Influence of sperm density on outcomes of cryopreservation in carp

Bc. Taisiya STECHKINA

Master's thesis

Abstract:

Tato diplomová práce je věnována problematice vlivu koncentrace spermií kapra obecného (Cyprinus carpio) při zmrazování na výsledky kryokonzervace. Během experimentu bylo použito sedm koncentrací spermií a byly testovány dvě různé metody ředění spermatu (pomocí seminální plazmy a pomocí kryoprotekčního média) pro určení přímého vlivu koncentrace buněk ve vzorcích a pro současné testovaní eventuálního pozitivního účinku přítomnosti semenné plazmy během kryokonzervace na kryorezistenci spermií. Tato studie potvrdila předpoklad, že kvůli mezibuněčným interakcím tvoří koncentrovanější vzorky po rozmrazení menší procento živých buněk než vzorky zmražené při nižších koncentracích, přitom parametry pohyblivosti spermií mimo rychlosti pohybu nebyly významně ovlivněny odlišnou koncentrací. Nízké přežití buněk v případě použití koncentrovaného spermatu je kompenzováno původně velkým počtem spermií ve vzorku. a obsah spermií v těchto vzorcích je dostatečný pro úspěšné oplození, zejména při použití vysokého poměru spermií na jikru během procesu fertilizace. V tomto případě menší objem spermií ve srovnání s nízko koncentrovanými vzorky může být použit, což je výhodné z hlediska úspory prostoru potřebného ke skladování kryobiologických kontejnerů, chemikálií a práce. Z hlediska optimalizace procesu kryokonzervace by mohlo být doporučeno použití vysoce koncentrovaných vzorků spermatu. Součásti této práce bylo rovněž vypracování spektrofotometrické metody pro měření koncentrace ve vzorcích spermatu kapra obecného. Byla zjištěna silná korelace mezi absorbancí a koncentrací spermií vypočtenou pomocí Bürkerovy počítací komůrky a byla odvozena rovnice tohoto vztahu. Výsledkem je potvrzení možnosti využití této metody jako alternativy k široce používané metodě počítaní koncentrace spermií hemocytometrem, nicméně některá další vylepšení této metody nejsou vyloučena.

Abstract:

The current work is devoted to the study of the influence of common carp (Cyprinus carpio) sperm concentration during freezing on cryopreservation outcomes. During the experiments, seven concentrations of sperm were used. Two different approaches of sperm dilution (using seminal plasma or cryoprotective medium) were tested to directly determine the impact of cell concentration in solutions and simultaneously to test an additional positive effect of seminal plasma presence during cryopreservation on sperm cryoresistance. This study confirmed the assumption that, due to close cell-to-cell interactions, more concentrated samples after thawing account for a smaller percentage of living cells than low-concentrated samples, while different densities didn't significantly affect other motility parameters of sperm, except velocity. However, the low motility is compensated in the case of using concentrated sperm by the initially large number of spermatozoa in these samples, and the sperm content in such samples is sufficient for successful fertilization, especially when using a high sperm per egg ratio during the fertilization process. In this case, a lower volume of sperm is required in comparison to low-concentrated samples, which is beneficial in terms of saving cryostorage space, chemicals, and work. Therefore, from the considerations of optimization, the use of highly concentrated sperm samples can be offered. As a part of this work, an elaboration of the spectrophotometry method for the estimation of common carp sperm concentration was carried out. A strong correlation was obtained between absorbance and sperm concentration calculated using the Bürker counting chamber, and an equation of this relation was deduced. The results confirm the possibility of using this method as an alternative to the widely used method of counting sperm concentration with a haemocytometer, however, some further improvements of the method remain possible.

Keywords

Klíčová slova, kryokonzervace, kapr obecný (Cyprinus carpio), koncentrace spermatu, pohyblivost spermií, výsledky oplození

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 3. 5. 2024

Thesis defence

• Supervisor: doc. MSc. Borys Dzyuba, Ph.D.

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Fisheries and Protection of Waters

Master programme / field:
Agricultural Specialization / Fishery and Protection of Waters