A madarak génállományának megőrzése krioprezervációval
- Tagirov Mahsud Tagirovich - biológiai tudomány kandidátusa
- Artemenko Aleksey Borisovich - agrártudomány kandidátusa
- Tereshchenko Alexander Vladimirovich - biológiai tudomány kandidátusa
Az állatok és növényi erőforrások genetikai sokféleségének hosszú távú megőrzése a nemzet egyik fő feladata. Az állatok termelése létfontosságú az emberiség szempontjából, és genetikai sokféleségük megőrzése módja annak, hogy biztosítsuk jövőnket. Az elmúlt évszázadok során számos helyi, nemzeti és nemzetközi állattenyésztés jött létre. Sok fajtához bizonyos jellegzetességek, termelékenység vagy adaptív tulajdonságok miatt erős pozíciókat (helyi, regionális, nemzeti és / vagy nemzetközi) foglalnak el. Jelenleg a világon olyan tendencia figyelhető meg, hogy csökkenti az állatok nemzetközi fajtáinak számát, ami viszont a ritka fajták számának növekedéséhez és a fajták számának csökkenéséhez vezetett. Európa és az egész világon genetikai erózió, veszteség vagy a kőzetvesztés veszélye áll fenn. A tenyésztés, a fajták megváltozása vagy a genetikai sodródás eredményeképpen a fajközi fajta, valamint a fajta fajon belüli fajták nyomás alá kerülnek. Ezért szükséges olyan védelmi erőfeszítések megtétele, amelyek mind belső, mind pedig külső területeken kiterjednek. és a fajtaközi fajta sokféleségét. In situ természetvédelmi programokat (nemzeti parkok, tartalékok) és ex situ (zoológiai, kriobáncok) természetvédelmi programokat tartalmaznak. Általában a genetikai erőforrások megőrzésének mechanizmusaként előnyös a helyben tartás. Ahhoz, hogy a fajta sikeresen megőrizhető legyen, változó környezetben kell fejlődnie és alkalmazkodnia.
Azonban az ex situ megőrzés fontos mechanizmus, hogy ne visszafordíthatatlan elvesztését fajok és a gének rekonstruálni a fajta, a biztosítási erőforrásaink egészségre katasztrófák fenntartása tenyésztési kis populációk és a genetikai sokféleség megőrzésének (gének tulajdonságait kőzetek) tenyésztési programokban. Az ex situ megőrzést életben tartva (például állatkertekben) és krioprezerválással (folyékony nitrogénben) végezhetjük. Sok nyugat-európai országban nemzeti bankokat hoztak létre az állatok biológiai sokféleségének megőrzésére. Mindegyiküknek saját infrastruktúrája van, de a Genetikai Források Világbankjába integrálódik az Élelmezési és Mezőgazdasági Világszervezet égisze alatt. Ukrajnában az állatgenetikai források megőrzésére irányuló egyetlen program csak most kezdődik el. Ebben az összefüggésben felmerül a tudományosan megalapozott számítás az egyes állati fajok és a biológiai anyagok megőrzésére vonatkozó normákra. Ebben a tanulmányban kísérletet tesznek arra, hogy ezt a számítást elvégezzék a különféle mezőgazdasági baromfikokhoz, miközben megőrzik a biológiai anyagokat a genetikai erőforrások kriolitjában.
Az adományozók kiválasztása a megőrzésre.
A donoroknak teljesíteniük kell az egészségügyi követelményeket, morfológiai és viselkedési jellemzőkkel kell rendelkezniük, amelyek megkönnyítik a genetikai anyag gyűjtését. A krioprezerváció különböző céljai megkövetelhetik a különféle genetikai sokféleség megőrzését, amelyet az adományozók véletlenszerű kiválasztásával vagy szelekcióval végezhetnek el bizonyos kritériumokkal.
A szikla reprezentatív mintájának megőrzése a legáltalánosabb esetnek számít. A fajta genetikai variabilitásának reprezentatív mintájának megőrzése érdekében az egyént véletlenszerűen kell kiválasztani. A gyakorlatban ez a tenyésztés útján érhető el: a) származási információ alapján távoli rokon állatok; b) különböző állományokból és élőhelyekből származó állatok, figyelembe véve az állományok és a zónák közötti genetikai áramlást. Ha az összes szükséges állatot nem lehet megtalálni a populációban, a kívánt genetikai változékonyság fenntartása érdekében bizonyos donorok megfelelő keresztezéssel történő megszerzéséhez szükséges.
Az egyének száma - a donorok megőrzése.
