достижения, которые произвели революцию в селекционной индустрии. Молочная промышленность, в частности, извлекла выгоду из обширного использования ИО, что позволило ускорить генетический отбор и улучшение стад. По оценкам, более 60% молочного скота в Соединенных Штатах разводится с помощью программ искусственного осеменения по сравнению с всего лишь 10% мясного скота. История криоконсервации спермы насчитывает полвека с открытия защитных агентов в яичном желтке для охлаждения и глицерина для замораживания спермы птиц и быков¹ , а также с момента рождения первого теленка от искусственного осеменения с использованием замороженных/ размороженных сперматозоидов.² Bratton и др.³ в своих полевых испытаниях продемонстрировали, что сперма крупного рогатого скота, замороженная до -79 °C и упакованная в сухой лед, может по-прежнему иметь высокую фертильность. С тех пор было исследовано несколько составов сред, называемых «разбавители», на основании их способности улучшать выживаемость и подвижность криоконсервированных сперматозоидов после оттаивания. Точно так же было исследовано несколько криозащитных соединений на предмет их защитной роли во время криоконсервации спермы. Нет никаких сомнений в том, что эта технология оказала огромное влияние на животноводство. Это во многом стало возможным благодаря замечательному успеху, достигнутому со спермой быков по сравнению со спермой других видов. В основном это связано с более высокой толерантностью спермы крупного рогатого скота к криопротекторам, таким как глицерин, по сравнению с другими видами, а также относительно небольшим количеством сперматозоидов, необходимых для зачатия.

Принципы криоконсервации

Механизмы повреждения клеток при криоконсервации

Методы криоконсервации спермы применялись на практике в течение последних 50 лет и обеспечивая длительное хранение спермы и, следовательно, ее практически неограниченную доступность.

Это способствует крупномасштабному запасу и распространению очень ценного генетического материала. Криоконсервация спермы подразумевает замораживание сперматозоидов до –196 °C - точки кипения жидкого азота - обычно используемой среды для замораживания и хранения. Это увеличивает жизнеспособность отдельных клеток за счет замедления скорости их метаболизма, и, соответственно снижения скорости использования субстратов и выработки токсинов. Сперма также может храниться после охлаждения до 5–8 °C и способна выживать в течение 24–48 часов без значительного снижения подвижности и даже до 96 часов без значительного снижения фертильности. Хотя этот способ может обеспечить эффективное и успешное кратковременное хранение, он оказывает негативное воздействие на сперматозоиды, проявляющееся в снижении уровня жизнеспособности, структурной целостности, подвижности и оплодотворяющей способности.^5,6 Криоконсервация, с другой стороны, предлагает возможность неограниченного хранения спермы в жидком азоте с приемлемым уровнем фертильности после размораживания. Криоконсервация может нанести ущерб функции сперматозоидов и фертильности даже при использовании последних достижений в технологии. Однако, повреждает не длительное хранение клеток при этих температурах, а скорее переход до этих температур и обратно к нормотермии, что приводит к криотравмам.⁷ Таким образом, изменения, происходящие во время замораживания, в основном являются ультраструктурными, биохимическими и функциональными. Это может ухудшить транспорт и выживаемость сперматозоидов в женских репродуктивных путях и снизить фертильность у домашних видов.⁸

Влияние криоконсервации на функцию и жизнеспособность спермы крупного рогатого скота хорошо изучено. Сперматозоиды обладают очень ограниченной собственной биосинтетической активностью и в основном зависят от катаболических процессов.⁹ Таким образом, чтобы остановить эти метаболические процессы, клетки необходимо охладить до температуры ниже –130 °C. Сперма, как и другие клетки организма, состоит из различных органелл, содержащих воду, которые могут образовывать внутриклеточные и внеклеточные кристаллы льда в процессе замораживания. При температуре около –5 °C внутриклеточная и внеклеточная вода остается незамерзшей в переохлажденном метастабильном состоянии. Однако, при температуре от –5 до –10 ° C во внеклеточной среде образуется лед, а внутриклеточная вода остается переохлажденной.