Avaliação do esperma de peixe utilizando Software e dispositivos de refrigeração
Summary
O presente protocolo descreve um procedimento de avaliação do esperma de peixe usando análise de esperma assistida por computador e dispositivos de refrigeração. O software dá uma rápida, precisa e a análise quantitativa da qualidade do esperma de peixe com base na mobilidade do espermatozoide, que pode ser uma ferramenta útil na aquicultura para melhorar o sucesso da reprodução.
Abstract
Para avaliação da qualidade de gametas, existem técnicas inovadoras, rápidas e quantitativas que podem fornecer dados úteis para a aquicultura. Sistemas informatizados para a análise de esperma foram desenvolvidos para medir vários parâmetros e dentre as mais comumente medido é a mobilidade do esperma.
Inicialmente, esta tecnologia de computador foi projetada para espécies de mamíferos, embora ele também pode ser usado para análise do esperma de peixe. Os peixes têm características específicas que podem afetar o esperma avaliação tais como um tempo curto de motilidade após a ativação e, em alguns casos, adaptação às temperaturas mais. Assim, é necessário modificar os componentes de software e hardware para fazer análise da motilidade mais eficiente para análise do esperma de peixe. Para espermatozoides de mamíferos, a placa de aquecimento é usada para manter a temperatura ideal de espermatozoides. No entanto, para algumas espécies de peixes, é vantajoso usar uma temperatura mais baixa para prolongar a duração da motilidade, uma vez que os espermatozoides permanecem ativos por menos de 2 min. Portanto, dispositivos de resfriamento são necessários para refrigerar amostras a temperatura constante ao longo do tempo de análise, incluindo no microscópio óptico. Este protocolo descreve a análise da mobilidade do esperma de peixe utilizando software para análise de esperma e resfriamento novos dispositivos para otimizar os resultados.
Introduction
A eficácia de reprodução depende da qualidade de ambos os gâmetas (óvulos e espermatozoides)1,2. Este é o principal fator que contribui para uma fecundação bem sucedida, permitindo o desenvolvimento da prole viável3,4. Conveniente avaliação da qualidade do material genético é a melhor ferramenta para definir o potencial de fertilidade de um espécime.
Mistura de esperma de vários machos é uma prática comum na produção de muitas espécies aquáticas comercial4. No entanto, a variabilidade de esperma entre machos pode levar à competição de esperma e, consequentemente, não todos os homens igualmente estão contribuindo para o pool de gene5. Neste sentido, a avaliação correta das características de ejaculação/espermatozoides individuais, tais como motilidade, é fundamental para obterem informações discriminatórias sobre potenciais individuais a fertilidade masculina. Observação directa da motilidade espermática pode produzir dados imprecisos e subjetivos como requer tempo e experiência, o que leva a uma falta de consistência e incompatibilidade dos resultados6,7. No entanto, existem muitas técnicas inovadoras, rápidas e quantitativas que podem fornecer um esperma confiável qualidade análise2,4.
Análise de esperma assistida por computador foi desenvolvido para oferecer dados precisos sobre o esperma de qualidade8. Esta tecnologia inclui o desenvolvimento de software associado com um microscópio de contraste de fase que permite a avaliação da motilidade espermática. No entanto, um fator limitante de parâmetro de motilidade é a taxa de quadros da câmara. Espermatozoides individuais trajetórias baseiam-se em espermatozoides cabeça posição de centroide em quadros consecutivos de gravações em vídeo, que está correlacionada com o movimento flagelar padrões3,9,10, 11. os principais parâmetros cinéticos medidos são a velocidade linear (VSI), velocidade curvilínea (VCL) e caminho de média velocidade (VAP). VSI é a distância entre o início e o ponto de extremidade tomadas por espermatozoides divididos pelo tempo. VCL é a velocidade real ao longo da trajetória precisa tomada por espermatozoides. VAP é a velocidade ao longo de um caminho suavizado derivada da trajetória. Estes parâmetros permitem que informações adicionais de cinéticas, incluindo linearidade (LIN), linearidade (STR), wobble (WOB) e medições de espancamento como amplitude de movimento lateral da cabeça (ALH) e frequência de batida-Cruz (BCF)4,10.
