Магистерская диссертация на тему: Общее положение с животным и растительным миром Земли

Введение

В настоящее время экологическая обстановка на планете Земля продолжает оставаться напряженной. Среди ряда предложенных способов повышения биоразнообразия генотипический подход является наиболее разработанным и сравнительно дешевым. Методика сохранения генофонда в условиях глубокой заморозки разработанная и предложенная Б.Н. Вепринцевым и Н.Н. Ротт в ряде стран нашла свое применение. Успешно реализуются исследования в данном направлении и в России. За последние годы организованы и функционируют 4 криобанка в Санкт-Петербурге, в Пущинона Оке при ИБК РАН, в Дмитрове при ВНИИПРХ, на Камчатке, где содержатся коллекции генофонда более чем 250 видов гидробионтов.

Одной из нерешенных задач криобиологии является подбор составов криопротекторов для спермы разных видов рыб. Установлено более тридцати веществ, относящихся к трем группам химических соединений, которые обладают протекторными свойствами, однако далеко не все они пригодны для половых клеток водных животных. Вместе с тем, до сих пор не установлен факт видоспецифичности отдельных компонентов криопротекторов, режимы замораживания-оттаивания биологического материала.

Целью данной работы являлось получить результаты криоконсервации спермы русского осетра и севрюги.

Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:

1. Оценить качество спермы от разных самцов русского осетра и севрюги. Для замораживания отобрать сперму только высокого качества, отвечающую рыбоводным показателям.

2. Установить адекватность принятых оценок - время жизни и процент подвижных спермиев в биологической пробе на разных этапах замораживания-оттаивания (нативная сперма, сперма после дефростации, сперма после оттаивания).

3. Оценить роль каждого вещества в составе многокомпонентного криопротектора.

4. Выявить оптимальные составы криопротекторов для спермы русского осетра и севрюги.

Оглавление

- Введение 3

- Обзор литературы

- Общее положение с животным и растительным миром Земли

- Способы сохранения генофонда диких и домашних животных

- Консервация геномов

- Способы консервации генома

- Физиологическая консервация

- Глубокое замораживание биологических объектов

- Замораживание сперматозоидов

- Замораживание яйцеклеток

- Замораживание зародышей

- Замораживание соматических клеток

- Длительность хранения замороженных клеток

- Способы получения живых животных из замороженных спермиев

- Материал и методика

- Результаты и обсуждение

- Оценка качества нативной спермы

- Подбор оптимальных концентраций составляющих протекторов

- Заключение 48

- Список использованной литературы 49

Заключение

На основании проведенных экспериментов возможно сделать следующие выводы:

1. Самцы русского осетра и севрюги по качеству половых продуктов достоверно различаются друг от друга. Поэтому при криоконсервации необходимо отбирать сперму только высокого качества, отвечающую стандартным рыбоводным показателям.

2. Из двух показателей качества спермы на промежуточных этапах криоконсервации наиболее адекватным является время жизни спермиев (до остановки последнего сперматозоида в поле видимости микроскопка). Процент подвижных спермиев может служить лишь косвенной оценкой так как здесь присутствует фактор субъективности исследователя. Слишком высока ошибка за счет исследователя.

3. Основными компонентами криопротекторов для осетровых рыб являются: ДМСО и манит. Базовый раствор необходим для поддержания РН среды при введении разных составляющих. Сахарозы и яичный желток необходимы как энергетический запас для клеток после двойного термического шока (заморозка - разморозка).

4. Рецептуры разный криопротекторов отличаются соотношением основных компонентов.

5. Составы криопротекторов для русского осетра и севрюги оказались разными. Это свидетельствует о том, что последние являются видоспецифичными для спермы разных видов осетровых рыб. Исходя из этого, при криоконсервации спермы новых видов осетровых необходимо подбирать новый состав криопротектора.

Список литературы

1. Абдуллаев М.А., Бакаев С.Б., Пославский А.Н. Экологические проблемы охраны живой природы. //М., 1990, т 1, с.75.

2. Андреев А.А., Петропавлов Н.Н. Генетические криобанки в проблеме сохранения биоразнообразия. //В. сб научных трудов "Консервация генетических ресурсов" Пущино. 1994, -С 35-81с.

