Наукове обґрунтування і удосконалення генетичних методів дослідження раннього ембріогенезу сільськогосподарських тварин

За результатами проведених досліджень запропоновано технологію ембріологічної оцінки запліднювальної здатності плідників під час формування ембріонів поза організмом. Для інтенсифікації тиражування бажаних генотипів тварин шляхом трансплантації ембріонів розроблено комплекс підходів, пов'язаних з цитогенетичним аналізом стану ембріонів і їх візуальною оцінкою.

ВИСНОВКИ

1. У дисертаційній роботі науково обґрунтована концепція комплексного аналізу раннього ембріогенезу сільськогосподарських тварин та генетичного моніторингу на основі методів ембріологічної генетики. Проведені дослідження дали змогу одержати нові наукові дані, які стосуються генетичних аспектів гамето- та ембріогенезу великої рогатої худоби та свиней. На основі аналізу ембріонального розвитку in vitro розроблено нову технологію використання епідидимальних сперматозоїдів самців під час одержання ембріонів сільськогосподарських тварин поза організмом в разі застосування наноматеріалів у середовищах. Застосовано в практиці відтворення тварин комплексний підхід кріоконсервування епідидимальних гамет на основі технології формування ембріонів in vitro.

2. Встановлено, що використання епідидимальних гамет бугаїв для запліднення яйцеклітин in vitro підвищує до 22,6 % рівень формування доімплантаційних ембріонів, що є суттєво вище (p < 0,001), порівняно із еякульованими сперматозоїдами (9,1 %). Відмічено високий рівень прояву запліднювальної здатності епідидимальних сперматозоїдів бугаїв в умовах in vitro (83,6 %).

3. Удосконалено технологію трансплантації свіжоотриманих і кріоконсервованих ембріонів великої рогатої худоби шляхом запровадження детальної зажиттєвої оцінки якості зародків у поєднанні з їх цитогенетичним аналізом для підвищення рівня приживлення пересаджуваних ембріонів.

4. Цитогенетичним контролем розвитку ембріонів свиней поза організмом під впливом синтезованих на основі високодисперсного кремнезему (ВДК) наноматеріалів доведено, що наноматеріали у складі середовища для in vitro дозрівання ооцитів свиней залежно від концентрації забезпечують більш ефективне формування ембріонів свиней поза організмом (0,01 % ВДК 200єC, p < 0,001).

5. Встановлено, що для ефективного кріоконсервування епідидимальних сперматозоїдів кнурів необхідно додавати наноматеріали на основі ВДК, сахарози, білка (БСА) до середовища кріоконсервування гамет (0,001 % ВДК+сахароза або 0,01 % ВДК+БСА+сахароза).

6. Встановлено запліднювальну здатність кріоконсервованих епідидимальних сперматозоїдів кнурів за результатами осіменіння свиноматок (66,7 %). Не виявлено вірогідної різниці (p > 0,05) порівняно з використанням для штучного осіменіння свиноматок еякульованих сперматозоїдів кнурів (69,2 %). Метод кріоконсервування епідидимальних сперматозоїдів кнурів рекомендований для тривалого зберігання і використання генетичного матеріалу тварин.

7. Шляхом детального морфо- та цитогенетичного аналізу ембріонів великої рогатої худоби та свиней встановлено зв'язок між їх візуальною оцінкою і станом хроматину ядер. Вивчено прояв ознак дегенерації ембріонів ссавців у вигляді лізису, руйнування бластомерів, порушення зв'язків між бластомерами з використанням цитогенетичного контролю їх розвитку.

8. Розроблено методологію оцінки запліднювальної здатності гамет плідників за результатами гомологічного тесту з використанням вдосконаленого методу одержання in vitro ембріонів великої рогатої худоби і свиней. Встановлення запліднювальної здатності сперматозоїдів за результатами пенетрації яйцеклітин поза організмом забезпечує високу ефективність її оцінки.

