Производство и использование разделенного по полу семени изменило сферу разведения КРС. Благодаря этой технологии не нужно ждать 277 дней, чтобы узнать — бычок или тёлочка. Пол потомства можно контролировать и программировать.
Компания «БулСелектСервис» поставляет животноводческим хозяйствам Сибири семя быков, разделённое по полу. В нашем каталоге вы найдёте сексированную спермопродукцию, полученную по технологии Ultraplus™, самой передовой на сегодняшний день.
Ultraplus™ — высокотехнологичное решение компании STgenetics, мирового лидера в области разделения семени по полу. В своё время STgenetics (тогда Sexing Technologies) первой вывела на рынок технологию разделения спермы по семени. С тех пор методика постоянно совершенствуется. Ultraplus™ — новейший этап её развития.
В статье рассказываем историю сексированного семени быков от самой первой разработки XY до Ultraplus™.
Разделение семени по полу — репродуктивная биотехнология на основе генетической селекции
Селекция на основе геномной оценки и коммерческое использование разделенного по полу семени для искусственного осеменения произвели революцию в животноводстве. Хотя применение сексированного семени считается репродуктивной биотехнологией, её можно отнести и к генетической селекции. Ведь пол — это генетическая характеристика, причем наиболее важная, так как влияет на всю систему воспроизводства.
Большей частью генетических характеристик можно управлять методами селекции. Но пока сперму не научились разделять по полу, производители ничего не могли сделать с тем фактом, что вероятность рождения телят мужского пола составляет 51%. Соответственно, сексированное семя стало и остается сейчас ключевым фактором эффективности в отрасли.
С начала коммерческого использования сексированной спермы технология продолжает развиваться бурными темпами. Результатом ее совершенствования стало появление в 2022 году нового продукта — Ultraplus™. Под этой торговой маркой реализуется ультрасексированная сперма повышенной чистоты с концентрацией сперматозоидов 4 000 000, высочайшей точностью планирования пола и тем же уровнем плодотворных осеменений, что с традиционной спермопродукцией.
Краткая история разделения семени по полу
Разделять сперму по полу начали в правительственных исследовательских центрах в США. Пионерами были ученые Ливерморской национальной лаборатории, которые в 1970-х изучали, как действует радиация на сперму мышей. Чтобы выявлять повреждения зародышевой линии они разработали проточные цитометрические технологии. Эти технологии открыли возможность для точного анализа ДНК спермы и в дальнейшем — для выявления Х и Y-сперматозоидов на основе различий в ДНК.
Следующий важный шаг был сделан в Сельскохозяйственном исследовательском Центре (Белтсвилл, США) в восьмидесятые и девяностые. Прорыв состоял в изменениях методов окрашивания спермиев и развитии технологии проточной цитометрии. В результате искусственного осеменения сексированной спермой родились живые кролики. Это продемонстрировало коммерческий потенциал технологии.
В середине 1990-х компания XY получает лицензию от Министерства сельского хозяйства США и финансирование от государства и частных инвесторов на коммерческое развитие технологии разделения по полу спермы млекопитающих. Совершенствование высокоскоростной проточной цитометрии привело к скачку в производстве разделенного по полу семени.
Полностью двери для коммерческого использования метода открылись с разработкой технологии криоконсервации сексированного семени, которая уже в 1999 году продемонстрировала приемлемые показатели стельности от осеменения размороженной сексированной спермой.
В самом начале нынешнего века племенные центры получили коммерческие лицензии, это запустило тестирование технологии по всему миру. Ключевым моментом стала выдача лицензии на разделение спермы по полу холдингом Sexing Technologies (ST) в 2004 году. В 2007-м Sexing Technologies приобрел компанию XY и сформировала новый подход к коммерческой сортировке семени, чтобы предоставить племенным центрам более широкий доступ к сексированной сперме.
Сейчас технологии STgenetics по производству сексированного семени от разнообразных групп лучших быков используют крупнейшие мировые центры по искусственному осеменению.
Как производят сексированное семя?
Технология основана на разнице в ДНК между мужской и женской хромосомами, вследствие которой яйцеклетки и сперматозоиды имеют разный размер. В среднем, различие составляет около 4% с вариациями у разных пород (4.22% у джерсеев, 4.07% у ангусов, 4.01% у голштинов).
Для окрашивания используется вещество Hoechst 33342 (Н33342). Оно проникает в мембрану клетки и избирательно связывается с A/T базовыми парами. Hoechst 33342 демонстрирует относительно высокую точность в определении количества ДНК в живых клетках посредством метода проточной цитометрии. Для количественного анализа состава ДНК спермы используют проточный цитометр.
Сперматозоиды с Х хромосомой содержат на 4% больше ДНК, чем сперматозоиды с Y хромосомой. За счет этого они поглощают больше красителя — на 4%. Количество поглощенного красителя влияет на уровень флуоресцентного излучения. Специальное ПО анализирует относительную флуоресценцию популяций X и Y-сперматозоидов. Происходит отбор гамет требуемого пола.
