Биотехнология в животноводстве (90
..pdfМИНИСТЕРСТВОСЕЛЬСКОГОХОЗЯЙСТВАРОССИЙСКОЙФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕГОСУДАРСТВЕННОЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГОПРОФЕССИОНАЛЬНОГООБРАЗОВАНИЯ
«ИЖЕВСКАЯГОСУДАРСТВЕННАЯСЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯАКАДЕМИЯ»
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе профессор П.Б. Акмаров
________________________
«_____»_____________2011 г.
БИОТЕХНОЛОГИЯ В ЖИВОТНОВОДСТВЕ
Методические указания по изучению дисциплины и задания для контрольной работы студентам-заочникам
специальности «Зоотехния»
Ижевск 2011
УДК 606:636(078) ББК 45.318 я 73-9 Б 63
Методические указания составлены на основе Государственного образо-
вательного стандарта высшего профессионального образования, утвержденного
17.03.2000 г.
Рассмотрены и рекомендованы к зданию редакционно-издательским
советом ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, протокол №___ «___»__________2011 г.
Рецензент
Н.П. Казанцева – канд. с.-х.наук, профессор О.В.Неклюдова – канд. с.-х. наук, доцент
Составитель С.П. Басс – канд. с.-х. наук, доцент
Биотехнология в животноводстве: С.П. Басс– Ижевск: ФГОУ ВПО
Ижевская ГСХА, 2011. – 48 с.
Методическое пособие включает в себя краткий курс по изучению вопросов клеточной инженерии (трансплантации эмбрионов сельскохозяйственных животных), рассматриваются такие темы, как отбор доноров и требования, предъявляемые к ним, проведение суперовуляции, извлечение, методы оценки и организация хранения эмбрионов, а также техника и методы пересадки эмбрионов реципиентам. Рассмотрены вопросы генетической инжененрии (создание рекомбинантных молекул ДНК, получение трансгенных животных, химер). Представлен перечень вопросов для выполнения контрольной работы. Указания разработаны для студентов 2 курса заочного отделения по специальности – «Зоотехния».
УДК 606:636(078) ББК 45.318 я 73-9
© ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2011
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
Раздел 1. ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ |
|
|
ДИСЦИПЛИНЫ |
4 |
|
Раздел 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ |
|
|
ДИСЦИПЛИНЫ |
7 |
|
2.1 |
Получение эмбрионов: отбор доноров, проведение суперовуляции, осе- |
7 |
менение коров-доноров |
|
|
2.2 |
Техника и методы извлечение эмбрионов |
12 |
2.3 |
Методы оценки эмбрионов крупного рогатого скота, пересадка их ре- |
13 |
ципиентам |
|
|
2.4 |
Организация хранения эмбрионов |
18 |
2.5 |
Основы молекулярной генетики |
21 |
2.6 |
Инструменты генетической инженерии, технология рекомбинантных |
24 |
ДНК |
|
|
2.7 |
Создание трансгенных организмов |
26 |
2.8 |
Химеры и способы их получения |
30 |
2.9 |
Клонирование, как способ совершенствования существующих пород, |
31 |
линий и типов сельскохозяйственных животных |
|
|
Раздел 3. ЗАДАНИЯ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ |
36 |
|
Приложение А |
40 |
|
Приложение Б |
46 |
3
Раздел 1
ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ
ДИСЦИПЛИНЫ
Современная биотехнология занимает ведущее положение в системе био-
логических, медицинских, ветеринарных и зоотехнических исследований, пред-
ставляет собой новую форму технологии, основу которой составляют биологи-
ческие объекты - животные и растительные организмы.
Основная цель и задачи биотехнологии направлены на разработку ме-
тодов и приемов, позволяющих получать биологически активные вещества
(ферменты, гормоны, лекарственные препараты), а также конструировать мо-
лекулы новых веществ и создавать новые формы организмов, отсутствую-
щие в природе (химерные организмы).
В животноводстве используют различные биотехнологические методы
(генная и клеточная инженерия), с помощью которых можно ускорить селекци-
онный процесс по созданию новых высокопродуктивных пород и типов сель-
скохозяйственных животных с запрограммированными качествами, успеш-
но решить проблемы по оздоровлению поголовья.
Курс «Биотехнология в животноводстве» продолжает курс «Генетика,
разведение и селекция сельскохозяйственных животных» и отражает про-
блемы и практические задачи, решение которых будет способствовать улучше-
нию племенных и репродуктивных качеств животных в условиях внедрения крупномасштабной селекции.
Методические указания составлены в соответствии с рабочей про-
граммой курса «Биотехнология в животноводстве», разработанной на кафедре кормления и разведения сельскохозяйственных животных ИжГСХА.