9. Підвищено ефективність нехірургічної трансплантації кріоконсервованих ембріонів великої рогатої худоби на основі використання «прямої пересадки» в комплексі з детальною оцінкою стадій розвитку зародків та відповідною підготовкою реципієнтів. Досягнуто 70%-го приживлення зародків. З використанням цитогенетичного аналізу стану ембріона і його візуальної оцінки достовірно прогнозується рівень приживлення ембріонів, запланованих для пересадки реципієнтам.

10. На основі ефективного вилучення ембріонів від корів-донорів сірої української породи (45,4 % - 100 % придатних до пересадки) із застосуванням методів генетики розвитку розроблено дієвий спосіб збереження генофонду локальних порід великої рогатої худоби. Забезпечено приживлення ембріонів та народження телят на рівні 77,8 %.

11. Розроблено методологію використання методів зажиттєвого визначення статі зародків великої рогатої худоби на основі цитогенетичного аналізу (диференційне С-забарвлення мітотичних хромосом) та застосування молекулярного аналізу ДНК на основі полімеразної ланцюгової реакції.

ПРОПОЗИЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

1. Для комплексної перевірки запліднювальної здатності імпортованої сперми, а також сперми самців, оцінюваних за якістю нащадків, використовувати метод одержання in vitro зародків сільськогосподарських тварин.

2. З метою підвищення життєздатності сформованих поза організмом ембріонів ссавців додавати в середовище для дозрівання ооцитів in vitro наноматеріали на основі високодисперсного кремнезему.

3. Запровадити детальну цитогенетичну оцінку зародків у взаємозв'язку із зажиттєвим морфологічним станом у практику трансплантації ембріонів і у програмах збереження генофонду локальних та зникаючих порід.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Ковтун С. І. Біотехнологія розмноження м'ясної худоби / С. І. Ковтун // Стратегія розвитку м'ясного скотарства в Україні у контексті національної продовольчої безпеки / кол. авт.: М. В. Зубець, В. П. Буркат, І. В. Гузєв та ін., - К.: Аграр. наука, 2005. - С. 130-134.

Методологічні аспекти збереження генофонду сільськогосподарських тварин / М. В. Зубець, В. П. Буркат, І. В. Гузєв, М. Я. Єфіменко, С. І. Ковтун та ін. - К.: Аграр. наука, 2007. - 119 с. (Дисертантом висвітлена проблема застосування методів генетики розвитку, підготовлено текст для друку).

Кузнєцова І. Б. Визначення запліднювальної здатності сперматозоїдів бугаїв методом запліднення in vitro / І. Б. Кузнєцова, С. І. Ковтун, Н. Я. Мелешко // Наук. вісн. НАУ. - 2002. - Вип. 40. - С. 160-163. (Дисертантом теоретично обґрунтовані дослідження, самостійно виконано експериментальну частину роботи, підготовлено матеріал до друку).

Ковтун С. І. Стан та перспективи використання епідидимальних сперматозоїдів сільськогосподарських тварин для одержання зародків in vitro / С. І. Ковтун, Н. Я. Мелешко, Ю. В. Куновський // Наук. праці Полтавської держ. аграр. акад. - 2002. - Т. 1(20). - С. 122-124. (Дисертантом заплановані дослідження, виконана експериментальна частина роботи, підготовлено текст статті до друку).

Зубець М. В. Сучасний стан та перспективи генетично - селекційного і біотехнологічного моніторингу в тваринництві України / М. В. Зубець, В. П. Буркат, М. Я. Єфіменко, С. І. Ковтун, Б. Є. Подоба // Вісн. Сумського нац. аграр. ун-ту. - 2002. - Вип. 6. - С. 3-12. (Дисертант висвітлила проблеми раннього ембріогенезу великої рогатої худоби, підготувала текст до друку).

Ковтун С. І. Шляхи розвитку in vitro ембріонів великої рогатої худоби, отриманих поза організмом / С. І. Ковтун, Л. І. Остаповець // Наук. вісн. Львівської держ. акад. вет. медицини ім. С.З. Ґжицького. - 2003. - Т. 5(2) - С. 99-102. (Дисертант теоретично обґрунтувала програму досліджень, проаналізувала результати досліджень, відредагувала тест статті).

