Влияние синтетических сред, яичного желтка и пчелиного меда на криоустойчивость спермы трутней
https://doi.org/10.31043/2410-2733-2020-1-27-36
Аннотация
Поиск разбавителя, обеспечивающего получение физиологически оптимальных для сперматозоидов физико-химических параметров (рН, осмолярность) и криопротектора, способного образовать стекловидную структуру без стойких химических соединений с компонентами клетки, позволяет достигнуть значительного прогресса в долгосрочном хранении клеток при низкотемпературном замораживании. Рассматриваются вопросы криоконсервации спермы трутней медоносной пчелы. Материалом для исследований служила сперма трутней «Приокского» породного типа среднерусской породы пчел, серой горной кавказской и породы пчел карника. Испытывали следующие разбавители на криоустойчивость спермы трутней: полусинтетическая среда С46 (среда Какпакова В. Т.), питательные среды для культур клеток насекомых - Lonza Insect-XPRESS, Graces, Schneider’s, JPL-41. В качестве криопротекторов тестировали - диметилсульфоксид (ДМСО) контроль, натуральный пчелиный мед, мед в сочетании: с глицерином, ДМСО, этанолом, метанолом. Исследования показали низкую жизнеспособность (целостность мембран) (Lim 36,5±1,8% - 39,9±0,3%) и подвижность заморожено-оттаянной спермы (Lim 2,0 - 4,0 балла), разбавленной в синтетических средах. Вероятно ионный состав испытываемых питательных сред с концентрацией ионов водорода (рН) от 4,6-6,5 значительно отличается от ионного состава протоплазмы сперматозоидов трутней. Полусинтетическая среда С46 с добавлением яичного желтка и без ДМСО не обладает криофилактическими свойствами для защиты жизненного ресурса спермы трутней. Пчелиный мед, напротив, в ходе исследований проявил себя в качестве криопротектора, обеспечив сохранность мембран на уровне 37,2±0,5% с подвижностью спермиев 3,0 балла. Самую высокую жизнеспособность сперматозоидов и их подвижность 4,0 балла наблюдали в образце с глицерином в концентрации 3% - 78,0±1,4% и с ДМСО в концентрации 10% - 79,6±1,2%. При этом, сперма до замораживания находилась в состоянии мезабиоза в течение 3 мес при 3 °С. Таким образом, предварительные результаты исследования впервые демонстрируют перспективы неэлектролитной среды по сохранению жизненного ресурса спермы трутней во время криоконсервации.
Об авторах
А. Н. Гулов
ФГБНУ «ФНЦ пчеловодства»
Россия
Россия
Гулов Алексей Николаевич — научный сотрудник
391110, Рязанская обл., г. Рыбное, ул. Почтовая, 22
З. Н. Сайфутдинова
ФГБНУ «ФНЦ — Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной ветеринарии имени К. И. Скрябина и Я. Р. Коваленко Российской академии наук»
Россия
Россия
Сайфутдинова Зифа Низамовна — кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник
109428, г. Москва, Рязанский проспект, д. 24, к. 1
Д. В. Митрофанов
ФГБНУ «ФНЦ пчеловодства»
Россия
Россия
Митрофанов Дмитрий Викторович — научный сотрудник
391110, Рязанская обл., г. Рыбное, ул. Почтовая, 22
И. А. Языков
ФГБНУ «ФНЦ пчеловодства»
Россия
Россия
Языков Иван Алексеевич — младший научный сотрудник
391110, Рязанская обл., г. Рыбное, ул. Почтовая, 22
Список литературы
1. Какпаков В. Т. Криобанк спермы трутней медоносной пчелы / В. Т. Какпаков, О. В. Кабашова, А. В. Бородачев, Е. С. Какпакова // Пчеловодство. - 1993. - №8. - С.4-6.
2. Какпаков В. Т. Получение и характеристика культур соматических клеток дрозофилы: дисс. докт. биол. наук. Москва, 1989
3. Пинаев Г. П. Методы культивирования клеток / Г. П. Пинаев, М. С. Богданова // Изд-во Политехн. ун-та, СПб., 2008. - 278 с.
4. Бородачев А. В. Технология длительного хранения спермы трутней в жидком азоте / А. В. Бородачев, О. В. Кабашова // ГНУ НИИП РАСХН. - 2007. - 26 с.
5. Гулов А. Н. Проблемы сохранения генетических ресурсов медоносной пчелы / А. Н. Гулов // Пчеловодство. - 2018. - №6. - С. 22-25.
6. Гулов А. Н. Перспективы краткосрочного хранения спермы трутней медоносной пчелы / А. Н. Гулов, Е. О. Ларькина // Генетика и разведение животных. - 2018. - №4. - С.61-66.
