HAYVANCILIKTA BİYOTEKNOLOJİ DR. ONUR YILMAZ
Teknolojinin biyolojik varlıklara uygulanması Temel bilimlerin ve mühendislik ilkelerinin ham maddelerin biyolojik araçlar yardımı ile ürünlere dönüştürüldüğü süreçlere uygulandığı bir teknoloji (OECD, 1982 Yılı Raporu) Klasik Biyoteknoloji: Mayalı ürünler ile bira, peynir ya da ekmeğin üretimlerinde insanoğlunun yüzyıllardır kullanageldiği bir uygulama Modern Biyoteknoloji: Günümüzde ileri teknolojilerin gelişmesiyle modern biyoteknoloji ortaya çıkmakta ve daha ziyade rekombinant DNA (dizilimi yeniden düzenlenmiş DNA), hücre fizyonu (gen parçalanması) ve yeni biyo-işleme tekniklerinin kullanımını beraberinde getirmektedir.
Biyoteknoloji: Özel bir ürün ya da üretim süreci için biyolojik sistem veya türevlerini kullanan teknolojilerdir. Biyolojik unsurların mal, teknoloji, enerji ve hizmet üretilmesinde kullanılmasıdır. Günümüzde bu tanımlama etki ve uygulama alanı genişliği nedeni ile zaman zaman sadece genetik mühendisliğine dayanan teknikleri ifade etmekte de kullanılmaktadır.
Hücre ve Moleküler Biyoloji Mikrobiyoloji Genetik Anatomi ve fizyoloji Biyokimya Mühendislik Bilgisayar Mühendisliği
MÖ 1750: Sümerler, bira mayaladı. MÖ 500: Çinliler, küflü soya fasulyesini antibiyotik olarak kullandı. MS 100: Çinliler, toz haline getirilmiş krizantem biktisini böcek öldürücü olarak kullandı. 1590: Janssen, mikroskobu icat etti. 1663: Hooke 'hücre' tanımını getirdi. 1675: Leeuwenhoek, bakteriyi tanımladı. 1797: Jenner, ilk çiçek aşısı denemesini bir çoçuğa virüs inoküle ederek yaptı.
1830: Proteinler keşfedildi. 1833: İlk enzim ayrıştırması (izolasyonu). 1855: Escherichia coli (E. coli) bakterisi tanımlandı. Daha sonraları bu bakteri pek çok araştırma, geliştirme ve üretim uygulamasına temel oluşturdu. 1863: Mendel, bezelyeler ile yaptığı araştırmalarda karakteristik özelliklerin bir kuşaktan diğerine belirgin, bağımsız birimlerce aktarıldığını keşfetti. Bu birimler çok sonraları 'gen' olarak tanımlandı. Bu araştırma genetik biliminin temelini oluşturdu. 1869: Miescher, balık sperminde DNA keşfetti. 1877: Koch, bakterileri boyayarak ayrıştırma ve karakterize etmeye olanak sağlayan bir yöntem geliştirdi. 1878: Laval, ilk santrifüjü geliştirdi. 1879: Fleming, hücre çekirdeğinde küçük çubuklara benzeyen kromatin adlı bir yapı keşfetti. Daha sonra bu yapının kromozomları oluşturduğu anlaşıldı. 1879: William James Beal, Michigan'da ilk klinik kontrollü mısır çaprazlamasını yaptı. 1900: Sirkesineği (drosophila) ilk gen araştırmalarında kullanılmaya başlandı. 1902: 'İmmünoloji' (bağışıklık sistemini araştıran bilim dalı) terimi ortaya çıktı.
1906: 'Genetik' terimi ortaya çıktı. 1911: Rous, ilk kez kansere yol açan bir virüs keşfetti. 1914: İlk kez Manchester'da bakteriler atık işlemede kullanıldı. 1915: Bakteri virüsleri (bakteriofajlar) keşfedildi. 1919: Biyoteknoloji terimi ilk kez bir Macar mühendis tarafından kullanıldı. 1920: Evans and Long insan büyüme hormonunu keşfetti. 1928: Alexander Fleming, ilk tanımlı antibiyotik olan 'penisilin'i keşfetti. 1938: 'Moleküler biyoloji' terimi doğdu. 1940: Oswald Avery, DNA'nın kalıtımın temeli olduğunu ve genlerin yapısını oluşturduğunu keşfetti. 1941: Danimarkalı mikrobiyolog A. Jost ilk kez 'genetik mühendisliği' terimini Polonya'da verdiği bir derste kullandı. 1942: Elektron miksoskobu kullanılarak ilk kez bir bakteri virüsü tanımlandı ve karakterize edildi. 1944: Waksman, tüberküloza karşı etkin bir antibiyotik olan 'streptomycin'i ayrıştırdı. 1946: İlk genetik rekombinasyon örneği, değişik virüslerden alınan genetik materyalin birleştirilerek yeni bir virüs yaratmanın mümkün olduğu görüldü. 1947: Barbara McClintock, mısır bitkisinde zıplayan genleri (transpozonlar) keşfetti. 1949: Pauling orak hücre anemisinin hemoglobin molekülünde bir mutasyona bağlı olan genetik bir hastalık olduğunu keşfetti. 1950: Besi hayvanlarında dondurulmuş sperm kullanımıyla yapay döllenme sağlandı. 1953: James Watson ve Francis Crick, DNA molekülünün çift sarmal yapısını keşfetti. Bu çalışma modern genetiğin başlangıcı oldu. 1954: Hücre kültürü teknikleri geliştirildi.
ÇİFTLİK HAYVANLARINDA ÜREME BİYOTEKNOLOJİLERİ Üreme olmaksızın üretim düşünülemez
ERKEKLERDE ÜREME Erkek hayvanlarda üreme denildiğinde 1. Canlı sperm hücrelerin üretilmesi 2. Dişi üreme organında üretilen yumurtanın döllenmesini sağlamak için üretilen bu hücrelerin (spermlerin) üreme organında depolanması akla gelmektedir.