Ковтун С. І. Вплив додавання ФСТ та БСА на розвиток зародків великої рогатої худоби поза організмом / С. І. Ковтун // Наук. - техн. бюл. / УААН, Ін-т тваринництва. - Х., 2003. - № 85. - С. 46-50.

Ковтун С. І. Перспективи застосування трансплантації ембріонів великої рогатої худоби з використанням нових біотехнологічних методів / С. І. Ковтун, Д. М. Басовський // Наук. вісн. Львівської держ. академії вет. медицини ім. С.З. Ґжицького. - 2003. - Т. 5(3) - С. 40-43. (Дисертант обґрунтувала програму досліджень, провела експериментальну частину роботи, підготувала текст до друку).

Ковтун С. І. Підвищення ефективності повноцінного дозрівання ооцитів корів in vitro / С. І. Ковтун // Фактори експериментальної еволюції організмів: зб. наук. пр. / за ред. М. В. Роїка. - К.: Аграр. наука, 2003. - С. 62-67.

Ковтун С. І. Вплив мікрохірургічних маніпуляцій на дозрівання in vitro ооцитів свиней / С. І. Ковтун, Ю. М. Косенюк, Ю. В. Куновський // Вісн. Сумського нац. аграр. ун-ту. - 2003. - Вип. 7. - С. 98-101. (Дисертант брала участь у розробці програми досліджень, проведенні експериментів, сформулювала висновки, відредагувала статтю).

Ковтун С. И. Влияние клеток гранулезы на получение зародышей свиней in vitro / С. И. Ковтун, Ю. В. Куновський // Научные проблемы производства продукции животноводства и улучшения ее качества: сб. науч. тр. - Брянск, 2004. - С. 126-129. (Дисертант розробила програму досліджень, брала участь у обговоренні результатів досліджень, підготувала остаточну редакцію статті).

Ковтун С. І. Одержання зародків свиней методом запліднення in vitro / С. І. Ковтун, Ю. В. Куновський, Н. Я. Мелешко // Наук. вісн. Львівської держ. академії вет. медицини ім. С.З. Ґжицького. - 2004. - Т. 6(2), ч. 4 - С. 54- 58. (Дисертант теоретично обґрунтувала і розробила програму досліджень, брала участь у проведенні та обговоренні результатів досліджень, відредагувала статтю).

Ковтун С. І. Одержання зародків свиней in vitro: стан та перспективи використання / С. І. Ковтун // Вiсн. аграр. науки. - 2004. - № 5. - С. 52-54.

Ковтун С. І. Сучасний стан впровадження нових біотехнологічних методів відтворення великої рогатої худоби у країнах Північної Америки / С. І. Ковтун, Д. М. Басовський // Наук. вісн. Львівської держ. академії вет. медицини ім. С.З. Ґжицького. - 2004. - Т. 6(3), ч. 3 - С. 90-93. (Дисертантом узагальнено матеріали досліджень, сформульовано висновки, підготовлено остаточну редакцію статті).

Остаповець Л. І. Активація in vitro яйцеклітин корів до партеногенетичного розвитку / Л. І. Остаповець, С. І. Ковтун // Вiсн. аграр. науки. - 2004. - № 10. - С. 56-58. (Дисертант теоретично обґрунтувала дослідження, проаналізувала експериментальну частину роботи, підготувала тест до друку).

Буркат В. П. Використання цитогенетичного контролю при виявленні хромосомних аномалій ембріонів великої рогатої худоби / В. П. Буркат, С. І. Ковтун // Вiсн. аграр. науки. - 2005. - № 2. - С. 38-41. (Дисертант експериментальну частину роботи, підготувала тест до друку).

Стан і перспективи використання біотехнологічної селекції у скотарстві / В. П. Буркат, С. І. Ковтун, Д. М. Басовський, О. Д. Бірюкова // Наук.-техн. бюл. / УААН, Ін-т тваринництва. - Х., 2005. - № 90. - С. 77-82. (Дисертант теоретично обґрунтувала програму досліджень, виконала експериментальну частину роботи, підготувала текст статті).

