Влияние породы и генеалогической линии на показатели спермопродукции и разнообразие морфологических форм сперматозоидов у быков-производителей

В настоящее время значительное внимание уделяется изучению генетической регуляции процессов адаптации сельскохозяйственных животных к условиям окружающей среды. Эта проблема актуальна в связи с широким распространением в различных регионах мира высокопродуктивных пород крупного рогатого скота, созданных в Европе и Северной Америке. Однако до сих пор не изучались изменения в количестве и качестве сперматозоидов быков­производителей пород зарубежной селекции при их адаптации в эколого­климатических условиях Западной Сибири. Цель работы – исследовать особенности качества эякулята и разнообразие морфологических аномалий сперматозоидов у быков­производителей пород зарубежной и отечественной селекции в эколого­климатических условиях юга Западной Сибири. У 44 быков (племпредприятие «Барнаульское», Алтайский край) черно­пестрой, симментальской, англерской и красной датской пород оценивали объем эякулята, концентрацию и общее количество сперматозоидов в эякуляте, долю подвижных и морфологически аномальных половых клеток, определяли встречаемость различных типов аномалий строения сперматозоидов. Установлено, что средние значения концентрации сперматозоидов в эякуляте, доли подвижных и морфологически аномальных сперматозоидов в изученной выборке быков близки к таковым у быков, содержащихся в странах Европы. Межпородных различий по данным показателям не обнаружено. Однако быки группы красных пород (красной датской, англерской) и симментальской породы отличались от быков черно­пестрой породы повышенной встречаемостью аморфных и грушевидных головок сперматозоидов соответственно. При сравнительном анализе показателей качества спермы у быков разных линий черно­пестрой породы установлено, что подвижность сперматозоидов у быков линии Рефлекшн Соверинга 198998 была ниже, чем у быков линии В.Б. Айдиала 1013415. Межлинейных различий по концентрации сперматозоидов в эякуляте, доле морфологически аномальных сперматозоидов, а также встречаемости отдельных типов аномалий сперматозоидов не отмечено. Таким образом, природно­климатические условия юга Западной Сибири не оказывают негативного влияния на продукцию сперматозоидов, а также на содержание подвижных и морфологически нормальных половых клеток в эякуляте у быков. Однако повышенная встречаемость аморфных и грушевидных головок сперматозоидов у быков зарубежной селекции указывает на возможные риски развития у них субфертильности и необходимость исследования фрагментации ДНК сперматозоидов.

1. Зенков П.М., Топурия Л.Ю. Влияние генотипа на показатели спермопродукции быков-производителей. Изв. Оренб. гос. аграр. ун-та. 2014;3:103-105.

2. Ильин В.В. ОАО Племпредприятие «Барнаульское». Новосибирск, 2012.

3. Коростелева Н.И., Рудишина Н.М. История создания и современное состояние алтайской популяции приобского молочного типа скота черно-пестрой породы. Вестн. Алт. гос. аграр. ун-та. 2007;29(3):30-38.

4. Сысо А.И., Ильин В.Б. Эколого-агрохимическая оценка содержания микроэлементов в почвах и растительной продукции на юге Западной Сибири. Проблемы агрохимии и экологии. 2008;3: 33-36.

5. Четвертакова Е.В. Влияние зимне-весеннего периода года на долю аномальных форм сперматозоидов в нативной и криоконсервированной сперме голштинских быков-спермодоноров. Вестн. Краснояр. гос. аграр. ун-та. 2012;(8):118-122.

6. Al-Makhzoomi A., Lundeheim N., Haard M., Rodríguez-Martínez H. Sperm morphology and fertility of progeny-tested AI dairy bulls in Sweden. Theriogenology. 2008;70(4):682-691. DOI 10.1016/j.theriogenology.2008.04.049.

7. Ashrafzadeh A., Karsani S.A., Nathan S. Mammalian sperm fertility related proteins. Int. J. Med. Sci. 2013;10(12):1649-1657. DOI 10.7150/ijms.6395.

8. Ball P., Peters A.R. Reproduction in cattle. Oxford: Blackwell Publ. Ltd, 2004.

9. Björndahl L., Kvist U. Human sperm chromatin stabilization: a proposed model including zinc bridges. Mol. Hum. Reprod. 2010;16(1): 23-29. DOI 10.1093/molehr/gap099.

10. Canario L., Mignon-Grasteau S., Dupont-Nivet M., Phocas F. Genetics of behavioural adaptation of livestock to farming conditions. Animal. 2013;7(3):357-377. DOI 10.1017/S1751731112001978.

11. Enciso M., Cisale H., Johnston S.D., Sarasa J., Fernández J.L., Gos- álvez J. Major morphological sperm abnormalities in the bull are related to sperm DNA damage. Theriogenology. 2011;76(1):23-32. DOI 10.1016/j.theriogenology.2010.12.034.

12. Evenson D.P. The Sperm Chromatin Structure Assay (SCSA) and other sperm DNA fragmentation tests for evaluation of sperm nuclear DNA integrity as related to fertility. Anim. Reprod. Sci. 2016;169:56-75. DOI 10.1016/j.anireprosci.2016.01.017.

