Záchrana kriticky ohrožených druhů ryb pomocí manipulace se spermatogoniemi a oogoniemi

Petr DOBROVOLNÝ

Bachelor's thesis

The rescue of critically endangered fish species through manipulation with spermatogonia and oogonia

Abstract:

Transplantační experimenty popsané v této práci mohou napomoci ke zkrácení generačního intervalu u dlouho dozrávajících ohrožených druhů ryb a k jejich efektivnější reprodukci. Dále pak je možné separované spermatogonie (SG) a oogonie (OG) uchovávat pomocí kryoprezervace v tekutém dusíku. Zakonzervujeme tak, jak paternální, tak i maternální DNA a nedojde k ochuzení genofondu ohrožených druhů ryb o maternální část. Z toho důvodu, že při uchovávání zralých gamet můžeme zamrazit pouze spermie. Jikry a embrya by zamrazování nepřežila. Popsané metody budou v budoucnu uplatněné k efektivnější záchraně kriticky ohrožených jeseterů pomocí transplantace jejích zárodečných buněk do jesetera malého (Acipenser ruthenus). Metody můžou být vhodné i pro aplikaci na jiné druhy ohrožených ryb při nalezení vhodného recipienta. Jako příklad lze z našich druhů ryb uvést úhoře říčnho (Anguilla anguilla). Jako modelové organizmy byly použity jeseter sibiřský (Acipenser baeri) a jeseter malý (Acipenser ruthenus) u jesetera sibiřského byla použita technika enzymatické disociace, třídění zárodečných buněk pomocí koncentrace Percoll gradientu a transplantace jeseteřích SC a OG. Výsledky ukázaly, že použití 0,3% trypsinu v PBS je pro disociaci SG a OG optimální, protože toto médium disociovalo nejvyšší počet buněk bez snížení jejich životaschopnosti. Odseparování raných stádií zárodečných buněk bylo úspěšně dosaženo oddělením v 10 až 30% Percoll gradientu za pomoci centrifugace. Po transplantaci bylo v případě SG i u OG prokázáno, že kolonizovaly genitální rýhy hostitele. Recipient se stal chimérou zárodečné linie, která může po celý svůj život produkovat gamety dárce.

Abstract:

The transplant experiments described in this work may help to shorten the generation interval for long maturing endangered fish species and their more effective reproduction. Further, it is possible to preserve the separated spermatogonia and oogonia using a cryopreservation in liquid nitrogen. We conserve both paternal and maternal DNA and the gene pool of endangered fish species will not be depleted of maternal part. It's because we can freeze only sperm in the preservation of mature gametes. Fish eggs and embryos would not survive freezing. The described methods will be applied in the future to more effective rescue of critically endangered sturgeons by the transplantation of their germ cells into a Sterlet (Acipenser ruthenus). These methods can be suitable for application on other species of endangered fish in case of finding an appropriate recipient. As an example of our fish species is a European eel (Anguilla Anguilla). The Siberian sturgeon (Acipenser baeri) and the Sterlet (Acipenser ruthenus) were used as model organisms. For Siberian sturgeon the enzymatic dissociation technique, sorting of germ cells using Percoll gradient concentration and transplantation of sturgeon spermatogonia and oogonia were used. The results showed that the use of 0.3% of trypsin in PBS is optimal for dissociation of spermatogonia and oogonia, because this medium was dissociating the highest number of cells without reducing their viability. The separation of the early stages of germ cells has been successfully achieved by segregation in 10 to 30% of Percoll gradient with the help of centrifugation. After transplantation it was proved in spermatogonia as well in oogonia that they colonized the genital ridges of the host. The recipient became a chimera of a germ line, which can produce donor gametes throughout his life.

Keywords

Kriticky ohrožený druh, spermatogonie, oogonie, transplantace, chiméra, primordiální gonocyty, donor, recipient

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 21. 5. 2015

Accessible from:: 21. 5. 2015

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Martin Pšenička, Ph.D.

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Fisheries and Protection of Waters

Bachelor programme / field:
Zootechnics / Fishery