Буркат В. П. Прикладні аспекти генетики та біотехнології в тваринництві / В.П. Буркат, В. В. Дзіцюк, С. І. Ковтун // Вiсн. Укр. т-ва генетиків і селекціонерів. - 2005. - Т. 3, № 1 - 2. - С. 131-144. (Дисертантом висвітлена проблема ембріонального розвитку in vitro, підготовлено текст до друку).

Ковтун С. І. Вплив умов культивування in vitro на розвиток мейотичних партеногенетичних ембріонів свиней / С. І. Ковтун, Л. І. Остаповець // Наук. вісн. Львівської держ. академії вет. медицини ім. С.З. Ґжицького. - 2005. - Т. 7(2), ч. 2 - С. 80-85. (Дисертант проаналізувала експериментальну частину роботи, відредагувала текст статті).

Буркат В. П. Світові тенденції розвитку репродуктивної біотехнології у скотарстві / В. П. Буркат, С. І. Ковтун, Д. М. Басовський // Розведення і генетика тварин: міжвід. темат. наук. зб. - К.: Аграр. наука, 2006. - Вип. 40. - С. 5-13. (Дисертант висвітлила теоретичні аспекти досліджень, провела аналіз експериментів, підготувала текст статті).

Ковтун С. І. Збереження життєздатності епідидимальних сперматозоїдів кнурів / С. І. Ковтун, М. Г. Порхун // Наук.-техн. бюл. / УААН, Ін-т тваринництва. - Х., 2006. - № 94. - С.166-169. (Дисертантом проаналізовані теоретичні дослідження, одержано та узагальнено результати, відредаговано статтю).

Ковтун С. І. Вплив умов in vitro дозрівання ооцитів свиней на здатність партеногенонів до ембріонального розвитку / С. І. Ковтун, Л. І. Остаповець // Наук. вісн. Львівської держ. академії вет. медицини ім. С.З. Ґжицького. - 2006. - Т. 8(3), ч. 2 - С. 50-56. (Дисертант брала участь у теоретичному обґрунтуванні досліджень, проаналізувала експериментальну частину роботи, підготувала текст до друку).

Ковтун С. І. Вплив наноматеріалів на заплідненість яйцеклітин свиней / С. І. Ковтун, Ю. В. Куновський, Н. П. Галаган // Тваринництво України. - 2007. - № 2. - С. 72-74. (Дисертантом проаналізовані методичні аспекти досліджень, одержано та узагальнено результати, підготовлено текст статті).

Ковтун С. І. Перспективи використання наукових розробок з біотехнології в селекційній роботі / С. І. Ковтун // Перспективи використання досягнень генетики і біотехнології у практичній селекції тварин: матеріали творч. дискусії. - К.: Аграр. наука, 2006. - С. 17-31.

Ковтун С. І. Біотехнологічні методи в тваринництві / С. І. Ковтун, Є. Крупінські, В. Є. Кузнєцов // Тваринництво України. - 2007. - № 2. - С. 79-81. (Дисертантом висвітлені теоретичні і методичні аспекти досліджень, сформульовано висновки, відредаговано статтю).

Ковтун С. І. Нові біотехнологічні методи збереження генетичних ресурсів тварин / С. І. Ковтун // Проблеми збереження генофонду тварин: матеріали творч. дискусії. - К.: Аграр. наука, 2007. - С. 44-45.

Ковтун С. И. Использование эпидидимальных сперматозоидов для сохранения генофонда / С. И. Ковтун, О. Д. Бирюкова, О. В. Щербак // Досягнення і проблеми генетики, селекції та біотехнології: зб. наук. пр. - К.: ЛОГОС, 2007. - Т. 1. - С. 249-252. (Дисертант теоретично обґрунтувала дослідження, проаналізувала експериментальну частину роботи, відредагувала статтю).

Копилова К. В. Новітні генетико-біотехнологічні методи у тваринництві України / К. В. Копилова, С. І. Ковтун // Вiсн. аграр. науки. - 2007. - № 11. - С. 44-46. (Дисертантом проаналізовані результати досліджень із застосування методів генетики розвитку, написано відповідний текст статті).

