Особливості яйцекладки, маса і розмір яєць гермінативних химер качок

DOI: https://doi.org/10.31548/animal2021.04.001
Ключові слова: гермінативна химера, качка шаосінь, шанма, бусульфан, яєчна продуктивність качок

Анотація

З метою аналізу можливого впливу химеризації на продуктивність гермінативних хімер качок та їх нащадків проаналізували яєчну продуктивність та живу масу гермінативних качок, їх дочок та аналогів. Об’єктами дослідження були качки (Anas platyrhynchos) порід шанма (Shan partridge duck) та шаосінь, що утримуються на качиній фермі Zhuji Guowei Poultry Development Co., Ltd, Китай. Дослідження проводили в лабораторії генетики птиці Академії аграрних наук провінція Чжецзянь та качиній фермі компанії Zhejiang Generation Biological Science and Technology Co., Ltd.. Для отримання химер качок застосували метод, описаний Aige-Gil V., Simkiss K. та М.Т. Тагіровим. Бластодиски виділяли із щойнознесених запліднених яєць за допомогою кільця з фільтрувального паперу. В якості реципієнтів використовували ембріони качок шанма, а донорів – ембріони качок шаосінь, гомозиготні за алелем гена кольору оперення (дикий тип). Бусульфан (SigmaAldrich, США) використовували як хімічний агент, що пригнічує поділ первинних статевих клітин (PGC) ембріонів-реципієнтів. Між тупим і гострим кінцями яєць було зроблено отвір у яєчній шкаралупі (вікно) реципієнтів (породи шанма). (Це зменшило відстань між інжектором і голкою ембріона). Яйця реципієнтів інкубували протягом 8–10 годин при температурі 38 ° С. Після інкубації яєць -реципієнтів протягом 8 годин вікна в них були відкриті. Бусульфан вводили в підембріональну порожнину за допомогою мікропіпетки (1,5–3 мкл рідини). Після введення бусульфану порожнину яйця заповнювали культуральним середовищем (RPMI-1640), з антибіотиками (ампіцилін, стрептоміцин), отвір закривали поліетиленовою плівкою та скотчем. Яйця інкубували при зниженій температурі (+32 ° С) протягом 24 годин, щоб продовжити тривалість дії бусульфану на первинні статеві клітини. Більше 50% ембріонів загинули протягом перших 2-3 днів після початку інкубації. Розлади голови та шиї спостерігалися у 1,2% ембріонів. Введення бусульфану в концентрації 300 нг на яйце призводить до 95,0–96,3% смертності качиних ембріонів, концентрація 150 нг на яйце, спостерігається смертність 33,3–75,3%, концентрація до 75 нг призводить до 18,75–38,5% ембріональної смертності. Для того, щоб оцінити яєчну продуктивність качок - гермінативних химер був проведений аналіз експериментальних тварин та їх контрольних аналогів. Спосіб, який ми використали для отримання химер, можна успішно використовувати на качках з метою збереження генетичних ресурсів. Аналіз віку статевого дозрівання (відкладання першого яйця) свідчить про те, що химери дозріли пізніше. Якщо в контрольній групі середній вік статевого дозрівання становив 139 ± 9 днів, то в групі химер – 148 ± 13 днів. Таким чином, можна засвідчити, що в нашому експерименті химери дозріли пізніше, ніж у контрольних тварин, що може бути пов’язано з дією бусульфану при стерилізації ембріонів-реципієнтів. Середня маса качок контрольної групи була нижчою, а сама група була більш згуртованою. Так, у контрольних качок вага 1422,40 ± 57,00 г, у химер 1608,80 ± 94,76 г. Перевага химер живої маси над контрольною групою може бути пов’язана з тим, що контрольну групу складали реципієнти породи Шанма. Яєчність качок за весь період дослідження становила 87,5 ± 0,05 % (контроль) 79,5±0,12 % (бусульфан). Маса яєць качок двох груп за весь період становила: 70,62±0,199 г. (контроль) і 71,15±0,157 г. (p˂0,001). Морфометричні показники яєць досліджуваних груп качок: середні значення довжини яйця – 6,056±0,0564 см (контроль) та 6,269±0,1341 см (бусульфан); ширина яєць становила 4,520±0,0053 см (контроль) і 4,529±0,004 см (бусульфан). Статистичних міжгрупових відмінностей за морфометричними параметрами яєць досліджуваних груп не було. Фактично ми отримали результати, подібні до попередніх, які стосувалися несучості дочок химер селезня. Збереження заморожених статевих клітин рідкісних видів птахів та місцевих порід птахів з перспективою їх відтворення за допомогою зародкових химер знизить ризики зменшення генетичного різноманіття птахів. Аналіз продуктивності дочок гермінативних химер качок свідчить, що в цілому хімеризація батьків не вплинула на продуктивність їхніх дочок. Аналіз продуктивності групи дочок, отриманих від химерних тварин, свідчить, що за більшістю показників ця група займає проміжне місце між групами, чиї породи слугували донорами та реципієнтами. Метод, який ми використовували для отримання химер, можна успішно використовувати на качках з метою збереження генетичних ресурсів. Збереження заморожених статевих клітин рідкісних видів птахів та місцевих порід птиці з перспективою подальшого розмноження за допомогою гермінативних химер знизить ризик зменшення їх генетичного різноманіття.