Az adományozóként alkalmazott egyének száma befolyásolja a kriobankban tárolt anyag genetikai változékonyságát. A genetikai variabilitás paramétereként a heterozigozitás alapján a bankban tárolt fajta heterozigóta százaléka 1- (1 / (2N)), ahol N a donor egyének száma. Gyakran javasoljuk 25 donor használatát, amely megfelel a heterozigóta 98% -ának. A donorok száma is függ az egyes donoroktól beszerezhető anyag mennyiségétől, ami viszont az adott fajoktól függ. Ha egy bizonyos allél meglévő sokféleségének megőrzésére van szükség, akkor a valószínűsége, hogy az adott allél a kriobankban megjelenik, 1- (1-p) 2N. ahol p egy adott populációban az allélfrekvencia, N az adományozók száma. Egyes genotípusok és törzsi vonalak fenntartásához bizonyos számú donorra van szükség. Kis populációk esetén bizonyos nõknek vagy hímeknek megfelelõ keresztezõdésekkel kell rendelkezniük.
A tartósító anyag típusa.
A kriolitokban felhalmozódó biológiai anyagok fő típusai különböznek a birtokukban lévő genetikai információ mennyiségétől és a megőrzés hatékonyságától. A jelen pillanatban a madarak a krioprezervációval történő hosszú távú tárolás céljából spermiumot és korai embrionális sejteket használhatnak.
A spermiumot fel lehet használni a fajták rekonstruálására abszorpciós keresztezéseken keresztül, de a gének egy bizonyos százaléka marad az anyai őshonos lakosságtól. Például a kőzet genomjának 95% -át helyreállítani, öt generáció kőzetjavításra van szükség a keresztezés abszorbeálásával.
Embrionális őssejtek, vagy az elsődleges csírasejtek jelen az embrió madarak a fejlesztés korai szakaszában gyártását foglalja magában kiméra madarak nemenként sejtvonalak injekció után fagyasztott felolvasztott sejtszuszpenziót. Bár az az eljárás hatékonyságát még mindig meglehetősen alacsony szintű, az egyes országokban, mint Kanada, az Egyesült Államokban a korai embrionális madársejtekbe már használják a hosszú távú tárolás a génállomány cryobanks madarak.
Miután Dolly juhát újból felépítették a szomatikus sejtekből, világossá vált, hogy a klónozási módszer felhasználható az állatok újratelepítésére. Ez a módszer klónozásra és néhány más állatfajra vonatkozott: lovak, tehenek, sertések. A szomatikus sejtek megőrzése nagyon olcsó és hatékony módja annak, hogy a genetikai változók széles skáláját megőrizzék, korlátozott költségvetéssel. De még mindig nincs olyan módszer, amely lehetővé tenné az egyes madarak vagy állatok újbóli létrehozását, valamint azok vonalát és fajtáit.
A megőrzendő anyag mennyisége.
Ajánlott az anyag mennyiségének megismétlése és a másolatok megőrzése különböző helyeken.
A sziklák felújítása.
Véletlen demográfiai tényezők, mint például a selejtezés a csorda egészségügyi okokból vagy felszámolása a gazdaság, és a negatív demográfiai tendenciák jelentősen csökkenti a méretét a kis populációk és hozzájárul kihalás. Az anyag megőrzése, amely lehetővé teszi a fajta rekonstrukcióját, a veszteség kockázatával szembeni biztosítás. Azonban meg kell jegyezni, hogy a rekonstrukció a fajta lehet bizonyos korlátozások: a) köszönhető, hogy a magas költségek tárolásával kapcsolatos nagy mennyiségű felújított kő át kell haladnia a „szűk keresztmetszet”, hogy a lehető legkevesebb tárolt genotípusok kriobankról, ami azt jelenti, veszteség genetikai variáció és gyenge kiválasztás több generáció számára; b) az anyagot gyakran megőrzik, ha a fajta már súlyosan károsodott, és genetikai változékonysága máris erodálódott. Összefoglalva, a szám a tárolt anyag a rekonstrukció a fajta van szükség, mindenekelőtt szem előtt tartani a következő szempontokat:
- A donorok száma. Ajánlott legalább 25 adományozóból tartani az anyagot. Ezek az állatok a feloldott lakosság ősei lesznek.
- A lakosság mérete. Újraszintézisét amikor populáció mérete társul a potenciális növekedés és fejlődés, valamint a képesség, hogy a legkisebbre csökkentsék a genetikai variabilitás során rekonstrukció. A baromfiipar kifejlesztett különböző áramkörök védelmi gyűjtemény baromfiállomány, ahol az állatállomány is széles határok között változhat, 80 (40 nő és 40 férfi) 500 tyúkok és kakasok 20-50. Minél kisebb az állatállomány száma, annál szigorúbb a tenyésztési rendszerek regisztrálása és az utódok kiválasztásának és értékelésének ellenőrzése. Tekintettel arra, hogy a rekonstrukció a fajta tud nyújtani a legkedvezőbb feltételeket, és szigorúan betartja az összes szükséges követelményeket az egész gyógyulási idő, lehetőség van arra, hogy ennek alapján a rendszer, amely megköveteli a minimális állatlétszám fajta újra, azaz a 40 kunyhó és 40 tyúk. Tyúkok termékenyített spermával minden alkalommal különböző kakasok lehet elérni kis beltenyésztési együttható (kevesebb, mint 0,49% 5 éven belül) [4]. Meg kell jegyeznünk, hogy nem fontos a konzervált populációban élő egyének száma, hanem annak hatásos ereje, amelyet a következő képlet határoz meg:
ahol N a tényleges népesség, Nf a hímek száma, és Nm a nők száma.