Ковтун С. І. Вплив часу сумісної інкубації гамет на ембріональний розвиток свиней in vitro / С. І. Ковтун, Ю. В. Куновський // Наук. - техн. бюл. / УААН, Ін-т тваринництва. - Х., 2008. - № 96. - С. 195-198. (Дисертант розробила методику, проаналізувала експериментальну частину роботи, відредагувала статтю).

Буркат В.П. Деякі біотехнологічні та генетичні методи при створенні тварин майбутнього / В. П. Буркат, С. І. Ковтун, К. В. Копилова, К. В. Копилов // Розведення і генетика тварин: міжвід. темат. наук. зб. - К.: Аграр. наука, 2008. - Вип. 42. - С. 3-10. (Дисертантом висвітлені питання ембріогенетики написано текст статті).

Копилов К. В. Використання методів ДНК-аналізу при визначенні статі та генотипуванні доімплантаційних ембріонів великої рогатої худоби / К. В. Копилов, К. В. Копилова, С. І. Ковтун // Фактори експериментальної еволюції організмів: зб. наук. пр. - 2008. Т. 5. - С. 392-397. (Дисертант проаналізувала експериментальну частину роботи, сформулювала висновки).

Ковтун С. І. Заморожування методом вітрифікації ембріонів великої рогатої худоби, отриманих in vivo та in vitro / С. І. Ковтун, О. В. Щербак // Методики наукових досліджень із селекції, генетики та біотехнології у тваринництві: наук. зб. - К., 2005. - С. 204-209. (Дисертантом розроблено методику, узагальнено одержані результати, відредаговано текст для друку).

Пат. 33658 Україна, МПК А 61D 19/02. Спосіб кріоконсервування епідидимальних сперматозоїдів кнурів / Ковтун С. І., Щербак О. В., Мелешко Н. Я.; заявник і патентовласник Ін-т розведення і генетики тварин УААН. - u 2008 00502; заявл. 15.01.08; опубл. 10.07.08, Бюл. № 13. (Дисертантом проведена розробка методики, узагальнення одержаних результатів експериментів, підготовлено текст до друку).

Ковтун С. І. Вплив хромосомних аномалій на розвиток зародків великої рогатої худоби in vitro / С. І. Ковтун // Матеріали Всеукр. конф. молодих вчених «Засади сталого розвитку аграрної галузі», 28 - 30 жовт. 2002 р. - К., 2002. - С. 129-131.

Ковтун С. І. Успіхи в одержанні зародків свиней in vitro / С. І. Ковтун // Матеріали конференції молодих вчених та аспірантів / Ін-т розведення і генетики тварин УААН. - с. Чубинське, 2003. - С. 20-22.

Ковтун С. І. Перспективи та проблеми розвитку сучасних біотехнологічних методів у відтворенні тварин / С. І. Ковтун, Ю. М. Косенюк // Матеріали наук.-практ. семінару «Проблеми отримання та використання генетично модифікованих і клонованих організмів». - Біла Церква, 2004. - С. 69-71. (Дисертант розробила програму досліджень, проаналізувала експериментальну частину роботи, підготувала текст до друку).

Ковтун С. І. Застосування наноматеріалів у біотехнологічних дослідженнях // Матеріали ІV конф. молодих вчених та аспірантів / С. І. Ковтун // Ін-т розведення і генетики тварин УААН. - с. Чубинське, 2006. - С.41-42.

Ковтун С. И. Влияние наноматериалов на получение эмбрионов свиней вне организма / С. И. Ковтун, Н. П. Галаган // Материалы ІІ Всерос. науч. конф. с международным участием «Сорбенты как фактор качества жизни и здоровья». - М. - Белгород, 2006. - С. 106-109. (Дисертант виконала експериментальну частину досліджень, написала текст статті).

Ковтун С. И. Современные перспективы использования биотехнологии в воспроизводстве животных / С. И. Ковтун // Realizгri юi perspective in creєterea animalelor: Materialete simpozionului. - Maximovca, 2006. - P. 133-136.

