Біологія тварин

Завантажити повний текст статті у форматі PDF 

---

Стан і перспективи застосування репродуктивної біотехнології для підвищення продуктивності у скотарстві

М. М. Шаран, Ю. Т. Салига

Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Інститут біології тварин НААН,
вул. В. Стуса, 38, м. Львів, Україна

---

Метою роботи було проаналізувати ситуацію щодо рівня стану та перспектив застосування репродуктивної біотехнології для підвищення продуктивності у скотарстві. В умовах динамічного зростання населення планети, глобальних змін клімату та російсько-української війни ключовим питанням стала продовольча безпека в цілому світі і зокрема в Україні. Для збільшення запасів продовольства тваринного походження потрібно перш за все інтенсифікувати молочне та м’ясне скотарство із залученням кращої світової генетики. Це стає можливим завдяки застосуванню сучасних біотехнологічних методів відтворення, частина яких (штучне осіменіння, трансплантація ембріонів) успішно використовується у світі та Україні, інша частина (запліднення in vitro, клонування, створення трансгенних тварин) постійно розвивається і вдосконалюється у країнах з розвиненим скотарством. В Україні удосконалено технології штучного осіменіння та трансплантації ембріонів великої рогатої худоби. Впроваджено у практику скотарства штучне осіменіння, відновлюються роботи з трансплантації ембріонів, в останні роки на молочних фермах використовують сперму бугаїв, розділену за статтю. Науковці установ Національної академії аграрних наук України проводять спорадичні експерименти із запліднення in vitro та створення трансгенних тварин, що вимагає розширення і поглиблення цих напрямів досліджень. Для подолання сучасних викликів, пов’язаних зі змінами клімату та війною, доцільно використовувати у скотарстві біотехнологічні методи відтворення. Для цього потрібно активізувати дослідження з розроблення і впровадження новітніх репродуктивних біотехнологій: трансплантація ембріонів, запліднення in vitro, створення трансгенних тварин.

Ключові слова: велика рогата худоба, відтворення, біотехнологія, трансплантація, ембріон, клонування, трансгенез, запліднення in vitro

---

Цитуйте статтю:

---

1. American Embryo Transfer Association web site. Available at: http://www.aeta.org
2. Andrushko OB, Sharan MM, Yaremchuk IM, Korbetskyy AR, Panich AP, Atamaniuk IS. Physiological and biochemical characteristics of bull sperm for use egg yolk and soy lecithin in diluents for cryopreservation. Bìol. Tvarin. 2012; 14 (1–2). Available at: http://aminbiol.com.ua/index.php/archive?catid=1:2013-02-15-09-09-13&id=179:2013-03-09-11-41-06 (in Ukrainian)
3. Anel L, Kaabi M, Abroug B, Alvarez M, Anel E, Boixo JC, de la Fuente LF, de Paz P. Factors influencing the success of vaginal and laparoscopic artificial insemination in churra ewes: a field assay. Theriogenol. 2005; 63 (4): 1235–1247. DOI: 10.1016/j.theriogenology.2004.07.001.
4. Baccetti B, Spadafora C. Sperm-mediated gene transfer: Advances in sperm cell research and applications. Proc. Workshop “Sperm-Mediated Gene Transfer: Advances in Sperm Cell Research and Applications”, May 23–26, 1999, Siena, Italy. Mol. Reprod. Dev. 2000; 56 (S2): 227. DOI: 10.1002/(SICI)1098-2795(200006)56:2+%3C227::AID-MRD1%3E3.0.CO;2-H.
5. Ball PJH, Peters AR (eds). Reproduction in Cattle. 3^rd ed. Hoboken, New Jersey, United Kingdom Blackwell Publishing Ltd., 2004. ISBN 9781405115452 (print). ISBN 9780470751091 (online). DOI: 10.1002/9780470751091.
6. Bashchenko MI, Kovtun SI. The current state and prospects of the use of biotechnology in animal husbandry. Taur. Sci. Herald. Agricult. Sci. 2012; 78 (2/1): 95–99. Available at: http://www.tnv-agro.ksauniv.ks.ua/archives/78-2-1_2012/25.pdf (in Ukrainian)
7. Betteridge KJ. A history of farm animal embryo transfer and some associated techniques. Anim. Reprod. Sci. 2003; 79 (3–4): 203–244. DOI: 10.1016/S0378-4320(03)00166-0.
8. Bezuhlyi MD. About reforms and prospects for the development of agrarian science. Bull. Agricult. Sci. 2011; 10: 7–11. (in Ukrainian)
9. Blezinger SB. Embryo transfers becoming more popular with procedures, cattle today. Available at: http://www.cattletoday.com/archive/2007/May/CT987.shtml
10. Blezinger SB. Estrous synchronization a valuable tool in management of cows and heifers. Cattle Today, Inc, 2000.
11. Bousquet D, Blondin P. Review: Potential uses of cloning in breeding schemes: dairy cattle. Clon. Stem Cells. 2004; 6 (2): 190–197. DOI: 10.1089/1536230041372373.
12. Cherniak N, Honcharuk O. Sexed sperm is an innovation in dairy farming at the stage of herd reproduction management. Available at: http://milkua.info/uk/post/seksovana-sperma-innovacia-u-molocnomu-skotarstvi-na-etapi-upravlinna-vidtvorennam-stada (in Ukrainian)
13. Choudhary KK, Kavya KM, Jerome A, Sharma RK. Advances in reproductive biotechnologies. Vet. World. 2016; 9 (4): 388–395. DOI: 10.14202/vetworld.2016.388-395.
14. Cowan T, Becker GS. Biotechnology in animal agriculture: Status and current issues. Congress. Res. Serv. 2010. Available at: https://nationalaglawcenter.org/wp-content/uploads/assets/crs/RL33334.pdf
15. De Jong E, Vanderhaeghe C, Lopèz-Rodríguez A, Simoens P, Van Soom A, De Kruif A, Maes D. Ultrasonography of the ovaries in the sow: a helpful tool to determine the time of insemination. Vlaams Diergeneeskundig Tijdschrift. 2009; 78 (4): 276–281. Available at: https://vdt.ugent.be/?q=en/content/78-4-276-281
16. Fereja GB. Use of biotechnology in livestock production and productivites: A review. Intern. J. Res. Granthaalayah. 2016; 4 (6): 100–109. DOI: 10.29121/granthaalayah.v4.i6.2016.2643.
17. Foote RH. The history of artificial insemination: Selected notes and notables. J. Anim. Sci. 2002; 80 (2): 1–10. DOI: 10.2527/animalsci2002.80E-Suppl_21a.
18. Gale HF. Commercialization of food consumption in rural China. USDA-ERS Econ. Res. Rep. 2005; 8: 43 p. DOI: 10.2139/ssrn.770328.
19. Garner DL, Seidel GE. History of commercializing sexed semen for cattle. Theriogenol. 2008; 69 (7): 886–895. DOI: 10.1016/j.theriogenology.2008.01.006.
20. Hasler J. Factors influencing the success of embryo transfer in cattle. World Buiatr. Congr. Jul 16 2004, Québec, Canada. 2004; 34: 66. Available at: https://www.ivis.org/library/wab/wbc-congress-canada-2004/factors-influencing-success-of-embryo-transfer-cattle