TERMİNOLOJİ Türler Sığır Domuz Koyun Keçi At Tavuk Erkek Boğa (Bull) Erkek Domuz (Boar) Koç (Ram) Teke (Buck) Aygır (Stallion) Horoz (Rooster)
ERKEK ÜREME ORGANLARI
ERKEK ÜREME ORGANI KISIMLARI 1. Testisler 2. Epididimis 3. Duktus deferens (Vas Deferens) 4. Ek üreme bezleri a) Ampullae b) Vesikula Seminalis c) Prostat d) Kovper bezi 5. Üretra Maskulina 6. Penis
TESTİSLER Normal olarak vücudun dışında skrotumun içinde bulunurlar Bu durum testislerin sıcaklıktan etkilenmemesini sağlar (özellikle yüksek sıcaklıklar sperm hücrelerini öldürür) 1. Sperm üretimi (seminiferous tubules) 2. Erkek üreme hormonlarının (testesteron) üretimi
EPİDİDİMİS Testislerden ayrılan sperm hücreleri için bir yol oluşturur Görevi sperm hücrelerini olgunlaştırmak ve depolamaktır
VAS DEFERENS (Ductus Deferens) Çiftleşme sırasında spermin epididimisten üretraya kadar taşınmasını sağlar Üretra semen ve sidik vücut dışına atılmasını sağlayan penisin bir kısmıdır
EK ÜREME BEZLERİ Testislerde oluşan spermatozoitler bu bezlerin salgıları ile karıştıktan sonra sperma adını alır. Ejakulatın büyük kısmı ek üreme bezleri tarafından üretilir. Vesikula seminalis, prostat, ve kovper bezleri ek üreme bezleri ismini almaktadır
VESICULA SEMINALIS Vas deferensin bitimine yakın bir yerde bulunan bir bezdir Sperm hücrelerinin beslenmesi için fruktoz ve sitrik asit içeren bir sıvı salgılar
PROSTAT Sidik kesesinin boyun kısmında bulunur Sperm hücrelerine besi ortamı oluşturmak ve spermin iletilmesi için bir ortam hazırlamak amacıyla mineral salgılar
KOVPER BEZİ (Glandula Bulbo Uretralis) Bu bezin salgıları, üretrayı çiftleşmeye hazırlamak için temizler (sidik sperm için toksiktir)
PENİS Kopulasyonu veya çiftleşmeyi sağlayan erkek üreme organıdır. Penis üreme aktivitesi için uyarılıncaya kadar retractor kas tarafından vücudun içerisinde tutulur S şeklinde sigmoid bir yapıya sahiptir
ERKEKLERDE ÜREME ÖZELLİKLERİ Tür İlkine Damızlıkta Kullanma yaşı Bir ejakulat için semen miktarı Ejekulattaki toplam sperm sayısı Boğa 12-14 ay 6-8 ml 7 milyar Domuz 7-8 ay 200 ml 40 milyar Koç 7-8 ay 1 ml 2 milyar Aygır 2 yıl 100 ml 10 milyar Horoz 6 ay <1ml 3 milyar
DİŞİLERDE ÜREME Dişilerde üreme denildiğinde 1. Yumurta üretimi 2. Doğuma kadar embriyonun uterusta gelişimi 3. Süt üretimi (laktasyon)
Terminoloji Tür Genç Doğumdan Sonra Sığır Düve İnek Koyun Toklu Koyun At Dişi tay Kısrak Tavuk Yarka Tavuk
DİŞİ ÜREME ORGANI
DİŞİ ÜREME ORGANI KISIMLARI Vulva Vagina Döl Yatağı Döl Yatağı Boynu (Cervix Uteri) Döl Yatağı Gövdesi (Corpus Uteri) Döl Yatağı Boynuzu (Cornu Uteri) Yumurtalık (Oviduct, Tuba Uterina, Fallop Kanalı) Kanalı Yumurtalık (Ovarium)
VULVA (Döl Yolu Ağzı) Üreme organının en dıştaki kısmıdır Dişilerin kızgınlık zamanlarında şu şekilde sinyal verir Kızarıklık ve şişme Mukozal akıntı Kısraklarda açılıp kapanma (winking)
VAGINA (Döl Yolu) Serviks Uteri ile Vulva arasındaki kısımdır Çiftleşme sırasında penisi içine alır
UTERUS (Döl Yatağı) Memelilerde birçok işleve sahiptir. Bunlar; 1. Çiftleşme sonucu serviks uteriye gelen spermatozoitlerin yumurtalık yoluna taşınmasını sağlar 2. Spermatozoitlerin kapasitasyonuna yardımcı olur 3. Nidasyondan önce zigota uygun beslenme ortamı sağlar
UTERUS (Döl Yatağı) 4. Fetusun implantasyonunu ve plesantasyonunu sağlayarak doğuma kadar beslenmesini ve korunmasını sağlamak 5. Dölleme olayı gerçekleşmemiş ise ürettiği prostaglandin F2a ile korpus luteumun dejenerasyonuna neden olmak
CERVIX UTERI (Döl Yatağı Boynu) Vagina ve uterus arasında yer alan kalın cidarlı mukozal kıvrımlar gösteren bir yapıdır. Uterus boşluğunu gerek mikrobik gerekse makrobik zararlardan korur Serviks kanalı kızgınlığın ikinci evresinin sonlarında spermatozoitlerin uterusa girişini sağlamak amacıyla gevşer ve açılır.
Cervix
Cervix
DÖL YATAĞI GÖVDESİ (Corpus Uteri) Döl yatağı gövdesi ve döl yatağı boynu arasında yer alır.
DÖL YATAĞI BOYNUZU (Cornu Uteri) Sağ ve solda olmak üzere iki tanedir Kısrakta iyi gelişmemiştir Nidasyon ve plasentasyon inek ve koyunda uterus boynuzunda kısrakta ise uterus gövdesinde olur
OVIDUCT (Yumurtalık Yolu) Yumurtalık yolu Tuba Uterina, Oviduct veya Fallop Kanalı olarak da bilinir. Görevi yumurta hücresi veya döllenmiş yumurtanın yumurtlamadan sonra uterusa gitmesini sağlamaktır. Yumurta bu yolculuk sırasında olgunlaşır ve genellikle spermatozoit ile birleşir yada döllenir.
