Морфометрический и морфологический анализ сперматозоидов трутней медоносных пчел A. mellifera L. в России

Цель: изучение морфометрических параметров и морфологических характеристик головок сперматозоидов трутней серой горной кавказской породы медоносных пчел (A. mellifera caucasica), башкирской (A. m. mellifera L.), дальневосточной (A. mellifera from far-eastern) и породы пчел карника (A. mellifera carnica).

Материалы и методы. Для изучения морфометрических параметров головок сперматозоидов использовали дифференциальное окрашивание Diff Quick. Фиксацию изображений сперматозоидов на мазке осуществляли цифровой камерой Canon 1300D на биологическом микроскопе Altami-LUM 1 LED с использованием масляной иммерсии при увеличении 2000× . Морфометрические промеры проводили на программном обеспечении Altami Studio версии 3.5. Для каждой исследуемой породы пчел делали 200 изображений головок сперматозоидов, которые гарантировали 150 правильно измеренных головок. В общей сложности 573 сперматозоида было оценено по морфометрическим параметрам головок: длина ядра, длина акросомы, периметр ядра и его площадь.

Результаты. Результаты морфометрического анализа сперматозоидов трутней показывают индивидуальные различия между сперматозоидами внутри каждой из исследуемых пород медоносных пчел. В межпородном сравнении выявленные различия между сперматозоидами не являются статистически значимыми. В этом исследовании были определены минимальные и максимальные значения длины акросомы 3,14-5,02 мкм, длины ядра 4,02-5,9 мкм, периметра ядра 10,4-13,4 мкм и площади ядра 3,4-6,73 мкм2 сперматозоидов трутней медоносной пчелы A. mellifera L. Морфологический анализ выявил наличие различных аномалий головки (включая акросому) и жгутика сперматозоидов.

1. Гулов А.Н., Сайфутдинова З.Н., Брандорф А.З. Биоразнообразие медоносной пчелы A. mellifera L. в России и пути его сохранения / А.Н. Гулов, З.Н. Сайфутдинова, А.З. Брандорф [Электронный ресурс] // Генетика и разведение животных.-2022.-№4.–С.114-123. https://doi.org/10.31043/2410-2733-2022-4-114-123.

2. Naumenkova V., Atroshchenko M., Gulov A., Shirokova O., Frolova N. Comparative evaluation of different methods for assessing stallion sperm membrane integrity [Электронный ресурс] / V. Naumenkova, M. Atroshchenko, A. Gulov, O. Shirokova, N. Frolova // Russian Agricultural Sciences.-2020, V. 46, 4: 381–384. doi: 10.3103/S1068367420040126.

3. Tarliyah L., Boedino A., Walujo D. Motility of honeybee Apis mellifera L. (Hymenoptera, Apidae) spermatozoa in various storage temperature in dilution media containing different glucose levels [Электронный ресурс] / L. Tarliyah, A. Boedino, D. Walujo // Media Veteriner.-1999.-V.6.-P.15-20.

4. Gontarz A., Banaszewska D., Gryzinska M., Andraszek K. Differences in drone sperm morphometry and activity at the beginning and end of the season [Электронный ресурс] / A. Gontarz, D. Banaszewska, M. Gryzinska, K. Andraszek // Turk J Vet Anim Sci.- 2016.- V.40.- P.598-602. doi:10.3906/vet-1511-6

5. Power K., D’Anza E., Martano M., Albarella S., Ciotola F., Peretti F., Maiolino P. Morphological and morphometric analysis of the Italian honeybee (Apis mellifera ligustica) spermatozoa: a preliminary study in Campania region [Электронный ресурс] / K. Power, E. D’Anza, M. Martano, S.. Albarella, F. Ciotola, F. Peretti, P. Maiolino // Veterinary Medicine and Animal Sciences.- 2019.-V. 6.P.1-4. doi:10.7243/2054-3425-6-2.

6. Bratu I., Igna V., Simiz E., Dunea I., Patruica S. The influence of body weigth on semen parameters in Apis mellifera [Электронный ресурс] / I. Bratu, V. Igna, E. Simiz, I. Dunea, S. Patruica // Insects.-2022.-V.13(12).P.1141. https://doi.org/10.3390/insects13121141.

7. Gulov A., Bragina E. Morphofunctional changes in frozen-thawed sperm of Apis mellifera L. drones [Электронный ресурс] / A. Gulov, E Bragina // Russian Agricultural Sciences.-2022.-V.48,6.-P.512–520. doi:10.3103/S1068367422060040.

8. Duncan W., Glew M., Wang X., Flaherty S., Matthews C. Prediction of fertilization rates from semen variables [Электронный ресурс] / W. Duncan, M. Glew, X. Wang, S. Flaherty, C. Matthews // Fertility Sterility.-1993.- V.59.P.1233-1238. https://doi.org/10.1016/s0015-0282(16)55982-2.

9. Hinting A., Comhaire F., Vermeulen L., Dhort M., Vermeulen A., Vanderberhove D. Value of sperm characteristics and the result of in vitro fertilization for predicting the outcome of assisted reproduction [Электронный ресурс] / A. Hinting, F. Comhaire, L. Vermeulen, M. Dhort, A. Vermeulen, D. Vanderberhove // International Journal Andrology.-1990.-V.13.P.59-64. https://doi.org/10.1111/j.1365-2605.1990.tb00960.x.

