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繁殖研究の新展開 - 家畜改良事業団

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繁殖研究の新展開 - 家畜改良事業団
解説
繁殖研究の新展開
岩手大学 農学部 准教授 高橋 透
1. はじめに
その一方で、乳用牛の受胎率は確実に下がっていま
家畜改良事業団が毎年公表している受胎調査成績に
す。
「昔の受胎率統計はノンリターン法のデータが多
よると、乳用牛と肉用牛の受胎率は1990年頃から低下
いが、現在は胎膜触診や超音波診断等で確定診断する
の一途を辿り、乳用牛に至っては過去20年間で約20
ので、受胎率の実態は統計値ほど悪化していない。
」
%、肉用牛でも約10%低下してしまいました(図 1 )
。
という主張(1)もありますが、20年間で約20%の低下を
何故これほど受胎率が下がってしまったのか?乳量の
妊娠診断法の違いだけで説明する事は困難です。更
改良と繁殖性はトレードオフなのか?それならば肉用
に、乳用牛の受胎率低下は日本だけではなく世界的な
牛の受胎率低下は何故なのか?
傾向でもあります。米国では1980年頃から受胎率低下
が顕在化しましたが、しかし最近では逆に改善しつつ
あります。これは娘牛の繁殖性を種雄牛評価の指標と
して取り入れる事によって乳量の低下をきたす事なく
達成されたと言われています(2)。楽観的過ぎる見方か
もしれませんが、最近の乳用牛群能力検定情報等の成
績を見ると、米国から10 〜 15年遅れで顕在化した日
本の乳用牛の受胎率低下は、現時点で漸く底を打ちつ
つある状況といえるのではないでしょうか。
乳用牛の受胎率は何故下がってしまったのでしょう
か?世の中にはいろいろな統計資料がありますから、
データを受胎率に重ね合わせるといろいろな考察が可
能です。中でも乳量や濃厚飼料給与量の増加との関連
が注目されていて、乳量や濃厚飼料給与量の増加に呼
応して受胎率が低下する構図が見えてきます(3)。それ
では受胎率が下がったのは乳量や濃厚飼料給与量が増
図1 牛の受胎率の年次推移
(家畜改良事業団の受胎調査成績から作図)
えたせいでしょうか?統計分析をすると間違いなく有
意になるでしょうが、因果関係の見極めは簡単ではあ
りません。
疑問は深まるばかりですが、その前に論点を少し整
理してみましょう。家畜改良事業団が調査している肉
用牛の受胎成績は、繁殖和牛の受胎率ではなく、和牛
2. 受胎率に頼らない繁殖改善
精液の受胎率です。現在、日本の乳用牛の約30%が肉
受胎率が低いのは困った事ですが、経営に及ぼす悪
用牛の精液で授精され、乳用牛の精液は乳用牛にのみ
影響という意味では、受胎に要する授精回数の増加や
授精される事を考慮すると、受胎調査成績で集計され
分娩間隔の延長の方がより直接的かつ深刻な問題で
た肉用牛の受胎率は、肉用牛精液が乳用牛に授精され
す。過去30年間に受胎に要する授精回数は1.8回から
た場合の受胎率に影響されていると考えられます。
2.4回へと0.6回増加しました。それに伴って平均分娩
2
間隔も1982年に394日であったものが2012年には435日
胎率75%と等価」と考える事はできないでしょうか。
となり、41日延長しています。分娩後の初回授精日齢
現状の乳用牛の平均的な受胎率(43%)では授精さ
が大きく変わっていないので、分娩間隔の延長は授精
れた牛群の半数以上が不受胎で、そのほとんどは授精
回数の増加に起因する事は明らかです。
から妊娠診断が行われるまでの40日以上の間「放っ
「乳用牛群能力検定成績のまとめ-平成24年度-(家畜
て」おかれてしまっています。理論的には、授精して
改良事業団)
」には、乳用牛の分娩間隔の度数分布に
不受胎の場合には 3 週間後に発情が回帰する筈なので
関する成績が付されています(図 2 )
。これを見ると、
すが、乳牛の発情が判りにくくなっている昨今では的
乳牛の分娩間隔のばらつきが正規分布しないことが判
確に発見できているでしょうか?このような状況にあ
ります。平均値は435日なのですが、最頻値は361日で
っては、授精しても不首尾に終わる半数以上の牛を早
中央値は409日となり、平均値から大きく離れていま
