Статья

Название статьи СОХРАНЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ В КОНЕВОДСТВЕ И ОСНОВНЫЕ СТРУКТУРНЫЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ СПЕРМАТОЗОИДОВ ПРИ КРИОКОНСЕРВАЦИИ СПЕРМЫ ЖЕРЕБЦОВ
Авторы

Михаил Михайлович Атрощенко, к.б.н., с.н.с. лаборатории физиологии размножения, ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт коневодства» (391105, Россия, Рязанская обл., Рыбновский р-н, п. Дивово); e-mail: atromiks-77@mail.ru
Елизавета Ефимовна Брагина, д.б.н., с.н.с. отдела электронной микроскопии НИИ физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского ФГБОУ ВПО «МГУ им. М.В. Ломоносова» (119992, Россия, г. Москва, Ленинские горы, 1, стр. 40); e-mail: bragor@mail.ru
Александр Михайлович Зайцев, к.с.-х.н., директор ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт коневодства» (391105, Россия, Рязанская обл., Рыбновский р-н, п. Дивово); e-mail: amzaitceff@mail.ru
Валерий Васильевич Калашников, д.с.-х.н., академик РАН, научный руководитель ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт коневодства» (391105, Россия, Рязанская обл., Рыбновский р-н, п. Дивово); e-mail: vniik08@mail.ru
Валентина Алексеевна Науменкова, к.б.н., с.н.с. лаборатории физиологии размножения ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт коневодства» (391105, Россия, Рязанская обл., Рыбновский р-н, п. Дивово); e-mail: naumenkova.00@mail.ru
Анна Михайловна Кудлаева, ассистент кафедры биологической химии с курсом КЛД ФДПО в ФГБОУ ВО «Рязанский государственный медицинский университет Минздрава России» (390026, Россия, г. Рязань, ул. Высоковольтная, д. 9); e-mail: anyakudlaeva@mail.ru
Елена Владимировна Никиткина, к.б.н., в.н.с. отдела воспроизводства с/х животных Всероссийского научно-исследовательского института генетики и разведения сельскохозяйственных животных – филиала ФГБНУ «Федеральный научный центр животноводства – ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста» (196601, Россия, г. Санкт-Петербург, г. Пушкин, Московское шоссе, д. 55а); e-mail: nikitkinae@mail.ru

Библиографическое описание статьи

Atroshchenko M.M., Bragina E.E., Zaitsev A.M., Kalashnikov V.V., Naumenkova V.A., Kudlaeva A.M., Nikitkina E.V. 2019. Conservation of genetic resources in horse breeding and major structural damages of sperm during semen cryopreservation in stallions // Nature Conservation Research. Vol. 4(Suppl.2). P. 78–82. https://dx.doi.org/10.24189/ncr.2019.024