OVARYUM ( Yumurtalık) Sağ ve solda olmak üzere iki adettir. Ve temel iki görevi vardır 1. Dişi üreme hücresi olan yumurtayı (ovum, oosit) üretir 2. Üreme hormonları salgılar
ÇİFTLİK HAYVANLARINDA KIZGINLIK VE KIZGINLIK MANÜPLASYONLARI
KIZGINLIK Dişi hayvanların belli fizyolojik ve psikolojik belirtiler göstererek çiftleşme isteği göstermesi durumuna kızgınlık denir.
KIZGINLIK BELİRTİLERİ Üzerine atlanmasına izin verir ve diğer hayvanlardan kaçmaz. Kızgın hayvan sürekli bağırır, huzursuzdur ve sürekli ayakta durur. Yem tüketimi düşer, süt verimi azalır. Vulva şişkin kırmızı görünüm alır. Vulvadan berrak bir akıntı gelir
Kızgınlık (oestrus), yumurtalıkta graaf foliküllerinin yumurtaları geliştirdiği ve ovulasyonun olduğu bir döneme rastlar. Bu dönem dışında normal olarak çiftleşme isteği görülmez. Ayrıca memeli hayvan türleri arasında da kızgınlık etkinliği bakımından bir takım farklılıklar bulunmaktadır
MEMELİ ÇİFTLİK HAYVANLARINDA KIZGINLIK ETKİNLİĞİ Türler Kızgınlık Döngüsü (gün) Kızgınlık Süresi Yumurtlama Zamanı İnek 21 18 sa Kızgınlık bitiminden 8-14 sa sonra Koyun 17 30-36 sa Kızgınlığın başlangıcından 24-30 sa sonra Keçi 20-21 36-48 sa Kızgınlığın başlangıcından 24-36 sa sonra Domuz 21 48-72 sa Kızgınlığın 1-2 günü Kısrak 21 4-7 gün Kızgınlığın 3.-4. Günleri
KIZGINLIK DÖNGÜSÜNÜN HORMONAL MEKANİZMASI HİPOTALAMUS GnRH (Gonadotropin Releasing Hormone) HİPOFİZ ÖN LOBU FSH (Follicle Stimulating Hormone)-LH (Luteinizing hormone) OVARYUM Östrogen (Estrogens)-Progesteron UTERUS Prostaglandinler
ÇEVRESEL UYARIM HİPOTALAMUS GnRH HÖL Olumsuz geri bildirim (-) Olumlu geri bildirim (+) FSH OVARYUM Olumlu geri bildirim (+) Olumsuz geri bildirim (-) ÖSTROGEN LH CORPUS LUTEUM OLUŞUMU GEBELİK OLUŞMUŞ İSE OVARYUMDAN PROGESTERON SALGILANIR GEBELİK OLUŞMAMIŞ İSE UTERUSTAN PROSTAGLANDİN F2a SALGILANIR
Kızgınlık Dönemindeki Hormonal İşleyiş FSH ÖSTROGEN ÖSTRUS LH Yumurtlama PROSTAGLANDİN F2a ÖSTRUS PROGESTERON Yumurtlama CL da küçülme Folikül gelişimi Folikül gelişimi CL gelişimi
Kızgınlık Döngüsünün Evreleri FOLİKÜLER EVRE PROÖSTRUS 1. Üreme organlarında etkinlik 2. Oviductun epitel tabakasında gelişme 3. Uterus ve vagina mukozasında kalınlaşma 4. Vagina mukozasında boynuzlaşma 5. Buradaki bezlerin aktivasyonu ÖSTRUS 1. Graaf folikül en büyük aşamaya gelir. 2. Östrogen en yüksek düzeydedir. 3.Uterus gerginleşir ve kan dolaşımı artar 4.Uterusun mukozal salgı miktarı artar 5. Serviks genişler. Ödemli bir durum gösterir 6. Vagina ve vulvada kızarma ve ödemli bir görüntü meydana gelir METAÖSTRUS 1. LH etkisi ile CL gelişir 2. CL progesteron salgılar LUTEAL EVRE DİÖSTRUS 1. CL tam kapasite ile progesteron salgılar 2.Uterusun endometriumu kalınlaşır 3. Kas tabakasında gevşeme olur 4. Vaginadan salgılanan mukozal sıvıda azalma 5. Mukozanın rengi soluklaşır 6. Döllenme olmamışsa prostaglandinlerin etkisi ile küçülür
Genel olarak genç hayvanlar kendi ırkına özgü ergin canlı ağırlığın %70-75 ine (2/3) ulaştıklarında ilk kez damızlıkta kullanılabilirler.
KIZGINLIK DÖNGÜSÜ TİPLERİ Kızgınlık Tipleri Monoöstrik hayvanlar Mevsime Bağlı Poliöstrik Hayvanlar Yıl Boyu Poliöstrik Hayvanlar
Monoöstrik Hayvanlar Bunlar yabani hayvanlardır. Yılda bir defa kızgınlık gösterirler ve uzun süren bir cinsel dinlenme dönemine (anöstrus ya da kızgınlık dışı dönem) sahiptirler. (örn: Kurt)
Mevsime Bağlı Poliöstrik Hayvanlar Yılın belirli mevsimlerinde birbirini izleyen kızgınlık döngüsüne sahip hayvanlardır.
Yıl Boyu Poliöstrik Hayvanlar Bu gruba giren hayvanlar gebe kalmadıkları sürece yılın her mevsiminde belirli aralıklarla tekrarlanan kızgınlık gösterirler.
Kızgınlık Takibinde Dikkat Edilecek Noktalar Gözlemler gece, sabah erken ve akşam geç saatlerde yapılmalıdır. Gözlem yapacak kişi bu iş için rahat kıyafetleri ile ahır içinde hayvanları rahatsız etmeden dolaşmalıdır. Kızgınlık gözlemi sırasında yem kontrolü veya herhangi bir diğer işe bakılmamalıdır.
Hayvanların arasında yavaş ve rahat bir şekilde gezinilmelidir. Bir gözlem süresi barınaktaki hayvan sayısına göre değişmekle beraber en az 25 dakika sürmelidir.
ÜREMENİN HORMONLARLA DÜZENLENMESİ Kızgınlık döngüsü ve yumurtlamanın yapayfizyolojik uygulamalarla denetimi eksogen üreme hormonlarının kullanımı ile mümkündür.
