Россия
Кемерово, Кемеровская область, Россия
Россия
ВАК 1.5.6 Биотехнология
ВАК 4.1.1 Общее земледелие и растениеводство
ВАК 4.1.2 Селекция, семеноводство и биотехнология растений
ВАК 4.1.3 Агрохимия, агропочвоведение
ВАК 4.1.4 Садоводство, овощеводство, виноградарство и лекарственные культуры
ВАК 4.1.5 Мелиорация, водное хозяйство и агрофизика
ВАК 4.2.1 Патология животных, морфология, физиология, фармакология и токсикология
ВАК 4.2.2 Санитария, гигиена, экология, ветеринарно-санитарная экспертиза и биобезопасность
ВАК 4.2.3 Инфекционные болезни и иммунология животных
ВАК 4.2.4 Частная зоотехния, кормление, технологии приготовления кормов и производства продукции животноводства
ВАК 4.2.5 Разведение, селекция, генетика и биотехнология животных
ВАК 4.3.3 Пищевые системы
ВАК 4.3.5 Биотехнология продуктов питания и биологически активных веществ
УДК 636.018 Биологические основы разведения и выращивания животных
УДК 636.2 Крупные жвачные животные. Крупный рогатый скот
УДК 618 Гинекология. Женские болезни. Акушерство
УДК 57.08 Биологическая техника, экспериментальные методы и оборудование
Цель исследований – создание эффективной системы получения эмбрионов крупного рогатого скота путем усовершенствования питательных сред in vitro. Задачи: оценить использование биологических жидкостей репродуктивного тракта крупного рогатого скота при получении эмбрионов методом in vitro; разработать оптимальный способ получения биологических жидкостей крупного рогатого скота; разработать оптимальный способ подготовки компонента питательной среды на основе биологических жидкостей; исследовать подходящую концентрацию компонента питательной среды на основе биологических жидкостей для добавления в питательные среды; сравнить качество эмбрионов, полученных в питательных средах с добавлением разработанного компонента и в питательных средах без добавления компонента; сравнить группы с разным добавлением биологических жидкостей и выявить наиболее оптимальную дозировку; сравнить процент эмбрионов, достигших стадии бластоцисты, и процент бластоцист, пригодных для пересадки, в группе с добавлением жидкости яйцевода и маточной жидкости, с группой без добавления жидкостей. Объект исследования – ооцит-кумулюсные комплексы крупного рогатого скота. Для проведения опыта по забору маточной жидкости было отобрано 10 голов крупного рогатого скота черно-пестрой голштинизированной породы. Для отбора маточной жидкости был выбран метод аспирации образца из рогов матки. Для отбора жидкости яйцевода был выбран метод отбора проб после убоя животного. В результате исследований разработан оптимальный способ отбора биологических жидкостей на основе модификации катетера Фолея. Усовершенствованное устройство позволило отобрать на 30 мл раствора больше, чем оригинальное устройство. Прямое добавление в питательные среды разработанного компонента увеличило выход качественных эмбрионов, в опытной группе этот показатель достиг 64 %.
эмбрион крупного рогатого скота, маточная жидкость, жидкость яйцеводов, in vitro, полиэтиленгликоль, сахароза
1. Lee J., Lee S., Ryu G., et al. A retrospective analysis of conception per embryo transfer in dairy cattle in South Korea // Theriogenology. 2024. Vol. 226. P. 363–368. DOI:https://doi.org/10.1016/j.theriogenology. 2024.07.001.
2. Machado A.F., Rocha R.F.B., Dos Santos R.M., et al. Genetic parameters for oocytes and embryo production and their association with linear type traits in dairy Gyr cattle // Journal of Dairy Science. 2024. Vol. 107, № 11. P. 9666–9675. DOI:https://doi.org/10.3168/jds.2024-24926.
3. Hansen P.J., Estrada-Cortes E., Amaral T.F., et al. Meta-analysis to determine efficacy of colony-stimulating factor 2 for improving pregnancy success after embryo transfer in cattle // Theriogenology. 2024. Vol. 219. P. 126–131. DOI:https://doi.org/10.1016/j.theriogenology.2024.02.025.
4. Leese H.J., Hugentobler S.A., Gray S.M., et al. Female reproductive tract fluids: composition, mechanism of formation and potential role in the developmental origins of health and disease // Reproduction, Fertility and Development. 2007. Vol. 20, № 1. P. 1–8. DOI:https://doi.org/10.1071/rd07153.
