doi: 10.15389/agrobiology.2018.4.762rus
УДК 639.3.034.2
Работы выполнены с использованием УНУ «МУК» ЮНЦ РАН и Биоресурсной коллекции редких и исчезающих видов рыб ЮНЦ РАН № 73602 в рамках реализации ГЗ ЮНЦ РАН на 2018 год «Оценка современного состояния, анализ процессов формирования водных биоресурсов южных морей России в условиях антропогенного стресса и разработка научных основ технологии реставрации ихтиофауны, сохранения и восстановления хозяйственно ценных видов рыб», № госрегистрации 01201354245 и Гранта Президента РФ МК-115.2017.11, № АААА-А17-117051110132-5.
ПОЛУЧЕНИЕ ЖИЗНЕСПОСОБНОЙ МОЛОДИ РУССКОГО
ОСЕТРА (Acipenser gueldenstaedtii) ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ
КРИОКОНСЕРВИРОВАННОЙ СПЕРМЫ И ОЦЕНКА
ПОВЕДЕНЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ У КРИОПОТОМСТВА
А.А. КРАСИЛЬНИКОВА1, А.М. ТИХОМИРОВ2
Криоконсервирование репродуктивных клеток самцов рыб — актуальное направление в стратегии сохранения генетического биоразнообразия и в аквакультуре. Жизнеспособность криоконсервированной спермы обычно подтверждают оплодотворением яйцеклеток рыб в лабораторных условиях, но дальнейших наблюдений за полученной молодью не проводят. В настоящем исследовании впервые проанализированы поведенческие реакции предличинок, личинок и молоди русского осетра (Acipensergueldenstaedtii von Brandt & Ratzeburg 1833) при использовании размороженной спермы для оплодотворения икры и доказана физиологическая полноценность развивающихся особей. Икру получали в производственных условиях от самки русского осетра массой 20 кг и длиной 142 см, рабочая плодовитость — 229500 икринок. Одну часть икры оплодотворили размороженной спермой русского осетра, хранившейся в криобанке 2 года, другую — нативной спермой по стандартной заводской технологии (контроль). Вылупившихся предличинок учитывали сплошным поштучным методом. Поведенческие реакции особей, полученных по традиционной технологии, и криомолоди оценивали с применением теста «открытое поле», который проводили индивидуально, помещая объект (предличинку, личинку, молодь) в специальную установку с координатной сеткой. Определяли ориентировочную активность объекта, фоновую активность и двигательную активность в первые 30 с после воздействия различных раздражителей (свет 20 лк, низкочастотный прямоугольный сигнал частотой 20 Гц, яркий свет 100 лк, высокочастотный прямоугольный сигнал 300 Гц, воздействие виброакустическим раздражителем). При оплодотворении икры спермой, отогретой после замораживания, доля оплодотворения в опытной партии составила 50 %, в контрольной — 80 %. Смертность за период подращивания в опыте и контроле составила соответственно 7 и 5 %. Полученная криомолодь оказалась жизнеспособной. По морфометрическим показателям экземпляры предличинок (1 сут), личинок (8 сут) и молоди (15 сут) в опыте превосходили контроль. По реактивности центральной нервной системы и рецепторного комплекса криопотомство также иногда превосходило контрольную партию. В тесте «открытое поле» предличинки из контрольной группы проявляли низкую ориентировочную активность, демонстрируя реакцию затаивания, которая переходила в медленные передвижения по опытной установке. Предличинки из опытной группы вели себя более активно. Реакции на разного рода раздражители статистически не различались. Личинки, полученные с использованием замороженной и отогретой спермы, после перехода на смешанное питание (8-е сут) по характеру реакции центральной нервной системы достоверно не отличались от контроля, за исключением реакции на яркий свет (р ≤ 0,05). На 15-е сут развития особи в обоих вариантах опыта адекватно реагировали на воздействие раздражители классической реакцией затаивания. При анализе ответных реакций на раздражители были установлены значимые различия (р ≤ 0,05) как в контроле, так и в опыте. Это указывало на начало формирования межнейронных связей в продолговатом мозге. Значимых различий между группами выявлено не было. Таким образом, применение спермы из криобанка позволяет получать жизнестойкую молодь рыб и может быть рекомендовано для использования на государственных заводах при искусственном воспроизводстве и на частных предприятиях аквакультуры.
Ключевые слова: осетровые рыбы, Acipenser gueldenstaedtii, русский осетр, сперма, криоконсервация, криопотомство, предличинка, личинка, молодь, поведение.
A.A. Krasilnikova1, A.M. Tikhomirov2
Cryopreservation of male reproductive cells is an important issue of genetic biodiversity conservation strategy and the development of fisheries and aquaculture. The use of cryopreserved semen in artificial reproduction and aquaculture will provide genetically diverse progeny, reduce area and the cost of maintaining male fishes, and, thereby, will allow rise in female herd abundance. Cryopreserved sperm can be used at any time, without risk of untimely maturing or improper quality. The data on the low-temperature preservation indicates that the long-term storage in liquid nitrogen does not significantly affect the safety of cells after freezing and thawing. The viability of cryopreserved sperm is usually confirmed by laboratory fertilization of caviar, without further observations of the obtained juveniles. This paper reports for the first time the behavioral response of pre-larvae, larvae, and juveniles of Russian sturgeon (Acipenser gueldenstaedtii von Brandt & Ratzeburg 1833), obtained with the use of frozen-thawed sperm, and shows physiological fullness of the resulting progeny. The aim of this work was to compare quality of Russian sturgeon offspring as influenced by cryopreserved and native semen. In using frozen-thawed sperm stored 2 years in liquid nitrogen, the conception was 50 % compared to 80 % in the control insemination with native semen. The mortality rate for the whole period was 7 and 5 % in the test and the control groups, respectively. The obtained cryo-progeny was viable. One-day old pre-larvae, 8-day old larvae and 15-day old juveniles of the test group were superior in size and weight as compared to the control group. Behavioral responses of the offspring were evaluated in «open field» test which was carried out individually by placing an individual (pre-larvae, larvae, juveniles) in a special installation with coordinate grid. The pre-larvae activity was somewhat, but not significantly, higher in cryo-progeny. No differences were found between 8-day old larvae in the response to irritants, except bright light (р ≤ 0.05). In 15-day old juveniles, the response was adequate in both groups. Basal activity and reactivity differed significantly (р ≤ 0.05) in both groups. So, cryopreserved sperm led to some morphometric advantage in the progeny compared to the individuals produced by conventional methods, and some advantages were found in the response to irritants, however, on the whole, the differences were not significant. A small alteration may be due to the difference in frozen cell subpopulations. Thus, frozen semen contributes to young fish vitality and may be recommended for artificial reproduction and aquaculture.
Keywords: sturgeons, Russian sturgeon, Acipenser gueldenstaedtii, sperm, cryopreservation, cryo-progeny, pre-larvae, larvae, juveniles, behavior.
1ФГБУН ФИЦ Южный научный центр |
Поступила в редакцию |