Eksogen Üreme Hormonlarının Kullanım Amaçları-1 Kızgınlık döngüsü ve yumurtlama zamanını denetleyerek, doğal veya yapay tohumlama programlarını düzenleme Birim tohumlama giderlerini minimum düzeye getirme Doğumlarında istenilen zaman ayarlanması ve toplulaştırılması Bakım- besleme, işgücü bina ve diğer kaynakların daha verimli kullanımı
Eksogen Üreme Hormonlarının Kullanım Amaçları-2 Bazı biyoteknolojik yöntemlerin (yapay tohumlama, embriyo transferi vb.) etkinliğini artırma Bilimsel çalışmalar için aynı zaman diliminde doğmuş öz ya da üvey kardeşler elde etme Sığır ve atlarda bazı hormonal düzensizliklerden kaynaklanan fertilite sorunlarının giderilmesi
Eksogen Üreme Hormonlarının Kullanım Amaçları-3 Sığırlarda ve atlarda bazı üreme hastalıklarının sağıtımı Koyun ve keçilerde normal çiftleşme mevsiminde ikizlik oranının artırılması Mevsim dışı kuzulatmanın sağlanması
Üremenin Denetiminde Kullanılan Başlıca Hormonlar Gonadotropin Salgılatıcı Hormon (GnRH) Gebe Kısrak Serumu Hormonu (GKSH-PMSG) Kadın Plasenta Hormonu (KPH) Progesteron Hormonu (PH) Prostaglandin F2a (PGF2a) Östrogen Hormonu Oksitosin Hormonu
Gonadotropin Salgılatıcı Hormon (GnRH) Sığırlarda yumurtalık kistlerinin sağıtımında, geciken yumurtlamanın düzeltilmesinde, Postpartumda (doğum sonrası) sakin kızgınlığın giderilmesinde Fertilitenin yükseltilmesinde kullanılır. Kas içi enjeksiyonla verilir.
Gebe Kısrak Serumu Hormonu (PMSG) Koyun ve keçilerde normal aşım döneminde çoklu yumurtlama Anöstrus döneminde kızgınlık ve yumurtlamanın oluşturulması Sığırlarda bazı fertilite bozukluklarının düzeltilmesinde Atlarda sakin kızgınlığın giderilmesinde kullanılır. Kas içi enjeksiyonla verilir.
Kadın Plasenta Hormonu (KPH) Sığır, koyun ve keçilerde fertilitenin artırılmasında, Sığırlarda yumurtalık kisti sendromu, sakin kızgınlığın giderilmesinde Yumurtalıkta foliküler kistten kaynaklanan sürekli kızgınlık (nymphomania) durumunun tedavisinde kullanılır. Kas içi, damar içi veya deri altı enjeksiyonla verilir.
Progesteron Hormonu (PH) Sığır, koyun ve keçilerde kızgınlık döngüsünün düzenlenmesi Yumurtlamanın düzenlenmesi Yumurtlamanın toplulaştırılması amacıyla uygulanır. Ağız, vaginal, ya da deri altı implantlarla uygulanır.
Prostaglandin F2a (PGF2a) Koyun ve keçilerde kızgınlık döngüsü ve yumurtlamanın düzenlenmesi ve toplulaştırılmasında Luteal evreyi kısaltmak amacıyla Bazı üreme hastalıklarının tedavisinde Sakin kızgınlığın giderilmesinde kullanılır. Kas içi enjeksiyonla verilir.
Östrogen Hormonu Sığırlarda bazı üreme hastalıklarının tedavisinde kullanılır. Kas içi enjeksiyonla verilir. Oksitosin Hormonu Sığırlarda uterus tembelliği, uterus kanaması, uterus zayıflığı, plasenta atılması ve uterus involusyonunda kullanılır. Kas içi ya da deri altı enjekte edilir.
KIZGINLIKLARIN TOPLULAŞTIRILMASI (ÖSTRUS SENKRONİZASYONU) Hormon Uygulama Luteal Evreyi Kısaltma * Aynı Zamanda Foliküler evre * Kızgınlıklar kısa bir süreye toplanır Luteal Evreyi Uzatma *Foliküler gelişimi baskılamak
SIĞIRLARDA ÖSTRUS SENKRONİZASYONU Prostaglandin F2a Yöntemi (PGF2a) Syncro-mate B (SMB) Yöntemi Vaginal Yöntem
Prostaglandin F2a Yöntemi (PGF2a) Sığırlarda Östrus Senkronizasyonu KIZGINLIK DÖNGÜSÜ 2-4 gün 1.PGF2a enjeksiyonu 10-12 gün 2.PGF2a enjeksiyonu TOHUMLAMA
Syncro-Mate B (SMB) Yöntemi Sığırlarda Östrus Senkronizasyonu 48-60 sa 9-11 GÜN İmplant Norgestamet uygulama+ 3mg norgestamet ve 5 mg estradiol enj. İmplantların alınması + 400-700 IU PMSG enj. TOHUMLAMA
Sığırlarda Östrus Senkronizasyonu Vaginal Yöntem 56-74 sa 12 GÜN 5 mg estradiol ve 30 mg progesteron içeren spiralin vaginaya yerleştirilmesi Spiralin vaginadan alınması TOHUMLAMA
KOYUNLARDA ÖSTRUS SENKRONİZASYONU Koyunculukta östrus senkronizasyonu için yaygın olarak intravaginal süngerler kullanılmaktadır.
