В среднем россияне едят больше мяса, чем жители многих других развитых стран, и это смело можно назвать достижением наших ученых-животноводов. Сегодня Россия полностью обеспечивает себя мясом и мясопродуктами, а ведь еще совсем недавно мы полагались в этом вопросе на импорт. Но потребность людей в хорошем мясе постоянно растет, равно как и потребность в молоке. О том, как нашим ученым удается добиваться все лучших и лучших результатов, корреспондент «Научной России» узнал у профессора Санкт-Петербургского государственного университета ветеринарной медицины (СПбГУВМ) Елены Александровны Корочкиной.
Елена Александровна Корочкина — лауреат премии Президента РФ в области науки и инноваций для молодых ученых, профессор кафедры генетических и репродуктивных биотехнологий Санкт-Петербургского государственного университета ветеринарной медицины, доктор ветеринарных наук. Премия президента была присуждена за разработку инновационных методов эффективной реализации генетического и репродуктивного потенциала животноводства в России. В частности, Е.А. Корочкиной предложены новые подходы к питанию коров и способы сохранения генетического материала животных.
«Я работала по двум направлениям. Первое — создание витаминно-минеральных комплексов для высокопродуктивных коров. Здесь задача не такая простая, как кажется: корова должна не только давать большое количество молока, но и выносить здоровое потомство. Это как заставить спортсменку устанавливать рекорды, находясь в положении. Мы сосредоточились на самом критическом периоде — транзитном, продолжительность которого составляет 21 день до и 21 день после. В это время животное испытывает колоссальную нагрузку. Представьте: корова дает молоко практически до самых родов, мы прекращаем доить всего за два месяца до отела. А молоко — это же кальций, который нужен и самой корове для поддержания организма, и растущему теленку для формирования скелета», — начала рассказ Е.А. Корочкина.
Раньше, объяснила исследовательница, витаминно-минеральные комплексы раздавали на кормовой стол, но питание получалось неравномерным: доминантные животные в стаде съедали львиную долю корма, а более слабые коровы серьезно недополучали необходимые вещества. Команда Е.А. Корочкиной разработала болюсную форму — капсулы, которые дают каждой корове индивидуально с помощью специального аппликатора. Внутри капсулы — персональный рецепт витаминов и минералов, подобранный на основе анализов крови животных в разные фазы производственного цикла. Ученые не просто смешивают витамины и минералы, а создают персонализированные рецепты, используя хелатные формы микроэлементов, которые значительно лучше усваиваются организмом.
«Второе направление — модификация протоколов сохранения генетического материала, особенно для мелких жвачных животных. У баранов и козлов сперматозоиды крайне плохо переносят замораживание. Из 100% клеток при стандартной криоконсервации остаются жизнеспособными максимум 40%, а часто и того меньше. Мы создали принципиально новый средовой криопротекторный компонент на основе стволовых клеток, и выживаемость резко выросла», — продолжила исследовательница.
Главным новшеством в области криоконсервации, которое предложила Е.А. Корочкина, стало использование стволовых клеток в составе защитной среды. Никто в мире раньше не применял такой подход. Дело в том, что стволовые клетки обладают уникальной способностью к самовосстановлению и высоким регенеративным потенциалом. Когда генетический материал помещается в среду со стволовыми клетками и их производными, они помогают сперматозоидам лучше переносить экстремальные условия заморозки при температуре −196 °C.
«Интересная особенность: стволовые клетки не обязательно должны быть от того же животного. Мы можем использовать клетки от другой особи того же вида или даже от животных другого вида. Например, для сохранения семени быков применяем стволовые клетки, полученные от баранов. Материал берем из костного мозга или жировой ткани — там концентрация стволовых клеток наиболее высокая. Результаты впечатляющие: с козлами удалось поднять подвижность сперматозоидов после размораживания до 46%, что считается очень хорошим показателем. При использовании двух спермадоз вместо одной эффективность искусственного осеменения приближается к 80%», — отметила Е.А. Корочкина.
Стратегическая цель этих методов — достижение генетической независимости России в области животноводства. Сейчас российские производства вынуждены закупать племенной материал за рубежом, причем в итоге получая далеко не лучшее качество. Лучших животных и генетический материал высшего класса зарубежные поставщики оставляют себе или продают приоритетным партнерам, а российским компаниям достается то, что осталось, но за немалые деньги.
