I když se inseminace hospodářských zvířat začala postupně rozšiřovat začátkem minulého století, největší rozvoj nastal po druhé světové válce, kdy se začaly intenzivně studovat otázky dlouhodobé konzervace spermií. Využití glycerinu v kryokonzervaci a zavedení biologických kontejnerů pro uchování inseminačních dávek v tekutém dusíku významně ovlivnilo šlechtitelský pokrok, zvláště v chovu skotu.
Souběžně se studiem konzervace spermií se výzkum orientuje na činnost vaječníků, možnosti vyvolání plodné říje, její synchronizace a později ovlivňování ovulační aktivity a vyvolání vícečetné ovulace. Intenzivně jsou studovány přírodní i syntetické preparáty hormonální povahy, které tuto činnost ovlivňují. Součástí tzv. biotechnických metod v rozmnožování hospodářských zvířat je inseminace, která je považována za základní, nejrozšířenější a nejúčinnější metodu šlechtitelské práce. Biotechnické metody jsou v současné době nedílnou součástí šlechtitelských programů u všech hospodářských zvířat.
Za normálních okolností je životnost spermií omezena na 24 hodin, ale technologie uchovávání semene otevřela nové možnosti ve šlechtění zvířat. Dnes je věnována velká pozornost vývoji nových metod konzervace semene, zvláště u prasat, krocanů a kohoutů. Revoluce v kryobiologii, a zvláště v uchovávání semene, je oblastí biologie, kde člověk úspěšně překonal čas.
Zmrazování zavádí do umělé inseminace dva nové faktory. Za prvé je to ohromné zvýšení počtu inseminací od 1 plemeníka (až 500 000), a za druhé je to snadná přeprava a distribuce. Tento druhý faktor měl velký vliv na genetické vylepšení populací skotu a na zvýšení příbuznosti plemen na celém světě.
V přírodě je počet potomků jednotlivých otců limitován. Protože umělá inseminace umožňuje získat velké množství potomků jedné linie nebo od jednoho plemeníka, je současně nutné stále zlepšovat metody, které by minimalizovaly chyby v hodnocení jednotlivých samců, aby tak nedošlo k záporným vlivům na populaci. Je třeba aktivovat kontrolní systémy, které umožňují hodnocení účinnosti inseminace a stálé zvyšování užitkovosti zvířat.
Účinnost inseminace
K hodnocení účinnosti umělé inseminace je možné použít :
- sledování počtu potomků
- předpokládanou ekonomickou hodnotu potomstva narozeného z umělé inseminace, jakou je ztráta na čase a zvířatech vzniklá v důsledku rozdílu mezi dosaženou plodností a hypotetickou 100% plodností (březost po I.inseminaci).
- hodnocení šlechtitelské práce je založeno na řadě faktorů a rozhodujícím kritériem musí být vždy ekonomická stránka vyjádřená ziskem- nejdůležitějším úkolem šlechtění zvířat je zvyšování jejich užitkovosti, čímž je dosahováno vyššího zisku na jednotku nákladů
Chovatele a šlechtitele zajímá :
jaký je genetický pokrok - genetické změny zvyšující užitkovost (produkci mléka, bílkovin a masa, tuku) a zdraví; jaké je zvýšení plodnosti - účinnost inseminace na zabřezávání krav; jaká je účinnost inseminace v rámci inseminačních obvodů.
Protože neexistuje korelace mezi mléčnou užitkovostí a plodností, dochází mezi těmito dvěma faktory k rozporu. Býci s vysokou genetickou hodnotou mohou vykazovat nižší plodnost než jiní býci a může se stát, že jsou potom preferováni býci, kteří mají sice vyšší plodnost, ale mají nižší genetickou hodnotu. Chovatel i plemenářská organizace musí najít optimální ekonomické řešení, aby byl zajištěn co možná nejvyšší zisk. Toto řešení nemůže být univerzálním návodem pro všechny chovatele, ale závisí na úrovni užitkovosti a plodnosti na jednotlivých farmách.