INTRAVAGINAL SÜNGER UYGULAMA Vaginal yöntemde 3 aşama vardır Vaginal süngerlerin yerleştirilmesi Gebe Kısrak Serumu Hormonu enjeksiyonu Çiftleştirme
Koyunlarda Östrus Senkronizasyonu VAGİNAL SÜNGERLERİN YERLEŞTİRİLMESİ
Koyunlarda Östrus Senkronizasyonu Gebe Kısrak Serumu Hormonu Enjeksiyonu (GKSH) GKSH süngerin alınması ile birlikte kas içine enjekte edilir. GKSH enjeksiyonunda dikkat edilmesi gereken noktalar Sürünün döl verim düzeyi Laktasyon durumu Son kuzulamadan sonra geçen süre Irkın dölverim performansı ve fizyolojik durumu Çiftleşme mevsimi evresi Amaçlanan kuzu verimi düzeyi
Koyunlarda Östrus Senkronizasyonu GKSH enjeksiyonunda kullanılan doz Ergin koyunlar için Anöstrus dönemde 400-700 IU Çiftleşme döneminde ise 300-600 IU
Koyunlarda Östrus Senkronizasyonu GKSH enjeksiyonundan sonraki 1-2 gün için kızgınlıklar görülmeye başlanır. Bunu takiben sürünün pedigri bilgilerine göre koyunlar sınıflandırılır ve akraba olmayan koçlarla çiftleştirilir. Çiftleştirme de 1 koça 6-7 koyun verilmesi uygundur.
İntravaginal Sünger Uygulama Koyunlarda Östrus Senkronizasyonu 12-14 GÜN 48 sa 48 sa 30-40 mg progestagen içeren süngerlerin vaginaya yerleştirilmesi Süngerin vaginadan alınması kas içi GKSH enjeksiyonu ÇİFTLEŞTİRME Koçların ayrılması
Melatonin İmplant Kullanımı Koyun ve keçilerde üremenin denetlenmesi amacıyla 18 mg melatonin içeren derialtı kulak implantlarının 70 gün süreyle kullanımı da mümkündür. Erkek ve dişilerin en az 45 günlük bir ayırım periyodundan sonra sürüye uyarıcı koç/tekelerin katılması gerekir. Koç/teke etkisini sağlamak üzere melatonin implantlar çıkarıldıktan sonra 17 gün süreyle koç/tekeler sürüde kalır. Uyarıcı erkeklerin çıkarılmasını takip eden günlerde kızgınlık ve çiftleştirmeler yoğunlaşacaktır (implantın yerleştirilmesinden 50-60 gün sonra).
CIDR (Controlled Internal Drug Release Device) Kullanımı CIDR olarak bilinen plastik cihazlar da progesteron analoğu içeren ve vagina içine aplikatörü vasıtasıyla yerleştirilerek kullanılan silikon cihazlardır Koyunlarda 12-14 günlük uygulama süresi sonunda vaginadan sarkan uzantısından çekilerek çıkarılır ve çıkarılma anında PMSG hormonu enjeksiyonu yapılır. Yapay tohumlama 52. saatte veya koç katımı 40. saatten itibaren yapılır..
SPERMANIN TOPLANMASI VE SPERMATOLOJİK ÖZELLİKLERİN BELİRLENMESİ
Yapay tohumlama ve doğal aşım başarısı erkek hayvanların yüksek kalitede ve sayıda spermatozoit üretimine bağlıdır. Spermanın nitelik ve niceliğinde meydana gelecek değişimler doğrudan yapay tohumlama ve doğal aşım başarısını etkilemektedir. Bu durum göz önüne alındığında sperma kalite ve miktarının belirlenmesi ve bu özelliklere etki eden faktörlerin ortaya konması üretkenliğin belirlenmesi için oldukça önemlidir.
Çünkü sperma kalitesi ve döl verimi arasında yüksek derecede bir ilişki söz konusudur.
1. Yaş 2. Irk Sperma Verimi ve Kaliteyi Etkileyen Faktörler 3. Mevsim ve gün uzunluğu 4. Testis Özellikleri ve Ejakulasyon Sıklığı 5. Besleme
Spermatozoitinin Kısımları
Sperma Toplama Yöntemleri
ELEKTROEJAKULATOR YÖNTEMİ Elektriksel uyarım 5-7 kez belirli aralıklarla yapılarak sperm akışı sağlanmaktadır. Libido özellikleri gelişmemiş genç hayvanlardan, biniş davranışını gerçekleştiremeyen veya yapay vajene alıştırılamayan hayvanlardan sperma almayı sağlayan bir yöntemdir. Bu yöntemde kızgın dişinin bulunmasına gereksinim yoktur.
YAPAY VAGİNA YÖNTEMİ
Spermanın Muayenesi Spermanın biyolojik muayenesi, sun i vajenle alınan ejekulatlarda makroskobik, mikroskobik muayene ile fiziksel ve kimyasal özelliklerin araştırılmasıyla yapılır. Muayene sonuçlarını güvenilir olabilmesi için spermatolojik bulguların 4-5 gün ara ile 2-3 kez tekrarlanması ve diğer androlojik muayenelerle birleştirilmesi gerekir. Muayene sonuçları dikkate alınırken hayvanın türü, ırkı, yaşı ve çevre koşulları dikkate alınmalıdır.
Spermanın Muayenesi a) Makroskobik Muayene 1. Ejakulat Hacmi 2. Spermanın Rengi 3. Spermanın Kıvamı b) Mikroskobik Muayene 1. Kitle Hareketi 2. Spermatozoa Motilitesi 3. Spermatozoa Yoğunluğu 4. Anormal Spermatozoa Oranı 5. Ölü / Canlı Spermatozoon Oranı
MAKROSKOBİK MUAYENE Ejekulat Hacmi Bir ejakulasyonla dışarı verilen spermanın tamamının hacmidir. Ejakulasyonun hacmi spermatozoa ve eklenti bezlerinin salgılarından oluşur. Yapay vaginanın ucuna takılı olan dereceli sperma toplama tüpünden miktar okunarak saptanır. Spermanın Kıvamı Spermanın kıvamı ejekulatın akışkanlığıyla yakından ilişkilidir. Spermatozoa sayısı arttıkça spermanın kıvamı da artar.
Spermanın Rengi Genellilikle açık kremden koyu krem rengine kadar değişir. Spermanın anormal renklerde olmaması istenir. Bu renk çeşitleri; pembe, kırmızı, kahverengi, kirli sarı ya da yeşilimtırak olabilir.
Spermanın Muayenesi MİKROSKOBİK MUAYENE Muayene ısıtma tablalı, faz-kontrast mikroskop kullanılarak yapılmalıdır. Muayene sırasında spermanın temas edeceği lam, lamel, pipet ve tüplerin steril ve uygun sıcaklıkta olması sağlanmalıdır.
