"SAVREMENA POLJOPRIVREDA" VOL. 52, 3-4 (2003) SIR. 209-213, NOVl SAD
ULOGA I ZNACAJ BIOTEHNOLOGIJA U REPRODUKCIJI
DOMACIH ŽIVOTINJA
KOŠARCIC D, KOŠARCIC SLAVICA, GRUBAC S.
IZVOD: Tehnologije u reprodukciji domacih životinja predstavljaju siroko poljestrategija,
koje su osmišljene da poboljsaju reproduktivni potencijal i individualnu selekciju unutar
populacije ili zapata.Prve tehnologije, odnosno, biotehnologije u reprodukciji životinja bile
su ciljno postavljene u odabiru grla pri parenju ipovezane su sa pripitomljavanjem. Razvoj
bioloških nauka uticao je na bolje razumevanje fiziologije reprodukcije, endokrinologije i
embriologije, narocito u drugoj polovini dvadesetog veka i doprineoje da biotehnologije kao
što su: V. O. indukcija i sinhronizacija estrusa, superovulacija, presadivanje ranih embriona
I'in vitro' oplodenje brzo se razviju i postanu prakticno primenjive u cilju povecanja
ekonomske koristi u stocar-stvu. Biotehnologije kao dobijanje transgenskih životinja,
interplazmaticno injektovanje sperme, kloniranje embrionalnih ilisomatskih celija kao
inicijalne tehnologije su u fazi istraživanja i predstavljaju naucno-istraživacki potencijal.
Manipulacije genetskim materijalom u reprodukciji, zahtevaju kontrolu i pracenje genetske
osnove domacih životinja. Cilj ovog radaje upoznavanje naucne i strucnejavnosti o primeni
navedenih tehnologija, postig-nutim rezultatima u prethodnom periodu i mogucnostima
implementacije najnovijih istraživanja upostojece resurse sa ciljem stvaranja savremene i
rentabilne stocarske proizvodnje.
Kljucne reci: reprodukcija, tehnologije, genetski materijal
UVOD: Osnovni ciljevi savremene stocarske proizvodnje su; kako povecati plodnost priplodnih grla, produžiti vreme njihovog priplpdavanja dobiti i odgojiti što veci broj genetski kvalitctnih potomaka. Glavni preduslovi uspešne animalne proizvodnje kako u naturalnom tako i u ekonomskom smislu je visok nivo reproduktivne efikasnosti domacih životinja. Ostvarenje navedenih
ciljeva zavisi od mnogo faktora, koji se mogu svrstati u dva osnovna i toifaktori koji odreduju genetski potencijal reproduktivnih osobina priplodnih grla i faktori spoljne sredine, koji omogucuju
fenotipsko ispoljavanje reproduktivnih karakteristika.
Prakticno od interakcije ovih faktora zavise vrednosti reproduktivnih performansi kao što
su:starost i telesna masa kod puberteta, redovni estrusni ciklusi i ovulacije, normalni graviditet, porodaj i puerperijum, ovulaciona vrednost, intrauterino preživljavanje, otpornost prema mnogim bolestima posebno reproduktivnih organa. Ako se zna da su navedene reproduktivne osobine vrlo nisko nasledne i da uglavnom iznose od 5-10%, izuzev ovulacione kvote (broj ovuliranih jajnih celija u jednom estrusu) koja ima veci koeficijenat naslednosti i iznosi od 30-42% (Hanrahan 1987).
Sve ovo ukazuje da na reproduktivne parametre znatno vise uticu tzv. paragenetski faktori kaomacin držanja, ishrana, svetlosni efekti, stetne materije u hrani, stresni momenti itd.
Ako je sve navedeno poznato, a sa druge strane svedoci smo sve vece potrebe za proizvodima animahiog porekla, što zahteva povecanje produktivnosti po grlu i držanje veceg broja životinja na malim prostorima cesto i neadekvatnim uslovima. Iz svega recenog jasno proizilazi da u in -
Dr DUŠAN KOŠARCIC, viši naucm saradnik, SRÐAN GRUBAC, dipl ing., Institut za reprodukciju i VO. domacih životinja -Temerin, dr SLAVICA K.OŠARCIC, naucni saradnik, Naucni institut za vctcrinarstvo, Novi Sad.