5. Бакоева Ф.М., Ахмедов Ш.М. К вопросу морфологии маточных труб // Colloquim-journal. 2021. № 12-1 (99). С. 58–61.
6. Тагирова А.А., Субханкулова А.Ф. Репродуктивный потенциал семенной жидкости // Акушерство, гинекология и репродукция. 2023. Т. 17, № 1. С. 138–147. DOI:https://doi.org/10.17749/2313-7347/ob.gyn. rep.2023.267.
7. Нежданов А.Г., Михалев В.И., Чусова Г.Г., и др. Метаболический статус коров при задержке внутриутробного развития эмбриона и плода // Сельскохозяйственная биология. 2016. Т. 51, № 2. С. 230–237. DOI:https://doi.org/10.15389/agrobiology.2016.2.230eng.
8. Wolf E., Arnold G.J., Beier H.M., et al. Embryo‐maternal communication in bovine–strategies for deciphering a complex cross‐talk // Reproduction in Domestic Animals. 2003. Vol. 38, № 4. P. 276–289. DOI: 10.1046/ j1439-0531.2003.00435.x.
9. Rocha R.F.B., Garcia A.O., Dos Santos M. G., et al. Parent-of-origin effects for the number of oocytes and embryos in Gir cattle // Livestock Science. 2024. Vol. 280. DOI:https://doi.org/10.1016/j.livsci.2024.105412.
10. Isaac E., Berg D.K., Pfeffer P.L. Using extended growth of cattle embryos in culture to gain insights into bovine developmental events on embryonic days 8 to 10 // Theriogenology. 2024. Vol. 214. P. 10–20. DOI:https://doi.org/10.1016/j.theriogenology.2023.10.004.
11. Pranomphon T., Mahe C., Demattei M.V., et al. Characterization of oviduct epithelial spheroids for the study of embryo–maternal communication in cattle // Theriogenology. 2024. Vol. 217. P. 113–126. DOI:https://doi.org/10.1016/j.theriogenology.2024.01.022.
12. Carlson D., Black D.L., Howe G.R. Oviduct secretion in the cow // Reproduction. 1970. Vol. 22, № 3. P. 549–552. DOI:https://doi.org/10.1530/jrf.0.0220549.
13. Kenny D.A., Humpherson P.G., Leese H.J., et al. Effect of elevated systemic concentrations of ammonia and urea on the metabolite and ionic composition of oviductal fluid in cattle // Biology of Reproduction. 2002. Vol. 66, № 6. P. 1797–1804. DOI:https://doi.org/10.1095/biolreprod66.6.1797.
14. Gonçalves R.F., Staros A.L., Killian G.J. Oviductal fluid proteins associated with the bovine zona pellucida and the effect on in vitro sperm–egg binding, fertilization and embryo development // Reproduction in Domestic Animals. 2008. Vol. 43, № 6. P. 720–729. DOI:https://doi.org/10.1111/j.1439-0531.2007. 00978.x.
15. Souza C.E.A., Moura A.A., Monaco E., et al. Binding patterns of bovine seminal plasma proteins A1/A2, 30 kDa and osteopontin on ejaculated sperm before and after incubation with isthmic and ampullary oviductal fluid // Animal Reproduction Science. 2008. Vol. 105, № 1-2. P. 72–89. DOI:https://doi.org/10.1016/j.anireprosci.2007.11.027.
16. Bauersachs S., Mitko K., Ulbrich S.E., et al. Transcriptome studies of bovine endometrium reveal molecular profiles characteristic for specific stages of estrous cycle and early pregnancy // Experimental and clinical endocrinology & diabetes. 2008. Vol. 116, № 7. P. 371–384. DOI:https://doi.org/10.1055/s-2008-1076714.
17. Robinson R.S., Hammond A.J., Wathes D.C., et al. Corpus luteum–endometrium–embryo interactions in the dairy cow: underlying mechanisms and clinical relevance // Reproduction in Domestic Animals. 2008. Vol. 43. P. 104–112. DOI:https://doi.org/10.1111/j.1439-0531.2008.01149.x.
18. Machado A.F., Guimaraes S.E.F., Lollobrigida de Netto D.S., et al. Phenotypic and genetic relationships among anogenital distance, anti-Müllerian hormone, and in vitro embryo production in Gyr dairy cattle // Journal of Dairy Science. 2024. Vol. 107, № 4. P. 2512–2523. DOI:https://doi.org/10.3168/jds.2023-23497.