Az első generáció rekonstruált lakossága 80 személyből áll.
A kriogénen tárolt genetikai erőforrásokban tárolt spermiumok dózisainak száma.
A magot a fajta reszcitizálásához egy sor fákkal rendelkező nősténycsoporttal végzik. A tárolt adagok száma attól függ, hogy:
- a megtermékenyített tojások száma, melyet egy nőstény mesterséges megtermékenyítés után szereztek meg, a nem fertőzött spermiummal;
- az anyanyelvtől az életciklus során várható termékeny anyák számát. Ez az érték a fajtához tartozó tojáshelyzettől, a tojások megtermékenyítésétől és keltethetőségétől, a túlélés és a szelekció százalékos arányától függ a szexuálisan érett korig;
- százaléka a genom tárolt fajta mit akarunk resynthesize fajta, ami függ a generációk száma kereszteződések és javítása egyenlő 1-0,5n, ahol n - a generációk száma;
- a nők és a hímek számát, amit újra szeretnénk létrehozni.
A spermagyártás krioprezervációja.
25 tyúk x 3 = 75 napos csirke.
A 75 csirke 60% -os hozammal (a krioprezervált sperma felhasználása után) inkubálásra van szükség:
75 csirke / 0,6 = 125 inkubációs tojás.
A keltetőtojás hozama 80%, ezért a tyúktól meg kell szerezni:
125 inkubációs tojás / 0,8 = 156 tojás.
A 25 tyúk egy csoportját egy nap alatt lebontják 70% -os letéti arány mellett. 25 kanna x 0,7 = 17,5 tojás naponta.
156 tojást kapnak: 156 tojás / 17,5 tojás naponta = 9 nap
A madár spermium krioprezervációja biztosítja a madár megóvását hetente kétszer, és a tojásgyűjtés két nappal kezdődhet a madár első mesterséges megtermékenyítése után, így csak 4 madárinevelés szükséges. Négy termékenyítés esetén 25 csirkét használnak fel:
4 insemináció x 25 dózis = 100 adag sperma sperm.
A baromfi abszorpciós átkelését 5 évig kell elvégezni, a végén 40 csirke és 40 fejű hímivarú állatok termelése. Ehhez tárolja a kriobobban:
100 dózis x 4 év = 400 adag sperma szükséges az első 4 évben 25 csirke megtermékenyítéséhez és 125 spermium 40 csirkék megtermeléséhez az ötödik évben.
Összesen 525 spermiumot kell fagyasztani.
A tárolás során kettős redundanciát feltételezünk: 525 spermadózis x 2 = 1050 spermium.
A genetikai erőforrások bankjában történő tároláskor 1050 dózisnyi spermát kell behozni egy fajtaból (populációból).
A vízimadár (gander, drake) hímivarú spermájának krioprezervációja.
25 fej x 2,1 = 52 napi pletykák (kiskacsák).
Annak érdekében, hogy az áldozatokból származó állatok összegyűjtése után az állományban 70% -ot érjen el (a krioprezervált sperma felhasználásával)
52 cél / 0,7 = 75 tojás.
A keltetőtojás hozama 90%, így a libákból kell származnia:
75 tojás / 0,9 = 83 tojás.
A 25 libának egy csoportja 50 tojást fog szállítani egy hét alatt, 83 tojást fog kapni 11 napon belül.
Gusakov mélyhűtésére sperma megtermékenyítés-technika baromfi hetente kétszer, és gyűjtsük össze a tojásokat lehet kezdeni két nappal azután, hogy az első mesterséges termékenyítés a madarak, így csak meg kell 4 megtermékenyítési madarak.
A 25 libának négy inszeminációja után 100 adag dezervezett spermát fognak elfogyasztani.
A madár abszorpciós átkelését 5 évig kell végezni, a végén 40 lúdfejet és 40 ganderláncot állítanak elő. Ehhez tárolja a kriobobban:
100 adag x 4 év = 400 adag sperma
szükséges az első 4 évben a 25 libának és 125 spermájának megtermékenyítéséhez, hogy ötödik évben 40 libát és ganderet termeljen. Összesen 525 spermiumot kell fagyasztani. A tárolás során kettős redundanciát feltételezünk: 525 dózis x 2-szer = 1050 spermium.
