способ сохранения редких и исчезающих пород животных

Формула изобретения

Способ сохранения редких и исчезающих пород животных, заключающийся в том, что 48 производителей разделяют на 4 группы (А, В, С, D) по 12 голов, маток распределяют на 12 групп по 10-15 голов в каждой, затем спермой первого производителя 1А осеменяют маток первой группы, спермой второго производителя 2А осеменяют маток второй группы, ... спермой 12 производителя осеменяют маток 12 группы; от каждой из 10-15 матерей в каждой из 12 групп для дальнейшего воспроизводства оставляют одну лучшую дочь; лучших дочерей из первого поколения, полученных от матерей первой группы и отца 1А, осеменяют спермой производителя 2А, лучших дочерей, полученных от матерей второй группы и отца 2А, осеменяют спермой производителя 3А, ... лучших дочерей, полученных от матерей 12-ой группы и отца 12А, осеменяют спермой производителя 1А; ротацию производителей проводят до получения маток 6-го поколения; лучших маток 6-го поколения осеменяют спермой их прапрапрапрадедов (1А, 2А...12А); лучших маток седьмого поколения, полученных от матерей первой группы и производителя 1А, осеменяют спермой производителя 1В, лучших маток седьмого поколения от матерей второй группы и отца 2А осеменяют спермой производителя 2В,... лучших маток седьмого поколения, полученных от матерей 12-ой группы и отца 12А, осеменяют спермой производителя 12В; в дальнейшем осуществляют ротацию производителей группы В, подобную ротации производителей группы А, до получения потомства 13-го поколения; лучших маток из 13-го поколения в каждой из 12 групп осеменяют спермой прапрапрапрадеда (1В, 2В...12В); лучших маток из 14-20 поколений осеменяют спермой производителей из группы С по вышеописанной схеме, а начиная с 21 поколения лучших маток осеменяют спермой производителей группы D также по вышеописанной схеме, через 28 поколений после замыкания цикла начинают новый цикл, причем используют в качестве производителей-продолжателей микролинии первой группы А лучших быков, отобранных из 7-го поколения (1Ан, 2Ан...12Ан), в качестве производителей-продолжателей группы В лучших быков, полученных из 14-го поколения (1Вн, 2Вн...12Вн), в качестве производителей-продолжателей группы С лучших быков, полученных из 21 поколения (1Сн, 2Сн...12Сн), в качестве производителей-продолжателей группы D лучших быков, полученных из 21 поколения (1Dн, 2Dн...12Dн).

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к животноводству и предназначено для сохранения редких и исчезающих пород сельскохозяйственных животных.

Вследствие изменений требований к породам сельскохозяйственных животных многие из них утеряли свое хозяйственное значение, значительно уменьшилось их поголовье, а отдельные аборигенные породы стоят на грани исчезновения. Однако эти породы являются бесценными в отношении таких признаков как высокая приспособленность к местным условиям, устойчивость к ряду заболеваний, наносящих огромный вред животноводству. У отдельных пород хорошо развиты такие показатели продуктивности как жирномолочность (якутский скот), вкусовые качества мяса (местные породы свиней), многоплодие (романовская порода овец) и др.

По основным видам сельскохозяйственных животных Россия в последние годы потеряла около 20% своего породного разнообразия, в числе которого: 3 породы крупного рогатого скота, 2 породы свиней, 8 пород овец, несколько пород лошадей и десятки пород птиц. На грани исчезновения оказались многие ценные отечественные породы скота, десятки пород овец (в т.ч. уникальная романовская порода), свиней, лошадей (Паронян И.А Современное состояние генетических ресурсов отечественного животноводства: пути и методы их сохранения // Селекционно-генетические методы повышения продуктивности сельскохозяйственных животных: Тез. докл. науч. конф., посвященной 60-летию ВНИИ генетики и разведения с.-х животных - СПб., 2000. - С.20-22). В частности, в Сибири исчезла сибирская северная порода свиней, на грани исчезновения находится якутский крупный рогатый скот и якутские лошади, кемеровская порода свиней, тывинские яки, вулундинские овцы и др. Все это предполагает изыскание новых, достаточно эффективных способов сохранения на Земле биораэнообразия домашних животных.

В мире не разработаны методы сохранения малых популяций (100-150 голов) редких и исчезающих пород животных. Основная трудность - это неизбежное возникновение в них различных степеней инбридинга, инбредной депрессии, потеря генетического разнообразия и в конечном итоге исчезновение породы.

