Håndtering og behandling av mannlig europeisk ål (a. anguilla) for hormonelle modning og Sperm kryonisk bevaring
Summary
Protokoller for europeisk modning og sperm kryonisk bevaring forbedret de siste årene. Denne artikkelen beskriver den beste protokollen tilgjengelig ved hjelp av humant choriongonadotropin (hCG) for å indusere modning og metanol som kryoprotektant.
Abstract
De siste årene, har flere forskningsgrupper jobbet med utvikling og forbedring av nye protokoller for europeisk håndtering og modning. Idet av ennå, ukentlige injeksjoner av humant choriongonadotropin (hCG) har vist seg for å modne menn etter bare 5-6 uker med behandling, produsere høye volumer av høy kvalitet sperm under flere uker. Dessuten har sperm kryonisk bevaring protokoller bruker forskjellige Extender, cryoprotectants og kjøling og tining ganger vært beskrevet tidligere for europeisk. Her viser vi at Tanaka´s Extender-løsningen kan brukes direkte for befruktning eller kryonisk bevaring, gjør unødvendig bruk av ulike typer løsninger og fortynninger. Videre gjør bruk av metanol som en kryoprotektant denne protokollen brukervennlig som metanol har lav toksisitet og aktiverer sperm. Sperm trenger ikke å være cryopreserved umiddelbart etter at kryoprotektant, og det kan bli brukt lenge etter blir tint. Videre er Spermiemotilitet fortsatt høy etter tining selv om det er lavere enn friske sperm. Formålet med dette arbeidet er å vise den beste tilgjengelige protokollen for europeisk håndtering, modning og sperm kryonisk bevaring.
Introduction
De siste 25 årene, har hvor mange European ål (a. anguilla) ankommer den europeiske kysten redusert jevnt med 90% 1,2,3. Det er flere faktorer som forklarer dette drastiske slippe inkludert forurensning, infeksjoner, overfiske og habitat ødeleggelse. Alt dette har hatt en dyp effekt på denne arten, fører til inkludering av ål på International Union for bevaring av naturen (IUCN) liste som kritisk truede 4. Følgelig utviklingen av teknikker og protokoller for reproduksjon i fangenskap er nødvendig.
Modningen av ål i fangenskap oppnås ved hormonell behandling 5,6,7 men produksjon av gameter i begge kjønn er vanskelig å synkronisere 8. Selv om utviklingen av nye androgen implantater har vist for å akselerere oogenesis i ål 9,er10, tidspunktet for siste modning hos kvinner fortsatt svært variabel og vanskelig å kontrollere 11. Derfor korte lagringstiden sperm 12,13,14 og kryonisk bevaring teknikker er nødvendig for reproduksjon ledelse, gjør Kjønnscelle synkronisering unødvendige 8.
Kryonisk bevaring av ål sæd er utviklet siden 2003 15,16. Flere forskere utviklet vellykket protokoller bruker dimethyl sulfoxide (DMSO) eller metanol som cryoprotectants, 16,,17,,18,,19,,20. Selv om begge protokollene har blitt brukt, er innhentet celle levedyktigheten til tinte sperm cryopreserved med DMSO lavere enn med metanol 20,21. Videre ål sperm aktiveres ved kontakt med DMSO og krever mer kjedelig sperm manipulasjon 19, derfor metanol er en mer passende kryoprotektant for europeisk sædcellene enn DMSO.
Her beskrives protokollen for optimal håndtering og hormonal behandling av europeisk nedenfor. I tillegg vil den beste ål sperm kryonisk bevaring protokollen med metanol som en kryoprotektant og en protokoll for vurdering av kvaliteten i denne arten også bli beskrevet.
Protocol
Representative Results
Discussion
Denne protokollen beskriver hele prosessen for europeisk modning, håndtering og sperm kryonisk bevaring. Reindriftens forholdene beskrevet her er optimal for rask modning og produksjon av store mengder høy kvalitet sperm i denne arten 6,7,25. Suksessen denne kryonisk bevaring protokollen og potensiell bruk for befruktning etter tining avhenger av kvaliteten på fersk sperm 26. Derfor er valg av høy kva…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Denne publikasjonen ble finansiert av EUs horisonten 2020 forskning og innovasjon program under Marie Sklodowska-Curie grant avtalen ingen 642893 (IMPRESS), pris kontor (pris handling FA 1205, AQUAGAMETE) og Research senter for fremragende- 1476-4/2016/FEKUT.