A genetikai erőforrások banki tárolása során 1050 spermás spermiumot kell biztosítani a libák vagy a drakének.
Az embrionális sejtek (embriók) száma, amelyeket a kriobank genetikai erőforrásaiban tárolnak.
Ugyanúgy, mint a spermium esetében, az embrionális sejtek megőrzése 40 nőstény és 40 donor 25 férfi újratermelésére irányul. Az embriók száma, amelyekből a sejtek kerülnek elő átható felfüggesztés fagyasztásra számától függ reproduktív állatok, amit akarnak működtetni kikelése tojás, százalékos kimérizmusa csíra sejtvonal túlélési arányokat és a tenyésztés, a születéstől a szexuális érettség kor.
A kriobankban tárolt embrionális sejtek számának kiszámításakor azt is el kell végezni, hogy helyre kell állítanunk egy 80 fő (40 nőstény és 40 férfi) hatékony lakosságát.
Jelenleg kísérletileg igazolták az X szakaszban elkülönített csirkeembriósejtek krioprezervációjának lehetőségét (a frissen termesztett tojás szakaszának megfelelően) [6,7]. Amikor a fagyasztott, felengedett sejteket egy szikláról egy másik fajba tartozó embrió-recipiensekbe injektáltuk, kiméra egyedeket kaptunk a nemi sejtek vonalán. Az ilyen kimérák egymás közti átkapcsolása lehetővé teszi, hogy tiszta formában helyreállítsák a tartósított fajtát a kimérák első generációjában [8,9].
Az életciklus egy csirke, egy kiméra keresztül csírasejtek nyerhető érett leszármazottai 120, amelyből 5% van a donor mintáját típusok:
1120 cél 0,05 = 6 gól.
A tényleges szilárdság (80) újra létrehozásához a következőket kell használni:
80 cél / 6 cél = 13 csirke-kimérák a nemi sejtek vonalán.
Ha figyelembe vesszük a nemek arányát 1: 1, akkor meg kell szerezni:
13 kimérák x 2 = 26 kimérák a nemi sejtvonal mentén.
A csírasejtek vonalán lévő 26 kimérának 10% -os hatékonysággal történő előállításához meg kell szerezni:
26 kimérát / 0,1 = 260 kiméra csirke.
260 kiméra csirke megszerzése érdekében injektálni kell (30% -os keltetőtojás esetén):
260 chimeras / 0,3 = 866 tojás.
Az elsődleges csírasejtek száma, a spermiumok és oociták prekurzora az embrióban a kifejlesztett fejlődési stádiumban legfeljebb 30-40. Ezért 866 tojás beadásához legalább 450 embrióból származó sejtszuszpenziót kell alkalmazni.
Tekintettel arra, hogy meg kell ismételni a tárolt anyagot a fajta vagy a madárállomány biztonságos megőrzése érdekében, javasoljuk, hogy 900 sejtből befagyasztják a sejteket.
Más típusú baromfi (pulyka, fürj, gyöngytyúk) még nem alakítottak ki megbízható módszereket a genetikai sokféleség megőrzésére krioprezervációval.
Állat-egészségügyi és egészségügyi követelmények a génkészlet megőrzésére
Az "állatorvosi jogszabályok" és a vakcinázási tervek szerint a szülő csirkeállományokat (donorok) specifikus megelőzésnek kell alávetni az élő és inaktivált biológiai vírusfertőzésekkel szemben.
Az első hónapban az élet a csibéket beoltott élő vakcinák Marek-betegség ellen, reovírusból fertőzés, Newcastle-betegség, fertőző bronchitis tyúkok, Gumboro betegség; nevelésére kora 90-120 nap - inaktivált vakcina Newcastle-betegség elleni, a fertőző laringotracheitisz, fertőző bronchitis a tyúkok, Gumboro-betegség, reovírus fertőzés, influenza, fertőző anémia, fertőző agyvelő- periodikus meghatározására intenzitása az immunitás a beoltott madarak, valamint végző diagnosztikai vizsgálatok pulloroz-láz, szalmonellózis, tuberkulózis, streptococcosis, mycoplasmosis, neysserioz; a helyiségek szennyvízkezelésének feltételei és a fertőtlenítés minőségellenőrzése.
A kacsák szülői állományait (donorokat) vírusos májgyulladás elleni élő vakcinával immunizálják, és a liba - élõ vakcina a vírusos bélgyulladás ellen.
Sperma kell alávetni mélyhűtés és további visszanyerésére alkalmazott a génállomány ritka madárfajok, szükséges, hogy ki bakteriológiailag szabályozott szerinti állam Standard „Cum kakasok, pulykák, Gusakov” (1. táblázat).
1. táblázat - A madarak spermájának mikrobiológiai mutatói
Jellemző és normális