209
tezivnoj stocarskoj proizvodnji nije moguce ostvariti maksimalne reproduktivne performanse primenom klasicnih metoda držanja, ishrane i eksploatacije zivotinja.
Razvojem prirodnih nauka poslednjih godina omoguceno je plansko upravljanje fiziološkoreproduktivnim procesima. Dirigovanje polnim ciklusima i reproduktivnim procesima zivotinja
spada u bio-tehnološke metode, Ove metode u reprodukciji domacih zivotinja predstavljaju ustvari polje strategije, koje su osmišljene da poboljšaju reproduktivni potencijal i individualnu selekciju, sa ciljem kontrole i stimulisanja poželjnih reproduktivnih funkcija idobijanja odredenih genotipova i fenotipova. Danas se primenjuju mnoge bio-tehnološke metode i to neke kao:veštacko osemenjavanje indukcija i sinhronizacija estrusa, superovulacija, presadivanje ranih embriona, vec
kao prakticne metode u cilju povecanja ekonomske koristi u stocarstvu. Druge bio-tehnološke metode kao dobijanje transgenskih zivotinja, kloniranje embrionalnih i somatskih celija, intraplazmaticno injektovanje sperme predstavljaju naucno-istraživacki potencijal. Primena pomocnih tehnika
i metoda citogenetike i molekulame biologije omogucuju eradikaciju hromozomopatija, neželjenih
svojstava u nasledu i ocuvanju zdravog genofonda tokom reproduktivne eksploatacije.
Biotehnoloske metode u praksi
Veštacko osemenjavanje
Veštacko osemenjavanje je jedna od najduže primenjivanih biotehnoloških metoda u reprodukciji domacih zivotinja. Danas je prakticno nezamenjiva u biologiji razmnožavanjakrava, svinja
i ovaca. Pokušaji veštackog osemenjavanja su zabeleženi još 800 god. pre nove ere, kada su Asirci osemenjavali ovce. Ipak Lazzaro Spallazani (1729-1799) se smatra tvorcem veštackog osemenjavanja kod zivotinja. U našoj zemlji šira primena ove metode pocinje od 1951 god. sa sveže razredenom, a od 1968 god. i sa duboko zamrznutom spennom. Danas se VO izvodi veoma uspešno
sa duboko zamrznutom spennom kod krava, koza i konja, dok svinje i ovce u svakodnevnoj praksi
se osemenjavaju sa sveže razredenom spermom, jer duboko zamrznuta sperma daje veoma
skromne rezultate fertiliteta.
Iz napred iznetogjasno se vidi daje covek veoma rano shvatio znacaj veštackog osemenjavanja nad prirodnim parenjem i ono se ogleda u nekoliko bitnih cinjenica:dobijanje u veoma kratkom
vremenskom intervalu velikog broj potomaka od genetski superiomih roditelja, preveniranje, iskorenjivanje i kontrolu polnih zaraza, koje se prenose prirodnim parenjem i povecava efikasnost selekcije. Veštacko osemenjavanje je veoma rentabilan metod u stocarskoj proizvodnji, ako se zna da se veoma dugo može cuvati genetski materijal, njegov transport na velike udaljenosti, zatim brza razmena genetskog materijala izmedu drzava i kontinenata, kao i prodaja duboko zamrznute sperme.
Sve napred iznete prednosti veštackog osemenjavanja ne smeju se shvatiti cisto šablonski tj.
unošenje sperme mužjaka pomocu instrumenata u ženske polne organe, jer bez poznavanja anatomije, flziologije, patologije, genitalnih organa zivotinja, endokrinologije, genetike, ishrane ne
možemo ocekivati prednosti veštackog osemenjavanja u razvoju i unapredenju stocarske proizvodnje. Nakon preko 300. 000 ginekološki pregledanih i lecenih grla od raznih uzroka steriliteta iznosim sopstveni podatak da veliki broj krava posle sveobuhvatnog sagledavanja njihove jalovosti
mogu uspešno vratiti u reproduktivno-proizvodni proces. Tretirano je 4790 krava, vise puta veštacki osemenjavano i prirodno pripušteno sa prosecnim servis periodom od 201 dan, nakon otklonjenih uzroka njihovog steriliteta ostalo je steno 4190 ili 87, 4% sa indeksom osemenjavanja 1, 8.