Inseminace u skotu
Program umělé inseminace je možno považovat za tvárný model, který může být využíván v různých zemích nebo populacích buď částečně, nebo kompletně. V malých státech a skupinách je možno používat selekci jen v případě, že je dědičnost parametrů poměrně vysoká (produkce mléka a tuku aj.), avšak v plemenářských programech založených na liniích plemeníků je možno selekcí vylepšovat i vlastnosti s nižším koeficientem dědivosti jako je dlouhovýkonnost, natalita, hynutí telat, chování krav ve stádě aj. Tyto charakteristiky mají značný ekonomický význam a je třeba, aby byly zahrnuty do šlechtitelských programů.
Testy plemeníků zařazovaných do programu testace a selekce mají obecnou platnost u většiny plemen skotu. Patří sem : růstový test mladých býčků, hodnocení kvality spermatu testovaných býků, natalita a perinatální přežívání potomstva, rychlost růstu samčího i samičího potomstva a hodnocení jatečné hodnoty, porovnání samičího potomstva s vrstevnicemi v produkci mléka, tuku a proteinu. Některé programy používají pouze 1.laktaci, jiné používají více laktací (až 3 laktace), případně test potomstva na dojitelnost a hodnocení vemene, posouzení adaptability potomstva, chování ve stádě.
Genetická hodnota testovaných mladých plemeníků posuzovaná na základě počtu potomstva umožňuje odhadovat genetický pokrok.
Šlechtitelé mimo jiné zaměřují pozornost na tyto ukazatele :
- genetickou hodnotu otce a matky testovaného plemeníka,
- počet mladých býků připadajících na 100 000 krav,
- průměrný věk, ve kterém jsou mladí býci testováni,
- věk býka v době testu potomstva,
- selekční diferenciace používaná při zařazování hodnocených plemeníků do inseminace krav a produkce mladých býků,
- procento využívání mladých, testovaných býků, býků zlepšovatelů a býků indiferentů,
- korelace mezi používanými kriterii selekce a ekonomickou hodnotou potomstva.
Při hodnocení výsledků zabřezávání je třeba brát v úvahu následující vlivy:
- věk zvířat - jalovice mají o 8-10% vyšší zabřezávání než krávy;
- vliv inseminačního technika - rozdíly mezi jednotlivými techniky mohou činit až 10%;
- vliv farmy - rozsah variability testu zabřezávání může mezi jednotlivými farmami dosahovat ročně až 35-60%;
- vliv ročního období - zde může variabilita činit až 10-12%.
Zmrazování semene značně rozšířilo jeho biologický dosah a zvýšilo vliv individuálních býků. Došlo k narušení přírodních limitů a dosah této činnosti, ať kladný nebo záporný, může být nedozírný. Proto je třeba stálý regulační a kontrolní systém pro hodnocení programů umělé inseminace. Navrhovanými kritérii jsou:
- předpokládaná ekonomická hodnota potomstva,
- přímý vliv na zabřezávání,
- plodnost inseminovaných krav,
- frekvence výskytu dědičných vad.
Vhodná délka mezidobí
Otázkou zůstává, jaká délka mezidobí je z hlediska dlouhodobé ekonomické kalkulace optimální. Otimální délka mezidobí je ovlivňována schopností krávy udržovat si vysokou užitkovost. Délka laktace závisí na managementu a dědičnosti. Užitkovost stáda nebo jednotlivých krav se v průběhu laktace snižuje pomalu a nebylo by vhodné mezidobí příliš zkracovat, protože nejvyšší užitkovosti v běžné a následujících laktacích může kráva dosáhnout i při relativně dlouhém mezidobí. Na druhé straně, ve stádech a u krav, kde užitkovost klesá rychleji, se zdá být vhodné stimulovat novou laktaci novým telením. Prvotelky mají většinou vysokou perzistenci laktace a v druhé laktaci je u nich možno očekávat po přibližně ročním mezidobí výrazné zvýšení užitkovosti. Naproti tomu dospělé starší krávy ve stádech s nízkou užitkovostí mají nižší perzistenci laktace, a proto by měly být zapuštěny co nejdříve po otelení. Zdá se, že na těch farmách, kde mají vysokou perzistenci laktace, není třeba délku mezidobí vyznačovat jako bod na laktační křivce, ale spíše jako rozmezí dnů. Pro každou krávu je vhodné stanovit délku mezidobí individuálně, podle jejího věku, úrovně stáda a podle perzistence laktace dcer býka, kterým bude připuštěna. Individuální přístup ke každému zvířeti je v současnosti předmětem dalších výzkumů.
