способ создания репродуктивных маточных стад осетровых рыб

Формула изобретения

Способ создания репродуктивных маточных стад осетровых рыб, включающий формирование ремонтно-маточного стада путем выращивания с ранних этапов онтогенеза из партии донорского рыбопосадочного материала, завезенного в различное время, а также из зрелых и близких к созреванию рыб, отловленных в естественных водоемах, отличающийся тем, что создают репродуктивные маточные стада осетровых рыб с полным обновлением производителей за 4 года, с ежегодной заменой 25% производителей: завезенных - 10%, полученных из молоди собственного стада - 10% и полученных от самок собственного стада и дефростированных репродуктивных клеток самцов из криобанка - 5%.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области рыбоводства, в частности к формированию репродуктивных маточных стад осетровых рыб в искусственных условиях.

Известен способ выращивания маточных осетровых рыб с неоднократным получением икры в условиях неволи (см. патент РФ № 2203541, 2002 г.), включающий выращивание и межнерестовый нагул маточных осетровых рыб, содержащихся при температуре 15-28°C в течение 120-180 суток с последующим понижением температуры воды в периоде адаптации длительностью от 2 до 15 суток до рабочей температуры из диапазона 4-12°C, соответствующего второму основному периоду рыбоводного процесса - выдерживанию в течение 30-60 суток. В преднерестовый период и при получении икры рабочую температуру воды устанавливают в диапазоне 12-20°C на 1-2 суток. При этом в рыбоводном процессе применяют один или два периода адаптации с повышением температуры. В зависимости от вида осетровой рыбы температуру воды в них повышают в течение 2-15 суток с рабочей температуры, соответствующей выдерживанию рыбы во втором основном периоде, до рабочей температуры воды, соответствующей ее содержанию в третьем основном периоде, и/или с рабочей температуры в третьем основном периоде до рабочей температуры воды в первом основном периоде. Изобретение позволяет осуществлять разведение рыб осетровых пород вне зависимости от природных климатических условий и сезонности в любых условиях, в том числе городских. Однако в данном способе не используется генетический материал самцов, сохраненный в условиях низких температур (генетический криобанк).

Наиболее близким по сути является способ формирования ремонтно-маточных стад осетровых рыб (см. кн. Чебанов М.С., Галич Е.В., Чмырь Ю.Н. Руководство по разведению и выращиванию осетровых рыб. - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2004. - стр.83-102), включающий формирование на рыбоводном предприятии ремонтно-маточного стада путем выращивания с ранних этапов онтогенеза из партии донорского рыбопосадочного материала, завезенного в различное время, а также из зрелых и близких к созреванию рыб, отловленных в естественных водоемах.

Недостатком способа является то, что в нем не осуществляется полная смена производителей, необходимая при снижении репродуктивных качеств за 4 года, что соответствует 6-8 половым циклам.

Техническая задача - разработка способа создания репродуктивных маточных стад осетровых рыб в установках замкнутого водообеспечения (УЗВ) с использованием линий разновозрастных генераций производителей собственного стада и полученного от них потомства, завезенных производителей из рыбоводных хозяйств и биологического материала, накопленного в криобанке.

Технический результат - формирование высокопродуктивного маточного стада и повышение уровня гетерогенности продукционных стад.

Он достигается тем, что в известном способе создают репродуктивные маточные стада осетровых рыб с полным обновлением производителей за 4 года, сформированные из молоди и производителей естественной генерации, с ежегодной заменой 25% производителей, из которых завезенных производителей - 10%, производителей, полученных из молоди собственного стада, - 10% и производителей, полученных от самок собственного стада и криоконсервированных репродуктивных клеток самцов из криобанка, - 5%.

