3. Разработка системы использования производителей при искусственном воспроизводстве сиговых рыб.
Как известно из мировой практики рыборазведения, на качество потомства при искусственном воспроизводстве влияет не только количество самок и самцов, но и их соотношение (см. Андрияшева, 1996,2009). При разработке конкретной схемы использования производителей в процессе заводского разведения сиГовых были исследованы их разные виды, различающиеся по плодовитости: в качестве высоко плодовитых использовали пелядь Coregonus peled и чудского сигa Coregonus lavaretus maraenoides, aв качестве мало плодовитых – сямозерского сига Coregonus lavаrеtus pallas. Работа проводилась в рыбоводном хозяйстве «Ропша», на Гдовском HBX, на Пустошкинской базе ГосНИОРХ.
В процессе исследований при получении заводского потомства использовали как традиционный способ осеменения, так и новый способ с применением «малых» порций икры и спермы. С целью определения наиболее оптимального соотношения самок и самцов в период нереста пеляди были проведены 2 серии скрещиваний, где использовались малые партии икры, представляющие смесь икры от 4 самок, которую делили на равные порции и осеменяли смесью спермы от разного количества самцов (табл. 7.12).
Таблица 7.12 Оценка выживаемости потомства при разном соотношении самок и самцов
Как видно из данных табл. 7.12, наиболее эффективно использование при осеменении большего количества самцов, чем самок (1:2, 1:3), что соответствует наблюдаемому в природе (Чебанов, 1992). Однако 3-кратное численное превосходство самцов не приводит к повышению рыбоВодного эффекта инкубации, в связи с чем такое их количество может расцениваться как избыточное. Равное же соотношение производителей по полу в процессе заводского воспроизводства несколько снижает эффективность оплодотворения – на 10,2-10,5% (см. табл. 7.9), тогда как недостаточное число самцов при осеменении (соотношение 2:1) приводит к значительному ухудшению показателей выживаемости потомства в процессе инкубации — на 26-29%.
Результаты этих экспериментов могут объясняться проявлением эффекта избирательности оплодотворения (Gharriet, Shirley, 1985), который реализуется как за счет прямого исключения части самцов из процесса получения потомства, так и из-за неблагоприятного сочетания самок и самцов, а также в связи с пониженной у некоторых особей оплодотворяющей способности из-за низкого качества спермы. Все это существенно снижает репродуктивный вклад части самцов в генетический пул формируемой генерации, что соответственно приводит к потере уровня генетического разнообразия заводского потомства. А поскольку традиционная технология воспроизводства дает возможность сократить нерентабельное количество самцов (при эксплуатации маточных стад пеляди численностью 2-3 тыс. рыб фактически используется в 1,5-2 раза меньше самцов), этот негативный процесс только усугубляется.
Полученные результаты позволили перейти к разработке конкретной схемы использования определенных соотношений самок и самцов при воспроизводстве разных видов сиговых рыб. Для того чтобы предупредить негативные последствия режима «экономии» самцов, была разработана специальная схема использования производителей. С этой целью брались малые партии икры (от 3-5 самок), а для их осеменения – малые смеси спермы (от 10-12 самцов) таким образом, что соотношение самок и самцов при осеменении икры в каждой малой партии составляло 1:2. Этот прием повторяли несколько раз, затем объединяли несколько малых партий (не менее 4) оплодотворенной икры, осемененной одной и той же смесью спермы, в большие партии для инкубации в большом аппарате Вейса (8л). В результате в каждой такой партии производственного объема, как и в маточном стаде в целом, достигалось соотношение самок и самцов как 2:1 (рис. 7.4).
Доказательством эффективности этого способа послужили результаты сравнительной оценки выживаемости потомств: а) полученных при объединении 4 малых партий (соотношение при осеменении 19: 23) в большие производственные партии оплодотворенной икры (соотношение 22: 13) и б) полученных традиционным способом. Оценка качества потомства по 3 критериям показала, что наибольший рыбоводный эффект при инкубации наблюдается при использовании удвоенного количества самцов (1:2) при осеменений икры в малых партиях и при последующем их объединений в большие партии, где фактическое соотношение самок и самцов составляло 2:1 (табл. 7.13).