Mikroskobik Muayene Kitle Hareketi Kitle hareketi; taze ve sulandırılmış spermada gözlemlenmekte ve spermatozoitlerin toplu hareketini yansıtmaktadır Kitle hareketi ne kadar yoğunsa spermatozoit motilitesinin de o kadar yüksek olduğu bildirilmektedir.
Mikroskobik Muayene Spermatozoa Motilitesi Bir yönde ve güçlü hareket eden spermatozoonların hareketsiz veya diğer hareket biçimi gösterenlere oranıdır. Bir yönde ve güçlü hareket niteliği gösteren tek hücreye ise Motil Spermatozoon denir. Motil spermatozoon ların dölleme (fertilizasyon) güçleri olduğu kabul edildiğinden, yapılacak muayenelerde motilite saptanması önemli yer tutar.
Spermatozoa Motilitesi Mikroskop altında 4 tip spermatozoa hareketi görülür. İleri doğru hareket Spermanın yerinde dönerek yaptığı dairesel hareket Spermanın durduğu yerde titreşim şeklindeki hareket Geriye hareket
Spermatozoa Yoğunluğu Birim hacim spermada bulunan spermatozoa sayısıdır. Spermatozoa yoğunluğu çok değişik yöntemlerle belirlenebilirse de, uygulamada genellikle üç temel yöntemle saptanır. I. Hemositometrik Yöntemler II. Fotometrik Yöntem III. Elektronik Sayaç Yöntemi
I. Hemositometrik Yöntem 1/100 veya 1/200 oranında sulandırılmış spermadaki spermatozoit sayısını özel lamlar kullanarak saptanması amacıyla kullanılan bir yöntemdir.. Spermatozoa sayımında en çok kullanılan Thoma sayım lamıdır. Thoma sayım lamında biri üstte, diğeri altta olmak üzere iki sayım vardır. Her sayım sahasında 16-20 büyük kare, her büyük karede ise 16-20 küçük kare bulunur. Sayılan Hücre Yoğunluk (mm 3 ) =------------------------------------------------------------------------------------------- Sayılan Büyük Kare x Büyük Kare Hacmi x Sulandırma Oranı
II.Fotometrik Yöntemler Fotoelektro - kolorometrik adı da verilen bu yöntem pratik oluşu ve kısa sürede sonuç vermesi yönüyle tercih edilir. Yöntemin temeli; özel sulandırıcılar (%3 lük soydum sitrat) kullanılarak sperma solüsyonlarının ışığı az yada çok geçirmelerine göre spermatozoa yoğunluğu saptanır.
III. Elektronik Sayaç Yöntemi Bu yöntemde kullanılan elektronik aletler, elektronik bir sıvı içinde bulundurulan iki elektrot arasındaki elektrik akımının ortamda bulunan partiküllerin sayısı ve büyüklüklerine göre değişmesi esasına göre çalışır. Elektronik sayaç yöntemi fotometrik yöntemden daha sağlıklı sonuç vermektedir.
Anormal Spermatozoa Oranı Anormal spermatozoa oranının belirlenmesinde Giemsa Boyama Yöntemi kullanılmaktadır.1/200 oranında sulandırılan spermadan bir damla alınarak lamın üzerine froti alınarak hazırlanmaktadır. Froti 5cc methonelde 10dk, 5cc Giemsa da 30dk tespit edilmektedir. Bu süre sonunda preparat yıkanarak mikroskobun ısıtma tablasında kurutulmaktadır. Boyanan hücreler preparatın ortasından başlayarak toplam 200 hücre sayılır. Anormal Spermatozoit Oranı ASO (%) = ----------------------------------------------------------- x 100 200
A. Knobbed acrosome (common form) B. Knobbed acrosome (beaded form) C. Pyriform head (severe) D. Pyriform head (moderate) E. Pyriform head (slight) F. Nuclear vacuoles G. Diadem defects H. Detached head I. Distal reflex J. Dag-like defect (broken midpiece) K. Dag-like defect (severely bent midpiece) L. Proximal droplet M. Distal droplet N. Teratoid (severe) O. Teratoid (moderate) P. Normal spermatozoa
Ölü / Canlı Spermatozoon Oranı Boyama testleriyle ölü spermatozoa ların boyayı alma, canlı olanların ise, boyayı almama özelliğine dayandırılarak yapılır Boyama işleminde eosin, eosin-nigrosin, opal blau ve fast gren gibi boyalardan yararlanılabilir. Spermada genellikle % 25 in üzerinde ölü spermatozoa bulunması istenmeyen bir özelliktir. Ölü spermatozoit Sayısı ÖSO (%) = x 100 400
ÇİFTLİK HAYVANLARINDA YAPAY TOHUMLAMA
HEDEFLER Genetik ilerlemeyi artırmak Hastalık kontrolünü sağlamak Fertiliteyi artırmak Yetiştirme giderlerini azaltma
SIĞIRLARDA YAPAY TOHUMLAMA
Aşamalar Boğaların Seçimi Kızgınlık denetimi ve zamanlama Semen elde edilmesi Tohumlama için alet-ekipmanın hazırlanması Tohumlama
ALET EKİPMAN
KOYUNLARDA YAPAY TOHUMLAMA
KÜÇÜKBAŞ HAYVANLARDA YAPAY TOHUMLAMA VAGINAL SERVIKAL INTRAUTERINE
VAGINAL TOHUMLAMA Basit ve hızlı Başarı çok düşük %30-40 Kullanılan sperma dozu 0.30-0.50 ml
SERVİKAL TOHUMLAMA Yaygın olarak kullanılır Cervix uterinin ağzına donmuş/taze sperma verilir
INTRAUTERIN TOHUMLAMA
AŞAMALAR
INTRA UTERIN TOHUMLAMA Uygulanması diğer yöntemlere göre zor Pahalı Başarı yüksek %60-80
DİĞER TÜRLER
Deve Develerde yapay tohumlama başarısı yumurtlamanın çiftleşmeden sonra uyarılması nedeni ile oldukça düşük Son yıllarda yapılan çalışmalarda yumurtalıklardan yumurtadan serbest bırakılması için 1 mililitre semen veya LH uygulamasının başarılı olduğu ifade edilmektedir. Körfez ülkeleri ve Umman da yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır.