В соответствии с учебным планом по специальности - Зоотехния, по кур-
су «Биотехнология в животноводстве» студент должен выполнить контрольную работу. Для выполнения контрольной работы студент должен дать ответы на во-
просы, представленные в конце данных методических указаний. В контрольной
4
работе необходимо представить список используемой литературы, оформлен-
ный в соответствии с требованиями.
При изучении курса рекомендуется пользоваться следующими литера-
турными источниками:
Основная литература:
1.Глик,Б. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение./
Б.Глик Д. Пастернак. – Москва «Мир». – 2002. – 589 с.:ил.
2.Завертяев, Б.П. Биотехнология в воспроизводстве и селекции круп-
ного рогатого скота / Б.П. Завертяев. – Л.: Агропромиздат. Ленингр.
Отд-ние, 1989. – 255 с.
3.Красота В.Ф. Биотехнология в животноводстве / Б.П. Завертяев,
Е.К. Меркурьева, А.К. Никитин, М.: Колос, 1994. -127 с.
4.Сельскохозяйственная биотехнология: учеб / В.С. Шевелуха (и
др.).- М.: Высш. шк., 2003. – 469 с.: ил.
Дополнительная литература:
1.Новых Н.Н. Трансплантация зародышей: методич. пособие для слушате-
лей ФПК / Н.Н. Новых, А.А. Новых; рец. Л.Н. Чужакин, Красноярск, 1988.
-14 с.
2.Оценка качества эмбрионов крупного рогатого скота: Руководство для работы по пересадке эмбрионов / П. Кауффольд (и др).- М.: Агропромиз-
дат, 1990. – 56 с.: ил.
3.Рекомендации по отбору, подготовке и использованию коров в качестве доноров эмбрионов в условиях племенных хозяйств /Н.М. Решетникова,
А.Т. Сперанский, А.А. Немцов, Д.Б. Переверзев.- Москва, 1991. – 35 с.:
табл.
4.Оценка качества эмбрионов крупного рогатого скота: Руководство для
5
работы по пересадке эмбрионов / П. Кауффольд (и др).- М.: Агропромиз-
дат, 1990. – 56 с.: ил.
5.Рекомендации по отбору, подготовке и использованию коров в качестве доноров эмбрионов в условиях племенных хозяйств /Н.М. Решетникова,
А.Т. Сперанский, А.А. Немцов, Д.Б. Переверзев.- Москва, 1991. – 35 с.:
табл.
Интернет-ресурсы:
1.http://www.transgen.ru/
2.http://www.cbio.ru/
6
Раздел 2
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1.Получение эмбрионов: отбор доноров, проведение суперовуляции, осе-
менение коров-доноров
Трансплантация эмбрионов – биотехнический метод воспроизводства, с
помощью которого можно получить несколько эмбрионов от донора в целях пересадки их в половой аппарат реципиентов.
Биотехнология трансплантации эмбрионов включает ряд последователь-
ных этапов: определение цели трансплантации; отбор доноров;
суперовуляция; синхронизация половой охоты; осеменение доноров; извлече-
ние эмбрионов; оценка качества эмбрионов; организация хранения эмбрионов;
пересадка (подсадка) эмбрионов реципиентам.
Трансплантация эмбрионов крупного рогатого скота является новым био-
технологическим приемом в селекции, основной эффект которого в увеличении количества потомков по материнской линии. Метод трансплантации эмбрионов включает следующие приемы: вызывание полиовуляции у доноров, извлечение эмбрионов, их сохранение и пересадка реципиентам.
Основным назначением метода на данном этапе является получение бы-
ков-производителей и маток воспроизводящих групп, а также сохранение гено-
фонда. Непременными условиями для проведения работ по трансплантации являются полноценное кормление и содержание животных, хорошая орга-
низация воспроизводства стада, а также наличие квалифицированных специа-
листов.
На современном этапе развития метода трансплантации эмбрионы круп-
ного рогатого скота можно получать как от коров постоянного донорского ста-
да, так и от разовых доноров, извлекая эмбрионы не ранее 60 дней после отела,
без вывода животных из основного стада, непосредственно в племзаводах.
7
Отбор животных в доноры эмбрионов.
Отбор животных в доноры проводит комиссия, в которую должны вхо-
дить специалисты ветеринарной и племенной службы и специалисты по транс-
плантации эмбрионов. Генетическое превосходство животного определяется ценностью его предков, длительностью хозяйственного использования, собст-
венной продуктивностью и продуктивностью его потомства, а также соответст-
вием стандарту (по типу) породы.
Донорами эмбрионов могут быть коровы со следующими признаками:
- клинически здоровые, без признаков нарушения обмена веществ (ожи-
рение, дистрофия и т.д.) и реагирующие полиовуляцией при гормональной обработке;
-с межотельным периодом в предыдущих лактациях 360-380 дней;
-с сервис-периодом 70-90 дней;
-проявлением первой охоты до 50 дней после отела;
-легкостью отела и неосложненным течением послеродового периода;
-индексом осеменения 1,2-1,5;
-нормальным состоянием матки и яичников.
