Summary

Coleta de sêmen aviária por esfregaços massagem e isolamento do DNA de esperma

Published: February 05, 2018
doi:

Summary

Este protocolo descreve esfregaços massagem, uma técnica não-invasiva manual para coleta de sêmen de aves e extração de DNA de esperma aviária usando um kit de extração comercial com modificações.

Abstract

Colheita de sémen pode ser útil para uma vasta gama de aplicações, incluindo estudos que envolvem a qualidade do esperma, esperma telômero dinâmica e epigenética. Pássaros são assuntos amplamente utilizados na investigação biológica e são ideais para estudos que envolvam amostras repetidas de esperma. No entanto, alguns recursos estão atualmente disponíveis para aqueles que desejam aprender a coletar e extrair DNA de esperma aviária. Aqui descrevemos esfregaços massagem, uma técnica manual suave, não-invasivo para a coleta de esperma aviária. Embora esta técnica é estabelecida na literatura, pode ser difícil de aprender com as descrições disponíveis. Nós também fornecemos informações para extrair DNA de sémen aviária usando um kit de extração comercial com modificações. Esfregaços massagem pode ser usada facilmente em qualquer pequeno para médio porte masculino ave condição reprodutiva. Após a coleta, o sêmen pode ser usado imediatamente para ensaios de motilidade ou congelado para extração de DNA, seguindo o protocolo descrito neste documento. Este protocolo de extração foi refinado por esperma aviária e tem sido utilizado com sucesso em amostras coletadas de diversas espécies de passeriformes (Passer domesticus, Spizella passerina, Haemorhous mexicanuse Turdus migratorius ) e um columbid (Columba livia).

Introduction

Pássaros são temas ideais para estudos que envolvem a qualidade do esperma e competição1, esperma telômero dinâmica2, epigenetics3e tópicos semelhantes, como são amplamente utilizados em pesquisas biológicas e esperma pode ser degustadas facilmente usando esfregaços massagem. Esfregaços massagem é uma técnica manual suave, não-invasivo para a coleta de sêmen de aves4,5,6. Amostras repetidas podem ser obtidas facilmente e sem ferramentas especiais são necessárias, tornando simples para executar no campo ou no laboratório. Apesar de esfregaços massagem tem sido usado por décadas, é difícil de aprender com os escritos descrições disponíveis. Esta publicação destina-se a reduzir o tempo e incerteza envolvidos em aprender massagem esfregaços.

Sêmen coletado de aves usando esfregaços massagem pode ser usado imediatamente para avaliação de motilidade4,7 ou inseminação artificial8, ou congelado para outros usos, tais como de imagem avançada e extração de DNA. Amostras de sêmen de aves da ordem Passeriformes são pequenas mas contenham esperma densamente. DNA é extraído usando um kit de extração comercial para manter a simplicidade, com modificações para superar as funções de protecção especializadas de esperma9. Após a extração, telômeros de esperma podem ser medidos usando qPCR10.

Protocol

Este protocolo envolve assuntos animais vertebrados e foi aprovado pelo Comitê de uso (IACUC) da North Dakota State University e institucional Cuidado Animal. 1. coleta de sêmen de uma ave passeriforme da família usando esfregaços massagem Nota: Esfregaços massagem é uma técnica de coleção de sêmen eficaz sobre aves reprodutivamente ativas somente, mas pode ser realizada com sucesso fora da época de reprodução em situações apropriadas em cativeiro. Ativ…

Representative Results

Massagem de esfregaços e DNA extração usando que o protocolo descrito foi realizado em várias espécies de passeriformes e um columbid (tabela 1). A presença de espermatozoides em amostras de sêmen recolhidas pela massagem esfregaços foi confirmada pela visualização de uma pequena quantidade das amostras diluídas sob um microscópio composto em ampliação de 400 X (Figura 3). Depois de extrair o DNA de amostras de sêmen coletados …

Discussion

Nós descrevemos um método simples e confiável para coleta de sêmen de aves pequenas e médias em condição reprodutivamente ativa e extrair DNA de esperma aviária.

O protocolo de extração de DNA de sémen descrito é modificado a partir de um kit para manter a simplicidade, mas foi refinado para uso em sêmen aviária. Espermatozoides são resistentes à Lise por extração padrão produtos químicos9,13, e amostras de sêmen c…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Agradecemos Jose Noguera assistência precoce com massagem cloacal, e Jeffrey Kittilson para laboratório de apoio. Este trabalho foi apoiado por um prêmio de ND EPSCoR FAR0022429 a BJH. Custos de publicação foram generosamente apoiados pelo departamento de ciências biológicas da NDSU.

