Viimastel aastakümnetel toimunud märkimisväärne edasiminek bioloogiateaduste arengus on võimaldanud luua mitmeid põhimõtteliselt uusi meetodeid põllumajandusloomade organismi arengu tõhusaks mõjutamiseks ja nende pärilikkuse korrigeerimiseks. Loomakasvatuse biotehnoloogia areng on suutnud lahendada palju probleeme, mille eesmärk oli parandada loomapopulatsiooni genotüüpi.
Biotehnoloogias on kaks peamist valdkonda:
- rakutehnoloogia;
- Geenitehnoloogia.
Loomade kasvu kiirendamine
Mikroorganismide peal on välja töötatud kõige detailsemad geenitehnoloogia meetodid, mille abil on saanud võimalikuks sihipäraselt muuta mikroorganismide genotüüpi, mitte loota juhuslikult suunatud mutatsioonidele. Selleks eraldatakse mõnede loomade DNA-st spetsiifilised geenid ja sisestatakse need teiste isendite DNA-sse. Tänu sellele õnnestus hiire genoomi integreerida roti kasvuhormooni (somatotropiini), mille tulemusena hakkasid hiired kiiremini kasvama ja omandama suuremat lõppmassi.
Vastupanu tugevdamine
Interferoon on nende poolt toodetud rakkude elutähtsa aktiivsuse saadus, et vältida viirusnakkuse levikut, kui see siseneb kehasse. Kui tugevdatakse organismi võimet seda ainet toota, muutub see loomaorganismi mittespetsiifilise resistentsuse kujunemisel väga oluliseks teguriks. Interferooni olemasolu takistab viiruste sekkumist – paralleelse infektsiooni teke, see tähendab, et organismi vastupanuvõime nakkusetekitajate mõjule suureneb märkimisväärselt.
Tänu sellele on võimalik looma genoom etteantud plaani järgi rekonstrueerida ja anda talle soovitud omadused. On täiesti selge, et traditsiooniliste aretusmeetoditega on selliseid tulemusi võimalik saavutada alles pärast aastakümneid kestnud väsimatut tööd.
Munadega manipuleerimine
Uued biotehnoloogia meetodid loomakasvatuses lubavad palju, milles neid järjekindlalt rakendatakse:
Selles ahelas tehakse suurt täpsust nõudvaid geenitehnoloogia manipulatsioone sügoodi staadiumis.
Siirdamine
Veisekasvatuses lähtutakse suuremahulise selektsiooni rakendamisel isendite täpse geneetilise hindamise süsteemil ja geneetiliselt väärtuslike tootjate kunstliku viljastamise kasutamisel. Kuid probleemiks on isade saamine, mille parandav toime avaldub. Traditsioonilise loomakasvatuse korral annab iga lehm keskmiselt vaid 4-6 vasikat (võrdselt nii vasikaid kui ka mullikaid). Seetõttu on väärtusliku genotüübiga mesilasemade sigimine väga pikk.
Varaste embrüote siirdamise eesmärk on kiirendada väärtuslike doonorlehmade järglaste sigimist. Selleks viiakse läbi munade kehaväline viljastamine ja 7-8-päevaste embrüote (sügootide) väljapesemine, mis siirdatakse retsipientlehmadele. Doonorilt võib aastas saada 10-20 embrüot, mis külmutatakse ja hiljem nende valmisoleku ajal retsipientidele siirdatakse. Väljakujunenud siirdamistehnika võimaldab kiirendada kariloomade valimist suurusjärgu võrra või rohkemgi.
Embrüosiirdamisega saab võidelda nakkushaigustega (leukeemia, brutselloos). Nakatunud lehmadelt saab terveid järglasi, kasvatades neid haigete lehmade tervetes mittetiinetes emakas.
Siirdamist kasutades on võimalik ära hoida haruldaste loomaliikide täielik väljasuremine, kui nende embrüod siirdatakse teise tõu retsipientidele. Nii õnnestus näiteks Austraalias angoora lambatõug täielikust väljasuremisest päästa.
Kloonimine
See on somaatiliste rakkude identsete kaksikute saamise nimi. Platsenta sisemusest eemaldatakse mikrokirurgia meetoditega rakud ning somaatilise raku tuum siirdatakse munarakku, millel on eelnevalt eemaldatud oma tuum. Pärast seda arenevad munadest identsed kaksikud, mis on somaatiliste rakkude doonori koopia.
Muud biotehnoloogia meetodid
- On põhjust arvata, et peagi aretatakse uut tüüpi veiseid, millel on hulk ainulaadseid omadusi. See võimaldab geenitehnoloogia meetodeid – rekombinantsete DNA molekulide sihipärast in vitro konstrueerimist ja nende käitumise jälgimist retsipiendi rakus. Teadlased on juba kogunud piisavalt kogemusi somaatiliste loomarakkude in vitro kasvatamisel ja välja töötanud usaldusväärsed meetodid nende pikaajaliseks säilitamiseks madalatel temperatuuridel.
- Teostatakse aktiivseid uuringuid generatiivsete rakkude kasvatamise kohta.
- Varajaste embrüote liitmise meetodil on suur tähtsus. Kui kombineerida erinevatelt vanematelt saadud terveid embrüoid, saadakse nelja vanema omadustega organism – nn "kimäär". Juba on õnnestunud hankida tõu- ja liikidevahelisi (kitse-lamba) kimääre. Sellega on edukaid katseid tehtud Saksamaal ja Venemaal.
- Looma sugu saab määrata varajasest embrüost saadud sugukromosoomide tuvastamise teel biopsia meetoditega, mida veistega juba tehakse.
- Loomakasvatuses kasutatakse biotehnoloogias paari embrüo siirdamist, mis võimaldab vältida vabamartinismi – vastassoost kahelt pärit lehmade viljatust. Väljavaade on luua etteantud sooga embrüopank, mis võimaldab geneetilisi ressursse ratsionaalsemalt kasutada.
Biotehnoloogia ja suuremahuline loomakasvatus alles hakkavad arenema. Nende areng tähendab põllumajandusloomade produktiivsuse järsku tõusu. Mõnes Euroopa riigis on embrüote kogumine ja siirdamine veel uudne, maapiirkondade ettevõtted ei pruugi sellistest tehnoloogiatest veel teadlikud olla. Kuid isegi need riigid on järk-järgult muutumas selliste kõrgtehnoloogiate järgijateks loomakasvatuses.