O sistema de análise de esperma foi originalmente utilizado para espécies de mamíferos, e um dos requisitos para o sistema está a funcionar a temperatura do corpo do doador (cerca de 37 ° C). Este software também pode ser utilizado para espécies de peixes; embora, seja necessário fazer algumas adaptações para reduzir o erro dos resultados de análise do esperma. Em algumas espécies de peixes, tais como os salmonídeos e enguia8,12, a fecundação ocorre em baixa temperatura (em torno de 4 ° C),2,4. Assim, dispositivos de arrefecimento deve ser desenvolvida para evitar condições de trabalho desconfortáveis. Além disso, peixes espermatozoides são fixa no fluido seminal e requerem um choque osmótica para ativar a motilidade. Para espécies de água doce, o meio de ativador terem osmolalidade hipotônica, enquanto para espécies marinhas a mídia deve ser hipertônica. No entanto, para algumas espécies, como os salmonídeos, a concentração do íon também poderia ser importante3,4,9. Após a ativação, esperma de peixe é caracterizada por uma rápida diminuição da motilidade (menos de 2 min)13,14 e alta velocidade, sendo vital para determinar a taxa de quadro ideal para obter dados fiáveis15.
Os objetivos deste estudo são projetar e aplicar sistemas de refrigeração para as amostras de esperma de peixe. Além disso, esse protocolo define como determinar as taxas de quadro ideal para o estabelecimento de protocolos padrão, dependendo da espécie. O uso deste protocolo abre novas portas no contexto da avaliação seminal de peixe, usando a enguia europeia como modelo.
Protocol
Representative Results
Discussion
O software de análise de esperma utilizado neste protocolo tem sido usado por pesquisadores em todo o mundo para diferentes espécies, incluindo peixe. No entanto, os peixes têm algumas características específicas que podem afetar a avaliação do esperma. Espermatozoides de peixes mostrou alta velocidade no momento da ativação que declina rapidamente e leva a um curto período de tempo de motilidade após a ativação. Além disso, a temperatura de reprodução é dependente da espécie e, em alguns casos, pode se…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este projeto recebeu financiamento da Associação de custo (alimentação e agricultura custo ação FA1205: AQUAGAMETE e Horizonte 2020 inovação programa de investigação e da União Europeia sob o Marie Sklodowska-Curie projeto IMPRESS (GA n 642893). Gostaríamos de agradecer a equipe científica de PROiSER, especificamente para o aluno Alberto Vendrell Bernabéu, por sua participação ativa na gravação do video deste projecto.
Materials
| Human Chorionic Gonadotropin | Argent Chemical Laboratories | hCG | Hormone |
| Benzocaine | Merck | E1501 Sigma | Anesthesia |
| sodium bicarbonate | Merck | S5761 Sigma | P1 medium |
| sodium chloride | Merck | 1.06406 EMD Millipore | P1 medium |
| magnesium chloride | Merck | 1374248 USP | P1 medium |
| potassium chloride | Merck | P3911-500G | P1 medium |
| calcium chloride | Merck | C7902-500G | P1 medium |
| commercial salt | Aqua Medic | Meersalz | Activator solution |
| BSA | Merck | 05470 Sigma | Activator solution |
| Falcon tubes 15 ml | Merck | T1943-1000EA | |
| Falcon tubes support | Merck | R5651-5EA | |
| Eppendorfs | Merck | T9661-1000EA | |
| Micropipet 20 µl | Gilson | PIPETMAN® Classic | |
| Micropipet 10 µl | Merck | Z683787-1EA | |
| Tips for micropipets 20 µl | Merck | Z740030-1000EA | |
| Tips for micropipets 10 µl | Merck | Z740028-2000EA | |
| Spermtrack | PROiSER | Counting chamber | |
| TruMorph | PROiSER | TruMorph | |
| Microscope UB 200i Serie | PROiSER | Microscope | |
| Cooler plate | PROiSER | Prototype | |
| Cooler block | PROiSER | Prototype | |
| ISAS v1 | PROiSER | ISAS | Software |
Riferimenti
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