19. Feres L.F.R., Siqueira L.G.B., Palhao M.P., et al. Selecting oocyte donors based on anti-Müllerian hormone (AMH) concentrations: A critical analysis of using cutoff values as exclusion criterion for an in vitro embryo production program in Gir cattle // Animal Reproduction Science. 2024. Vol. 266. DOI:https://doi.org/10.1016/j.anireprosci.2024.107491.
20. Miles A.M., Hutchison J.L., VanRaden P.M. Improving national fertility evaluations by accounting for the rapid rise of embryo transfer in US dairy cattle // Journal of Dairy Science. 2023. Vol. 106, № 7. P. 4836–4846. DOI:https://doi.org/10.3168/jds.2022-22298.
21. Simmons R.J., Tutt D. Kwong W.Y., et al. Ovarian follicle flushing as a means of increasing the yield of oocytes and in vitro produced embryos in advanced cattle breeding // Animal-science proceedings. 2023. Vol. 14, № 3. P. 468–469. DOI:https://doi.org/10.1016/j.anscip.2023.03.062.
22. Isaac E., Pfeffer P.L. Growing cattle embryos beyond Day 8 – An investigation of media components // Theriogenology. 2021. Vol. 161. P. 273–284. DOI:https://doi.org/10.1016/j.theriogenology.2020.12.010.
23. Martinez-Rodero I., Salas-Huetos A., Diaz-Munoz J., et al. Blastocoel fluid aspiration improves vitrification outcomes and produces similar sexing results of in vitro-produced cattle embryos compared to microblade biopsy // Theriogenology. 2024. Vol. 218. P. 142–152. DOI:https://doi.org/10.1016/j.theriogenology. 2024.01.042.
24. Hugentobler S.A., Diskin M.G., Leese H.J., et al. Amino acids in oviduct and uterine fluid and blood plasma during the estrous cycle in the bovine // Molecular Reproduction and Development: Incorporating Gamete Research. 2007. Vol. 74, № 4. P. 445–454. DOI:https://doi.org/10.1002/mrd.20607.
25. Hansen P.J. Review: Some challenges and unrealized opportunities toward widespread use of the in vitro-produced embryo in cattle production // Animal. 2023. Vol. 17, № 1. DOI:https://doi.org/10.1016/j.animal.2023. 100745.
26. Bergqvist A.S., Rodríguez-Martínez H. Sulphated glycosaminoglycans (S-GAGs) and syndecans in the bovine oviduct // Animal reproduction science. 2006. Vol. 93, № 1-2. P. 46–60. DOI: 10.1016/ j.anireprosci.2005. 06.029.
27. Park S., Kim D., Jung Y.G., et al. Thiazovivin, a Rho kinase inhibitor, improves stemness maintenance of embryo-derived stem-like cells under chemically defined culture conditions in cattle // Animal Reproduction Science. 2015. Vol. 161. P. 47–57. DOI:https://doi.org/10.1016/j.anireprosci.2015.08.003.
28. Rossignolo E.A.A., Silva N.C.D., Stolf R.L., et al. Evaluation of hCG as gonadotropic support to timed embryo transfer protocol in beef cattle // Theriogenology. 2022. Vol. 195. P. 24–30. DOI: 10.1016/ j.theriogenology.2022.10.004.
29. Eytan O., Jaffa A.J., Har-Toov J., et al. Dynamics of the intrauterine fluid–wall interface // Annals of biomedical engineering. 1999. Vol. 27. P. 372–379. DOI:https://doi.org/10.1114/1.181.
30. Lia X.X., Cao P.H., Han W.X., et al. Non-invasive metabolomic profiling of culture media of ICSI- and IVF-derived early developmental cattle embryos via Raman spectroscopy // Animal Reproduction Science. 2018. Vol. 196. P. 99–110. DOI:https://doi.org/10.1016/j.anireprosci.2018.07.001.
31. Fahning M.L., Schultz R.H., Graham E.F. A technique for the collection of uterine fluids from the live cow // The Veterinary Record. 1966. Vol. 79, № 8. P. 230–233. DOI:https://doi.org/10.1136/vr.79.8.230.
32. Hammon D.S., Holyoak G.R., Dhiman T.R. Association between blood plasma urea nitrogen levels and reproductive fluid urea nitrogen and ammonia concentration in early lactation dairy cows // Animal Reprod Sci. 2005. Vol. 86. P. 195–204. DOI:https://doi.org/10.1016/j.anireprosci.2004.08.003.
