Протос, сын Баркипа, Ясности и Танкетки

Современные биотехнологии стали условием успеха в молочном животноводстве. Передовые страны оставляют в прошлом метод искусственного осеменения животных, на смену ему приходит технология искусственного оплодотворения и подсаживания готовых эмбрионов суррогатным матерям. У каждого теленка, полученного методом биотехнологий, в результате не по два, а по три родителя — два генетических донора и суррогатная мать, которая вынашивает плод.

Вслед за первым теленком идут следующие, технология уже поставлена на поток, Десятки коров и телок, ставших суррогатными матерями для созданных петербургскими учеными в пробирке эмбрионов, ждут приплода. Через пять-десять лет это приведет к повышению продуктивности всего молочного страда нашей страны.

Бык — половина стада

Черно-белый бычок Протос (в переводе с греческого — «первый»), родился 12 февраля. Отец — американский бык-производитель Баркип голштинской породы, он обладает одним из высочайших в мире индексом племенной ценности — TPI 3490. Этот индекс определяется по совокупности десятков признаков, влияющих на качество породы. Генетическая мать — корова Ясность, суррогатная — Танкетка.

Отбор быков, способных улучшить породу, происходит в несколько этапов: сначала зоотехники отбирают одного из сотни, затем снова одного из сотни, основываясь на продуктивных показателях животного и его геномной прижизненной оценке. «Прижизненная оценка формируется так: у быка рождаются дочери, становятся дойными коровами, и по тому, сколько они дают молока, какого оно качества, оценивают быка», — пояснил «Стимулу» кандидат ветеринарных наук доцент кафедры генетических и репродуктивных биотехнологий Санкт-Петербургского государственного университета ветеринарной медицины Вадим Ачилов. Лучшие быки сейчас, по его словам, в Америке, Канаде и европейских странах. «Быки-улучшатели выводились селекционерами десятилетиями», — отметил он.

Племенные показатели быка все время дополняются на основе характеристик, которые демонстрируют его дочери. Среди основных, помимо количества и качества молока, — легкость отела, постановка конечностей, устойчивость к характерным для молочного скота болезням — всего 40‒50 различных характеристик. «За счет лучших быков улучшается поголовье дойных коров. В основе улучшения лежит генетика, а лучшая генетика раскрывается при правильном кормлении и содержании, — говорит Вадим Ачилов. — Поэтому бык — половина стада, его роль очень важна для показателей воспроизводства».

Топ-100 лучших быков-производителей регулярно обновляется. Когда бык попадает в эту обойму, специалисты начинают получать от него генетический материал, фасовать его, криоконсервировать и продавать для осеменения коров во всем мире. «Мы выбираем быков из списка топ-100, который формируется в США каждые четыре месяца, этот генетический материал привозят довольно лимитированно в нашу страну, но привозят. На основе этого генетического материала мы производим заказное скрещивание животных», — рассказал «Стимулу» зоотехник-селекционер племенного завода «Бугры», ассистент кафедры генетических и репродуктивных биотехнологий Санкт-Петербургского государственного университета ветеринарной медицины Вадим Олонцев.

Зоотехники, по словам Вадима Ачилова, уделяют большое внимание подбору родительских пар, стремясь не допустить имбридинга — близкородственного скрещивания. «Это условие того, чтобы животные рождались здоровыми и продуктивными. Зоотехники, проводя подбор пар потенциальных родителей, базируются на анализе племенных карточек генеалогии каждого животного, смотрят, кто были отец и мать коровы или быка, отец матери и мать матери, отец отца и мать отца и так далее на протяжении нескольких поколений», — комментирует эксперт. «В случае с Протосом подбор генетических родителей мы проводили с помощью программы математического моделирования племенной ценности “Генстор”», — добавляет Вадим Олонцев, который и проводил эту работу.

Работа с эмбрионом в лаборатории

СПбГУВМ

Использовать генетический потенциал матери

Гены быков-улучшателей используются и при технологиях предыдущего поколения — при осеменении коров генетическим материалов быков. Приплод сочетает высочайшие генетические качества быка и средние — коровы или телки.

«Генетику матери раньше было нельзя так тиражировать, как генетику отца, потому что корова за всю свою жизнь может родить три‒семь телят, то есть ее генетика передастся максимум семи потомкам. А если это корова тоже выдающаяся в генетическом плане, у нее высокие показатели, хорошее здоровье, невосприимчивость к заболеваниям?» — говорит Вадим Ачилов. Именно для тиражирования генетического потенциала коров была разработана технология экстракорпорального оплодотворения, создания эмбрионов в пробирке — IVP (in vitro production).

«Генетический потенциал коров мы можем реализовать за счет повышенного тиражирования в нашей новой лаборатории. Такая корова после ее геномной оценки становится донором яйцеклеток. Мы получаем ее прижизненные яйцеклетки с помощью трансвагинальной аспирации яичников. В течение нескольких месяцев собираем ее яйцеклетки, сразу их оплодотворяем, получаем эмбрионы со высокими показателями, потому что в этом случае высокопродуктивны оба родителя. У нас получаются сверхвысокоэффективные эмбрионы», — рассказывает Вадим Ачилов.

Практика показывает, что в хозяйстве может быть несколько тысяч коров и только у единиц высокая генетика. Эти единицы и становятся донорами, от них ученые получают десятки и сотни яйцеклеток, оплодотворяют их методом ЭКО, получают сотни эмбрионов и затем подсаживают их коровам с обычным генетическим потенциалом, но обладающим хорошим здоровьем для вынашивания теленка.