За счёт высокой производительности сортировки за единицу времени производится максимальное количество пайет. За секунду через сортировочное оборудование проходит больше 40 000 спермиев. 9 300 сперматозоидов за секунду определяются пригодными. Различные модели сортировки позволяют планировать производство семени с учетом возраста быков и спроса.
Пробирки, в которые собирают отсортированную сперму, содержат специальные буферы. Они защищают спермии в процессе сортировки и охлаждения. Пробирки медленно охлаждают, добавляют криопротекторы, пропускают через центрифугу, чтобы получить концентрированные гранулы спермы. Сперме даётся время на стабилизацию, затем она расфасовывается в пайеты, которые криоконсервируются с соблюдением оптимальной кривой замораживания.
В целом процесс производства сексированного семени состоит из 20 с лишним этапов.
От XY до Ultraplus™
История коммерческого использования сексированного семени началась в 2005 году с технологии деления семени, которая называлась XY. Классическое решение широко применялось до 2013 года, когда было вытеснено технологией Sexed Ultra. Концентрация сперматозоидов в семени XY составляла 2,1 миллиона на дозу. Sexed Ultra позволила увеличить этот показатель до 3 миллионов. Вместе с этим на 8% вырос коэффициент оплодотворяемости.
Также было выявлено, что у телок Голштинской и Джерсейской пород при осеменении ультрасексированной спермой показатель стельности вырастает на 7,4%. С момента выхода на рынок SexedULTRA выросла как доля использования сексированной спермы, так и результаты плодотворных осеменений. Распространялось использование сексированной спермы на коровах Голштинской породы первой и второй лактации. На телках и коровах Джерсийской породы традиционное семя практически перестало применяться. Процент плодотворных осеменений при использовании SexedULTRA TM дости 85-90%.
Холдинг продолжил работать над усовершенствованием метода. Классическое оборудование для сортировки спермы адаптировали на основе медицинских исследований. Оптимизация оборудования привела к сокращению флюидной нестабильности и давления, снижению шума и акустических вибраций с одновременным улучшением отбора спермиев. На объектах ST начали использовать твердотельный лазер, двойные ортогональные детекторы, передовое цифровые устройства для сортировки субпопуляций X- или Y-сперматозоидов.
В холдинге ST появилась новая структура Cytonome, которая специализируется на технологиях проточной цитометрии. Крупное достижение Cytonome — разработка нового сортировочного оборудования Genesis TM. С появлением этого технического чуда разделение спермы по полу вступило в новую, крупномасштабную, промышленную эру.
В 2017 году Sexing Technologies представила решение Sexed Ultra 4M, которое ещё больше превзошло классическую технологию, позволив получать ультрасексированную сперму. Концентрация сперматозоидов в сперме Sexed Ultra 4M составила 4 миллиона, а коэффициент оплодотворяемости повысился на 3% по сравнению с Sexed Ultra.
Компания STgenetics установила, что вывод нового продукта SexedULTRA 4M на рынок спермопродукции обеспечило дополнительное увеличение уровня плодотворных осеменений, особенно на телках Голштинский породы. Другие компании вскоре после этого тоже заявили о выпуске подобных продуктов.
В 2022 году компания представила новую разработку — сексированное семя Ultraplus™. Новый продукт демонстрирует 3-процентное увеличение фертильности по сравнению с предыдущей технологией SexedULTRA 4M.
К появлению Ultraplus™ привели 3 года лабораторных исследований и разработок. Повышение фертильности основано на полевых данных, собранных на 72 фермах, 52 различных быках и на более чем 15 000 осеменениях лактирующих коров. Эти данные подтверждают, что Ultraplus™ обеспечивает самый высокий показатель оплодотворения с использованием сексированного семени. Коэффициент оплодотворения на 14% выше по сравнению с первоначальной технологией XY и на 3% — по сравнению с SexedULTRA 4M.
«Ultraplus™ — это новый этап в нашем постоянном стремлении предлагать отрасли самые надежные, основанные на инновационных технологиях решения. Это выходит далеко за рамки нашей оригинальной технологии деления семени по полу, чтобы обеспечить самые высокие показатели оплодотворения в истории этого продукта и, чтобы помочь нашим клиентам достичь своих целей в области прибыльности и устойчивого развития их производства».
Хуан Морено, исполнительный директор холдинга STgenetics.
Разработки STgenetics по разделению семени по полу помогают животноводческим хозяйствам в достижении всех аспектов их генетических целей, обеспечивая при этом прибыльность и устойчивость молочной и мясной промышленности в целом. Мы представляем эти разработки в Сибирском регионе.
Обращайтесь в «БулСелектСервис», если хотите повысить рентабельность своего хозяйства с помощью сексированного семени Ultraplus™.