21. Hasler JF. The current status and future of commercial embryo transfer in cattle. Anim. Reprod. Sci. 2003; 79 (3–4): 245–264. DOI: 10.1016/S0378-4320(03)00167-2.
22. Heyman Y. Nuclear transfer: A new tool for reproductive biotechnology in cattle. Reprod. Nutr. Dev. 2005; 45 (3): 353–361. DOI: 10.1051/rnd:2005026.
23. Holm DE, Thompson PN, Irons PC. The economic effects of an estrus synchronization protocol using prostaglandin in beef heifers. Theriogenol. 2008; 70 (9): 1507–1515. DOI: 10.1016/
    j.theriogenology.2008.06.098.
24. Johnson LA, Rath D, Vazquez JM, Maxwell WMC, Dobrinsky JR. Preselection of sex of offspring in swine for production: current status of the process and its application. Theriogenol. 2005; 63 (2): 615–624. DOI: 10.1016/j.theriogenology.2004.09.035.
25. Kosenko Y, Vlizlo V, Kuzmina N, Ostapiv D. Catalase activity, respiration intensity and spermatozoa survival in bull ejaculates. XXV Jub. Intern. Congress Hung. Assoc. Buiatr. September 13–16, 2015, Budapest, Hungary. Magyar Állatorvosok Lapja. 2015; 137 (S1): 241–244. Available at: https://univet.hu/files/subpages/153/files/MAL-Supplement1-2015.pdf
26. Krimpenfort P, Rademakers A, Eyestone W, van der Schans A, van den Broek S, Kooiman P, Kootwijk E, Platenburg G, Pieper F, Strijker R, de Boer H. Generation of transgenic dairy cattle using in vitro embryo production. Biotechnol. 1991; 9: 844–847. DOI: 10.1038/nbt0991-844.
27. Lamb C. What are the long-term impacts of estrus synchronization and artificial insemination? 2015. Available at: http://nwdistrict.ifas.ufl.edu/phag/2015/10/09/what-are-the-long-term-impacts-of-
    estrus-synchronization-and-artificial-insemination
28. Larson JE, Lamb GC, Funnell BJ, Bird S, Martins A, Rodgers JC. Embryo production in superovulated Angus cows inseminated four times with sexed-sorted or conventional, frozen-thawed semen. Theriogenol. 2010; 73 (5): 698–703. DOI: 10.1016/j.theriogenology.2009.11.009.
29. Leitman NR, Busch DC, Mallory DA, Wilson DJ, Ellersieck MR, Smith MF, Patterson DJ. Comparison of long-term CIDR-based protocols to synchronize estrus in beef heifers. Anim. Reprod. Sci. 2009; 114 (4): 345–355. DOI: 10.1016/j.anireprosci.2008.10.014.
30. Manafi M (ed.). Artificial Insemination in Farm Animals. London, IntechOpen Publisher, 2011: 314 p. DOI: 10.5772/713.
31. Maquivar M, Verduzco A, Galina CS, Pulido A, Rojas S, Forster K, Van der Laan G, Arnoni R. Relationship among follicular growth, oestrus, time of ovulation, endogenous estradiol 17β and luteinizing hormone in Bos indicus cows after a synchronization program. Reprod. Domest. Anim. 2007; 42 (6): 571–576. DOI: 10.1111/j.1439-0531.2006.00821.x.
32. Moore K, Thatcher WW. Major advances associated with reproduction in dairy cattle. J. Dairy Sci. 2006; 89 (4): 1254–1266. DOI: 10.3168/jds.S0022-0302(06)72194-4.
33. Morrell JM, Rodriguez-Martinez H. Practical applications of sperm selection techniques as a tool for improving reproductive efficiency. Vet. Med. Int. 2010; 2011: 894767. DOI: 10.4061/2011/894767.
34. Niemann H, Kues WA, Carnwath JW. Transgenic farm animals: Present and future. Rev. Sci. Tech. 2005; 24 (1): 285–298. DOI: 10.20506/rst.24.1.1568.
35. Noseir WMB. Ovarian follicular activity and hormonal profile during estrous cycle in cows: the development of 2 versus 3 waves. Reprod. Biol. Endocrinol. 2003; 1: 50. DOI: 10.1186/
    1477-7827-1-50.
36. O’Brien JK, Hollinshead FK, Evans G, Maxwell WMC. In vivo developmental capacity of in vitro-produced embryos derived from sex-sorted and re-cryopreserved frozen-thawed ram sperm. Reprod. Fertil. Dev. 2003; 16 (2): 286. DOI: 10.1071/RDv16n1Ab332.
37. Ostapiv RD, Manko VV, Yaremchuk IM, Ostapiv DD. Sperm respiration intensity and survival of spermatozoa with taurine addition in diluted bull ejaculates. Bìol. Tvarin. 2014; 16 (3): 110–115. DOI: 10.15407/animbiol16.03.110. (in Ukrainian)
38. Phillips PE, Jahnke MM. Embryo transfer (techniques, donors and recipients). Vet. Clin. North Amer. Food Anim. Pract. 2016; 32 (2): 365–385. DOI: 10.1016/j.cvfa.2016.01.008.