Materials

Microhematocrit capillary tubes Fisherbrand 22-362566 Any supplier can be used. Smaller tubes may be more effective for collection of small semen samples, such as from very small passerine birds like chipping sparrow.
Microcentrifuge tubes Any
1x PBS Any Used for storing semen samples prior to DNA extraction.
DL-Dithiothreitol Sigma-Aldrich D0632
Tris base Sigma-Aldrich 10708976001 Any supplier can be used.
EDTA Sigma-Aldrich 1233508 Any supplier can be used.
NaCl Sigma-Aldrich 793566 Any supplier can be used.
SDS Sigma-Aldrich 1614363 Any supplier can be used.
QIAamp DNA micro kit Qiagen 56304 Qiagen QIAamp DNA micro kit is recommended specifically. This DNA extraction protocol has been attempted with other commercial kits but with little success. The reasons for this are unknown to us. 

Riferimenti

  1. Briskie, J. V., Montgomerie, R. Sperm size and sperm competition in birds. Proc. R. Soc. B. 247, 89-95 (1992).
  2. Monaghan, P. Telomeres and life histories: the long and the short of it. Ann. N.Y. Acad. Sci. 1206, 130-142 (2010).
  3. Carrell, D. T. Epigenetics of the male gamete. Fertility and Sterility. 97 (2), 267-274 (2012).
  4. Burrows, W. H., Quinn, J. P. The collection of spermatozoa from the domestic fowl and turkey. Poultry Science. 16 (1), 19-24 (1937).
  5. Wolfson, A. The cloacal protuberance: a means for determining breeding condition in live male birds. Bird-Banding. 23 (4), 159-165 (1952).
  6. Kast, T. L., Ketterson, E. D., Nolan, V. Variation in ejaculate quality in dark-eyed juncos according to season, stage of reproduction, and testosterone treatment. The Auk. 115 (3), 684-693 (1998).
  7. Helfenstein, F., Podevin, M., Richner, H. Sperm morphology, swimming velocity, and longevity in the house sparrow Passer domesticus. Behav. Ecol. Sociobiol. 64, 557-565 (2010).
  8. Purchase, C. F., Earle, P. T. Modifications to the IMAGEJ computer assisted sperm analysis plugin greatly improve efficiency and fundamentally alter the scope of attainable data. J. Appl. Icthyol. 28, 1013-1016 (2012).
  9. Gill, P., Jeffreys, A. J., Werrett, D. J. Forensic application of DNA ‘fingerprints’. Nature. 318 (12), 577-579 (1985).
  10. Criscuolo, F., et al. Real-time quantitative PCR assay for measurement of avian telomeres. J. Avian Biol. 40, 342-347 (2009).
  11. Lovette, I. J., Fitzpatrick, J. W. . Cornell Lab of Ornithology Handbook of Bird Biology, 3rd Edition. , (2016).
  12. . . QIAamp DNA Micro Handbook. , (2014).
  13. Carter, K. L., Robertson, B. C., Kempenaers, B. A differential DNA extraction method for sperm on the perivitelline membrane of avian eggs. Mol. Ecol. 9, 2149-2154 (2000).
  14. Birkhead, T. R., Buchanan, K. L., Devoogd, T. J., Pellatt, E. J., Catchpole, C. K. Song, sperm quality and testes asymmetry in the sedge warbler. Anim. Behav. 53, 965-971 (1997).
  15. Lüpold, S., Calhim, S., Immler, S., Birkhead, T. R. Sperm morphology and sperm velocity in passerine birds. Proc. R. Soc. B. 276, 1175-1181 (2009).
  16. Samour, J. H., Smith, C. A., Moore, H. D., Markham, J. A. Semen collection and spermatozoa characteristics in budgerigars (Melopsittacus undulates). Vet. Rec. 118, 397-399 (1986).
  17. Stelzer, G., Crosta, L., Bürkle, M., Krautwalt-Junghanns, M. E. Attempted semen collection using the massage technique and semen analysis in various psittacine species. J. Avian Med. Surg. 19 (1), 7-13 (2005).
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Citazione di questo articolo
Kucera, A. C., Heidinger, B. J. Avian Semen Collection by Cloacal Massage and Isolation of DNA from Sperm. J. Vis. Exp. (132), e55324, doi:10.3791/55324 (2018).

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