Формирование маточного стада на примере стерляди проводили из рыб, имеющих разное происхождение, для исключения близкородственного скрещивания в установке замкнутого водообеспечения (см. патент РФ № 118169 2012 г.). Исходным материалом для получения сформированного продукционного стада служила молодь и производители, завезенные из рыбоводных хозяйств и выловленные из естественных водоемов. Из групп рыб путем отбора по экстерьерным и репродуктивным показателям формировали собственное репродуктивное стадо с соотношением полов, близким к 1:1. Получение икры проводили по методу С.Б. Подушка (см. АС СССР № 1412035, 1986 г.), спермы - методом отцеживания. Осеменение икры нативной и криоконсервированной спермой проводили по общепринятой методике (см. кн. Иванов А.П. Рыбоводство в естественных водоемах. - М.: Агропромиздат, 1988. - 367 с.), 95% полученной репродуктивной икры оплодотворяли спермой самцов собственного стада, 5% - с учетом расчета пополнения маточного стада, используя дефростированную сперму из криобанка для обеспечения гетерогенности маточного стада. Это обеспечивает уровень коэффициента инбридинга 0,048, рассчитанный по упрощенной формуле (См. Кирпичников B.C. Генетика и селекция рыб. - Л.: Наука, 1987. - 520 с.), что максимально приближено к природным локальным популяциям.

Для формирования репродуктивного стада проводили два этапа отбора: первый - молоди в возрасте 1,0-1,5 месяца, второй - в возрасте 1,5 года. Исходное количество молоди в период первого отбора по экстерьерным признакам составило 23000 шт., после отбора получили 1500 шт. молоди. При этом коэффициент напряженности отбора, рассчитанный по формуле V=n/N·100 (см. Савостьянова Г.Г. Методические указания по проведению селекционно-племенной работы в форелеводстве. - Л., ГосНИОРХ, 1974. - 16 с.), где n - количество отобранных особей, N - исходное количество особей, составил 6,5. На втором этапе отбора рыб по экстерьерным и репродуктивным показателям исходное количество особей составило 1500 шт. при коэффициенте напряженности отбора 10, количество рыб после отбора составило 150 шт.

Схема формирования репродуктивного стада осетровых рыб на примере стерляди представлена в табл.1.

Полную смену производителей проводили за 4 года, что исключало снижение репродуктивных качеств, которое происходит после 6-8 половых циклов. Качество производителей оценивали по рыбоводно-биологическим показателям самок и самцов.

Пример 1 конкретного осуществления способа.

Маточное стадо стерляди формировали из групп рыб разного происхождения из рыбоводных хозяйств юга России.

Исходным материалом для получения сформированного продукционного стада послужила молодь стерляди генерации 2005 года, а также завезенные в 2006, 2008 годах производители генераций 2002, 2004 года, имевшие естественное происхождение и выращенные в искусственных условиях. Из этих начальных групп рыб путем отбора по экстерьерным и репродуктивным показателям в 2008 году сформировали собственное репродуктивное стадо в количестве 105 особей с соотношением полов близким 1:1. Масса самок в среднем составила 1,5 кг, относительная плодовитость - 16,73 тыс.шт., количество использованных самок - 55 шт., таким образом, количество полученной икры составило 966157 шт., 95% полученной репродуктивной икры (917849 шт.) оплодотворяли спермой самцов собственного стада, вторую часть 5% (57987 шт.) - дефростированной спермой из криобанка.

Для получения высокого процента оплодотворения криоконсервированной спермой ее количество должно быть увеличено в 4 раза с учетом технологии выведения криопротектора, так как выживаемость дефростированной спермы составляет от 30 до 60% (см. Богатырева М.М. Оптимизация методов криоконсервации спермы для сохранения генофонда осетровых рыб // Автореф. дис. канд. биол. наук по спец-ти 03.02.06 «Ихтиология». - Астрахань, 2010. - С.14).

Оплодотворение икры криоконсервированной спермой составило 80%, нативной - 90%. Процесс инкубации продолжался 6 суток. Вылупление предличинок, полученных от криконсервированной спермы, начиналось на час раньше и составило 60%. Выживаемость личинок от нативной спермы составила 75% от заложенной на инкубацию икры.