Ясность, генетическая мать Протоса, — высокопродуктивная племенная корова из Ленинградской области, 2023 года рождения, дает удой свыше 14 000 кг за 305 дней лактации. Причем такую высокую продуктивность она показала уже во время первой лактации.

Суррогатной матерью стала корова Танкетка, 2020 года рождения. «Это взрослая корова, старше генетической матери, она рождена от американского быка, но она менее продуктивна, имеет средние удои. К четвертой лактации животные имеют свойство раздаиваться, молочная продуктивность Танкетки к четвертой лактации достигла 13 200 килограммов за лактацию. После рождения Протоса у нее идет пятая по счету лактация», — пояснил Вадим Олонцев.

Вадим Ачилов за работой в лаборатории

СПбГУВМ

Из лаборатории — к промышленному применению

Как отмечает Вадим Ачилов, метод подсадки эмбрионов отработан во всем мире и применяется достаточно широко. «Наша основная задача — удешевить этот метод, чтобы он мог конкурировать с искусственным осеменением. Теперь мы можем делать это на своей базе», — сказал он.

В настоящее время в Россию из-за рубежа ввозится около 4 млн спермодоз и около 5000 эмбрионов молочного скота. Возможность производить эмбрионы на собственном оборудовании в собственных культурных средах повышает независимость от иностранных партнеров.

«Рождение этого теленка не случайная удача, а закономерный результат многолетней системной работы. Мы целенаправленно выстраивали компетенции: от геномной оценки и селекционных подборов до эмбриологии и криоконсервации. Сегодня наша лаборатория способна создавать животных с заданными характеристиками, которые позволят вывести российское племенное животноводство на принципиально новый уровень», — пояснил ректор Санкт-Петербургского государственного университета ветеринарной медицины, член-корреспондент РАН Кирилл Племяшов. Созданная им научная школа выполнила эту работу. Вложения вуза в оборудование лаборатории репродуктивных технологий составили 7‒8 млн рублей.

Университет тесно сотрудничает с племенным заводом «Бугры», который стал его промышленной базой. Со стороны завода в разработке и внедрении технологии ЭКО участвовали генеральный директор Виктор Локтионов и директор по животноводству Николай Григоровский.

По словам Вадима Ачилова, технология «вышла на промышленные рельсы». «Мы штампуем эмбрионы, консервируем и подсаживаем. Стремимся», — говорит он, отмечая, что заметный экономический эффект применения биотехнологии можно будет ощутить примерно через пять-десять лет.

Пока ЭКО на порядок дороже искусственного осеменения. В первом случае процедура стоит хозяйству от одной до трех тысяч рублей, а в случае ЭКО стоимость одного эмбриона достигает 15‒20 тысяч. «На данный момент ЭКО не может конкурировать по цене с искусственным осеменением, но в долгосрочной перспективе, когда процент пересадки высокопродуктивных эмбрионов при обновлении поголовья скота станет заметным, экономический эффект будет весьма большим. Плюс эта технология является мощной базой для создания новых биотехнологических приемов воспроизводства животных, — говорит Вадим Ачилов. — Мы получим более высокопродуктивное стадо животных, у которых будет и больше молока, и это молоко будет более качественным по белку и жиру, и эти животные благодаря направленной селекции будут более пригодны к промышленной технологии содержания». Он пояснил, что содержание животных в животноводческих комплексах имеет свою специфику и проблемы. Это и постоянная дойка, распространенные заболевания конечностей, тяжелые отелы, маститы. «Мы сможем подбирать животных и тиражировать генетику, более устойчивую к этим заболеваниям», — отмечает специалист.

Первые в консорциуме

Какова будет судьба Протоса, зависит от результатов генетической оценки. Эта процедура еще только предстоит теленку в ближайшее время.

Однако на подходе другие телята из пробирки, причем обоих полов. Рано или поздно среди них появятся настоящие чемпионы по генетическим качествам. «У нас уже есть банк криоконсервированных эмбрионов, мы регулярно проводим подсадки и уже начали обновлять поголовье», — пояснил Вадим Ачилов. Для того чтобы улучшить молочное стадо Ленинградской области, «нужно около 20 топовых быков, хотя чем больше, тем лучше». Но задача ставится шире, федерального масштаба. Таких результатов нужно добиться в каждом регионе страны, где разводится молочный скот.

Для этого в прошлом году под эгидой Министерства сельского хозяйства создан консорциум вузов, работающих на единой платформе эмбриотрансфера. Помимо Санкт-Петербургского государственного университета ветеринарной медицины в составе консорциума работает Санкт-Петербургский аграрный университет, Кубанский государственный аграрный университет, Московская ветеринарная академия им. К. И. Скрябина, Самарский государственный университет.

В каждом из объединенных в консорциум вузов есть лаборатория репродуктивных технологий. Вузы регулярно проводят встречи, на которых делятся опытом. Проект курирует советник министра сельского хозяйства Ольга Абрамова.

При правильной постановке задач и упорной работе ученые за пять-десять лет способны выйти на один уровень с зарубежными лидерами отрасли, полагает Вадим Ачилов. Потом, по мере удешевления процессов, можно будет тиражировать технологию на все поголовье молочных животных страны и в конечном счете значительно повысить продуктивность животных и их устойчивость к заболеваниям.