О возможности искусственной репродукции птицы путем трансплантации рудиментарной гонады самок кастрированным самцам


О возможности искусственной репродукции птицы путем трансплантации рудиментарной гонады самок кастрированным самцам

Крындушкина Т.К., научный сотрудник, канд. с.-х. наук, ГНУ Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт птицеводства (ГНУ ВНИТИП Россельхозакадемии)

В статье систематизированы данные публикаций по проблеме искусственной репродукции сельскохозяйственной птицы, изложены предпосылки к разработке этого метода.

Известны разные методы искусственной репродукции птиц, в частности, путем трансплантации овулировавшего желтка в воронку яйцевода несушки-реципиента, с помощью инъекции бластодермальных клеток в бластоцисту на стадии бластулы или примордиальных клеток в кровеносные сосуды предварительно стерилизованного эмбриона-реципиента на стадии закладки гонад. Однако, как отмечают некоторые авторы, большинство этих методов недостаточно эффективны и технологичны, что ограничивает возможность их применения для получения, сохранения и размножения особей с уникальным генотипом. В этой связи актуальной темой научных исследований остается разработка альтернативных методов искусственной репродукции птицы. Одним из них является метод трансплантации прогонады курочек к орхиэктомированным петушкам.

Существует несколько предпосылок к искусственной репродукции птицы этим методом. Основная - появление редкой (до 0,5%) спонтанной самопроизвольной инверсии пола гонад, изменяющей фенотип особи. За появлением признаков противоположного пола у птицы наблюдали еще в глубокой древности. В таких случаях имеет место истинная инверсия, а не сдвиг по полу. Частой причиной этих спонтанных явлений могут быть опухоли гонад, хромосомные аномалии, при которых соматические и половые клетки такого интерсексуального организма триплоидны с двумя Z хромосомами (ZZ) и плохо сформированными гонадами, а также появление особей мозаичных по кариотипу самца и самки. Триплоидность особей с ZZW строением половой хромосомы - одна из возможных причин интерсексуальности кур. Как правило, у таких птиц имеется правый семенник, а левый - представляет собой овотестис. Поскольку имеется большая частота встречающегося гермафродитизма (2,4%), то это указывает на то, что может существовать наследственная предрасположенность к генетическим интерсексам.

Другой предпосылкой является то, что у птиц образуется только одна яйцеклетка и при оплодотворении в зиготе имеется потенциальная возможность развития особей как мужского, так и женского пола. Установлена взаимосвязь маскулинизации кур с повреждением или полным прекращением функции яичников, также предложена концепция бисексуальной природы раздельнополых животных. По сути, бисексуальная основа организма позволяет экспериментально изменять развитие гамет и в конечном итоге определять пол в онтогенезе. В своей работе Kagami H. с соавторами, проанализировав материал опытов с бластодермальными клетками самок и самцов, инъецированными в реципиентные эмбрионы противоположного пола, сообщил, что зародышевые клетки генетических самцов птиц могут трансформироваться в функционирующие яйцеклетки, а у генетических самок - в функционально нормальные спермии.

Третьей предпосылкой к созданию рассматриваемого метода искусственной репродукции птиц является возможность экспериментально индуцировать изменение пола гонад хирургическими способами. Есть достаточное количество данных, свидетельствующих, что экспериментальная инверсия у птиц происходит посредством кастрации в постэмбриональный период, в результате чего стимулируется тестикулярное развитие медулы гонады. У самок птиц гонады анатомически различны: они ассиметричны за счет недоразвития фолликулярной зоны правого яичника. Известно, что гонады птиц состоят из стромы, формирующейся из целомического эпи¬телия, тканей мезонефроса и гамет, развивающихся из первичных зародышевых клеток. Обнаружено, что характер развития этих клеток не зависит от их генотипа (ZZ или ZW), а определяется типом стромы.