39. Pursley JR, Mee MO, Wiltbank MC. Synchronization of ovulation in dairy cows using PGF_2α and GnRH. Theriogenol. 1995; 44 (7): 915–923. DOI: 10.1016/0093-691X(95)00279-H.
40. Rajoriya R, Rajoriya S, Kumar N. Transgenic animals: prospects for improving livestock productivity. J. Bio Innov. 2013; 2 (5): 240–259. Available at: https://www.jbino.com/docs/Issue05_05_2013.pdf
41. Reik W. Stability and flexibility of epigenetic gene regulation in mammalian development. Nature. 2007; 447: 425–432. DOI: 10.1038/nature05918.
42. Seidel JG. Overview of sexing sperm. Theriogenol. 2007; 68 (3): 443–446. DOI: 10.1016/j.theriogenology.2007.04.005.
43. Sharan MM. Experimental substantiation and improvement of methods of transplantation and cryopreservation of cattle embryos. Diss. Doct. Agricult. Sci. 03.00.20. The Institute of Animal Biology. Lviv, 2010: 351 p. (in Ukrainian)
44. Sharan MM. Indications of fertilization in cows by the use of biologically active substances with the semen of bulls. Farmer. 2009; 1 (2): 12–15. (in Ukrainian)
45. Sharan MM. Use of sedatives and muscle relaxants during embryo transplantation. Farmer. 2009; 3 (4): 29–32. (in Ukrainian)
46. Stroud B. International Embryo Transfer Society (IETS). Statistics and data retrieval committee report. IETS Newsletter. 2012; 30: 15–26. Available at: https://www.iets.org/Portals/0/Documents/Public/Committees/DRC/December2012.pdf
47. The state of food and agriculture. Livestock in the balance. FAO. Rome, Food and Agriculture Organization of the United Nations. 2009. Available at: https://www.fao.org/3/i0680e/i0680e.pdf
48. Thibier M. International Embryo Transfer Society (IETS). Data retrieval committee annual report. IETS Newsletter. 2006; 24: 12–18. Available at: https://www.iets.org/Portals/0/Documents/Public/Committees/DRC/December2007.pdf
49. Thibier M. The zootechnical applications of biotechnology in animal reproduction: current methods and perspectives. Reprod. Nutr. Dev. 2005; 45 (3): 235–242. DOI: 10.1051/rnd:2005016.
50. Transgenics T. Taconic W4/129S6 Embryonic Stem Cells. Available at: http://www.taconic.com/emerging/ESCells/ES_WEB.htm
51. Trasorras V, Chaves MG, Neild D, Gambarotta M, Aba M, Agüero A. Embryo transfer technique: Factors affecting the viability of the corpus luteum in llamas. Anim. Reprod. Sci. 2010; 121 (3–4): 279–285. DOI: 10.1016/j.anireprosci.2010.06.004.
52. Van Zyl N. The role of assisted reproductive techniques (art’s) in building a competitive livestock industry. African Livestock Conference and Exhibition. 2014. Available at: https://www.slideshare.net/LivestockAfrica/the-role-of-assisted-reproductive-techniques-arts-in-building-a-competitive-livestock-industry-by-dr-neil-van-zyl
53. Vishwanath R. Artificial insemination: the state of the art. Theriogenol. 2003; 59 (2): 571–584. DOI: 10.1016/S0093-691X(02)01241-4.
54. Wall R, Laible G, Maga E, Seidel G, Whitelaw C. Animal productivity and genetic diversity: cloned and transgenic animals. CAST. 2009; 43 (8): 16 p. Available at: https://www.cast-science.org/wp-content/uploads/2018/12/CAST-Animal-Productivity165.pdf
55. Warriach HM, McGill DM, Bush RD, Wynn PC, Chohan KR. A review of recent developments in buffalo reproduction — a review. AJAS. 2015; 28 (3): 451–455. DOI: 10.5713/ajas.14.0259.
56. Wells DJ. Genetically modified animals and pharmacological research. In: Cunningham F, Elliott J, Lees P. Comparative and Veterinary Pharmacology. Springer, 2010: 213–226. DOI: 10.1007/978-3-642-10324-7_9.
57. Widayati DT. Embryo transfer as an assisted reproductive technology in farm animals. 2012. DOI: 10.5281/zenodo.1061796.
58. Williams TJ, Elsden RP, Seidel GE Jr. Pregnancy rates with bisected bovine embryos. Theriogeno. 1984; 22 (5): 521–531. DOI: 10.1016/0093-691X(84)90051-7.
59. Worku A. Assessment of breeding practices and evaluation of mass oestrus syncronization and mass insemination techniques in dairy cattle in West Shoa zone. Master’s thesis. Dire Dawa, Ethiopia: Haramaya University, 2015.

---