13. Freneau G.E., Chenoweth P., Ellis R., Rupp G. Sperm morphology of beef bulls evaluated by two different methods. Anim. Reprod. Sci. 2010;118(2-4):176-181. DOI 10.1016/j.anireprosci.2009.08.015.

14. Fuerst-Waltl B., Schwarzenbacher H., Perner C., Sölkner J. Effects of age and environmental factors on semen production and semen quality of Austrian Simmental bulls. Anim. Reprod. Sci. 2006; 95(1-2):27-37. DOI 10.1016/j.anireprosci.2005.09.002.

15. Hering D.M., Olenski K., Kaminski S. Genome-wide association study for poor sperm motility in Holstein-Friesian bulls. Anim. Reprod. Sci. 2014a;146(3-4):89-97. DOI 10.1016/j.anireprosci.2014.01.012.

16. Hering D.M., Oleński K., Ruść A., Kaminski S. Genome-wide association study for semen volume and total number of sperm in HolsteinFriesian bulls. Anim. Reprod. Sci. 2014b;151(3-4):126-130. DOI 10.1016/j.anireprosci.2014.10.022.

17. Hoflack G., Opsomer G., Rijsselaere T., Van Soom A., Maes D., de Kruif A., Duchateau L. Comparison of computer-assisted sperm motility analysis parameters in semen from Belgian blue and HolsteinFriesian bulls. Reprod. Domest. Anim. 2007;42(2):153-161. DOI 10.1111/j.1439-0531.2006.00745.x.

18. Hopper R.M., King E.H. Evaluation of breeding soundness: basic examination of the semen. In: Hopper R.M. (Ed.). Bovine Reproduction. Oxford: Wiley-Blackwell, 2014;248-260. DOI 10.1002/9781118833971.

19. Koivisto M.B., Costa M.T., Perri S.H., Vicente W.R. The effect of season on semen characteristics and freezability in Bos indicus and Bos taurus bulls in the southeastern region of Brazil. Reprod. Domest. Anim. 2009;44(4):587-592. DOI 10.1111/j.1439-0531.2008.01023.x.

20. Liu S., Yin H., Li C., Qin C., Cai W., Cao M., Zhang S. Genetic effects of PDGFRB and MARCH1 identifed in GWAS revealing strong associations with semen production traits in Chinese Holstein bulls. BMC Genet. 2017;18(1):63. DOI 10.1186/s12863-017-0527-1.

21. Menegassi S.R., Pereira G.R., Bremm C., Koetz C., Jr., Lopes F.G., Fiorentini E.C., McManus C., Dias E.A., da Rocha M.K., Lopes R.B., Barcellos J.O. Effects of ambient air temperature, humidity, and wind speed on seminal traits in Braford and Nellore bulls at the Brazilian Pantanal. Int. J. Biometeorol. 2016;60(11):1787-1794. DOI 10.1007/s00484-016-1167-2.

22. Menon A.G., Barkema H.W., Wilde R., Kastelic J.P., Thundathil J.C. Associations between sperm abnormalities, breed, age, and scrotal circumference in beef bulls. Can. J. Vet. Res. 2011;(4):241-247.

23. Ntemka A., Tsousis G., Brozos C., Kiossis E., Boscos C.M., Tsakmakidis I.A. Breed differences of bull frozen-thawed semen. Reprod. Domest. Anim. 2016;51(6):945-952. DOI 10.1111/rda.12769.

24. Omu A.E. Sperm parameters: paradigmatic index of good health and longevity. Med. Princ. Pract. 2013;22(1):30-42. DOI 10.1159/000354208.

25. Porto-Neto L.R., Reverter A., Prayaga K.C., Chan E.K., Johnston D.J., Hawken R.J., Fordyce G., Garcia J.F., Sonstegard T.S., Bolormaa S., Goddard M.E., Burrow H.M., Henshall J.M., Lehnert S.A., Barendse W. The genetic architecture of climatic adaptation of tropical cattle. PLoS One. 2014;9(11):1-22. DOI 10.1371/journal.pone.0113284.

26. Saacke R.G. Sperm morphology: its relevance to compensable and uncompensable traits in semen. Theriogenology. 2008;70(3):473-478. DOI 10.1016/j.theriogenology.2008.04.012.

27. Sivakumar A., Kumar S., Yathish H.M., Mishra C., Modi R.P., Chaudhary R., Khan S., Sivamani B., Ghosh S.K., Sarkar M. Expression profling and identifcation of novel SNPs in CatSper2 gene and their influence on sperm motility parameters in bovines. Anim. Biotechnol. 2018;29(1):34-40. DOI 10.1080/10495398.2017.1294597.

28. Thundathil J., Meyer R., Palasz A.T., Barth A.D., Mapletoft R.J. Effect of the knobbed acrosome defect in bovine sperm on IVF and embryo production. Theriogenology. 2000;54(6)