Рис. 7.4. Схема использования производителей при воспроизводстве сиГовых рыб: 1-12 – «малые порции» икры — смесь икры от 4-5 самок (500 г), No 1-3 — «малые порции» спермы — смесь спермы от 8-10 самцов (4-5 мл),
Паос – ІІ – «большие» порции икры при выдерживании (2 кг) и инкубации (600-800 тыс.)
Таблица 7.13 Оценка выживаемости потомства при разных схемах использования производителей
Полученные результаты дают возможность оценить вклад в общую выживаемость икры именно соотношения самцов и свидетельствуют о том, что выявленный при этом рыбоводный эффект (20-25% у разных видов) связан с использованием удвоенного количества самцов при осеменении, т. е. в каждой малой партии икры. Это позволяет сократить долю самцов в маточном стаде и уменьшить расходы на его содержание без потери рыбоводного качества потомства.
Вместе с тем известно, что эффективность любого способа получения потомства при искусственном воспроизводстве не должна оцениваться только по рыбоводному эффекту. Важнейшим критерием качества заводского потомства являются показатели его генетической гетерогенности, которые традиционно оцениваются при изучении белкового полиморфизма. Данный показатель различается как у разных видов, так и у разных популяций, поэтому при искусственном воспроизводстве следует учитывать этот специфический уровень генетического разнообразия (Алтухов, 1986).
При разработке схемы использования производителей уделили особое внимание генетической оценке заводского потомства, полученного при разном соотношении самок и самцов. С этой целью для сравнения потомств, полученных разными способами, использовали два показателя гетерозиготности: 1) H, предусматривающий оценку и полиморфных и мономорфных локусов и традиционно применяемый для характеристики гетерогенности природных популяций; 2) h, оценивающий разнообразие только по полиморфным локусам (Пудовкин, 1987) и обычно используемый при работе с заводскими стадами.
Данные, полученные при изучении белкового полиморфизма у сеголеток из сравниваемых потомств, показали (табл. 7.14), что при получении заводского потомства разработанным способом величина гетерозиготности (H) является максимальной и соизмеримой с показателями, Свойственными природным популяциям, что характеризует достигнутый уровень средней гетерозиготности как оптимальный. Гетерогенность (h) заводского потомства в опытном варианте по сравнению с традиционным способом (контроль)оказалась существенно выше (р < 0,05-0,01).
Таблица 7.14 Гетерогенность заводского потомства сиговых рыб по показателям аллозимной гетерозиготности (h, и н.)
Разработанная технология воспроизводства позволила обеспечить высокий уровень разнообразия следующей генерации вероятнее всего за счет генетической рекомбинации, которая могла свести на нет негативные последствия уменьшения численности самцов (Андрияшева и др., 2003,2008; Андрияшева, 2010). Эти результаты свидетельствуют о том, что предлагаемая система использования производителей при воспроизводстве сигов является эффективной как по рыбоводным, так и по генетическим показателям. Она предусматривает не только поддержание определенной численности самок и самцов и их соотношения при получении потомства, но и увеличение эффективной (реализованной в потомстве) численности сверх суммарного количества использованных производителей, которое реализуется при разработанной системе использования самок и самцов в процессе воспроизводства за счет повышения возможностей для генетической рекомбинации - Предлагаемый способ может послужить основой для разработки системы рационального воспроизводства сиговых рыб, которая должна предусматривать не только экономически рентабельное воспроизведение каждого заводского поколения, но и возможность длительной эксплуатации маточных стад без проявления негативных последствий искусственного воспроизводства. Метод может найти применение как в природоохранной деятельности, так и в аквакультуре для повышения эффективности заводского разведения ценных видов рыб.