Біографія автора

S. O. Kostenko, Національний університет біоресурсів і природокористування України
кафедра генетики, розведення і біотехнології тварин НУБіП України

Посилання

Kagami, H. (2016). Perspectives on avian stem cells for poultry breeding. Animal Science, 87, 1065-1075. https://doi.org/10.1111/asj.12620

Mozdziak, P. E., & Petitte, J. N. (2004). Status of transgenic chicken models for developmental biology. Developmental dynamics: an official publication of the American Association of Anatomists, 229(3), 414-421. https://doi.org/10.1002/dvdy.10461

Tjørve, K. M. C., & Tjørve, E. (2010). Shapes and functions of bird-growth models: how to characterise chick postnatal growth. Zoology, 113(6), 326-333. https://doi.org/10.1016/j.zool.2010.05.003

Ogilvie, L. A., Kovachev, A., Wierling, C., Lange, B. M., & Lehrach, H. (2017). Models of models: a translational route for cancer treatment and drug development. Frontiers in oncology, 7, 219. https://doi.org/10.3389/fonc.2017.00219

Pavlou, A. K., & Reichert, J. M. (2004). Recombinant protein therapeutics - success rates, market trends and values to 2010. Natural Biotechnology, 22, 1513-1519. https://doi.org/10.1038/nbt1204-1513

Petitte, J. N., & Mozdziak, P. E. (2014). Production of transgenic poultry. In Transgenic animal technology. (pp. 335-357). https://doi.org/10.1016/B978-0-12-410490-7.00012-8

Devlin, R. H., Sakhrani, D., Tymchuk, W. E., Rise, M. L., & Goh, B. (2009). Domestication and growth hormone transgenesis cause similar changes in gene expression in coho salmon (Oncorhynchus kisutch). Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 106. 3047-3052. https://doi.org/10.1073/pnas.0809798106

Gordon, J. W., & Ruddle, F. H. (1981). Integration and stable germ line transmission of genes injected into mouse pronuclei. Science, 214(4526), 1244-1246. https://doi.org/10.1126/science.6272397

Love, J., Gribbin, C., Mather, C., & Sang, H. (1994). Transgenic birds by DNA microinjection. Biotechnology, 12, 60- 63. https://doi.org/10.1038/nbt0194-60

Perry, M. M. (1988). A complete culture system for the chick embryo. Nature, 331, 70-72. https://doi.org/10.1038/331070a0

Ginsburg, M., & Eyal-Giladi, H. (1987). Primordial germ cells of the young chick blastoderm originate from the central zone of the area pellucida irrespective of the embryo-forming process. Development, 101, 209-219. https://doi.org/10.1242/dev.101.2.209