Umělá inseminace v kombinaci s genetickým a biologickým výzkumem, zpracování údajů a testování potomstva, to vše je úspěšná historie, avšak zvýšení nákladů na krmiva a jednotku práce si vyžaduje zrychlit pokrok v této oblasti. Široké používání umělé inseminace a omezený počet býků vyžaduje stálý dozor nad tím, jak kvalitní býci vstupují do populace. Testy potomstva v následných laktacích (II., III.), plodnost dcer, snadnost telení, hynutí mláďat, to jsou charakteristiky, které je možno zlepšovat selekcí.
Budoucnost inseminace
Umělá inseminace značně přispěla k rozšiřování geneticky cenných jedinců a tím ke zlepšení celých populací s nízkou užitkovostí. Plošným používáním umělé inseminace je možno zvyšovat produkci při nízkých investičních nákladech a při nízkém riziku z neúspěchu.
Ukazuje se, že do budoucna by se měl podpořit vývoj přístrojů pro objektivní hodnocení semene před zmrazením a po rozmrazení. Mezi řadou kriterií hodnocení plodnosti je možno zvláště doporučit dva parametry, a sice % březosti po I.inseminaci a průměrný počet dnů mezi inseminacemi (SP). Vliv těchto dvou parametrů je možno kombinovat v novém programu - DAYs Wasted (days wasted=počet dnů mezi 1.a poslední inseminací - doslova promarněné dny).
Plodnost býka lze hodnotit v rámci stáda, se zřetelem na roční období a věk skupin plemenic. Laboratorní testy jsou zatím ve stádiu vývoje. Kvalita práce technika může být hodnocena pomocí testu nepřeběhlých a rozdělení cyklů přebíhání. Nejlepším parametrem pro stanovení plodnosti stáda je % březosti a počet dnů mezi inseminacemi a % krav vyřazených pro neplodnost.
Inseminace přispěla k rozvoji dalších biotechnických metod, z nichž nejpoužívanější je superovulace a přenos embryí (ET). Ukázalo se, že tato metoda nemůže dosáhnout tak plošného použití jako inseminace. Úspěšně je však využívána v programech záměrného připařování špičkových rodičovských párů s cílem získat budoucí otce býků pro AI. V současné době v ČR působí více než 24% býků červenostrakatých plemen narozených pomocí ET, u holštýnského skotu se tento podíl pohybuje kolem 45%.
Inseminace u ovcí
Dalším příkladem šlechtitelského využití inseminace jsou ovce.V Austrálii.bylo při zařazení beranů do stáda v přirozené plemenitbě získáno 22 jehňat po jednom beranovi za rok, při použití inseminace čerstvým semenem se narodilo 500 jehňat po jednom beranovi za rok. Při použití mrazeného spermatu odebíraného v průběhu celého roku při 9 odběrech týdně získal chovatel od jednoho berana 12 000 narozených jehňat.
Jednou ze zvláštností reprodukce u ovcí jsou výrazné meziplemenné rozdíly v plodnosti jednotlivých plemen, nástupu pohlavní dospělosti, délce poporodního anestru, délce a počtu říjových cyklů v průběhu připouštěcího období.
U ovcí lze úspěšně využívat řadu zootechnických opatření ke zvýšení plodnosti např. stimulace výživy – tzv. krmný šok – flushing, beraní efekt, usměrňování světelného režimu, roční dobu narození jehniček s perspektivou jejich časného nebo pozdějšího zařazení do plemenitby.