Для получения ценного племенного материала матерей-доноров будущих производителей необходимо отбирать в стадах ведущих племенных хозяйств.
Из числа доноров сразу исключают коров с узким анусом, наличием эн-
дометрита к 35 дню после отёла, фолликулярными кистами, а также животных,
имеющих незавершенную инволюцию матки к этому же сроку. Отбирают жи-
вотных с нормальным течением послеродового периода, у которых на протяже-
нии 60 дней после отела зарегистрированы две овуляции и хотя бы одна выра-
женная охота. Коров, стабильно дающих качественные эмбрионы, ставят на особый учет для ежегодного использования в качестве доноров. При хорошей эмбриопродуктивности и выдающихся селекционных признаках коровы-донора можно планировать двух-трехразовое получение эмбрионов.
Требования к коровам-донорам быковоспроизводящей группы:
8
-высокая молочная продуктивность с учетом средней продуктивности за все лактации с выходом молочного жира и белка;
-наличие данных о происхождении не менее, чем по трем рядам предков,
принадлежащих к высокопродуктивному семейству перспективной линии (же-
лательно, чтобы отец коровы-донора имел племенные категории А, Б);
-крепкая конституция и экстерьер с оценкой - не ниже 8 баллов;
-чашеобразная или ваннообразная форма вымени;
-интенсивность молокоотдачи - 1,8-2,0 кг/мин;
-живая масса – не ниже стандарта породы;
-возраст (наиболее желательный) - от 3 до 6 отелов;
-достоверность происхождения по группам крови.
Комплектование донорского стада. Комплектование донорских стад осуществляют только из хозяйств, благополучных по заразным болезням жи-
вотных, что должно быть подтверждено ветеринарным свидетельством или сертификатом.
Учитывая индивидуальные особенности животных по реакции полиову-
ляции, первоначально количество коров должно превышать потребность в до-
норах в 2-3 раза. Выявление коров-доноров проводится непосредственно в хо-
зяйствах (на фермах) с использованием пробной гормональной обработки и из-
влечения эмбрионов. Окончательный отбор проводят после установления реак-
ции коров на введение гонадотропных гормонов для вызывания полиовуляции.
При отсутствии реакции на гормональную обработку корову в доноры не пере-
водят. Основным требованием отбора коров в доноры по физиологическому со-
стоянию является отсутствие у них послеотельных осложнений. Поэтому наи-
большее значение приобретают профилактика и раннее лечение послеотельных осложнений, которые необходимо осуществлять в сухостойный и послеродовой периоды.
Организация сухостойного периода коров, отобранных в доноры
Нарушения процесса родов и послеродового периода часто связаны с причинами, возникающими задолго до отела. Поэтому необходимо начинать
9
профилактику затрудненных отелов и послеотельных осложнений у до-
норов с сухостойного периода, важнейшего в воспроизводительном процессе.
При составлении рационов для доноров руководствуются нормами и рационами кормления (Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных
животных, 1995, 2003). Для профилактики послеотёльных осложнений коров обрабатывают эмульсией витамина А и антисептика стимулятора Дорогова фракция 2 (АСД-Ф2). Коров в сухостойный период необходимо зимой выпус-
кать на прогулку в загоны или устраивать активный моцион до 2 км, а летом содержать на пастбище.
Профилактика предполагает систематическое наблюдение за животными.
С 10 дня после отела состояние яичников и матки коровы определяют ме-
тодом ректального исследования с интервалом 5-7 дней. Каждую неде-
лю (до появления охоты) проводят витаминизацию - 1 млн. ИЕ витамина А.
При первых признаках эндометрита необходимо сразу же начинать интенсив-
ное лечение. К 50 дню после отела половая система донора должна прийти в норму. Животное должно проявить охоту с полноценной овуляцией и четкими внешними признаками.
Для получения наибольшей эмбриопродуктивности необходимо органи-
зовать индивидуальное нормированное кормление доноров с учетом изменения живой массы и молочной продуктивности, потребности в питательных веще-
ствах по месяцам лактации.
Суперовуляция. Самки млекопитающих рождаются с большим числом по-
ловых клеток. Большинство из них постепенно погибают в результате атрезии фолликулов. Практически все растущие фолликулы реагируют на гонадотроп-
ную стимуляцию, которая приводит их к конечному созреванию. Обработка самок гонадотропинами в фолликулярной фазе полового цикла или лютеиновой фазе цикла в сочетании с индуцированием регрессии желтого тела простоглан-
дином Ф2 (ПГФ2) или его аналогами приводит к множественной овуляции (су-
перовуляция) яйцеклеток.
10