Kagami, H., Tagami, T., Matsubara, Y., Harumi, T., Hanada, H., Maruyama, K., ... & Naito, M. (1997). The developmental origin of primordial germ cells and the transmission of the donor‐derived gametes in mixed‐sex germline chimeras to the offspring in the chicken. Molecular Reproduction and Development: Incorporating Gamete Research, 48(4), 501-510. https://doi.org/10.1002/(SICI)1098-2795(199712)48:4<501::AID-MRD11>3.0.CO;2-W

Kino, K. B., Pain, B., Leibo, M., Cochran, M., Clark, M. E., & Etches, R. J. (1997). Production of chicken chimeras from injection of frozen-thawed blastodermal cells. Poultry Sciences, 76, 753-760. https://doi.org/10.1093/ps/76.5.753

Chen, Y. C., Lin, S. P., Chang, Y. Y., Chang, W. P., Wei, L. Y., Liu, H. C., ... & Wu, S. C. (2019). In vitro culture and characterization of duck primordial germ cells. Poultry Science, 98, 1820-1832. https://doi.org/10.3382/ps/pey515

Szta'n, N., Patakine' Va'rkonyi, E., Lipto'i, K., & Barna, J. (2012). Baromfifajok embriona'lis sejtjeinek kezele'se'vel szerzett tapasztalatok [Observations of embryonic cell manipulations in different poultry species]. Magy. Allatorvosok, 8, 475-481.

Aige-Gil, V., & Simkiss, K. (1991). Sterilisation of avian embryos with busulphan. Research in veterinary science, 50(2), 139-144. https://doi.org/10.1016/0034-5288(91)90096-7

Tagirov, M. T. (2010). Poluchenie himergermintativnoj linii ptic [Production of Chimerkingtint Bird Line]. Biotechnologya, 3(2), 82-88.

Lucas, A. M., & Jamroz, C. (1961). Atlas of Avian Hematology. Washington. D. C: U. S. Department of Agriculture.

Sawicka, D., Brzezińska, J., & Bednarczyk, M. (2011). Cryoconservation of embryonic cells and gametes as a poultry biodiversity preservation method. Folia biologica (Kraków), 59(1-2), 1-5. https://doi.org/10.3409/fb59_1-2.01-05

Korol, P. V., Kostenko, S. O., Konoval, O. M., Lu, L., & Li, L. (2019). Egg productivity of EGFP-transgenic ducks. Animal science and food technology, 10(3), 20-26. https://doi.org/10.31548/animal2019.03.020

Korol, P. V., Kostenko, S. O., Konoval, O. M., Doroshenko, M. S., Lu, L., Chepiha, A. M., … & Drahulian, M. V. (2021). Optimization of semen preparation biothechnological procedures for DNA transfection with lipofectamine. Biodiversity, ecology and experimental biology, 23(1), 52-58.

Korol, P. V., Kostenko, S. O., Konoval, O. M., Doroshenko, M. S., Lu, L., Chepiha, A. M., … & Drahulian, M. V. (2021). Transgenesis biotechnological procedures influence of domestic duck embryos survival. Scientific Reports of NULES of Ukraine, 4(92), 1-19. https://doi.org/10.31548/dopovidi2021.04.006

Korol, P. V., Kostenko, S. O., Konoval, O. M., Doroshenko, M. S., Lu, L., Chepiha, A. M., … & Filipova, P. (2021). Efficacy of blastodermal cells and CRISPR/CAS9 method in the creation of transgenic duck (Anas Platyrhynchos). Biopolymers and Cell, 4(37), 289-302. https://doi.org/10.7124/bc.000A5B

Doroshenko, M. S., Kostenko, S. A., Sviridenko, N. P., Litvinenko, T. V., Konoval, O. N., Lu, L., … & Li, L. (2021). Duck hermintative chimer offsprings productivity. Innovations in animal husbandry and safety of animal products. Achievements and outlooks, 287-294.

