Vliv exprese mRNA genů PPARα a PPARγ na kvalitu spermií u beranů plemene valašská ovce

Bc. Andrea Šrajerová

Diplomová práce

Effect of mRNA expression of PPARα and PPARγ genes on sperm quality in Valachian sheep rams

Anotace:

Cílem diplomové práce bylo zhodnotit dynamiku exprese mRNA nukleárních receptorů PPARα a PPARγ a její vztah ke kvalitativním parametrům spermií u beranů plemene valašská ovce v závislosti na technologickém zpracování ejakulátu. Výzkum se zaměřil na sledování molekulárních a funkčních změn ve třech fázích: v nativním ejakulátu, v chlazeném spermatu po 48 hodinách skladování a v kryokonzervovaných dávkách, u nichž byl sledován vliv délky ekvilibrace (15 a 120 minut) před samotným zmrazením. Experiment byl realizován na souboru pěti plemenných beranů. Kvalita spermií byla hodnocena pomocí počítačové analýzy motility (CASA) pro stanovení kinematických parametrů a průtokové cytometrie pro posouzení viability a funkční integrity organel. Relativní abundance mRNA sledovaných genů byla stanovena metodou kvantitativní PCR (qPCR) s následnou statistickou korelací s funkčními daty. Výsledky potvrdily, že technologické zpracování signifikantně ovlivnilo jak sledované parametry kvality, tak úroveň genové exprese. Proces 48hodinového chlazení vedl k nárůstu relativní abundance mRNA PPARα, což naznačilo specifickou metabolickou adaptaci buněk na mírný teplotní stres. Naopak proces kryokonzervace způsobil pokles výskytu u obou sledovaných genů. Bylo zjištěno, že délka ekvilibrace hrála v molekulární stabilitě klíčovou roli; vzorky s prodlouženou, 120minutovou ekvilibrací vykazovaly nejnižší hladiny transkriptů, což korespondovalo s výraznějším poškozením buněčných struktur po rozmrazení. Statistická analýza prokázala signifikantní pozitivní korelaci mezi expresí obou izoforem (r = 0,35; p < 0,05) a potvrdila vztah mezi hladinou mRNA a kinematickými parametry, zejména linearitou a přímostí pohybu. Práce prokázala, že geny rodiny PPAR představují citlivé biomarkery odrážející technologickou zátěž a individuální odolnost spermií vůči mražení. Zjištěné poznatky přispěly k objektivizaci výběru plemeníků pro genové rezervy a k hlubšímu pochopení molekulární regulace energetického metabolismu spermií u ohrožených plemen.

Abstract:

The aim of this thesis was to evaluate the dynamics of mRNA expression of the nuclear receptors PPARα and PPARγ and its relationship to sperm quality parameters in rams of the Valašská ovce breed, depending on the processing method of the ejaculate. The research focused on monitoring molecular and functional changes in three phases: in native ejaculate, in chilled semen after 48 hours of storage, and in cryopreserved doses, for which the effect of equilibration duration (15 and 120 minutes) prior to freezing was examined. The experiment was conducted on a group of five breeding rams. Sperm quality was assessed using computer-assisted sperm analysis (CASA) to determine kinematic parameters and flow cytometry to evaluate viability and the functional integrity of organelles. The relative abundance of mRNA for the monitored genes was determined using quantitative PCR (qPCR), followed by statistical correlation with the functional data. The results confirmed that technological processing significantly influenced both the monitored quality parameters and the level of gene expression. The 48-hour cooling process led to an increase in the relative abundance of PPARα mRNA, suggesting a specific metabolic adaptation of cells to mild thermal stress. In contrast, the cryopreservation process caused a decrease in the expression of both monitored genes. It was found that the duration of equilibration played a key role in molecular stability; samples with prolonged, 120-minute equilibration exhibited the lowest transcript levels, which corresponded to more pronounced damage to cellular structures after thawing. Statistical analysis demonstrated a significant positive correlation between the expression of both isoforms (r = 0.35; p < 0.05) and confirmed a relationship between mRNA levels and kinematic parameters, particularly linearity and straightness of movement. The study demonstrated that genes of the PPAR family represent sensitive biomarkers reflecting technological stress and individual sperm resistance to freezing. The findings contributed to the objectification of sire selection for gene reserves and to a deeper understanding of the molecular regulation of sperm energy metabolism in endangered breeds.

Klíčová slova

exprese mRNA, valašská ovce, PPAR, reprodukce samců, motilita spermií

Keywords

Wallachian sheep, sperm motility, PPAR, male reproduction, mRNA expression

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 23. 4. 2026

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 19. 5. 2026
• Vedoucí: Ing. Kateřina Zadinová, Ph.D.
• Oponent: Ivana Matas Hovorková, externi

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů

Magisterský studijní program / specializace:
Biotechnologie / Reprodukční biotechnologie