DÖLLENME Semen dişi üreme organına verildikten sonra yumurta ile karşılaşırsa döllenme olayı gerçekleşir
SPERM CİNSİYET TEKNOLOJİSİ
Bu teknik ile doğacak hayvanın cinsiyetini önceden seçme şansı bulunmaktadır. Tercih edilen cinsiyete sahip spermatozoitleri kullanarak tohumlama yapmak mümkün olmaktadır. 1970 lilerde ilk olarak geliştirilen ve spermdeki cinsiyet kromozomlarını ayırabilmeyi sağlayan flow cytometry, 1980 li yıllarda bilgisayar teknolojisinin ilerlemesi ile geliştirilmiştir.
1989 da Lawrence Johnson spermatozoitleri X ve Y kromozomlarındaki DNA içeriğine göre ayıran bir yöntem geliştirmiştir. Amerikan Tarım Servisi bu metodun patentini alarak, Beltsville Sperm Cinsiyet Teknolojisi olarak isimlendirmiş ve birçok firmaya bu teknolojinin patentini satmıştır.
X ve Y Kromozomu Taşıyan Spermatozoitler Arasındaki Farklılıklar Parametreler DNA Büyüklük Tanımlama Motilite Yüzey Yükü Farklılıklar Y Kromozomu Taşıyan Spermatozoitin DNA Miktarı Daha Azdır. X Kromozomu Taşıyan Spermatozoit Daha Büyüktür. Y Kromozomunun Bir Kolu Daha Kısadır. Bu Bize Boyama İşleminde Avantaj Sağlamaktadır. Y Spermatozoiti X Spermatozoitine Göre Daha Hızlı Hareket Eder. X Spermatozoiti Katota (+) Doğru, (Rens et al., 1998, Johnson and Welch, 1999, Johnson et al, 1999)
Spermatozoit yönlendirme memeleri ve başarıları (Rens et al., 1998, Johnson and Welch, 1999)
Sperm cinsiyet teknolojisi hem klasik olarak hem de uterus içi yapay tohumlamalarda kullanılabilmektedir. Klasik olarak yapılan YT larda 15-20 milyon civarında canlı spermatozoite ihtiyaç vardır. Derin uterusa girilerek yapılan tohumlamalarda 300 bin spermatozoit yeterli olmaktadır.
Fakat cinsiyetine göre ayrılmış spermatozoitlerle yapılan in vitro (IVF) dölleme yöntemi 1 veya 2 tane spermatozoite gereksinim duyulmakta ve bu da bu yöntemden etkin olarak yararlanmayı mümkün kılmaktadır. İlk kez cinsiyetlerine ayrılmış spermatozoit ile elde edilen buzağılar In Vitro dölleme (IVF) yöntemi ile elde edilmiştir. Son yıllardaki çalışmaların çoğu ise YT kullanılarak yapılmaktadır.
Flow Cytometer Yöntemi ile Spermin Cinsiyet Kromozomlarına Ayrılması
Spermatozoitler DNA ya bağlanma özelliği olan özel bir boya olan Hoechst 33342 bisbenzimidazole ile boyanır. Boyanan spermatozoitler kısa dalga boylu lazer ışığına tutuldukları zaman X kromozomu taşıyan spermatozoitler, Y kromozomu taşıyan spermatozoite göre %3,8 daha fazla mavi ışık verecek ve parlak mavi görünecektir.
Sperm cinsiyet ayrımında kullanılan flow cytometer
75 Conception Rate 50 25 42% 84% of conventional 50% 13054 14158 0 Gender SELECTED Semen Conventional semen
100% 75% % heifer calves 50% 89% 25% 0% 48% (n=5300) Conventional (n=1657) Gender SELECTed
Gelecekte bu tekniğin daha etkin kullanılabilmesi için ayırma hızının artırılması ve fiyatının düşmesi gerekmektedir ET, IVF gibi biyoteknolojik yöntemlerle kullanılması durumunda bu tekniğin etkinliği artacaktır. %90 oranında başarılı olduğu bildirilmektedir.
2006 YILI SATIŞ HACMİ
Gelecekte Süt fiyatları Düve fiyatları Boğaların daha uzun kullanılması için uygulamalar Üretim kapasitesi Alternatif cinsiyet ayrım prosedürleri
EMBRİYO TRANSFERİ
Embriyo Transferi Döllenmiş ve normal olarak gelişmesine devam eden zigotun ana hayvanın yumurtalık yolu ya da uterusundan alınarak aynı türden başka bir hayvana aktarımı ve gebelik süresini doğuma kadar burada tamamlaması şeklinde tanımlanabilir
EA tekniğinde, embriyonun alındığı ya da sağıldığı dişiye verici (donor) denir. Verici hayvanlar genetik kapasitesi yüksek hayvanlardır. Embriyonun aktarıldığı ve doğuma değin taşıyıcılık, bir başka deyişle analık görevini üstlenen dişiye alıcı, taşıyıcı yada kuluçkalık ana (recipient) adı verilir.
Araştırıcı Konu Tür Heape (1890) İlk Başarılı EA Tavşan Beidl ve ark (1922) Başarılı EA Tavşan Nicholas (1933) Başarılı EA Sıçan Warwick ve Berry (1949) Başarılı EA Koyun- Keçi Kvannickii (1951) Başarılı EA Domuz Willet ve ark (1951) Başarılı EA Sığır Marden ve Chang (1952) 10 0 C de saklanan embriyoların kıtalararası taşınması Tavşan Alberta Ttransplants Ltd (1971) Çiftlik hayvanlarında EA yapan ilk ticari şirket Sığır Wittingham ve ark (1972) Uzun süre dondurma ve döl alma Fare Wilmut ve Rowson (1973) Dondurulmuş embriyolardan döl alınması Sığır 1974 Uluslar arası EA derneğinin kurulması Stepto ve Edwards (1978) EA sonra bir kız bebeğin doğumu İnsan
Embriyo aktarımının kullanım alanları ve hayvan ıslahına katkısı Grup yetiştirme programlarında veya sürü içerisinde genetik ilerleme oranını artırmaktadır. Yüksek verimli dişilerden yılda birden çok yavru üretimini sağlar Embriyo aktarımı genetik açıdan önemli olan akraba hatlarının çoğalmasına olanak vermektedir. Üreme kanalları kusurlu kimi yüksek verimli hayvanlardan yavru elde edilmesini sağlar.