Indukcija i sinhronizacija estrusnog ciklusa
Indukcija i sinhronizacija estrusnog ciklusa predstavlja dovodenje veceg broja ženskih grla
u istu fazu estrusa i ovulacije. Ovo je veoma znacajna metoda kod planiranog VO i porodaja veceg broja zivotinja istovremeno. Takode bez sinhronizovanog estrusa donatora i recipijenata
oplodenih jajnih celija nezamisliv je uspešan embrio-rransver. Samo trajanje estrusnog ciklusa zavisi od trajanja lutealne faze tj. lucenja progesterona odžutog tela(corpus luteum). Skracivanjem iliproduženjem lutealne faze prakticno kontrolišemo pojavu estrusa. Danas se upotrebljavaju razne
kombinacije hormonskih preparata, ali glavni princip je skracenje lutealne faze aplikacijom prosta-
glandina ili, produženjem lutealne faze pomocu progestagenih supstanci. Dobijeni rezultati sinhronizacije zavise od mnogih faktora. Najbolje sopstvene rezultatepostigli smo u sinhronizaciji estrusa krava i koncepcije pomocu progestagenog implantata i solucije Syncromate-B u kombinaciji sa
500 ij PMSG i 0, 5 prostaglandina. Od 3270 junica uspešno je sinhronizovano 3204 ili 97, 9% od
togaostalo steonu u prvom osemenjavnju 2178 ili 67, 9%. Od 1253 krave sinhronizovali smo 1152
ili 91, 9 sa konceocijom od 47, 8% (551 grlo).
Superovulacija
Veštacko povecanje broja ovuluranih jajnih celija u jednom estrusu posle aplikacije hormona
naziva se superovulacija. Ovo danas predstavlja jedinu mogucnost dobijanja veceg broja jajnih celija u odnosu na normalnu ovulacionu kvotu posebno kod monoovulativnih životinja, što ne znaci
da se superovulacija ne može postici i kod poliovulativnih životinja , samo nije imperativna radnja
prilikom izvodenja embrio-transvera. Osnovni princip dobijanja veceg broja jajnih celija u jednom
estrusu je tretiranje ženskih grla povecanim dozama gonadotropnih ili gonadotropni-releasing
hormona. Ovulaciona kvota nakon hormonskog dejstva zavisi od mnogih faktora kao što su: rasa,
starost, kondicija, hormonski status, stepen ovarijalne aktivnosti, individualna sposobnost životinje.
Superovulacija je bio-tehnološki metodkojeg je moguce primenuti nekoliko puta nad jednom
životinjorn u toku jedne godine i dobiti na destine jajnih celija sposobnih za oplodenje, što je rrmogostruko vise nego u prirodnom ciklusu. Ovde treba naglasiti da broj ovulacija nije u srazmeri sa
kvalitetom jajnih celija. Sopstveni rezultati takode to potvrdu , iako smo postizali ovulacionu kvotu
kod krava i preko 10 ovulacija, kvalitetnih embriona u proseku nije bilo vise od 5-7. Nakon 5
uzastopnih izazivanja superovulacija kod krava sve su bile vracene u redovan reproduktivno-proizvodni ciklus cak 64% sa servis periodom od 90 dana od zadnje superovulacije.