Прежде всего, речь идет о голштинской породе коров — чемпионам молочной продуктивности. Голштинская корова дает 12–14 тыс. л молока в год, в то время как от нашей традиционной черно-пестрой породы в год получают 5–7 тыс. л. Ежедневные надои могут достигать 30 л против 15–20 у обычных коров. Разница принципиальная, особенно если учесть вопросы продовольственной безопасности страны. А требования времени меняются — нужны породы, способные удовлетворить растущую потребность населения в молочных продуктах.
Фото: пресс-служба СПбГУВМ
«С мелким рогатым скотом ситуация иная. Бараны и козлы важны не только для мясного производства, но и для получения качественной шерсти, молока для сыроделия. Проблема в том, что их репродуктивные клетки очень уязвимы при криоконсервации. Это создавало серьезные трудности для селекционной работы и сохранения генофонда ценных пород. Что касается быков-производителей, то мы работаем с животными, которые достигают живой массы 1–1,2 тыс. кг. Когда я рассказывала об этом президенту, он даже удивился таким цифрам. Но это не животные с избыточным весом, а мощные, мускулистые производители с отличными воспроизводительными качествами», — рассказала Е.А. Корочкина.
Метод криоконсервации Е.А. Корочкиной позволит создать полноценный российский банк репродуктивных клеток сельскохозяйственных животных — первый в стране. Это означает возможность сохранения и приумножения генофонда наших лучших пород, повышение эффективности селекционной работы и постепенный отказ от импорта генетического материала. По ее расчетам, для создания собственного племенного ядра коров голштинской породы потребуется от пяти до десяти лет, но результат будет стратегически важным для продовольственной безопасности страны.
Витаминно-минеральные комплексы, в свою очередь, решают более насущные практические задачи. Они предотвращают серьезные метаболические нарушения у высокопродуктивных животных, в первую очередь гипокальциемию. Это заболевание может привести к послеродовому парезу — состоянию, когда корова не может встать, нарушается процесс пищеварения и через несколько дней животное погибает. Важно понимать, что корова — очень дорогое животное, в которое вложены огромные средства на выращивание и кормление.
Фото: из личного архива Е.А. Корочкиной
«Критическая зависимость от импорта племенного материала и животных — одна из наших основных проблем. Но есть и вторая серьезная проблема — отсутствие единой федеральной системы оценки племенной ценности животных. Генотипирование скота проводится фрагментарно, в отдельных хозяйствах и регионах, но нам нужна централизованная программа под эгидой Минсельхоза. Без этого невозможно создать полную картину генетического потенциала российского поголовья», — объяснила Е.А. Корочкина.
Впрочем, по этому направлению есть положительные подвижки: в Ленинградской области уже внедрено генотипирование скота, созданы хозяйства с выдающимися показателями продуктивности. Кроме того, сейчас запущен амбициозный национальный проект «Технологическое обеспечение продовольственной безопасности страны», который включает восемь ключевых направлений, в том числе генетическую независимость агропромышленного комплекса.
«Еще одна проблема — сложность коммерциализации научных разработок. Ученый физически не может одновременно быть исследователем, технологом и менеджером по продажам. Я пыталась совмещать эти функции при продвижении своих витаминно-минеральных комплексов — получился ценный, но изнурительный опыт. Нужны профессиональные команды, где каждый занимается своим делом», — подчеркнула исследовательница.
Однако, отметила она, и эта ситуация меняется. Кардинально улучшилась система поддержки молодых ученых. Российский научный фонд и Фонд содействия инновациям с 2018 г. выделили более 45 млрд руб. на поддержку 25 тыс. молодых исследователей. Работа Е.А. Корочкиной над витаминно-минеральными комплексами тоже развивалась в рамках стартапа при поддержке Фонда содействия инновациям. Наметилось сближение науки и производства. Появились базовые кафедры не только в научных центрах, но и на высокотехнологичных предприятиях, студенты получили возможность сразу включаться в реальные производственные процессы, а не только изучать теорию в аудиториях.
Материал подготовлен при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ
Источник изображения на главной и на странице: Freepik
