Metody ředění a konzervace inseminačních dávek u prasat

Karolína Kapounová

Bachelor's thesis

Methods of dilution and conservation of insemination doses in pigs

Abstract:

Bakalářská práce byla zaměřená na zhodnocení metod ředění a konzervace inseminačních dávek u prasat. Cílem této práce bylo zpravovat literární přehled o metodách ředění spermatu a konzervaci inseminačních dávek u prasat, se kterými se můžeme nejčastěji setkat na inseminačních stanicích. Dále byly představeny základní informace o odběru spermatu od kance, vyšetření spermatu, jeho ředění a o konzervaci spermatu. Umělá inseminace se využívá po celém světě a je nejpoužívanější a nejúčinnější biotechnologií v reprodukci prasat. Více než 90 % všech prasniček a prasnic po celém světě je inseminovaných touto technikou a méně než 10 % prasnic je využito pro přirozenou plemenitbu, jež je stále preferovaná v ekologických chovech prasat. Při reprodukci působí mnoho faktorů, které mohou ovlivnit kvalitu inseminačních dávek. Obecně lze tyto vlivy rozdělit na vnitřní faktory, jež ovlivňuje samotný kanec a na vnější faktory, které působí na odebrané sperma jako jsou podmínky vnějšího prostředí. Tyto faktory jsou podrobně okomentovány v této práci. Dále byly v této práci diskutovány jednotlivé možnosti a postupy při ředění spermatu, přičemž byly komentovány i negativní vlivy na kvalitu spermatu, když ředění není prováděno správně. V práci je také komentováno, jaká je úloha ředidel spermatu a jejich nezanedbatelná důležitost. Také zde byly zmíněny látky jako například extrakt z kořene Isatis, bovinní sérový albumin, glutathion, cystein, vitamín E, hydroxytyrosol a chlorid zinečnatý, jež zlepšují kvalitu kančího spermatu během ředění a které by mohly být v budoucnu vhodnou součástí ředidel pro kančí sperma. V práci byly popsány také možnosti konzervace inseminačních dávek prasat. Navzdory pokroku v metodách kryokonzervace kančího spermatu není zmrazené sperma v chovech běžně používáno kvůli velkému poškození spermií po kryokonzervaci a jejich snížené schopnosti oplodnění. Velká citlivost kančích spermií na nízké teploty prostředí je do jisté míry nevyhnutelná kvůli jejich fyziologické stavbě. Na druhé straně se běžně používá chlazené sperma v tekutém stavu s koncentrací 1,5–3 miliard spermií na dávku uchovávané až sedm dní v dlouhodobých ředidlech, které je z velké části zodpovědné za rozšířené používání umělé inseminace u prasat. Tato práce přináší nové poznatky pro výrobu inseminačních dávek kanců a také může posloužit jako příručka hlavních postupů na inseminačních stanicích prasat. Nové poznatky zjištěné v této práci lze shrnout takto. Metoda ředění neovlivňuje kvalitu spermií. Přidání spermatu do ředidla umožňuje účinnou a bezpečnou produkci dávek spermatu, které lze použít pro konvenční umělou inseminaci. Extrakt z kořene Isatis, bovinní sérový albumin a hydroxytyrosol se ukázaly jako látky s výbornými antioxidačními vlastnostmi použitelné na ochranu kančích spermií. Zinečnaté ionty velmi příznivě působí na vlastnosti spermií. Pokud jsou předředěné vzorky spermatu udržovány nad 15 °C po několik hodin, spermie získávají postupnou odolnost vůči chladovému šoku a následně lépe přežívají proces kryokonzervace.

Abstract:

The bachelor thesis was focused on the assessment of the methods of dilution and preservation of insemination doses in pigs. The aim of this study was to provide a literature review on methods of sperm dilution and conservation of insemination doses in pigs, which we can most often encounter at insemination stations. Furthermore, basic information about the collection of sperm from a boar, the examination of sperm, its dilution and the preservation of sperm were described. Artificial insemination is used worldwide and is the most widely applied and effective biotechnology in pig reproduction. More than 90 % of all gilts and sows worldwide are inseminated with this technique and less than 10 % of sows are used for natural mating, which is still preferred in organic pig farms. In reproduction, there are many factors that can affect the quality of insemination doses. In general, these influences can be divided into internal factors, which affect the boar itself, and external factors, which affect the collected sperm, such as the conditions of the external environment. These factors are commented in detail in this thesis. Furthermore, individual options and procedures for diluting sperm were discussed in this study, while the negative effects on sperm quality when the dilution is not performed correctly were also commented on. The study also comments on the role of sperm thinners and their considerable importance. Substances such as Isatis root extract, bovine serum albumin, glutathione, cysteine, vitamin E, hydroxytyrosol and zinc chloride have also been mentioned. They improve the quality of boar sperm during dilution and could be used as a appropriate part of boar sperm diluents in the future. The possibilities of preserving pig insemination doses were also described in this study. Despite advances in methods of cryopreservation of boar sperm, frozen sperm is not commonly used in breeding because of the great damage to sperm after cryopreservation and their reduced ability to fertilise. The high sensitivity of boar sperm to low environmental temperatures is to some extent unavoidable due to their physiological structure. On the other hand, refrigerated liquid semen with a concentration of 1.5–3 billion sperm per dose stored for up to seven days in long-term diluents is commonly used and is largely responsible for the widespread use of artificial insemination in pigs. This study brings new knowledge for the production of boar insemination doses and can serve as a guide at pig insemination stations. The new findings presented in this study can be summarised as follows. The dilution method does not affect sperm quality. The addition of sperm to the diluent allows efficient and safe production of sperm doses that can be used for conventional artificial insemination. Isatis root extract, bovine serum albumin and hydroxytyrosol have been shown to be the substances with excellent antioxidant properties to protect boar sperm. Zinc ions have a very favorable effect on the properties of sperm. If pre-diluted sperm samples are kept above 15 °C for several hours, the sperm acquire a gradual resistance to cold shock and subsequently survive better the cryopreservation process.

Keywords

kanec, umělá inseminace, plodnost, inseminační dávka

Keywords

boar, artificial insemination, fertility, insemination dose

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 23. 4. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 23. 5. 2023
• Supervisor: Ing. Kateřina Zadinová, Ph.D.
• Reader: Jaroslav Čítek, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme:
Animal Production