Chovatelé ovcí projevují zvýšený zájem o vícečetné porody. Toho lze dosáhnout selekcí, křížením s plodnými plemeny při intenzivním využívání biotechnických metod. V poslední době byla vyšlechtěna řada plemen se zvýšenou plodností, např. v Anglii plemeno CAMBRIDGE, v Irsku – BELCARE, v Nizozemí – SWIFTER, na Novém Zélandě – PERENDALE, v USA – POLYPAY, v Austrálii – BOOROLA – merino.
Vzhledem k sezónnosti reprodukčního cyklu u ovcí je inseminace u těchto plemen zajišťována zacvičenými inseminačními techniky provádějícími v průběhu roku inseminaci skotu, specialisty chovatelských svazů, výzkumnými pracovníky nebo pracovníky vysokých škol. U ovcí je využíváno při inseminaci krátkodobě i dlouhodobě konzervovaného spermatu.
Biotechnické metody u prasat
Chovné cíle u prasat se zaměřují na uniformitu kvality masa s důrazem na reprodukční výkonnost. Počet odchovaných selat, nebo prodaných selat na prasnici za rok, je ukazatelem míry produktivity prasnice s významem pro rentabilitu chovu. V současné době můžeme považovat dosažení 2-2,4 vrhů a odstav 18-22 selat za rok od prasnice za běžně dosahovanou úroveň reprodukční výkonnosti u prasnic v našich chovech. Tato výkonnost je však ještě stále nižší než je biologický potenciál, který se odhaduje až na 40 selat. Rozvoj biotechnických metod zaměřených na řízení reprodukčního procesu u prasat vytváří předpoklad pro postupné snižování rozdílu mezi skutečností a potenciálem plodnosti.
Inseminace prasat je prováděna servisním způsobem, kdy si chovatel objednává provedení inseminace za úhradu, dodavatelským způsobem, kdy si chovatel objednává a kupuje inseminační dávky a inseminaci plemenic si zajišťuje sám a podnikovým způsobem, kdy se v podniku produkují inseminační dávky pro inseminaci vlastních stád.
V ČR převažuje dodavatelský způsob nad podnikovou formou a provádí se inseminace v celém stádě. Inseminace umožňuje používat k produkci selat pro výkrm heterospermie, a to bud pravé (směsi spermatu dvou a více kanců v jedné inseminační dávce) nebo nepravé, tj. v říji se použije více dávek různých kanců v časovém odstupu, zpravidla 10 až 12 hodin.
Inseminace koní
Také inseminace koní má v ČR svoji tradici. Již v roce 1919-20 Dr. Sigmund inseminoval 377 klisen. Inseminace koní je na vysoké úrovni po stránce metodické, praktické i organizační díky odborné zdatnosti pracovníků Reprodukčního centra v Měticích.
Po druhé světové válce pokleslo využití koně jako pracovní síly a do popředí vystupuje jejich sportovní využití. Změna požadavků na užitkové vlastnosti koní si vyžádala změny šlechtitelských postupů a vytvořila prostor pro aplikaci biotechnických metod a molekulární genetiky do reprodukce koní. V současné době je ještě málo znalostí o morfologii spermií jednotlivých plemen, ale v budoucnosti se očekává rozvoj reverzibilních metod antikoncepce klisen umožňující jejich bezproblémové zabřezávání po skončení sportovní dráhy ve vyšším věku. Podle posledních výzkumů je oplozovací schopnost hřebčího spermatu mimo jiné závislá na rozdílné velikosti hlavičky spermie hřebce. Bylo zjištěno, že u hřebců s vyšším procentem (45% a více) normálních hlaviček spermií je vyšší plodnost než u hřebců s nižším počtem normálních hlaviček – 28%. Zdá se, že selekce na výkonnost je u koní důležitější než selekce na plodnost. Zajímavé je také, že plemenná kniha plnokrevného arabského koně i Asociace klusáků registrují hříbata narozená po inseminaci, plemenná kniha anglického plnokrevníka nikoliv.
Prof.Ing. František Louda, DrSc.; Ing. Luděk Stádník; Ing. Alena Ježková, CSc.
ČZU v Praze