3. Ананьев В.И., Гахова Э.Н., Катосонов В.Я., Ротт Н.Н., Цветкова Л.И. Концепция сохранения и устойчивого использования биоразнобразия с применением методов криоконсервации геномов гидробионтов. // М, 1997, с 1-36.

4. Ананьев В.И. Новые технологии криоконсервации биологических объектов для управления биоразнообразием в аквакультуре и природных популяциях. //Рыбное хоз-во. Сер. Аквакультура: Информационный пакет. ВНИЭРХ, 1997, вып. 1, с. 36-47.

5. Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяциях. //М. "Наука" 1989, -125 с.

6. Баранникова И.А., Никоноров С., Белоусов Л.Н. Проблема сохранения осетровых России современный период. /Международная конферен-ция "Осетровые рубеже 21 века". Астрахань. 11 -15 сент. 2000, Тезисы докладов. //Астрахань. 2000. - С. 7-8.

7. Белоус А.М., Гордиенко Е.А., Розанов Л.Ф. Замораживание и криопротекция. //М. "Высшая школа" 1987, 80с.

8. Брегман Ю.Э., Найденко Т.Х. Криоконсервация геномов гидробионтов. //Бюлл. Дальневосточного отдел. РАН. 1992, № 1-2. -С76-78.

9. Будыко М.И. Глобальная экология. // М., "Мысль" 1977, 126 с.

10. Букварева Е. Н. Сохранение генофонда животного мира и проблема минимальной численности популяции. //Консервация генетических ресурсов. Пущино, ОНТИ ПИЦ РАН. 1985г, 27с.

11. Вепринцев Б.Н., Ротт Н.Н. Экспериментальные и теоретические предпосылки получения живых животных из клеток, несущих генетическую информацию. В серии: Консервация генетических ресурсов. //Пущино, ОНТИ ПНЦ РАН. 1980, 71с.

12. Вепринцев Б.Н., Ротт Н.Н. Консервация генетических ресурсов. Информационный материал. //Пущино, 1981, - 24с.

13. Вепринцев Б.Н., Ротт Н.Н Проблема сохранения генофонда. /М. "Знание". 1985, -С 1-59.

14. Вепринцев Б.Н,. Ротт Н.Н. Стратегия сохранения животного и растительного мира Земли. Консервация генетических ресурсов. //Пущино, ОНТИ ПНЦ РАН. 1991г. -с 5-35.

15. Вуд М., Уиттингхем Д., Ролл. Низкотемпературная консервация яиц и эмбрионов мыши. Биология развития млекопитающих. Методы. М., Мир. 323-356с. 1990г.

16. Гахова Э.Н. Митохондрии спермиев лягушки при замораживании. /В сб. "Биофизика живой клетки. //Пущино, 1994, т. 6, -С 47 - 55.

17. Грищенко В.И., Калугин Ю.В., Лучко Н.А. Некоторые аспекты криоконсервации эмбрионов и спермы. // Проблемы криобиологии, № 2. 29-36с. 1994г.

18. Дьяконов Л.П. Основные достижения и перспективы развития клеточной биотехнологии. //Труды ВИЭВ. т.71. 1998.

19. Карамарова Л.И., Гахова Э.Н., Карнаухов В.Н. Гипометаболические факторы зимоспящих как возможные регуляторы резистентности клеток к низким температурам. / В сб. "Биофизика живой клетки. //Пущино, 1994, т. 6, -С 47- 55.

20. Карнаухов А.В. О роли биоразнообразия в сохранении климата Земли. // В сб. "Биофизика живой клетки. //Пущино, 1981, -С 34-54.

21. Карнаухов В.Н., Карнаухов А.В. Возможность экологической катиастрофы и снижения биоразнообразия в пресных водах Северной Америки. /В сб. "Биофизика живой клетки. //Пущино, 1994, т. 6, -С 17 - 20.

22. Карнаухов В.Н. Спектральный анализ в клеточном мониторинге состояния окружающей среды. //М "Наука" 2001, -186 с.

23. Курбатов А.Д., Платов Е.М., Корбан Н.В., Мороз Л.Г., Наук В.А. Криоконсервация спермы сельскохозяйственных животных. //Л.: Агропром-издат. Ленинградское отделение. 1998, 186 с.