7. Милованов В. К. Биология воспроизведения и искусственное осеМенение животных / В. К. Милованов // М. - 1962. - 696 с.
8. Herranz-Jusdado J. G. Eel sperm cryopreservation: An overview / J.G. Herranz-Jusdado, V. Gallego, M. Morini // Theriogenology. - 2019. - V. 133. - P. 210-215.
9. Nomura K. Sperm cryopreservation protocols for the large-scale fertilization of Japanese eel using a combination of large-volume straws and low sperm dilution ratio / K. Nomura, I. Chong Chu Kohb., R. Iiob // Aquaculture. - 2018. - V. 496. - P. 203-210.
10. Herranz-Jusdado J. G. European eel sperm storage: Optimization of short-term protocols and cryopreservation of large volumes / J. G. Herranz-Jusdado, V. Gallego, C. Rozenfeld // Aquaculture. - 2019. - V. 506. - P. 42-50.
11. Епишина Т. М. Совершенствование способов повышения воспроизводительных качеств свиней и овец: дисс. докт. биол. наук. Москва, 2011.
12. Hopkins B. K. Sequential generations of honey bee (Apis mellifera) queens produced using cryopreserved semen / B. K. Hopkins, C. Herr, W.S. Sheppard // Reproduction, Fertility and Development. - 2012. - V. 24. - Р. 1079-1083.
13. Dadkhah F. Preservation of honey bee spermatozoa using egg yolk and soybean lecithin-based semen extenders and a modified cryopreservation protocol / F. Dadkhah, G. Nehzati-Paghaleh, M. Zhandi, B.K. Hopkins.[Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.researchgate.net/publication/310389037
14. Riel J. M. Short-term storage of human spermatozoa in electrolyte-free medium without freezing maintains sperm chromatin integrity better than cryopreservation / J. M. Riel, Y. Yamauchi, T. T. F. Huang, J. Grove, M. A. Fard // Biol. Reprod. - 2011. - V. 85. - P. 536-547.
15. Исаев Д. А. Подвижность, сохранность мембран и фрагментация ДНК в сперме стерляди при гипотермическом хранении в безэлектролитном растворе глюкозы и трегалозы / Д. А. Исаев, Е. И. Шишанова, Д. А. Кавтаров, А.П. Глебов // Вестник АГТУ. Сер.: Рыбное хозяйство. - 2016. - №3. - С. 100-108.
16. Golshahia K. Disaccharide supplementation of extenders is an effective means of improving the cryopreservation of semen in sturgeon / K. Golshahia, M. Sadegh Aramlib // Aquaculture. - 2018. - V. 486. - P. 261-265.
17. Sitaula R. A study of the effect of sorbitol on osmotic tolerance during partial desiccation of bovine sperm / R. Sitaula, A. Fowler, M. Toner, S. Bhowmick // Cryobiology. - 2010. - V. 60. - P. 331-336.
18. El-Sheshtawy R.I. Natural honey as a cryoprotectant to improve Arab stallion post-thawing sperm parameters / R. I. El-Sheshtawy, D. A. El-Badry // Asian Pacific Journal of Reproduction. - 2016. - V. 5(4). - P. 331-334.
19. Malik A. Subtitusi Madu Asli Pengganti Gliserol dalam Pembekuan pada Kualitas Pasca-thawing Spermatozoa Sapi Bali / A. Malik, R. Fauzi, M.I. Zakir // Acta veterinaria indonesiana. - 2017. - V. 5(2). - P. 98-104.
20. El-Sheshtawy R.I. Effect of Honey Solution on Semen Preservability of Local Breeds of Cattle Bulls / R.I. El-Sheshtawy, W.S. El-Nattat // World Applied Sciences Journal. - 2014. - V. 32 (10). - P. 2076-2078. DOI: 10.5829/idosi.wasj.2014.32.10.911
21. Kandiel M. M. M. Quantitative Ultrastructure Evaluation of Egyptian Buffalo Bull Frozen-Thawed Spermatozoa under the Effect of Honey / M.M.M. Kandiel, A. R. M. El-Khawagah // Scholars Journal of Agriculture and Veterinary Sciences. - 2019. - V. 6 (3). - P. 92-98. DOI: 10.21276/sjavs.2019.6.3.4
22. Shikh Maidina M. Supplementation of Nigella sativa Oil and Honey Prolong the Survival Rate of Fresh and Post-Thawed Goat Sperms / M. Shikh Maidina, M.H. Padlana // Tropical Animal Science Journal. - 2018. - V. 41(2). - P. 94-99. DOI: 10.5398/tasj.2018.41.2.94
23. Zaghloul A. A. Relevance of Honey Bee in Semen Extender on the Quality of Chilled-Stored Ram Semen / A. A. Zaghloul // J. Animal and Poultry Prod. - 2017. - V. 8(1). - P. 1- 5.