33. Verberckmoes S., Van Soom A., De Pauw I., et al. Assessment of a new utero-tubal junction insemination device in dairy cattle // Theriogenology. 2004. Vol. 61, № 1. P. 103–115. DOI:https://doi.org/10.1016/s0093-691x(03)00186-9.
34. Ketchum J.N., Perry G.A., Quail L.K., et al. Influence of preovulatory estradiol treatment on the maintenance of pregnancy in beef cattle receiving in vivo produced embryos // Animal Reproduction Science. 2023. Vol. 255. DOI:https://doi.org/10.1016/j.anireprosci.2023.107274.
35. Gardner D.K. Embryo development and culture techniques // Animal Breeding. 2021. P. 13-46. DOI:https://doi.org/10.1201/9781315137483-3.
36. Lim K.T., Jang G., Ko. K.H., et al. Improved in vitro bovine embryo development and increased efficiency in producing viable calves using defined media // Theriogenology. 2007. Vol. 67, № 2. P. 293–302. DOI:https://doi.org/10.1016/j.theriogenology.2006.07.011.
37. Pugliesi G., Guimaraes da Silva A., Viana J.H.M., et al. Review: Current status of corpus luteum assessment by Doppler ultrasonography to diagnose non-pregnancy and select embryo recipients in cattle // Animal. 2023. Vol. 17, № 1. DOI:https://doi.org/10.1016/j.animal.2023.100752.
38. Leal C.L.V., Canon-Beltran K., Cajas Y.N., et al. Extracellular vesicles from oviductal and uterine fluids supplementation in sequential in vitro culture improves bovine embryo quality // Journal of Animal Science and Biotechnology. 2022. Vol. 13, № 1. DOI:https://doi.org/10.1186/s40104-022-00763-7.
39. Fabra M.C., Izquierdo I., Anchordoguy J.P., et al. Effect of alpha-lipoic acid during preimplantation development of cattle embryos when there were different in vitro culture conditions // Animal Reproduction Science. 2020. Vol. 221. DOI:https://doi.org/10.1016/j.anireprosci.2020.106550.
40. Dahlen C., Borowicz P., Ward A., et al. Programming of embryonic development // International Journal of Molecular Sciences. 2021. Vol. 22, № 21. DOI:https://doi.org/10.3390/ijms222111668.
41. Melo Sterza F.A., Pohland R. Lipid metabolism in bovine oocytes and early embryos under in vivo, in vitro, and stress conditions // International Journal of Molecular Sciences. 2021. Vol. 22, № 7. DOI:https://doi.org/10.3390/ijms22073421.
42. Besenfelder U., Havlicek V., The interaction between the environment and embryo development in assisted reproduction // Animal Reproduction. 2023. Vol. 20. DOI:https://doi.org/10.1590/1984-3143-AR2023-0034.
43. Casciani V., Galliano D., Franasiak J.M., et al. Are we approaching automated ART? Embryo culture, metabolomics, and cryopreservation // F&S Reviews. 2021. Vol. 2, № 4. P. 251–264. DOI: 10.1016/ j.xfnr.2021. 08.001.
44. Leese H.J., McKeegan P.J., Sturmey R.G. Amino acids and the early mammalian embryo: Origin, fate, function and life-long legacy // International Journal of Environmental Research and Public Health. 2021. Vol. 18, № 18. DOI:https://doi.org/10.3390/ijerph18189874.
45. Барышникова М.А., Барышников А.Ю. Иммунолипосомы и мишени их действия // Российский химический журнал. 2012. Т. 56, № 3-4. С. 60–66.
46. Блынская Е.В., Тишков С.В., Алексеев К.В. Технологические подходы к совершенствованию процесса лиофилизации белковых и пептидных лекарственных препаратов // Российский биотерапевтический журнал. 2017. Т. 16, № 1. С. 6–11. DOI:https://doi.org/10.17650/1726-9784-2017-16-1-6-11.
47. Плешков В.А., Зубова Т.В., Смоловская О.В., и др. Совершенствование и апробация OPU-технологии получения ценного генетического материала для ускоренного воспроизводства высокопродуктивного крупного рогатого скота молочного направления на основе эмбриональной селекции. Кемерово: Кузбасская ГСХА, 2021.