Materials
| AQUACEN BENZOCAÍNA +D2A2:D24 | AQUACEN | 3394ESP | Benzocaine |
| NaCl | Avantor | 3624-19 | |
| Syringe | BD Plastipak | 305501 | Syringe 1 mL |
| FC500 | Beckman Coulter | Flow cytometer | |
| Air pump 100 | EHEIM | 4011708370032 | Modified for suction |
| Eppendorf 1.5 | Eppendorf | 175508 | Plastic tubes 1.5 mL |
| Falcon tubes | Falcon | 175747 | Plastic tubes 15 mL |
| Flexible bucket | Fiel | 1040101 | 40 L, Black color. |
| Ethanol | Guinama SL | Mg96270 | |
| Cyopreservation straws | IMV Technologies | 14550 | 500 µL straws |
| Live/Dead Sperm Viability Kit | Invitrogen | L7011 | Cytometer Kit |
| Modelling clay | JOVI | Art 30 | 4 different colors |
| Precision scale PCB | KERN & Sohn GmbH | PCB35002 | Digital scale |
| Saline solution Vitulia 0.9% | Laboratorios Ern, S.A. | C.N. 999790.8 | Saline solution |
| Forceps | Levantina de Lab. SL | 3710025 | 30 cm metal forceps |
| Scissors | Levantina de Lab. SL | 3700014 | Scissors 14cm |
| Ovitrelle (r-hCG) | Merck SL | EMEA/H/C/000320 | Human chorionic gonadotropin |
| Nikon Eclipse 80i | Nikon | Microscope | |
| CaCl2 | Panreac Quimica SAU | 2112211210 | |
| Na2SO4 | Panreac Quimica SAU | 3257091611 | |
| NaHCO3 | Panreac Quimica SAU | 1416381210 | |
| 782M Camera | Proiser | 782M | Camera for CASA |
| ISAS v1 | Proiser | ISAS v1 | CASA software |
| SpermTrack-10 | Proiser | SpermTrack-10 | Countig chamber for CASA |
| Beaker Pyrex 3L | PYREX | 2110668 | Glass beaker 3L |
| Flask Pyrex 250 GL-45 | PYREX | 21801365 | Glass flask 250 mL |
| KCl | Scharlab SL | PO02000500 | |
| Methanol | Scharlab SL | ME03061000 | |
| MgCl2 | Scharlab SL | MA00370500 | |
| BSA | Sigma Aldrich | 05482 | Bovine serum albumina |
| Styrofoam box | 34x34x30 cm and 5cm thick |
References
- ICES_Working_Group_on_Eels. . Report of the 2011 Session of the Joint EIFAAC/ICES Working Group on Eels. , 246 (2011).
- Moriarty, C. European Catches of Elver of 1928-1988. Int. Rev. Hydrobiol. 75 (6), 701-706 (1990).
- Dekker, W. The fractal geometry of the European eel stock. ICES J. Mar. Sci. 57 (1), 109-121 (2000).
- Jacoby, D., Gollock, M. . Anguilla anguilla. The IUCN red list of threatened species. Version 2014.2. , (2014).
- Asturiano, J. F., et al. Effects of hCG as spermiation inducer on European eel semen quality. Theriogenology. 66 (4), 1012-1020 (2006).
- Pérez, L., et al. Induction of maturation and spermiation in the male European eel: assessment of sperm quality throughout treatment. J. Fish Biol. 57 (6), 1488-1504 (2000).
- Gallego, V., et al. Study of the effects of thermal regime and alternative hormonal treatments on the reproductive performance of European eel males (Anguilla anguilla) during induced sexual maturation. Aquaculture. 354, 7-16 (2012).
- Asturiano, J. F., Sørensen, S. R., Pérez, L., Lauesen, P., Tomkiewicz, J. First Production of Larvae Using Cryopreserved Sperm: Effects of Preservation Temperature and Cryopreservation on European Eel Sperm Fertilization Capacity. Reprod. Domestic Anim. 51 (4), 485-491 (2016).
- Di Biase, A., et al. Co-treatment with androgens during artificial induction of maturation in female eel, Anguilla anguilla: Effects on egg production and early development. Aquaculture. 479, 508-515 (2017).
- Lokman, P., Wylie, M. J., Downes, M., Di Biase, A., Damsteegt, E. L. Artificial induction of maturation in female silver eels, Anguilla australis: The benefits of androgen pre-treatment. Aquaculture. 437, 111-119 (2015).
- Mylonas, C. C., Duncan, N. J., Asturiano, J. F. Hormonal manipulations for the enhancement of sperm production in cultured fish and evaluation of sperm quality. Aquaculture. , (2016).