く見つけ出し、速やかに(場合によっては繁殖障害を
す。このような集団は平均値で全体を評価する事がで
治療して)再授精する事は、受胎率が上がらなくても
きません。検定成績によれば、全体の45.2%が400日
出来る分娩間隔の短縮法として大変有望です。
未満の分娩間隔を達成しており、約半数の牛達が「理
想的な」繁殖成績を達成しています。しかし問題は残
りの半数にあって、この部分の改善が求められている
のです。
3. 牛の早期空胎診断の重要性
繁殖学の教科書では早期妊娠診断なのに空胎診断と
受胎率が低下する事によって受胎に至るまでの授精
は?と思われる方も多いと思いますが、現実には妊娠
回数が増え、それに伴って分娩間隔が伸びてしまうと
診断よりも空胎診断の方が遥かに重要です。あり得な
いう負の連鎖をどこかで断ち切らなくてはなりませ
い状況を仮定して議論するのは一種の詭弁になってし
ん。受胎率を上げる事が出来れば話は簡単ですが、受
まいますが、受胎率100%の場合には妊娠診断は不要
胎率向上を目指して膨大な研究が行われて来たにもか
です。また、妊娠の事実が判明するのが10日遅れよう
かわらず、その成果は思わしくありません。私は、受
と100日遅れようと分娩予定日は変わりませんが、空
胎率をターゲットにした技術開発は確かに「正道」で
胎の判明が遅れれば遅れる程経済的なロスが増える事
はありますが、一種の「垂直思考」に陥っていると思
は言うまでありません。
います。受胎率に拘らずに分娩間隔の短縮を第一の目
本稿では、早期に妊娠/空胎が判定できる幾つかの
標にすれば、
「受胎率50%の牛群において、授精から
方法を紹介し、その得失や実施上の留意点について考
妊娠診断までの間にもう 1 回授精が可能になれば、受
察します。
図2 乳用牛の分娩間隔の度数分布(参考文献3. より引用)
3 − LIAJ News No.147 −
a.超音波診断法
Bモードの超音波診断装置によって早ければ授精後
3 週間、遅くとも 4 週間目には胎包を診断する事が可
能であり、超音波診断法は牛の早期妊娠診断法として
最も有力なものの一つです。この方法は牛に限らず、
馬や豚などにおいても広く利用されています。早期妊
娠診断法は他にも沢山ありますが、その評価に際して
は「超音波診断と比べて」という項目が必ずあり、超
音波診断法の普遍性がうかがわれます。
b.腟内留置型プロジェステロン徐放剤の応用
腟内留置型のプロジェステロン徐放剤は、発情周期
の同期化や繁殖障害の治療に用いられる薬剤ですが、
図3 妊娠超早期の末梢白血球のISG15遺伝子の発現。
妊娠牛(■)と非妊娠牛(□)の比較。同じ日齢の異符号間で有意
差(p<0.05)あり。(参考文献5を改図)
授精して不受胎に終わった場合の空胎摘発にも応用す
る事が出来ます。基本的な使用法は、授精後14日で徐
は35分)
。明瞭な発情が発現するためには「ある程度
放剤を腟内に挿入して 1 週間後に抜去するという簡単
以上」の血中プロジェステロン濃度が「急激に下が
なものです。受胎している場合には、抜去後もそのま
る」ことの重要性が推察され、プロジェステロンの腟
ま妊娠が継続しますが、不受胎の場合には抜去から 2
内徐放剤が鈍性発情に効能がある事もこの推察を裏付
〜 4 日後に発情が発現します。徐放剤の挿入によっ
けるものです。
て牛のプロジェステロン濃度は約 2 ng/mL上昇し、
抜去によって元に戻ります。受胎している場合には、
徐放剤を抜去しても血中プロジェステロン濃度がやや
c.‌末梢白血球の遺伝子発現定量による超早期不受胎
診断
低下するのみで妊娠は維持されます。不受胎の場合に
次に現在進行中の「白血球の遺伝子を調べて妊娠を
は、黄体退行後も挿入された徐放剤によって一定の血
知る」研究について紹介します。牛の胚は受精後 2 週
中プロジェステロン濃度が維持されている為に発情や
から 3 週にかけてインターフェロンτというタンパク
排卵は起きませんが、これを抜去すると 2 〜 4 日後
質を産生して母体に妊娠のシグナルを送ります。する
に集中して発情が現れます。
と子宮内膜組織のインターフェロン応答性遺伝子の発
抜去後に発情が発現するかどうかで受胎と空胎を見
現が高まり、更に末梢白血球においてもインターフェ
極めて、もしも空胎の場合には速やかに再授精を行う