Embrio -transfer
Embrio-transver je presadiv anje oplodenih jajnih celija od davaoca odnosno donatora jajnih
celija u primaoce tj. recepijentae. Kod monoovulativnih životinja pre ispiranja oplodenih jajnih celija, predhodi izazivanje superovulacije oplodenje jajnih celija in vivo ili pak in vitro i presadivanje u primaoce odnosno recipijente estrusno sinhronizovane sa donatorom. Citav postupak sastoji
se od nekoliko faza:superovulacija donatora, sinhronizacija davaoca i primaoca, ispiranje embriona od donatora, kontrola embriona i njihova klasifikacija i transfer kvalitetnih embriona u primaoce. Embriotransver se u pocetku koristio u istraživacke svrha a danas kao prakticna metoda u komercijalnom smislu, posebno kod goveda. Ekspanzija ove Biotehnološke metode nastaje u svetu
od 70-tih godina a kod nas od 80-tih, nažalost još uvek bez veceg komercijalnog efekta. Prema sopstvenim rezultatima broj ispranih embriona se kretao od 3-10, sa prosecnom koncepcijom odnosno
telenjem od 40%. Kod svinja nakon hormonalnog tretmana od davaoca sakupljali smo u proseku
po 14 embriona, sa 8, 9 živorodenih prasadi i prosecnom koncepcijom od 57, 69%
Uspeh ET zavisi od mnogih faktora pocev od rase, stanja reproduktivnih organa, hormonskog trtmana, tehnike izvodenja itd. Inace ET se izvodi na tri nacina u zavisnosti od životinjske vrste i to: hirurški, nehirurški i endoskopski.
Oplodenje in vitro
Fertilizacija jajnih celija u spoljnoj sredini nazivamo oplodenje „in vitro". Za ovai Biotehnološki metod jajne celije se dobijaju iz folikula i sazrevanja u „in vitro"uslovima, ili pak nakon
superovulacije. Ovaj metod je izvanredan radi pracenja procesa oplodnje i embrionalnog razvoja.
Ova metoda može imati veoma veliki znacaj u izvodenju ET. Pomocu ove metode dobijeni su i prva telad, prasad, jagnjad a pre 10 godina i ždrebad. Veliki problem kod „in vitro"oplodenja i „in vitro" razvoja je što se embrioni dele do nekoliko blastomera a zatim nastaje „blokada „daljeg razvoja embriona. Bez obzira na sve ova metoda u buducnosti svakako ce imati veliki znacaj u reprodukciji domacih životinja.
Kao pomocne tehnike u reprodukciji domacih životinja, koriste se citogeneticka istraživanja
i metode molekulame genetike, koje nam omogucuju da pre uvodenja u reproduktivnu eksploata211
ciju iskljucimogrla sa numerickim i struktumim promenama u kariotipui sprecimo širenjehromozomopatija u zapatu. Na našim farmama goveda i svinja citogenetickom atestacijom, prema rezultatimaautora, obuhvaceno je 1 SOOpriplodnih jedinki i otkrivene su brojne nuraericke i strukturne
promene na hromozomima koje izazivaju poremecaje u reprodukciji.
Biotehnološke metode kao dobijanje transgenskih životinja, intraplazmaticno injektovanje
sperme, kloniranje embrionalnih ili somatskih celija su inicijalne tehnologije koje predstavljaju veliki naucno-istraživacki potencijal od koji u buducnosti treba ocekivati veliki pomak u povecanju
reproduktivnih performansi
Umesto zakljucka
U uslovima intezivne stocarske proizvodnje ostvarivanje maksimalnih reproduktivnih performansi nije moguce be/ primene savremenih biotehnologija u smislu:
- preveniranje, iskorenjivanje i kontrolu bolesti koje se prenose parenjem ili preko sperme
- dukotrajno cuvanje muškog i ženskog genetskog materijala oformiti tzv. „banke gena"
- razmene visoko kvalitetnog genetskog materijala na velike udaljenosti
- brzo formiranje elitnih stada
- dobijanje desetine potomaka od superiornih majki samo u jednoj godini
- proizvodnja identicnih blizanaca za željenu proizvodnu svrhu
.
- eradikacija hromozomopatija
- sacuvati zdrav genofond
- uciniti stocarsku proizvodnju ekonomicnu i rentabilnu
LITERATURA
KOŠARCIC D. (1986): Uticaj uzastopno ponovljenih hormonalnih tretmana na superovulaciju,
dobijanje embriona i dalju plodnost krava davaoca jajnih celija. Magistarska teza, Veterinarski fakultet, Beograd,
KOŠARCIC D. (1989): Eksperimentalna ispitivanja embriotransvera u svinja sa reproduktivnog i
veterinarsko sanitamog aspekta. Doktorska disertacija, Veterinarski fakultet, Beograd.