Галаган Н. П. Вплив нанокомпозиту з білком на життєздатність кріоконсервованих гамет кнурів / Н. П. Галаган, С. І. Ковтун, І. В. Грищенко // Матеріали ІХ Укр. біохімічного з'їзду. - 2006. - Т. 2 - С. 144-145. (Дисертант обґрунтувала проведення досліджень, виконала експерименти, сформулювала висновки, відредагувала текст).

Ефименко М. Я. Оценка фертильности быков методом оплодотворения in vitro / М. Я. Ефименко, С. И. Ковтун, Н. Я. Мелешко, Ю. В. Куновський // Научное наследие П.Н. Кулешова и современное развитие зоотехнической науки и практики животноводства: сб. материалов Междунар. науч.-практ. конф. - М., 2006. - С. 152-155. (Дисертант розробила методику досліджень, приймала участь у проведенні експериментів, відредагувала текст статті).

Ковтун С. И. Контроль спонтанного партеногенетического развития яйцеклеток коров и свиней в условиях in vitro / С. И. Ковтун, Ю. В. Куновський // Актуальные проблемы биологии в животноводстве: материалы 4-ой междунар. конф. (г. Боровск, 5 - 7 сент. 2006 г.). - Боровск, 2006. - С. 244-245. (Дисертантом проведена розробка методики досліджень, узагальнено одержані результати, відредаговано матеріал для друку).

Effect of nanocomposites based of ultrafine silica on reproductive cells / N. P. Galagan, S. I. Kovtun, V. L. Osaulenko, N. M. Moshkivska // Ukrainian - German Symposium on Nanobiotechnology, December 14 - 16, 2006. - K., 2006. - P. 62. (Дисертант виконала експериментальну частину, сформулювала висновки).

Генетические ресурсы серого украинского скота в контексте проблемы защиты биологического разнообразия / И. В. Гузев, О. П. Чиркова, С. И. Ковтун [и др.] // Материалы междунар. науч.-прак. конф. «Актуальные проблемы биологии воспроизводства животных», 25 - 26 окт. 2007 г. - Дубровицы - Быково, 2007. - С. 442-445. (Дисертант висвітлила проблему трансплантації ембріонів, редагувала текст для друку).

Буркат В. П. Нанобиотехнологические методы для сохранения генофонда / В. П. Буркат, С. И. Ковтун, Н. П. Галаган // Материалы междунар. науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы биологии воспроизводства животных». - Дубровицы; Быково, 2007. - С. 450-452. (Дисертант теоретично обґрунтувала дослідження, виконала їх експериментальну частину, написала текст статті).

Ковтун С. І. Нанокомпозити для кріоконсервування сперматозоїдів кнурів / С. І. Ковтун, Н. П. Галаган // Збірник тез 2-го з'їзду Укр. т-ва клітинної біології, 23 - 26 жовт. 2007 р. - К., 2007. - С. 15. (Дисертантом проведена розробка методики досліджень, приймала участь у проведенні та узагальненні одержаних результаті, відредагувала текст для друку).

Nanocomposites in biotechnology for prolonged preservation of gene pool (synthesis and application) / N. P. Galagan, I.V. Siora, S. I. Kovtun, O. V. Scherbak // ХІ Polish - Ukrainian Symposium «Theoretical and experimental studies of interfacial phenomena and their technological applications», August 22 - 26, 2007. - Krasnobrod - Zamosc, 2007. - P. 27. (Дисертантом проведена розробка методики досліджень, приймала участь у проведенні експериментів, узагальненні одержаних результатів).

Наноматериалы на основе высокодисперсного кремнезема и биомолекул в оптимизации биосред для сохранения генофонда / Н. П. Галаган, С. И. Ковтун, В. В. Туров, П. П. Горбик // Нанорозмірні системи. Будова - властивості - технології: тези конф., 21 - 23 лист. 2007. - К., 2007. - С. 587. (Дисертантом проведено розробку методики досліджень, приймала участь у проведенні експериментів, готувала текст до друку).

Размещено на Allbest.ru