ロン応答性遺伝子の発現が高まる事が最近判ってきま
方法はFast Backプログラムと呼ばれています。
”fast
した。インターフェロンによって発現が誘導される遺
back”は「速やかな発情回帰」であり、
”fastback”は
伝 子 はISG(Interferon-Stimulated Genes) と 総 称 さ
乗用車の屋根のサイドビューが運転席からトランクま
れ、中でもISG15という遺伝子は授精後18日の母体末
で流線形に続くクーペのスタイルで、妊娠成立後の血
梢白血球中で発現が上昇する事が知られています(図
中プロジェステロン濃度の持続的高値を示しています。
3 )(4、5)。
しかし、
「不受胎の場合、抜去後に発情が回帰する
授精後18日では胚はまだ着床していないので、これ
のは黄体が退行して発情が来るところを見ているだけ
は厳密に言えば妊娠診断ではなく、
「胚の存在を調べ
であり、徐放剤を挿入・抜去した効果は何なのか?」
て」いるに過ぎません。加えて、18日の時点で胚が子
と疑問を持たれる方がおられるかもしれません。現在
宮内に生存していても妊娠が継続するとは限らず、以
では変法も幾つか発表されていますが、オリジナルの
降の胚死滅の可能性も考えなくてはなりません。しか
Fast Backプログラムでは授精後21日目に徐放剤を抜
し不受胎の場合は18日の時点で不受胎が確定しますの
去します。不受胎の場合にはこの時点で既に黄体は退
で、この方法は妊娠診断というよりは「空胎診断」と
行し、血中プロジェステロン濃度のほとんどは徐放剤
いうべきものです。
のプロジェステロンに由来しています。この状態で徐
授精後18日の遺伝子診断は、
「Fast Backよりも 5 日
放剤を抜去すると血中プロジェステロン濃度は急減し
早いだけ」のように思われますが、実は大きな違いが
ます(ラットにおけるプロジェステロンの血中半減期
あります。Fast Backは受胎/不受胎は発情の回帰で
4
判断するのみで、見落としのリスクが常に付きまとい
ます。これに対して18日齢の空胎診断は確実に不受胎
5 .まとめ
を見つけますから、
「 3 日後に必ず発情が来る」事に
牛群の妊娠率は授精実施率と受胎率の関数です。授
なりますし、あるいはこの時点で定時授精プログラム
精実施率を上げるには、発情発見器具や定時授精プロ
を実施することも出来なくはありません。
グラムの活用がとても効果的です。そして受胎率が50
%に満たない現状(乳用牛)では、不受胎に終わる半
4 .繁殖を改善する「伸びしろ」
数以上の牛を如何に早く見つけて再授精してゆくか、
この技術開発が大変重要と私は考えています。
「 1 回授精して不受胎だった牛群に再度授精する
と、初回授精とほぼ同様の受胎率で受胎していく」と
参考文献
いう経験則があります。牛群の受胎率を仮に50%とす
1 .‌LeBlanc S.: J. Reprod. Dev. 56 Suppl. S 1 - 7 (2010)
れば、初回授精から 3 週間前後で空胎を確認して直ち
2 .‌Norman HD, Wright JR, Hubbard SM, et al.: J.
に再授精を行った場合には、初回授精から50日時点に
おける牛群の妊娠率は75%前後となる計算になりま
す。これが前述の「授精機会が 1 回増えれば、結果と
して受胎率向上と同じ結果が得られる」という事で
す。現時点ではまだ「取らぬ狸の皮算用」の段階です
が、技術開発のターゲットとしては受胎率向上よりも
有望ではないかと私は考えています。
Dairy Sci. 92. 3517-3528(2009)
3 .‌乳用牛群能力検定成績のまとめ −平成24年度− 家畜改良事業団 pp11.
4 .‌Gifford CA, Racicot K, Clark DS, et al.: J Dairy
Sci, 90, 274-280(2007)
5 .‌Green JC, Okamura CS, Poock SE, Lucy MC. .
Anim Reprod Sci. ;121( 1 - 2 ):24-33(2010)
お問い合わせ:前橋種雄牛センター 027-269-3311 まで
5 − LIAJ News No.147 −
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