На пятые сутки после вылупления предличинки начали переходить на смешанное питание. Морфометрические показатели предличинок представлены в табл.2.

За период выдерживания предличинки исследуемых партий незначительно отличались по морфометрическим показателям. После перехода на активное питание в период подращивания в течение 10 суток отход составил в первой группе 9,6%, во второй - 7,2%.

При проведении работ не установлено достоверных различий по морфометрическим показателям молоди, полученной от криконсервированной и нативной спермы, что указывает на целесообразность использования криоконсервированной спермы для искусственного оплодотворения.

Для ежегодной замены 25% производителей собственного репродуктивного стада, составляющего 105 особей обоих полов, необходимо: 10 производителей, завезенных со сторонних рыбоводных хозяйств, 10 производителей, выращенных от собственного потомства, 5 производителей, полученных от самок собственного стада с использованием дефростированной спермы, накопленной в криобанке за несколько лет.

Общую численность заменяемых производителей в маточном стаде определяли исходя из количества производителей, подлежащих ежегодной замене при их использовании в течение 4-х лет, ежегодное пополнение стада составило 25%. Для получения 15 производителей для обновления репродуктивного стада было отобрано 1500 шт. молоди возрастом 1,5 месяца (масса 3-4 г), на втором этапе отбора - 150 шт. особей возрастом 1,5 года (масса 650-800 г). Для получения данного количества рыб с учетом выживаемости на всех этапах биотехнологического процесса нами было использовано 149772 шт. репродуктивной икры.

Всех отбракованных особей с удовлетворительными рыбоводными показателями оставляли для выращивания с целью получения пищевой икры с дальнейшей отбраковкой самцов.

Качество производителей оценивали по рыбоводно-биологическим показателям самок и самцов (табл.3). Маточное стадо стерляди, сформированное методом отбора по репродуктивным показателям, имело высокие биологические характеристики.

Из табл.3 видно, что рабочая плодовитость самок составила 28,2 тыс.шт., относительная - 18,7 тыс.шт./кг. Объем эякулята у самцов в среднем был 28,2 мл.

Межнерестовый интервал у самок составил от 7,5 до 9,0 месяцев, самцов от 6,5 до 8,5 месяцев.

Для оценки функционального состояния производителей стерляди провели анализ физиолого-биохимических показателей крови (табл.4). Они соответствовали биологической норме: концентрация гемоглобина у стерляди составила в среднем 63,6 г/л, скорость оседания эритроцитов (СОЭ) -3,4 мм/ч, концентрация сывороточного белка - 25,16 г/л, уровень общих липидов в сыворотке крови - 3,08 г/л.

Таким образом, оценка физиологического состояния стерляди, выращиваемой в условиях замкнутого водоснабжения, показала, что в основном исследованные параметры крови рыб соответствовали биологической норме для особей данных возрастов, что является подтверждением создания благоприятных условий для длительного содержания ремонта и производителей осетровых рыб в установке замкнутого водоснабжения.

Ежегодное использование долгосрочно хранившихся в жидком азоте репродуктивных клеток самцов из криобанка дает возможность применения высококачественной спермы в любое время, исключения риска несвоевременного созревания рыб и использования большего числа самок в репродуктивных целях.

При ежегодной замене 25% репродуктивного стада осетровых рыб, сформированного из молоди и производителей естественной генерации, полное его обновление происходит за 4 года. Стадо пополняется производителями, завезенными и полученными из молоди собственного стада, а также производителями, полученными от самок собственного стада и криоконсервированных репродуктивных клеток самцов из банка, поэтому оно отличается высокой гетерогенностью с низким коэффициентом имбридинга - 0,0048. Таким образом, для обеспечения данного уровня гетерогенности собственного репродуктивного стада необходимо ежегодное пополнение генофонда на 15%. Данное количество (15%) рыб, вводимое в репродуктивное стадо, состоящее из 5% самок, полученных с использованием криоконсервированной спермы, и 10% самок, завезенных с других хозяйств, обеспечивает уровень коэффициента инбридинга 0,0048 и максимально приближено к природным локальным популяциям. Расчет коэффициента инбридинга проводят по упрощенной формуле (См. Кирпичников B.C. Генетика и селекция рыб. - Л.: Наука, 1987. - 520 с.):

F=1/2N_e, где N_e - эффективная величина стада.