- Ohta, H., Izawa, T. Diluent for cool storage of the Japanese eel (Anguilla japonica) spermatozoa. Aquaculture. 142 (1-2), 107-118 (1996).
- Peñaranda, D. S., et al. European Eel Sperm Diluent for Short-term Storage. Reprod. Domestic Anim. 45 (3), 407-415 (2010).
- Ohta, H., Kagawa, H., Tanaka, H., Unuma, T. Control by the environmental concentration of ions of the potential for motility in Japanese eel spermatozoa. Aquaculture. 198 (3), 339-351 (2001).
- Asturiano, J., et al. Media and methods for the cryopreservation of European eel (Anguilla anguilla) sperm. Fish Physiol. Biochem. 28 (1), 501-502 (2003).
- Asturiano, J., et al. Physio-chemical characteristics of seminal plasma and development of media and methods for the cryopreservation of European eel sperm. Fish Physiol. Biochem. 30 (3), 283-293 (2004).
- Szabó, G., et al. Cryopreservation of European eel (Anguilla anguilla) sperm using different extenders and cryoprotectants. Acta. Biol. Hung. 56 (1-2), 173-175 (2005).
- Müller, T., et al. Cryopreservation of sperm of farmed European eel Anguilla anguilla. J World Aquac Soc. 35 (2), 225-231 (2004).
- Peñaranda, D. S., Pérez, L., Gallego, V., Jover, M., Asturiano, J. F. Improvement of European eel sperm cryopreservation method by preventing spermatozoa movement activation caused by cryoprotectants. Cryobiology. 59 (2), 119-126 (2009).
- Marco-Jiménez, F., et al. Cryopreservation of European eel (Anguilla anguilla) spermatozoa: effect of dilution ratio, foetal bovine serum supplementation, and cryoprotectants. Cryobiology. 53 (1), 51-57 (2006).
- Asturiano, J. F., et al. Effect of sperm cryopreservation on the European eel sperm viability and spermatozoa morphology. Reprod. Domestic Anim. 42 (2), 162-166 (2007).
- Mordenti, M., Di Biase, A., Sirri, R., Modugno, S., Tasselli, A. Induction of Sexual Maturation in Wild Female European Eels (Anguilla anguilla) in Darkness and Light. Isr. J. Aquac. 64, (2012).
- Ohta, H., et al. Artificial induction of maturation and fertilization in the Japanese eel, Anguilla japonica. Fish Physiol. Biochem. 17 (1), 163-169 (1997).
- Tanaka, S., et al. Long-term cryopreservation of sperm of Japanese eel. J. Fish Biol. 60 (1), 139-146 (2002).
- Gallego, V., et al. Subpopulation pattern of eel spermatozoa is affected by post-activation time, hormonal treatment and the thermal regimen. Reprod. Fertil. Dev. 27 (3), 529-543 (2015).
- Asturiano, J. F., Cabrita, E., Horváth, &. #. 1. 9. 3. ;. Progress, challenges and perspectives on fish gamete cryopreservation: A mini-review. Gen. Comp. Endocrinol. , (2016).
- Kime, D. E., et al. Computer-assisted sperm analysis (CASA) as a tool for monitoring sperm quality in fish. Comp. Biochem. Physiol. C Toxicol. Pharmacol. 130 (4), 425-433 (2001).
- Rurangwa, E., Kime, D. E., Ollevier, F., Nash, J. P. The measurement of sperm motility and factors affecting sperm quality in cultured fish. Aquaculture. 234 (1-4), 1-28 (2004).
- Verstegen, J., Iguer-Ouada, M., Onclin, K. Computer assisted semen analyzers in andrology research and veterinary practice. Theriogenology. 57 (1), 149-179 (2002).
- Magnotti, C., et al. Cryopreservation and vitrification of fish semen: a review with special emphasis on marine species. Rev. Aquacult. , (2016).
- Dziewulska, K., Rzemieniecki, A., Czerniawski, R., Domagała, J. Post-thawed motility and fertility from Atlantic salmon (Salmo salar L.) sperm frozen with four cryodiluents in straws or pellets. Theriogenology. 76 (2), 300-311 (2011).
- Babiak, I., Bolla, S., Ottesen, O. Suitable methods for cryopreservation of semen from Atlantic halibut, Hippoglossus hippoglossus L. Aquac. Int. 16 (6), 561-572 (2008).
- Müller, T., et al. Japanese eel (Anguilla japonica Temminck & Schlegel, 1846) propagation using cryopreserved sperm samples. J. Appl. Ichthyol. 33 (3), 550-552 (2017).