24. Jerez-Ebensperger R. The combined use of honey, garlic (Allium Sativum L.) and skimmed milk as an extender for chilling sheep semen / R. Jerez-Ebensperger, L. Gil // CryoLetters. - 2015. - V. 36 (4). - P. 243-251.
25. Syazana N. S. Effects of Gelam Honey on Sperm Quality and Testis of Rat / N.S. Syazana, N.H. Hashida // Sains Malaysiana. - 2011. - V. 40(11). - P. 1243-1246.
26. Zoheir K. M. A. Honey bee is a potential antioxidant against cyclophosphamideinduced genotoxicity in albino male mice / K. M. A. Zoheir, G.I. Harisa // Pak. J. Pharm. Sci. - 2015. - V. 28(3). - P. 973-981.
27. Fanni N. A. Quality enhancement of cryopreserved spermatozoa of sutchi catfish (Pangasianodon hypophthalmus) with honey addition / N.A. Fanni, M.B. Santanumurti // Iraqi Journal of Veterinary Sciences. - 2018. - V. 32(2). - P. 231-236.
28. Ogretmen F. Evaluation of cryoprotective effect of turkish pine honey on common carp (Cyprinus Carpio) spermatozoa / F. Ogretmen, B. E. İnanan // CryoLetters. - 2014. - V. 35(5). - P. 427-437.
29. Sunarma A. Penggunaan Ekstender Madu yang Dikombinasikan dengan Krioprotektan Berbeda pada Pengawetan Sperma Ikan Nilem (Indonesian Sharkminnow, Osteochilus hasseltii Valenciennes, 1842) / A. Sunarma, D. Wisudiyanti Budihastuti, Y. Sistina // Omni-Akuatika. - 2010. - V. 9(11). - P. 51-55.
30. Fakhrildin M-B. M-R. Honey Supplementation to Semen-Freezing Medium Improves Human Sperm Parameters Post-Thawing / M-B. M-R. Fakhrildin, M.D. A-R Rana Alsaadi // Journal of Family and Reproductive Health. - 2014. - V. 8(1). - P. 27-31.
31. Johuson R. Effect of in-hive miticides on drone honey bee survival and sperm viability / R. Johuson, L. Dahlgren, B. Siegfied, M. Ellis // Journal of Apicultural Research. - 2013. - V. 52 (2). - P. 88-95. 10.3896 / IBRA. 1.52.2.18. DOI: 10.3896/IBRA.1.52.2.18
32. Kedzierska-Matysek M. Effect of freezing and room temperatures storage for 18 months on quality of raw rapeseed honey (Brassica napus) / M. Kedzierska-Matysek, M. Florek // J Food Sci Technol. - 2016. - V. 53(8). - P. 3349-3355. DOI: 10.1007/s13197-016-2313-x
33. Kantor Z. Glass Transition Temperature of Honey as a Function of Water Content As Determined by Differential Scanning Calorimetry / Z. Kantor et al. // J. Agric. Food Chem. - 1999. - V. 47. - P. 2327-2330.
34. Гулов А. Н. Анализ криоконсервированной спермы трутней / А. Н. Гулов, З. Н. Сайфутдинова, Е. О. Ларькина // Пчеловодство. - 2019. - №2. - С. 16-18.
35. Ларькина Е. О. Инструментальное осеменение маток медоносных пчел с использованием спермы трутней, разбавленной в различных питательных средах / Е. О. Ларькина, Д. В. Галицкая // В монографии "Современные проблемы пчеловодства и апитерапии". - Рыбное: ФГБНУ "ФНЦ пчеловодства". - 2019. - С. 149-155.
36. Hopkins B. K. Factors affecting the successful cryopreservation of honey bee (Apis mellifera) spermatozoa / B.K. Hopkins, C. Herr // Apidologie. - 2010. - V. 41. - Р.548-556.
37. Осташко Ф. И. Глубокое замораживание и длительное хранение спермы производителей / Ф. И. Осташко // "Урожай", К., 1978. - 256 с.
Рецензия
Для цитирования:
Гулов А.Н., Сайфутдинова З.Н., Митрофанов Д.В., Языков И.А. Влияние синтетических сред, яичного желтка и пчелиного меда на криоустойчивость спермы трутней. Генетика и разведение животных. 2020;(1):27-36. https://doi.org/10.31043/2410-2733-2020-1-27-36
For citation:
Gulov A., Sayfutdinova Z., Mitrofanov D., Yazykov I. Cryostability effect on drone sperm of synthetic media, egg yolk and honey. Genetics and breeding of animals. 2020;(1):27-36. (In Russ.) https://doi.org/10.31043/2410-2733-2020-1-27-36
Просмотров:
460
Послать статью по эл. почте 