Банк спе́рмы, хранилище генетического материала лучших особей мужского пола, накопленного, хранимого и используемого в программе репродукции генетических качеств особей улучшаемой популяции. Метод искусственного осеменения маток спермой производителей является наиболее распространённым в практике и наиболее экономически эффективным способом воспроизводства генетических ресурсов популяций и пород сельскохозяйственных животных.

Методы накопления семени

В практике животноводства существуют 2 основных приёма накопления семени производителей.

• Американский метод, при котором производителей, после отбора у них небольшого количества спермы (для контрольного осеменения маток и получения от них потомства, по продуктивности которого будет оценена племенная ценность его отцов), переводят на «щадящую» систему кормления и содержания до получения результатов их оценки по генетическим качествам потомков. После этого особей с наивысшими индексами племенной ценности отбирают в селекционные группы, заранее обусловленные в селекционных программах улучшения продуктивных и племенных качеств всей популяции (породы) животных. Их начинают интенсивно использовать, чтобы накопить максимальное количество спермы с целью её хранения и осеменения маточного поголовья этой породы (популяции). Остальных производителей выбраковывают.

• Скандинавский метод использования производителей, предусматривающий интенсивное использование всех поставленных на проверку по потомству мужских особей для получения от них т. н. объёма «нормативного» банка спермы, определённого в селекционных программах (обычно 20–50 тыс. доз семени). После накопления необходимого количества спермы производители «выводятся» из системы оценки их генетических качеств, а накопленный от них банк спермы хранится до получения производителями племенной оценки. Если производитель спермы получает удовлетворительный индекс племенной ценности, то накопленный от него банк семени начинает интенсивно использоваться на практике. Если самец не получает достаточную степень генетического совершенствования, то его сперма просто утилизируется и не используется в массовом осеменении маток популяции.

Обе системы имеют свои достоинства и недостатки, что требует глубокого анализа и выбора приемлемого в определённых социально-экономических условиях использования.

Создание банка спермы

Создание банка спермы состоит из 3 этапов:

• получение спермы от производителей;

• анализ качества спермы и фасовка её на спермодозы;

• хранение спермодоз в банке спермы.

Получение от производителя спермы является важнейшим элементом в технологии формирования банка спермы. К процедурам получения спермы от мужских особей предъявляются требования для безопасности здоровья производителей и для соблюдения условий, гарантирующих определённые характеристики количества и качества собираемого семени. При взятии спермы от самца необходимо:

• получить весь эякулят (без внесения в него загрязнений);

• не причинять болевых ощущений самцу и избежать его травмирования;

• не допускать заражения организма производителя.

Получение спермы от разных видов сельскохозяйственных животных

Одним из ключевых факторов получения полноценных эякулятов является правильный режим полового использования самцов-производителей. Первоначально в организациях искусственного осеменения сельскохозяйственных животных специалисты обращают внимание на вид, возраст, индивидуальные особенности (тип высшей нервной деятельности) животного. Садки используемых производителей не должны быть слишком частыми (в таких случаях уменьшается количество и качество накапливаемой спермы) и не должны быть редкими (сперматозоиды «стареют», снижается активность семенников).

Молодых быков (любого направления продуктивности) начинают использовать при достижении ими возраста 10–12 месяцев (не позднее 15 месяцев) и обеспечивают проведение 2 садок в декаду. При повышенной активности производителей их могут использовать по дуплетной технологии (проводят 2 садки последовательно, с интервалом в 5–10 мин). Взрослых быков (возраст свыше 1,5 лет) используют для взятия спермы дважды в неделю (обычно отбирают 2 эякулята в день).

В овцеводстве у баранов за полтора месяца до наступления случного сезона начинают получать от них сперму (1 раз в 5–7 дней) и оценивают её качество. С наступлением случного сезона от самцов получают в среднем по 2–4 эякулята ежедневно.

Хряков в свиноводстве начинают приучать к садке на чучело с возраста 8–10 месяцев по мере достижения ими живой массы 120–140 кг. При этом от молодых хряков отбирают 1 эякулят в 10 дней, а от взрослых самцов – 1 эякулят в 3–4 дня (при умеренном режиме использования производителей) или 1 эякулят в 2 дня (при интенсивной технологии использования самцов). В последнем случае в технологии взятия спермы хряков предусмотрен перерыв на 8–10 дней через 20 сут их половой активности.

Жеребцов начинают использовать при достижении ими возраста 2–3 года. От взрослых животных семя получают 1 раз в день, а от наиболее активных – 2 раза в день. При интенсивном режиме получения спермы жеребцам-производителям через каждые 5–7 дней дают 2 дня отдыха.