Формирование репродуктивного стада с коротким межнерестовым интервалом достигается за счет регулирования параметров водной среды в зарегулированных условиях. При стабилизация гидрологических условий среды (оптимальная температура 20-21,5°C, кислород 7-7,6 мг/л, скорость течения 0,2-0,5 м/с) увеличивается интенсивность генеративного обмена стерляди в 1,8-2 раза, что позволяет самцам стерляди достигать зрелости за 21-26 месяцев, самкам - за 26-31 месяц.

Таким образом, ежегодная замена 25% производителей и полное их обновление за 4 года, позволяет создать высокопродуктивное маточное стадо и повысить уровень гетерогенности продукционного стада.

Формирование репродуктивных маточных стад осетровых видов рыб и наличие криобанка спермы позволяет обеспечить сохранение генофонда, а также создание страхового фонда в случае выпуска молоди в естественные водоемы.

Табл.1
Схема формирования репродуктивного стада осетровых рыб на примере стерляди

Табл.2
Морфометрические показатели предличинок стерляди
Показатели	Массовый выклев		Переход на смешанное питание
	1	2	1	2
Масса, мг	12,21±1,04	12,50±0,25	18,6±1,64	20,8±1,20
Длина, мм	8,30±0,21	8,73±0,19	12,07±0,44	12,61±1,43

Примечание: 1 - предличинки от нативной спермы, 2 - предличинки от криоконсервированной спермы

Табл.3
Рыбоводно-биологические показатели самок и самцов
самки				самцы
масса, кг	длина, см	плодовитость		масса, кг	длина, см	объем эякулята, мл	относи- тельный объем эякулята, мл/кг массы
		рабочая, тыс.шт	относи- тельная тыс.шт/кг
1,5±0,2	65,7±1,6	28,2±1,5	18,7±1,7	1,4±0,1	63,7±1,6	28,2±1,9	20,8±1,7

Табл.4
Физиолого-биохимические показатели крови стерляди
№	Гемоглобин,	СОЭ,	Общий	Холестерин,	Общие
	г/л	мм/час	сывороточный	ммоль/л	липиды,
			белок, г/л		г/л
M±m	63,6±1,72	3,4±0,81	25,16±3,52	2,28±0,46	3,08±0,39
	3,85	1,82	7,88	1,02	0,88
CV%	6,049	53,43	31,304	44,96	28,56

Источники информации

1. Патент РФ № 2203541, 2002 г.

2. Чебанов М.С., Галич Е.В., Чмырь Ю.Н. Руководство по разведению и выращиванию осетровых рыб. - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2004. - С.83-102.

3. Патент РФ № 118169, 2012 г.

4. АС СССР № 1412035, 1986 г.

5. Иванов А.П. Рыбоводство в естественных водоемах. - М.: Агропромиздат, 1988. - 367 с.

6. Кирпичников B.C. Генетика и селекция рыб. - Л.: Наука, 1987. - 520 с.

7. Савостьянова Г.Г. Методические указания по проведению селекционно-племенной работы в форелеводстве. - Л., ГосНИОРХ, 1974. - 16 с.

8. Богатырева М.М. Оптимизация методов криоконсервации спермы для сохранения генофонда осетровых рыб // Автореф. дис. канд. биол. наук по спец-ти 03.02.06 «Ихтиология». Астрахань, 2010. - С.14.