Все известные методы сохранения малочисленных популяций животных основываются на глубоком замораживании в жидком азоте половых клеток (яйцеклеток и сперматозоидов), зигот и эмбрионов, продолжительном их хранении и использовании в тот момент, когда возникнет необходимость в разведении той или иной породы, когда ее представители уже исчезли с лица Земли (Паронян И А Сохранение и использование генофонда пород с.-х животных. - Автореф. ... дисс. д-ра биол. наук. - СПб - Пушкин, 1995. - С.60). Однако недостаток этих методов заключается в том, что в связи с временным разрывом поколения животных, от которых были взяты половые клетки, зиготы и эмбрионы, и поколения, полученного из них через какой-то промежуток времени, последнее, не испытав естественный и искусственный отбор, может оказаться малоприспособленным к изменившимся климатическим и хозяйственным условиям, также когда-то ценные отдельные качества могут со временем таковыми не быть.

Сложность сохранения исчезающих и редких видов заключается и в том, что из-за малочисленности их поголовья из поколения в поколение нарастает инбридинг, который приводит к инбредной депрессии, выражающейся в снижении жизнеспособности, продуктивности, других хозяйственно полезных признаков.

Задача изобретения заключается в сохранении редких пород животных, стоящих на грани исчезновения.

Поставленная задача достигается путем создания микролинии, взятия для глубокого замораживания в жидком азоте 5000 доз спермы от 12 производителей в каждой из 4 групп, которые станут родоначальниками микролиний. Путем ротации производителей в пределах каждой из 4 групп получают потомство от маток 12 групп, в каждой из которых имеется 10-15 голов (всего первоначальный маточный состав представлен 120-180 головами). В итоге малочисленная группа животных, состоящая из 48 производителей и 120-180 маток, может сохраняться и разводиться в генофонцных и других хозяйствах, заинтересованных в данной группе или породе, на протяжении многих десятков и сотен лет без применения тесного инбридинга, проходя горнило естественного и искусственного отбора. При возрастании спроса на животных данной породы ее поголовье может быть увеличено в кратчайшие сроки без больших материальных, трудовых и финансовых затрат.

От способа-прототипа (Прохоренко П.Н., Паронян И.А. Сохранение генофонда малочисленных пород сельскохозяйственных животных на 1995-2005 // Федеральная программа - МСХиП, М., 1994. - С.74), при котором предложено 2 основных метода сохранения генетического материала - сохранение чистопородного стала животных в генофондных хозяйствах или фермах и создание генофондных банков спермы, эмбрионов и яйцеклеток, заявленный способ отличается тем, что в нем указано использование семени каждого производителя на конкретных матках породы, численность которых в крайних случаях может быть сокращена до 120-180 голов, использование их потомков каждого из 28 поколений, которым заканчивается один полный цикли начинается 2-й цикл использования производителей новой генерации. При этом способе сперма производителей не только сохраняется длительное время (без хранения эмбрионов и яйцеклеток), но она периодически используется для получения животных следующих поколений, поэтому эти поколения систематически проходят горнило естественного и искусственного отбора в изменяющихся климатических, антропогенных, технологических, кормовых условиях и т.д. Порода, таким образом, не остается в «застывшем» состоянии, она будет пластичной и всегда отвечать меняющимся со временем требованиям человека, сохраняя свою уникальность, ради которой человечество и будет ее сохранять для следующих поколений. Представляется возможно детально изучить генофонд породы, проверить генетический груз, выявить и элиминировать летальные и полулетальные аллели. Это, в свою очередь, необходимо при использовании в будущем технологии генокопирования животных. Кроме того, при простом длительном хранении спермы одного и того же производителя накапливается генетический груз в виде мутаций, которого в значительной мере можно избежать через постоянную ротацию спермы в криоконсервационном банке.

Для сохранения редких и исчезающих пород животных достаточно наличие 48 производителей данной породы, разбитых на 4 группы (А, В, С и D) по 12 голов в каждой и 120-180 маток, распределенных на 12 групп по 10-15 голов в каждой из них От каждого производителя, который является родоначальником микролинии, берется до 5000 доз спермы и закладывается на хранение в банк криоконсервированной спермы.

