Perspektivní kryoprotektory využívané při konzervaci spermatu u malých přežvýkavců

Vojtěch Bouda

Bachelor's thesis

Promising cryoprotectors used for the ram semen preservation in small ruminants

Abstract:

Cílem této práce je literární shrnutí poznatků o perspektivních kryoprotektorech, které jsou používané při konzervaci spermatu malých přežvýkavců – koz a ovcí. Bakalářské práce byla psána formou literární rešerše. Spermie hospodářských zvířat mají různý stupeň kryotolerance v závislosti na jejich jedinečných vlastnostech, jako je velikost, tvar a složení lipidů. V důsledku toho není možné vytvořit jednotný postup ředění, zmrazování a jednotné možnosti použítí stejných ředidel pro různé druhy zvířat. Vývoj úspěšného kryoprotektoru a postupu kryokonzervace spermatu umožní rozšíření umělé inseminace v každodenní produkci a dlouhodobé uchování genetických zdrojů malých přežvýkavců. Nicméně rozsáhlé používání umělé inseminace u ovcí a koz, je navzdory své dlouhé historii provázeno obtížemi, zejména při použití zmrazeného spermatu. Sperma je během procesu zmrazování a rozmrazování fyzicky a chemicky poškozeno. Toto poškození je u beranů a kozlů výrazně vyšší ve srovnání s jinými druhy hospodářských zvířat, jako např. u skotu. Z tohoto důvodu se řada studií zabývala faktory ovlivňující fertilizační schopnost zmrazených a rozmrazených spermií. V ředidlech jsou běžně používány ochranné složky jako glycerol, vaječný žloutek nebo odtučněné mléko. Navzdory úspěchu při používání vaječného žloutku a mléka jako složky semenných extenderů však mohou existovat problémy s možným přenosem patogenů. Proto byly uskutečněny pokusy nahradit vaječný žloutek jinými zdroji, jako například sojovým lecitinem či kokosovou vodou. Navíc řada studií sledovala vliv přídavku dalších kryoprotekčních látek látek v definovaných koncentracích. Další studie by mohly být zaměřeny na ověření kombinace dílčích kryoprotektantů, které souběžně působící mohou mít příznivější vliv na přežitelnost spermií po zmrazení, rozmrazení a následné použití při inseminaci. Jako velmi perspektivní pro tuto strategii se jeví dobré výsledky při použití směsi glycerolu a dimethylsulfoxidu. Tyto výsledky by mohly být dále ověřovány při obohacení o další kryoprotektivní látky jako ethylenglykol, propylenglykol, trehalóza nebo LDL.

Abstract:

The aim of this paper is to summarize the literature knowledge about prospective cryoprotectants used in semen preservation of small ruminants - goats and sheep. The bachelor thesis was written in the form of a literature search. Farm animal sperm have varying degrees of cryotolerance depending on their unique characteristics such as size, shape and lipid composition. As a result, it is not possible to establish a uniform dilution procedure, freezing and uniform options for using the same diluents for different species. The development of a successful cryoprotectant and semen cryopreservation procedure will allow the expansion of artificial insemination in daily production and the long-term preservation of genetic resources of small ruminants. However, the widespread use of artificial insemination in sheep and goats, despite its long history, is accompanied by difficulties, particularly when frozen semen is used. Semen is physically and chemically damaged during the freezing and thawing process. This damage is significantly higher in rams and goats compared with other livestock species such as cattle. For this reason, a number of studies have addressed the factors affecting the fertilisation capacity of frozen and thawed semen. Protective ingredients such as glycerol, egg yolk or skimmed milk are commonly used in diluents. However, despite the success of using egg yolk and milk as ingredients in semen extenders, there may be problems with the possible transmission of pathogens. Therefore, attempts have been made to replace egg yolk with other sources such as soy lecithin or coconut water. In addition, a number of studies have investigated the effect of the addition of other cryoprotectants at defined concentrations. Further studies could be aimed at verifying the combination of partial cryoprotectants, which acting in parallel may have a more favourable effect on sperm survival after freezing, thawing and subsequent use in insemination. Good results using a mixture of glycerol and dimethyl sulfoxide appear to be very promising for this strategy. These results could be further verified when enriched with other cryoprotective substances such as ethylene glycol, propylene glycol, trehalose or LDL.

Keywords

inseminace, koza, ovce, ředidlo, CASA, průtoková cytometrie

Keywords

CASA, insemination, goat, sheep, flow cytometry, diluent

Language used: Czech

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

Thesis defence

• Date of defence: 22. 5. 2023
• Supervisor: Ing. Martin Ptáček, Ph.D.
• Reader: Filipp Georgijevič Savvulidi, Ing.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme:
Animal Production