European Convention for the Protection of Vertebrate Animals used for Experimental and other Scientific Purposes. (1986). COETSER 1 (18 March 1986). Retrieved from http://www.worldlii.org/int/other/treaties/COETSER/1986/1.html

Petitte, J. N., Clark, M. E., Liu, G., Verrinder Gibbins, A. M., & Etches, R. J. (1990). Production of somatic and germline chimeras in the chicken by transfer of early blastodermal cells. Development, 108, 185-189. https://doi.org/10.1242/dev.108.1.185

Doroshenko, M. S., Chepiga, A. M., Kostenko, S. O., Korol, P. V., Konoval, O. M., Lu, L., ... & Li, L. (2018). Influence of reproductive season on sperm productivity germinative chemer of spleen. Breeding and genetics of animals, 55, 187-195. https://doi.org/10.31073/abg.55.26

Kostenko, S., Konoval, O., Chepiha, A., Korol, P., Doroshenko, M., Lu, L., ... & Li, L. (2017). Genetic diversity and population structure of Shaoxing and Shanma ducks breeds by microsatellite loci. Scientific Bulletin of NULES of Ukraine, 271, 110-121.

Chepiha A. M., Kostenko S. O., Konoval O. M., Lu L., Bu X., Huang L., Huang X., & Li L. (2017). Monitoring of eggs productivity of the Shaoxing breed ducks of different age. Scientific reports of NULES of Ukraine, 0(6(70)). https://doi.org/10.31548/dopovidi2017.06.011

Chepiha, A. M., Kostenko, S. O., Korol, P. V., Doroshenko, M. S., Konoval, O. M., Lu, L., … & Li, L. (2017). Analysis of physical and morphological parameters and incubation ability of eggs in Shaoxing ducks of different ages. Breeding and genetics of animals, 54, 119-126. https://doi.org/10.31073/abg.54.15

Shaoxing Ducks [S]: DB 33068/T 02.1-2012.-Zhuji: Zhuji Quality and Technique Supervision Bureau, 2012. - (National Standard of China). 40.

Zhelyazkov, E., & Tsvetanova, Y. (2002). Manual of Genetics. Stara Zagora, 175-195.

Xia, W. G., Chen, W., Abouelezz, K. F. M., Azzam, M. M. M., Ruan, D., Wang, S., … & Zheng, C. T. (2019). Estimation of calcium requirements for optimal productive and reproductive performance, eggshell and tibial quality in egg-type duck breeders. Animal, 1-9. https://doi.org/10.1017/S1751731119000648

Adamski, M. (2005). The effect of genotype on egg morphological and physical traits of ducks during the first laying period. The works of The Commission of Agricultural and Biological Sciences BTN, 55, 13-24.

Rahman, M. M., Khanr, M. J., Aiam, M.S., Islam, M. A., & Ranaa, M. J. (2010). Egg quality characteristics of three genotypes of duck reared in the coastal area of Bangladesh. Journal of the Bangladesh Society for Agricultural Science and Technology, 97-102.

Gorski, J., Pietkiewicz, M., & Witak, B. (1998). Evaluation of egg quality in meat ducks. Science Journals PTZ Breeding Journal, 36, 349-356.

Huang, J. F., & Lin, C. C. (2011). Production, composition, and quality of duck eggs. Council of Agriculture, Taiwan Woodhead Publishing Limited. https://doi.org/10.1533/9780857093912.4.487

Chepiha, A. M., Kostenko, S. O., Korol, P. V., Konoval, O. M, Lu, L., Bu, X., … & Li, L. (2017). Analysis of physical-morphological indicators of eggs of different color in the shaoxing breed of ducks. Collection of scientific works "Visnyk of Zaporizhzhya National University. Biological Sciences", 2, 34-41.

Chepiga, A. M., Kostenko, S. A, Svyrydenko, N. P., Doroshenko, M. S., Kyrienko, A., Korol, P. V., … & Lu, L. (2018). Microsatellite analysis of the population of the rock with different levels of egg productivity. Scientific bulletin of NUBIP. Series technology of production and processing of livestock products, 289, 77-85.

Опубліковано
2021-12-23
Номер
Том 12 № 4 (2021): ANIMAL SCIENCE AND FOOD TECHNOLOGY
Розділ
Статті

Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).