Таким образом, в отличие от самопроизвольной инверсии, в основе экспериментальной инверсии лежат не хромосомные аномалии, а бисексуальная природа гамет, при этом вероятность смещения пола может доходить до 20% и более.

Кроме уже известных методов, для создания экспериментальной инверсии и получения реверсированных особей с завершенным сперматогенезом в правой гонаде используются методы хирургических операций. Формирование и функционирование у кур правой (рудиментарной) половой железы семенникового тина под влиянием удаления у них яичников наблюдал еще в начале XX века М.М. Завадовский. Гонадоэктомия приводит к пролиферации правого яичника (прогонады), но уже как семенника, продуцирующего сперму. По мнению ученых, у кур трансформация в петухов связана с гипертрофией и маскулинизацией гонадной структуры после полной левосторонней овариэктомии.

Domm L.V. описал случаи половой реверсии у кур посредством овариэкомии, когда они имели мужской фенотип: гребень, шпоры, голос и повеление петуха. Причем отмечено, что число и степень инверсии гонад больше у так называемых «тяжелых» пород птиц по сравнению с «легкими». После аутопсии (вскрытия) выяснилось, что правая гонада у таких особей стала семенником, а другая железа преобразовалась в овотестис. На основании этого высказывается предположение, что прогонада имеет потенцию развития не только семенника, но и яичника. Гистологическими исследованиями правых желез установлено, что они близки по структуре к семенникам, поскольку в их соединительной ткани имеются развитые семенные канальцы. Кроме того, имеется публикация о попытках искусственного осеменения кур спермой от такого трансформированного и овариэктомированного «петуха», однако ни одно яйцо не оказалось оплодотворенным. Помимо этого, Schampy C. в 1939 году методом кастрации впервые в мировой науке получил потомство от искусственно реверсированной в петуха курицы. Из полученных в опыте яиц удалось вывести 4-х цыплят-самок.

Наряду с методами кастраций учеными рекомендуются методы пересадок (трансплантации и имплантации) донорских гонад. Ввиду более широких возможностей этих методов, они могут быть ориентированы для решения задач по нескольким направлениям. Например, пересадки гонад могут использоваться для устранения бесплодия межвидовых гибридов и для увеличения курочек или петухов в потомстве, а также для индуцирования инверсии пола гонад, изменяющей фенотип птицы.

В экспериментах первого направления по выведению новых форм межвидовых гибридов птиц, отличающихся повышенным эффектом гетерозиса по продуктивным качествам и, в частности, в целях получения деликатесной печени, прослеживаются разноречивые результаты. Так, по имеющимся данным, для достижения определенной плодовитости мулардов, полученных от скрещивания мускусных и пекинских уток, группой ученых трансплантировались внутрибрюшинно гибридные семенники к чистопородным мужским особям. В дальнейшем в опытной группе наблюдался завершенный сперматогенез в прижившихся донорских трансплантатах. Отмеченные в этих статьях положительные результаты объяснялись не только гистосовместимостью партнеров, но и выбором конкретных сочетаний пород. В то же время в аналогичных опытах, проведенных другими учеными, подобные выводы опровергались.

Положительные результаты при использовании методов пересадок достигнуты также в исследованиях, направленных на увеличение числа курочек в потомстве. Для решения этой задачи, к примеру Курбатовым А.Д., проведены успешные опыты с подкожными имплантациями фрагментов мышечной ткани, печени и селезенки взрослым курам за месяц до сбора яиц на инкубацию.

Еще одно направление в применении методов пересадок донорских гонад отражено в очень редких публикациях, где продемонстрирована возможность развития правой половой железы самок в семенник по мужскому типу посредством трансплантации прогонады кастрированным самцам и даже получения спермы из нее, часто - первые стадии спермогенеза и очень редко созревшие спермии. В таких случаях для преодоления барьеров гистонесовместимости у особей имплантациями создается иммунотолерантность, существенно повышающая частоту приживления и результативность таких трансплантаций.