10. Oettle´ E. Sperm morphology and fertility in the dog [Электронный ресурс] / E. Oettle // J Reprod Fertil Suppl.-1993.-V.47.P.257–60. PMID: 8229933.

11. Jasko D., Lein D., Foote R. The relationship between sperm morphological classification and fertility in the stallion [Электронный ресурс] / D. Jasko, D. Lein, R. Foote // J Am Vet Med Assoc.-1990.-V.197.P.389–94. PMID: 2391279.

12. Sekoni V., Gustafsson B. Seasonal variations in the incidence of sperm morphological abnormalities in dairy bulls regularly used for artificial insemination [Электронный ресурс] / V. Sekoni, B. Gustafsson // Br Vet J.- 1987.-V.143.P.312–7. doi:10.1016/0007-1935(87)90064-9.

13. Hannock J. The morphologic characteristics of spermatozoa and fertility / J. Hannock // Int J Fertil.-1959.V.4.P.347–59.

14. Foote R. Effect of processing and measuring procedures on estimated sizes of bull sperm heads [Электронный ресурс] / R. Foote // Theriogenology.-2003.- V.59.P.1765–1773. doi:10.1016/s0093-691x(02)01236-0.

15. Печников П., Скаткин П. Способ разбавления спермы жеребцов для искусственного осеменения лошадей. Патент на изобретение SU77192A1 в соответствии с IPC A61D7/02. Москва, ул. Академика Миллионщикова, № 379661. Заявление от 22.04.48. Опубликовано 01.01.49.

16. Rhodes J. W. Semen production in drone honeybees [Электронный ресурс] / J. W. Rhodes // Rural Industries Research and Development Corporation, Australia.-2008.-V.08.-130p.

17. Rijsselaere T., Van Soom A., Hoflack G., Maes D., de Kruif A. Automated sperm morphometry and morphology analysis of canine semen by the Hamilton-Thorne analyzer [Электронный ресурс] / T. Rijsselaere, A. Van Soom, G. Hoflack, D. Maes, A. de Kruif // Theriogenology.-2004.-V.62.-P. 1292–1306. https://doi.org/10.1016/j.theriogenology.2004.01.005.

18. Таджиева А., Иолчиев Б., Требунский А. Порода козлов и морфометрические параметры сперматозоидов [Электронный ресурс] / А. Таджиева, Б. Иолчиев, А. Требунский // Материалы международной научной конференции. ВИЖ им. Л.К. Эрнста.-2019.-00.-С.216 – 252. Москва–Россия.https://vitrina.vij.ru/sborniki/item/sovremennye-dostizheniya-i-problemy-genetiki-i-biotehnologii-v-zhivotnovodstve.

19. Collins A., Pettis J. Effect of Varroa Infestation on Semen Quality / A. Collins, J. Pettis // Am. Bee J.-2001.-V.141.P.29–38.

20. Peng C.Y.-S.; Yin C., Yin L.R.S. Ultrastructure of honey bee, Apis mellifera, sperm with special emphasis on the acrosomal complex following high-pressure freezing fixation [Электронный ресурс] / C.Y.-S. Peng, C. Yin, L.R.S.Yin // Physiol. Èntomol.-1993.-V.18.P.93–101.

21. Lensky Y., Ben-David E., Schindler H. Ultrastructure of the Spermatozoon of the Mature Drone Honeybee / Y. Lensky, E. Ben-David, H. Schindler // J Apic Res.-1979.-V.18.-P.264-271.

22. Hough S., Foote R. Effect of density gradient osmolality on specific gravity of bull sperm and their separation, but not on the basis of sex [Электронный ресурс] / S. Hough, R. Foote // J. Reprod. Dev.-2002.-V.48.-P.399-407. doi:10.1262/jrd.48.399.

23. Гулов А.Н., Ласкин А.С., Лапынина Е.П. Морфологическая оценка спермы трутней медоносных пчел Apis mellifera L. как показатель ее качества [Электронный ресурс] / А.Н. Гулов, А.С. Ласкин, Е.П. Лапынина // Агрозоотехника.-2022.- № 5(3).-С.1-12. doi: 10.15838/alt.2022.5.3.6.

24. Lodesani M., Balduzzi D., Galli A. Functional characterisation of semen in honeybee queen (A.m.ligustica S.) spermatheca and efficiency of the diluted semen technique in instrumental insemination [Электронный ресурс] / M. Lodesani, D. Balduzzi, A. Galli // Ital. J. Anim. Sci.-2004.-V.3.-P.385–392. https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.4081/ijas.2004.385.

25. Chenoweth P., Lorton S. Animal Andrology: Theories and Applications [Электронный ресурс] / P. Chenoweth, S. Lorton // CABI: Wallingford, UK.- 2014. https://www.semanticscholar.org/paper/Animal-Andrology%3A-Theories-and-Applications-Chenoweth- Lorton/0306795f35cc1a084d96f34e56ff85eb0a35048e.