Состав и качество спермы

Сперма производителей – самцов сельскохозяйственных животных разных видов представляет собой сложную по составу биологическую жидкость, состоящую из секрета придатков семенников (сперма) и секрета придаточных половых и уретральных желёз (плазма). Соотношение между спермой и плазмой зависит от вида животных, условий их кормления, техники получения спермы. Наиболее концентрированная сперма в эякуляте (30 % от общего объёма) у баранов, до 15 % – у быков, 3–5 % – у хряков и 1,5–2,0 % – у жеребцов.

По химическому составу спермии содержат 25 % сухого вещества и 75 % воды. В сухом веществе преобладают белки (85 %), а липиды и другие вещества составляют лишь 15 %.

На качество и сохранность получаемой нативной спермы оказывают влияние:

• температура;

• осмотическое давление;

• ионный состав;

• интенсивность светового потока и его природа (инфракрасное, ультрафиолетовое, рассеянное солнечное воздействие);

• химические вещества, микроорганизмы, их различные комбинации и продолжительность (интенсивность) их воздействия.

Полученную от производителя сперму перед использованием всегда оценивают – качество спермы даже одной и той же особи является величиной непостоянной, оно подвержено резким изменениям в зависимости от условий кормления и содержания производителя, уровня ухода за ним, режима его полового использования, состояния здоровья, времени года и погоды.

Методы оценки спермы

Все методы оценки спермы подразделяют: на органолептические (макроскопические), микроскопические и биологические.

При органолептической оценке спермы определяют: объём эякулята, цвет, запах, консистенцию.

При микроскопической оценке определяют: концентрацию спермиев, их активность, число нежизнеспособных (неподвижных) спермиев, а также наличие у них патологий и состояние акросом.

При биологической оценке определяют: интенсивность «дыхания» спермиев (кратность периодического хаотического движения спермиев), абсолютный показатель выживаемости и резистентность спермы.

При осмотре спермы находят посторонние примеси, а также соответствие цвета и запаха спермы стандартным характеристикам.

Объём эякулята у быка определяют путём взвешивания одноразового полиэтиленового спермоприёмника на аналитических весах; у барана – в градуированном спермоприёмнике мерной пипеткой; у жеребца и хряка – либо взвешиванием спермосборника, либо при помощи градуированного спермосборника (обычно в свиноводстве).

Определение концентрации спермиев осуществляют путём прямого подсчёта в специальных (счётных) камерах при помощи электронных счётчиков.

Оценку активности спермиев проводят по специальной методике, выражая результаты в десятичной шкале.

Оценку густоты спермы подразделяют на 3 градации («Г» – густая, «С» – средняя и «Р» – редкая) путём сопоставления результатов визуального наблюдения с лимитирующими значениями концентрации спермиев (млрд/мл) в таблицах для разных видов сельскохозяйственных животных.

Подсчёт патологических сперматозоидов проводят в окрашенном фуксином мазке предварительно разбавленной цитратом натрия спермы (степень разбавления приведена в специальных таблицах, разработанных для разных видов сельскохозяйственных животных).

Состояние акросом спермиев определяют после смешивания капли свежеполученной спермы с каплей жидкой фракции белка куриного яйца.

Для оценки абсолютного показателя выживаемости спермиев ежедневно определяют значение активности спермы при температуре около 40 °С. Абсолютный показатель выживаемости спермы выражают суммой произведений активности спермы на время проведённых измерений (часов с момента начала измерений до «смерти» спермы). Для барана этот показатель должен быть немного больше 1600, для быка – 1000, для жеребца – 400, для хряка – 700.

Резистентность спермиев выражают числом миллиметров раствора, прибавленным к одному миллилитру свежеполученной спермы. Исследования проводятся до прекращения прямолинейного поступательного движения спермиев. У барана и быка этот показатель должен находиться в пределах от 5000 до 50 000, у хряка – от 2000 до 3000, у жеребца – от 500 до 1500.

Технологией предусмотрено, что от момента получения спермы до её разбавления должно пройти не более 10 мин. Разбавление спермы проводят по специальным таблицам, разработанным в соответствии с характеристиками нативной спермы – в одной дозе спермопродукции до замораживания должно находиться не менее 37,5 млн спермиев с прямолинейным движением, а после её оттаивания – не менее 10–15 млн спермиев, т. е. активность спермы не должна быть меньше 4 баллов.

Разбавление спермы проводят однократно при температуре окружающей среды 30–32 °С. В той же ёмкости разбавленную сперму охлаждают (эквилибрируют) при температуре 2–5 °С в течение 4 часов, после чего её расфасовывают для охлаждения на специальные пластины. Затем помещают гранулы со спермодозами в жидкий азот и переносят их на хранение в стационарное помещение (банк спермы), где их и хранят в сосудах Дьюара объёмом 5–20 л. В сосудах Дьюара замороженную сперму можно транспортировать, не допуская их падения и механического повреждения.