VIDOVIC V., KOŠARCIC D. (1998): Veštacko osemenjavanje kao segment selekcije svinja. Naucna knjiga, Novi Sad.
KOŠARCIC D, VESELINOVIC S, VESELINOVIC SNEŽANA, IVKOV V, MEDIC D, MICIC
R, IVKOV OLIVERA, KOŠARCIC SLAVICA (1995): Transplantation of thawed deep! frozen
embryos in swine. Macedoninan Journal of Reproducion, Vol. 1(2), 17-22.
KOŠARCIC D, VESELINOVIC S, VESELINOVIC SNEŽANA, MILJKOVIC V, MRVOŠ G,
KUZMANOV D, KOŠARCIC SLAVICA (1992): Embriotransver svinja u vojvodini. Veterinarski
glasnik,, 46(7-8)409-412.
KOŠARCIC D, KOŠARCIC SLAVICA (1998): Embriotransver u svinja. „Move tehnologije u selekciji svinja"Novi Sad, Zbomik radova, 33-36.
KOŠARCIC D, VESELINOVC V, MILJKOVIC V, VUJOŠEVIC J, MRVOŠ G, VESELINOVIC
SNEŽANA (1986): Uticaj uzastopno ponovljenih superovulacija na dalju plodnost krava davaoca
oplodenih jajnih celija. Ill Jugoslovenski kongres za razmnožavanje i uzgoj životinja, Umag, Zbornik radova, Vol. I 193-196.
STANCIC B, VESELINOVIC S, KOŠARCIC D, VULIC Ð, HEVER L. (1989): Izazivanje superovulacije i tehnologija transplantacije embriona ovaca. XlVSavetovanje" Nove i savremene metode
u razmnožavanju ovaca i koza"Ohrid, Zbomik, 305-309.
212
KOŠARCIC SLAVICA, KOŠARCIC D, KOVACEVIC MIRA (2000): The possible association of
structural chromosome aberrations with reproductive distrubances in the breeding pig. Acta veterinaria, Beograd. Vol. 50 (2-3), 155-162.
THE ROLE AND SIGNIFICANCE OF BIOTECHNOLOGIES IN REPRODUCTION
OF DOMESTIC ANIMALS
Košarcic D., Slavica Košarcic, Grubac S.
SUMMARY
Technologies in the reproduction of domestic animals represent a broad scope of strategies,
created to improve the reproductive potential and individual selection within a population or herd.
Early technologies, that is, biotechnologies in animal reproduction were targeted at selecting cattle
at the time of mating and are related to taming. The development of biological sciences conributed
to a better understanding of the physiology of reproduction, endocrinology and embryology,
particularly in the second half of the twentieth century and gave way to a speedy development of
biotechnologies such as artificial insemination, induction and synchronization of estrous,
superovulation, transplantation of early embryos and „in vitro" fertilization, enabling their
practical applicability, aimed at increasing the economic profitability in cattle-breeding.
Biotechnologies such as the production of transgenetic animals, interplasmatic injection of sperm
and cloning of embryonic or somatic cells are early technologies in the experimental phase and
present both scientific and research potentials. Manipulation with genetic material in reproduction
requires control and monitoring of the genetic basis for domestic animals. This is achieved
through the application of assisting techniques, cytogenetic methods and molecular biology,
which enable the eradication of chromosomopathy, undesired traits in the progeny and
maintenance of a healthy gene-fund during reproductive exploitation. The goal of this paper was
to aquatint the scientific and professional community with the application of the aforementioned
technologies, results achieved in the previous period and the possibility of implementing the
latest investigations in the existing resources with the aim of creating a modem and profitable
cattle production system.
Key words: reproduction, technology, genetic material
Download

uloga i znacaj biotehnologija u reprodukciji domacih životinja