Рубрика Краткие сообщения
DOI https://dx.doi.org/10.24189/ncr.2019.024
Аннотация

В последние три десятилетия в зоопарках и питомниках начали использовать вспомогательные репродуктивные технологии для сохранения редких и исчезающих видов диких животных. Самым распространённым способом сохранения генетического материала сельскохозяйственных животных и представителей дикой фауны является создание криобанков семени производителей и эмбрионов. Для представителей рода Equus исследования домашних видов в контролируемых условиях дают прекрасную возможность разработать эффективные методы обработки спермы для применения у диких видов. Исследования по криоконсервации генетических ресурсов начались в институте коневодства в начале 1950-х гг. И в 1954 г. сотрудники института коневодства получили первого в мире жеребенка от искусственного осеменения криоконсервированной спермой. Коллекция генетических ресурсов ВНИИ коневодства успешно работает с 1972 г. и в настоящее время содержит криоконсервированную сперму от 56 жеребцов 16 пород отечественной и зарубежной селекции. Замораживание и последующее оттаивание спермы жеребцов ведет к снижению прогрессивной подвижности сперматозоидов и увеличению количества сперматозоидов со структурными патологиями. Одним из наиболее точных методов используемых, для оценки структурной целостности сперматозоидов, является электронная микроскопия. Мы провели электронно-микроскопическое исследование нативной и криоконсервированной спермы 35 жеребцов верховых и рысистых пород, в возрасте от 4 до 22 лет (средний возраст 11.3 ± 0.9 лет). Мы установили, что органоиды с более плотной структурой наиболее устойчивы к воздействию замораживания и последующего оттаивания спермы. Применение криоконсервации спермы жеребцов по стандартной технологии ВНИИ коневодства ведет к снижению количества сперматозоидов с интактными головками в среднем на 19.7%, таким образом, доля сперматозоидов с интактными головками в криоконсервированной сперме составляет 49.1 ± 2.7% (p < 0.001). Наиболее негативно криоконсервация спермы жеребцов влияет на акросомы сперматозоидов. Основными патологиями акросом при криоконсервации спермы являются гипоплазия акросомы и её деградация (вторичное отсутствие акросомы). Количество сперматозоидов с гипоплазией акросомы и отсутствием внутреннего содержимого после криоконсервации увеличивается на 20.9%, и составляет 31.7% в оттаянной сперме (p < 0.001). Численность сперматозоидов с деградацией акросомы при замораживании-оттаивании спермы увеличивается на 10.4%, и составляет в среднем 18.6 ± 2.4%. Сперматозоиды с нормальной структурой митохондрий в нативной сперме составляют в среднем 89.3 ± 2.0%, при криоконсервации их количество уменьшается на 6.5%. При криоконсервации количество сперматозоидов с нормальными аксонемами снижается незначительно, в среднем на 4.4% и составляет 81.4 ± 2.0%. Некоторые из доступных методов вспомогательных репродуктивных технологий необходимо будет дополнительно оптимизировать у домашних лошадей, прежде чем их можно будет применять к лошади Пржевальского Equus ferus przewalskii.

Ключевые слова

Equus ferus caballus, акросомы, митохондрии, прогрессивная подвижность, ультраструктура, эквиды, электронная микроскопия

Информация о статье

Поступила: 14.02.2019. Исправлена: 11.04.2019. Принята к опубликованию: 15.04.2019.

Полный текст статьи
Список цитируемой литературы

Atroshchenko M.M., Bragina E.E. 2011. Change in the ultrastructure of stallion spermatozoa under the effect of cryopreservation. Russian Agricultural Sciences 3(2): 175–178. DOI: 10.3103/S1068367411020029
Atroshchenko M.M., Kalaschnikov V.V., Bragina Ye.Ye., Zaitsev A.M. 2017. Comparative study of the structural integrity of spermatozoa in epididymal, ejaculated and cryopreserved semen of stallions. Sel'skokhozyaistvennaya biologiya 52(2): 274–281. DOI: 10.15389/agrobiology.2017.2.274eng
Bagirov V.A., Kalaschnikov V.V., Zaitsev A.M., Atroshchenko M.M., Miroshnikov S.A., Zavialov O.A., Frolov A.N. 2017. Reproductive function in purebred arabian stallions as related to the levels of chemical elements in mane hair samples. Sel'skokhozyaistvennaya biologiya 52(6): 1184–1193. DOI: 10.15389/agrobiology.2017.6.1184eng
Bragina Ye.Ye., Bocharova Ye.N. 2014. Quantitative electron microscopic examination of sperm for male infertility diagnosis. Andrology and Genital Surgery 15(1): 41–50. DOI: 10.17650/2070–9781–2014–1–41–50 [In Russian]
Lebedeva L.F., Atroshchenko M.M., Burmistrova S.A. 2015. Main factors affecting mare insemination with cryopreserved domestic and foreign sperm. Sel'skokhozyaistvennaya biologiya 50(2): 476–485. DOI: 10.15389/agrobiology.2015.4.476eng
Naumenkova V.A., Atroshchenko M.M., Lebedeva L.F., Khalilov R.A., Ryabova T.N. 2013. Studying of duration of periods of storage of stallions' sperm in a condition of anabiosis. Konevodstvo i konnyi sport 5: 15–17. [In Russian]
Pesch S., Bostedt H., Failing K., Bergmannc M. 2006. Advanced fertility diagnosis in stallion semen using transmission electron microscopy. Animal Reproduction Science 91(3–4): 285–298. DOI: 10.1016/j.anireprosci.2005.04.004
Zamboni L. 1987. The ultrastructural pathology of the spermatozoon as a cause of infertility: the role of electron microscopy in the evaluation of semen quality. Fertility and Sterility 48(5): 711–734. DOI:10.1016/S0015-0282(16)59520-X