Розвиток та методи біотехнології у тваринництві
Істотний прогрес у розвитку біологічних наук в останні десятиліття дозволив створити низку принципово нових методів ефективного впливу на розвиток організму сільськогосподарських тварин та коригування їхньої спадковості. Розвиток біотехнології тваринництва зумів вирішити багато завдань, метою яких було покращення генотипу поголів’я тварин.
У біотехнології можна виділити два основні напрямки:
- клітинна інженерія;
- генна інженерія.
Прискорення зростання тварин
Найбільш детально методи генної інженерії відпрацьовані на мікроорганізмах, за допомогою яких можна змінити генотип мікроорганізмів цілеспрямовано, а не покладатися на випадково спрямовані мутації. З цією метою конкретні гени витягуються з ДНК одних тварин та вбудовуються в ДНК інших особин. Завдяки цьому вдалося вбудувати в геном миші гормон росту (соматотропін) щура, внаслідок чого миші почали рости швидше і набирати велику кінцеву масу.
Посилення резистентності
Інтерферон – продукт життєдіяльності клітин, що виробляється ними у тому, щоб перешкоджати поширенню вірусної інфекції у разі її потрапляння у організм. Якщо посилити здатність організму до вироблення цієї речовини, це стане дуже важливим чинником при становленні неспецифічної резистентності тваринного організму. Наявність інтерферону створить перешкоду для інтерференції вірусів – розвитку паралельної інфекції, тобто опірність організму до дії збудників інфекції суттєво зросте.
Завдяки цьому відкривається можливість реконструювати за заздалегідь наміченим планом геном тварини та надати їй бажаних властивостей. Цілком зрозуміло, що традиційними методами селекції подібних результатів можна було б досягти лише після багатьох десятиліть невпинної роботи.
Маніпуляції з яйцеклітинами
Дуже багато обіцяють нові методи біотехнології в тваринництві, в яких послідовно застосовуються:
У цьому ланцюжку генно-інженерні маніпуляції, що вимагають великої точності, проводяться на стадії зиготи.
Трансплантація
У скотарстві здійснення масштабної селекції засноване на системі точної генетичної оцінки особин та використання штучного запліднення від генетично цінних виробників. Але проблемою є отримання бугаїв-плідників, у яких покращуючий ефект яскраво виражений. При традиційному розведенні худоби кожна корова в середньому дає всього 4-6 телят (порівну бичків та телиць). Тому розмноження маток із цінним генотипом виявляється дуже тривалим.
Сенс трансплантації ранніх ембріонів полягає у прискоренні розмноження нащадків цінних донорських корів. Для цього здійснюється invitro запліднення яйцеклітин та вимивання 7-8-денних ембріонів (зігот), які пересідають до реципієнтів-корів. Від донора за рік можна отримати 10-20 ембріонів, які заморожуються, а пізніше пересідають реципієнтам в момент їх готовності. Відпрацьована техніка пересадки дозволяє прискорити селекцію худоби на порядок та більше.
Трансплантацією ембріонів можна боротися з інфекційними захворюваннями (лейкозом, бруцельозом). Від інфікованих корів можна отримувати здорове потомство, вирощуючи їх у здорових невагітних матках хворих корів.
Користуючись трансплантацією, можна запобігти повному вимиранню рідкісних видів тварин, якщо пересаджувати їх ембріони до реципієнтів іншої породи. Приміром, вдалося врятувати в Австралії ангорську породу овець від повного вимирання.
Клонування
Так називається отримання із соматичних клітин ідентичних близнюків. Методами мікрохірургії із внутрішньої частини плаценти витягують клітини, в яйцеклітину із заздалегідь віддаленим власним ядром трансплантують соматичне клітинне ядро. Після цього з яйцеклітин розвиваються ідентичні близнюки, які є копією донора соматичної клітини.
Інші методи біотехнології
- Є всі підстави вважати, що невдовзі будуть виведені нові види великої рогатої худоби, що має набір унікальних властивостей. Це дозволять методи генної інженерії – спрямоване invitro конструювання рекомбінантних молекул ДНК та спостереження за їх поведінкою у клітині реципієнта. Вченими вже накопичено достатній досвід при культивуванні invitro соматичних тварин клітин, розроблено надійні способи їх тривалого зберігання в умовах низьких температур.
- Активні дослідження проводяться щодо культивування генеративних клітин.
- Метод агрегації ранніх ембріонів набуває великого значення. Якщо поєднати цілі ембріони, отримані від різних батьків, то вийде організм із властивостями чотирьох батьків – так звана «химера». Вже вдалося отримати міжпородні та міжвидові (коза-вівця) химери. Успішні експерименти з цим були проведені в Німеччині та Росії.
- Підлогу тварини можна визначити, ідентифікуючи статеві хромосоми, здобуті у раннього ембріона методами біопсії, що вже виробляється зі худобою.
- Біотехнологія у тваринництві використовує трансплантацію пари ембріонів, що дозволяє уникнути фрімартінізму – безпліддя у корів із різностатевих двійок. Є перспектива створення ембріонального банку з певною статтю, що дозволить генетичні ресурси використовувати більш раціонально.
Біотехнологія та великомасштабна селекція у скотарстві лише починають розвиватися. Їхнє освоєння означатиме різке підвищення продуктивності сільськогосподарських тварин. У деяких європейських країнах заготівля та трансплантація ембріонів досі ще новинка, бізнес у сільській місцевості ще може і не знати про подібні технології. Але й ці країни поступово стають прихильниками подібних високих технологій під час розведення племінної худоби.