24. Лозино-Лозинский Л.К. Очерки по криобиологии. Адаптации и устойчивость организмов и клеток к низким и сверхнизким температурам. //Л: Наука. 1972, 288с.

25. Малютин В.С. Проект федеральной программы по сохранению и устойчивому использованию осетровых рыб, включая комплекс мер по развитию искусственного воспроизводства и товарного осетроводства. Международная конференция "Осетровые на рубеже 21 века", Астрахань, 11-15 сент., 2000: Тезисы докладов. //Астрахань, 2000. - С. 12-14.

26. Межевикина Л.М., Каранова М.В. Использование антифризных гликопротеинов при замораживании в жидком азоте ранних зародышей мыши. //Известия. Акад. наук. Сер. биол. 1995. -С 113 - 145.

27. Мельников В.Н., Прямухина Н.В. О мерах по сохранению и восстановлению запасов осетровых в Каспийском бассейне. Международная конференция "Осетровые на рубеже 21 века", Астрахань, 11-15 сент., 2000. Тезисы докладов. //Астрахань. 2000. - С. 77-78.

28. Наук В.А., Борончук Г.В., Ротт Н.Н. Длительное сохранение спермы сельскохозяйственных и диких животных. //В. сб научных трудов "Консервация генетических ресурсов" Пущино. 1991, -С35-81.

29. Никитин В.А. Технология генетически идентичных близнецов. Возможности и перспективы. /В сб. "Биофизика живой клетки. //Пущино, 1994, т. 6, -С 56 - 61.

30. Осташко Ф.И. Глубокое замораживание и длительное хранение спермы производителей.//Киев: Урожай.. 1978, 255с.

31. Павлов Д.С. Подходы к охране редких и исчезающих рыб. Информационный материал. //Научный центр РАН, Пущино, 1993, 126 с.

32. Розанов Р.М., Каримов Б.К. Экологические проблемы охраны живой природы, //М. "Высшая школа", 1990, т.1, с. 70.

33. Розанов С.И. Место генетических криобанков в решении проблемы сохранения биоразнообразия. /В сб. "Биофизика живой клетки. //Пущино, 1994,т.6, -С 8-13.

34. Ротт Н.Н. Создание генетических криобанков и использование методов биологии развития как способ сохранения редких видов. //М, Журнал ВНД, 1996, Т. 27. № 4, -С 45-48.

35. Ротт Н.Н. Создание генетических криобанков и использование методов биологии развития как способ сохранения редких видов животных. Криоконсервация спермы диких млекопитающих. // Онтогенез. 1995 т 26. №4. 270-281с.

36. Савушкина С.И. Влияние криоконсервации на подвижность сперматозоидов русского осетра (Acipensеr gueldenstadti br.) //2-й Междуна-родный симпозиум "Ресурсосберегательные технологии в аквакультуре", Адлер, 4-7 окт., 1999. //Матер. докладов. Краснодар, 1999. - С. 90.

37. Сулей М., Уилкокс Б. Биология охраны природы. //М., Мир, 1983, 430с.

38. Сулей М. Жизнеспособность популяций. //М., Мир 1989, 224 с.

39. Тихомиров А. М. Витвицкая Л. В. Курс лекций по дисциплине "осетроводство" часть 3. //Астрахань, АГТУ, 2001, 125 с.

40. Шпаро М.И. Криопротекторы. Криоконсервация клеточных суспензий. //Киев, "Наукова Думка, 1983. 289 с.

41. Яблоков А.В., Остроумов С.А. Охрана живой природы: проблемы и перспективы. //М., Лесн. пром., 1983г. 269с.

42. Fahy G.М. The relevance оf cryopotectant "toxicity" tо cryobiology. //"Cryobiology", 1986, 23. -р. 1-13.

43. Grunina F.S., Neifakh F.F. Induced diploid androgenesis. //Phisiol/ end Gen. Biologi rev., 1997 v/ 13, part 1, -р. 73-103.

44. Somme L. Supercooling and winter survival in terresthal arthopods. //Comp. Biochem. Phisiol. 1982, 73A, -р. 519 - 543.