Embriyoların dondurularak uzun yıllar saklanabilmesi ve kolaylıkla naklini sağlar. Embriyo aktarımı canlı hayvan ticaretini azaltarak uluslar arası ticarete katkı sağlamaktadır. Araştırma amacıyla tek yumurta ikizlerinin elde edilmesi Sürü içerisindeki hastalıkları yok edilmesini kolaylaştırmaktadır
EMBRİYO TRANSFERİ TEKNİĞİ Verici Hayvanların Seçimi Üstün genotip ve fenotip özelliklere sahip olmalı Fertilite problemi olmamalı En az bir kez doğurmuş ve düzenli kızgınlık döngüsüne sahip olmalıdır.
Alıcı Hayvanların Seçimi Verim düzeyleri düşük hayvanlardır. Fenotip olarak vericilere yakın, iyi gelişmiş, normal besili, fertilitesi iyi, seksüel siklusları düzgün ve belirgin olmalıdır.
Verici,gerekse alıcı hayvanların en az 1-2 seksüel siklusu izlenmeli Kızgınlık süreleri ve mümkünse ovariumlardaki fonksiyonel yapıların durumu kontrol edilmelidir.
EMBRİYO AKTARIM AŞAMALARI Verici ve alıcı hayvanların seçimi Senkronizasyon Süperovülasyon Tohumlama Döllenmiş yumurtanın sağımı(elde edilmesi) ve kültürü Embriyonun değerlendirilmesi Embriyo aktarımı(nakli) Taşıyıcıların bakımı
A -İmmature oocytes B - Matured oocytes C- Zygote D-2-cell E-4-cell F-8-cell G-16-cell, H- Morula I- Blastocyst
SENKRONİZASYON Taşıyıcı ve verici hayvanların kızgınlık senkronizasyonunda prostoglandin F2α (PGF2α) veya progesteron kullanılmaktadır. Taşıyıcılar yada vericilerin senkronizasyonunda, progestagenler oral,deri altı implant, kas içi enjeksiyon veya vajinal tamponlar biçiminde uygulanır.
YIKAMA ÖNCESİ OVARYUM KONTROLU
DOĞAL ÖSTRUSTA GELİŞMİŞ BİR FOLİKÜL VE SİKLİK KORPUS LUTEUM
SİKLUSUN 6. GÜNÜNDE GELİŞMEKTE OLAN KORPUS LUTEUM
SÜPEROVULASYON Süperovulasyon, yumurtalıklarda çok sayıda folikül geliştirilmesi ve ovulasyonların oluşturulması şeklinde tanımlanabilir GKSH (Gebe Kısrak Serumu Hormonu), KPH (Kadın Plesanta Hormonu) ve FSH (Follikül Uyarıcı Hormon).
SÜPEROVULASYON OLUŞTURULMUŞ İNEKTE OVARYUMUN GÖRÜNÜMÜ
SÜPEROVULASYON OLUŞTURULMUŞ İNEKTE OVARYUMLARIN GÖRÜNÜMÜ
Vericilerin Döllenmesi (Tohumlanması) Doğal Aşım Yapay Tohumlama İnvitro dölleme
İnvitro Oositlerin Toplanması ve Olgunlaştırılması Oositler opreatif yöntem kullanılarak hayvanın yumurtalığından toplanır. Operasyonun yapılacağı bölge kesilerek açılır. Ovaryum yüzeyinde bulunan 1-6 mm çapındaki foliküllerin açılması ve içlerinin oosit yıkama medyumu ile yıkanması sonucu elde edilecek yıknatı sıvıları stereo mikroskop altında incelenerek oositler toplanır Toplanan oositler oosit yıkama medyumu ve in-vitro olgunlaştırma medyumunda yıkanarak petri kutularına aktarıldıktan sonra 38,5 0C sıcaklıkta, %5 CO2 bulunduran ve yüksek nem oranına sahip inkubatörde 24 saat inkube edilir.
YIKAMA KATETERLERİ
YIKAMA KATETERİNİN UTERUS İÇİNE YERLEŞTİRİLMESİ
YIKAMA (FLUSHING)
FİLTRE KULLANILARAK EMBRİYOLARIN YIKAMA SIVISINDAN KAZANILMASI Uterus yıkaması sonrası elde edilen sıvı Embriyo filtresi
EMBRİYO TRANSFER PİPETİ
EMBRİYO TRANSFER KATETERİ
Daha sonra toplanan oositler erkek hayvandan alınan spermatozoitlerle tohumlanır (mikroenjeksiyon) 20-21 saatlik fertilizasyonu takiben hücreler kültür medyumuna aktarılır. Ve düşük miktarda O2 içeren jar içerisinde 39 C sıcaklık ve yüksek nemli ortamda 7-8 gün kültüre edilir. Kültür sonunda blastosit dönemine ulaşan embriyolar daha önceden senkronize edilmiş taşıyıcıların uterusuna aktarılır
Embriyoların Değerlendirilmesi ve Sınıflandırılması Stereo mikroskopla incelenen yıkantı içerisinde embriyolar durumlarına göre sınıflandırılırlar
TÜRKİYE DE İLK EMBRİYO TRANSFERİ UYGULANAN İNEK (İstanbul Beylikdüzü, Ada Çiftliği-1985)
TÜRKİYE DE EMBRİYO TRANSFERİNDEN DOĞAN İLK BUZAĞI (İstanbul Beylikdüzü, Ada Çiftliği-1985)
EMBRİYO TRANSFER UYGULAMASINDAN DOĞAN BUZAĞILAR TİGEM İNANLI İŞLETMESİ, MURATLI-TEKİRDAĞ-1987
EMBRİYO TRANSFER UYGULAMASINDAN DOĞAN BUZAĞILAR (TİGEM İNANLI İŞLETMESİ, MURATLI-TEKİRDAĞ-1987
EBMRİYO TRANSFER UYGULAMASINDAN DOĞAN BUZAĞI (ırklar arası transfer) (İstanbul Beylikdüzü, Ada Çiftliği-1988)