Для получения потомства первого поколения (F₁) спермой первого производителя из группы А (1А) осеменяют коров первой группы, производителем 2А осеменяют коров второй группы и т.д. до 12 производителя и 12-й группы маток (см.табл.). От каждой из 10-15 матерей в каждой из 12 групп для дальнейшего воспроизводства оставляется только одна лучшая дочь, остальные дочери и все сыновья выранжировываются в другие хозяйства или выбраковываются. Лучшие дочери из F₁ , полученные от матерей первой группы и отца 1А, осеменяются спермой производителя 2А, полученные от матерей второй группы и отца 2А - спермой производителя 3А и т.д. до 12 группы, которые осеменяются спермой производителя 1А. Лучшие дочери из F ₂, полученные от матерей первой группы и отца 2А, осеменяются спермой производителя 3А, от матерей второй группы и отца 3А - спермой производителя 4А и т.д. Такая ротация производителей из группы А проводится до получения маток 6 поколения (F ₆) в каждой из 12 групп. Лучшие матки 6 поколения из первой группы, являясь прапрапраправнучками родоначальника микролинии (1А), осеменяются его спермой, матки из второй группы осеменяются спермой производителя 2А и т.д. Коэффициент инбридинга при этом будет незначительным и составит 0,78%. Однако генетическое сходство потомства 7 поколения со своим родоначальником микролинии возрастет с 1,56% у F₆ до 50,78% у F₇.

Один лучший производитель из 7 поколения в каждой микролинии, полученный от родоначальника микролинии из группы А, становится ее продолжателем и его сперма (5000 доз) закладывается в банк криоконсервированной спермы на хранение. Продолжатели микролиний группы А из 7 поколения обозначаются 1Ан, 2Ан, 3Ан...12Ан.

По одной лучшей дочери из 7 поколения, полученной от каждой матери, используется для воспроизводства путем осеменения семенем производителя группы В. При этом дочерей из F7, полученных от матерей из первой группы и отца 1А, осеменяют спермой производителя 1В, полученных от матерей второй труппы и отца 2А - спермой производителя 2В и т.д. до 12 группы маток, которых осеменяют спермой производителя 12В. В дальнейшем осуществляется ротация производителей группы В при использовании на матках 12 групп, подобная ротации производителей группы А, которая описана выше, до получения потомства 13 поколения (F₁₃). Лучшие матки из F₁₃ в каждой из 12 групп осеменяются спермой прапрапрапрадеда (1В, 2В...12В), который является родоначальником микролинии из группы В. Коэффициент инбридинга при получении потомства F₁₄ составит только 0,78%, а генетическое сходство этого поколения с родоначальником микролинии увеличится до 50,78%.

Один лучший производитель из 14 поколения в каждой микролинии, полученный от родоначальника микролинии из группы В (1В, 2В...12В), становится ее продолжателем (1Вн, 2Вн...12Вн) и его сперма (5000 доз) закладывается на хранение в банк криоконсервированной спермы.

Одну лучшую дочь из 14-20 поколений, полученную от каждой матери, используют для воспроизводства путем осеменения семенем производителей группы С по вышеописанной схеме путем ротации производителей в каждой микролинии. Поколение F₂₁ получают от родоначальника микролинии группы С с применением такого же инбридинга, как и при выведении животных F₇ и F₁₄ (0,78%), генетическое сходство с родоначальником также составит 50,78%. Один лучший производитель из F₂₁ в каждой микролинии становится ее продолжателем (1Сн, 2Сн...12Сн) и его сперма в количестве 5000 доз закладывается на хранение в банк криоконсервированной спермы.

Производители группы D начинают использоваться на матках с 21 поколения, полученных от родоначальников микролиний группы С, и до 27 поколения. Лучшие матки последнего (F₂₇ ) поколения осеменяются семенем родоначальников микролиний группы D, генетическое сходство с ними у потомства F₂₈ возрастает опять до 50,78% при коэффициенте инбридинга по Райту-Кйслювскому 0,78%. Один лучший производитель из F₂₈ в каждой микролинии становится ее продолжателем (1Dн, 2Dн...12Dн) и его сперма (5000 доз) закладывается на хранение в банк криоконсервированной спермы.

Цикл использования производителей 4 групп (А, В С, D) через 28 поколений замыкается, начинается новый цикл путем использования производителей группы Ан (новое поколение) - 1Ан, 2Ан ... 12Ан на матках F₂₈, полученных от производителей группы D, путем ротации семени в каждой микролинии.

Предлагаемая схема при ограниченном поголовье производителей (48) и маток (120-180) в исходной группе позволяет осуществлять подбор с коэффициентом инбридинга не выше 0,78%, не увеличивать поголовье животных, а только сохранять его на определенном уровне до тех пор, пока эта порода не будет востребована для широкого использования, проводить отбор животных в каждом поколений, лучше приспособленных к климатическим, техногенным, технологическим кормовым и другим условиям, избежать чрезмерного увеличения генетического груза через мутационный процесс.