Voor de verwerking en behandeling van mannelijke Europese aal (Anguilla anguilla) voor hormonale rijping en sperma cryopreservatie
Summary
Protocollen voor Europese aal rijping en sperma cryopreservatie hebben verbeterd in de afgelopen jaar. Dit artikel beschrijft het beste protocol beschikbaar met behulp van humaan choriongonadotrofine (hCG) voor inducerende rijping en methanol als cryoprotectant.
Abstract
De laatste jaren hebben verschillende onderzoeksgroepen gewerkt aan de ontwikkeling en verbetering van nieuwe protocollen voor het hanteren van de Europese aal en rijping. Als van nog, wekelijkse injecties van humaan choriongonadotrofine (hCG) gebleken rijp mannetjes na slechts 5-6 weken van de behandeling, produceren grote hoeveelheden hoogwaardige sperma gedurende enkele weken. Daarnaast zijn sperma cryopreservatie protocollen met verschillende extenders, cryoprotectant koeling en keer ontdooien eerder beschreven voor Europese aal. Hier, laten we dat Tanaka´s extender oplossing direct gebruikt worden kan voor bevruchting of voor cryopreservatie, waardoor het gebruik van verschillende soorten oplossingen en verdunningen niet nodig. Bovendien, het gebruik van methanol als een cryoprotectant maakt dit protocol makkelijk te gebruiken zoals methanol lage toxiciteit heeft en het sperma niet wordt geactiveerd. Het sperma niet hoeft te worden cryopreserved onmiddellijk na toevoeging van de cryoprotectant, en kan het lang na wordt ontdooid worden gebruikt. Bovendien is de beweeglijkheid van de zaadcellen na het ontdooien, hoewel het is lager dan dat van vers sperma nog steeds hoog. Het doel van dit werk is om te laten zien van de beste beschikbare protocol voor Europese aal behandeling, rijping en sperma cryopreservatie.
Introduction
In de afgelopen 25 jaar, het aantal Europese aal (Anguilla anguilla) aankomen op de Europese kust met 90% 1,2,3gestaag gedaald. Er zijn verschillende factoren die deze drastische daling verklaren, met inbegrip van vervuiling, infecties, vernietiging van de habitat en overbevissing. Dit alles heeft een diepgaand effect op deze soort, wat leidt tot de opneming van de Europese aal op de Internationale Unie voor behoud van Nature (IUCN) lijst als een kritisch bedreigde 4. De ontwikkeling van technieken en protocollen voor de voortplanting in gevangenschap zijn dus noodzakelijk.
De rijping van de Europese aal in gevangenschap wordt bereikt door hormonale behandeling 5,6,7 , maar de productie van de gameten bij beide geslachten is moeilijk om te synchroniseren van 8. Hoewel de ontwikkeling van nieuwe androgeen implantaten is gebleken voor het versnellen van de oögenese in aal 9,is10, de timing van definitieve rijping in vrouwtjes nog steeds zeer variabele en moeilijk te controleren van 11. Daarom op korte termijn opslag van sperma 12,13,14 en cryopreservatie technieken zijn nodig voor het beheer van de reproductie, gameet synchronisatie geen onnodige 8maken.
Cryopreservatie van Europese aal sperma heeft ontwikkeld sinds 2003 15,16. Verschillende onderzoekers ontworpen succesvolle protocollen met dimethylsulfoxide (DMSO) of methanol als cryoprotectant 16,17,18,19,20. Hoewel beide protocollen met succes hebben ingezet, is de levensvatbaarheid van de verkregen cellen van gedooid sperma cryopreserved met DMSO lager dan met methanol 20,21. Bovendien paling zaadcellen in contact komt met DMSO is geactiveerd en vereist meer vervelend sperma manipulatie 19, methanol is daarom een geschikter cryoprotectant voor Europese aal sperma dan DMSO.
Hier, zal het protocol voor optimale behandeling en hormonale behandeling van de Europese aal hieronder worden beschreven. Naast dit, zal de beste Europese aal sperma cryopreservatie protocol gebruik van methanol als een cryoprotectant en een protocol voor de beoordeling van de kwaliteit van het sperma in deze soort ook worden beschreven.
Protocol
Representative Results
Discussion
Dit protocol beschrijft het volledige proces voor Europese aal rijping, handling en sperma cryopreservatie. De hier beschreven voorwaarden van veehouderij zijn optimaal voor snelle rijping en productie van grote volumes kwalitatief hoogwaardige sperma in dit soort 6,7,25. Het succes van dit protocol cryopreservatie en het mogelijke gebruik voor bevruchting na het ontdooien, afhangen sterk af van de kwaliteit van vers sperma <sup…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Deze publicatie werd gefinancierd door de Europese Unie Horizon 2020 onderzoek en innovatie geen 642893 (IMPRESS), het Bureau van de kosten (COST Action FA 1205, AQUAGAMETE), en de Research Centre of Excellence – krachtens de subsidieovereenkomst Marie Sklodowska-Curie-programma 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 |
Referenzen
- 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).