Наибольший интерес в этом отношении представляет работа Frankenhuis M.T. и Kappert H.J., которые на коричневых леггорнах провели исследования по экспериментальной трансформации 10-суточных эмбриональных правых гонад самок в фертильные семенники орхиэктомированных в 10-суточном возрасте петухов-рециниентов. Целью данной работы было получение кур с генотипом (WW), которые при спаривании с нормальными петухами (ZZ) должны дать в потомстве исключительно самок (ZW). В этих опытах были отмечены положительные результаты по индукции инверсии пола прогонад вплоть до наличия в них всех стадий сперматогенеза, но при отсутствии эпидидимуса и семенных протоков. Вследствие этого, спермии брались из паренхимы трансплантатов и по причине их низкой подвижности вводились в область маточно-вагипального соединения. От 4-х искусственно осемененных вергильных кур было получено 18 оплодотворенных яиц, из которых вывелись 6 генотипически и фенотипически нормальных курочек и 5 таких же петушков. В итоге, хромосомным анализом не выявлено самок с генотипом (WW). Возможно, это связано с недостаточно большим числом потомков или с такой комбинацией у кур, при которой из-за отсутствия 2 хромосомы происходил летальной исход птицы.

Таким образом, рассмотренный метод искусственной репродукции является достаточно эффективным и перспективным, поэтому заслуживает дальнейшего изучения и скорейшей разработки. 

Статьи партнеров

А.Б. Гущева-Митропольская, Технический специалист ООО «Эвоник Химия» Н.А. Дзядзько, Технический специалист Evonik Operations GmbH По материалам AMINOTec, Edition 1, Novembe...

22.04.2021
2348

В. А. Афанасенко, технический специалист по птицеводству компании Каргилл Прибыль может и не единственная, но точно неизменная цель любого бизнеса, в том числе и в мясном ...

20.04.2021
2353

Микотоксины являются одними из наиболее важных стрессовых факторов, вызываемых кормлением, которые влияют на продуктивность птицы. Негативные последствия от микотоксикозов весьма...

31.03.2021
2414

Доктор Сюзанна Ротштейн (Dr. Susanne Rothstein), Biochem В современном производстве яиц основное внимание уделяется повышению продуктивности птицы и обеспечению производства...

25.03.2021
5810

Майк Хинрих, компания Biochem, Германия Одна из основных проблем в кормопроизводстве — загрязнение растительного сырья (в поле или при хранении) плесневыми грибами и их мета...

23.03.2021
10086

Технический специалист по птицеводству ООО Провими (Каргилл) Навицкий Андрей Владимирович Многие специалисты  птицефабрик сталкиваются с отставанием в росте и низкой ...

16.02.2021
2919

Бернард ЛАНДВЕР, доктор, старший специалист по кормлению животных Компания Biochem, Германия. Незаменимые микроэлементы, такие как Zn, Mn, Cu и Fe, участвуют в широком спе...

01.02.2021
2762

Зевакова В.К., руководитель технического отдела по птицеводству, ООО «Провими» (Каргилл). Выращивание птицы без антибиотиков - это одна из основных задач российского птице...

28.01.2021
2996

Рубен КРЕСПО, Бастиан ХИЛЬДЕБРАНД, доктор наук Компания Biochem, Германия В последние десятилетия в кормлении сельскохозяйственных животных и птицы широко применяют различ...

28.01.2021
2657

Кристоф Боствиронуа (Christophe Bostvironnois), менеджер по глобальным продуктам Жан-Кристоф Боден (Jean-Christophe Bodin), технический менеджер по продукции Джон Шлейфер (Jo...

14.01.2021
2713

Брылин А.П. к.в.н., генеральный директор ГК ПРОВЕТ Обеспечение биологической безопасности продукции птицеводства – вопрос, имеющий первостепенное значение как для европейс...

17.11.2020
3725