Summary

Gestione e trattamento di maschio anguilla europea (Anguilla anguilla) per maturazione ormonale e crioconservazione degli spermatozoi

Published: January 28, 2018
doi:

Summary

Protocolli per la crioconservazione di maturazione e lo sperma di anguilla europea sono state migliorate negli ultimi anni. Questo articolo viene descritto il protocollo migliore disponibile con gonadotropina corionica umana (hCG) per indurre la maturazione e metanolo come crioprotettore.

Abstract

Negli ultimi anni, diversi gruppi di ricerca hanno lavorato sullo sviluppo e miglioramento di nuovi protocolli per la gestione di anguilla europea e maturazione. Come di ancora, iniezioni settimanali di gonadotropina corionica umana (hCG) hanno dimostrato di maturate maschi dopo appena 5-6 settimane di trattamento, produzione di elevati volumi di alta qualità dello sperma durante parecchie settimane. Inoltre, protocolli di crioconservazione di spermatozoi utilizzando diversi dispositivi Extender, crioprotettori e raffreddamento e scongelamento volte precedentemente sono stati descritti per anguilla europea. Qui, indichiamo che Tanaka´s la soluzione di estensione può essere direttamente utilizzata per la fecondazione o per la crioconservazione, rendendo inutile l’utilizzo di diversi tipi di soluzioni e diluizioni. Inoltre, l’uso del metanolo come crioprotettore rende questo protocollo facile da usare come metanolo ha una bassa tossicità e non attivare lo sperma. Lo sperma non deve necessariamente essere crioconservati immediatamente dopo l’aggiunta del crioprotettore, e può essere utilizzato a lungo dopo essere scongelati. Inoltre, la motilità dello sperma è ancora alta dopo lo scongelamento anche se è più basso di quello di sperma fresco. Lo scopo di questo lavoro è quello di mostrare il miglior protocollo disponibile per anguilla europea la gestione, la maturazione e la crioconservazione degli spermatozoi.

Introduction

Negli ultimi 25 anni, il numero di anguilla europea (Anguilla anguilla) che arrivano al litorale europeo sono diminuiti costantemente dal 90% 1,2,3. Ci sono diversi fattori che spiegano questo drastico calo compreso le infezioni, inquinamento, distruzione di sovrasfruttamento e habitat. Tutto questo ha avuto un effetto profondo su questa specie, che l’inclusione dell’anguilla europea su Unione internazionale per la lista di conservazione della natura (IUCN) come in pericolo critico 4. Di conseguenza, lo sviluppo di tecniche e protocolli per la riproduzione in cattività sono necessarie.

La maturazione delle uova dell’anguilla europea in cattività avviene mediante trattamento ormonale 5,6,7 , ma la produzione di gameti in entrambi i sessi è difficile sincronizzare 8. Anche se lo sviluppo di nuovi impianti di androgeni è indicata per accelerare oogenesi anguille 9,10, i tempi di maturazione finale nelle femmine è ancora altamente variabili e difficili da controllare 11. Pertanto, deposito a breve termine delle tecniche di sperma 12,13,14 e crioconservazione sono necessarie per la gestione della riproduzione, rendendo gamete sincronizzazione inutili 8.

Crioconservazione di spermatozoi di anguilla europea è stato sviluppato dal 2003 15,16. Diversi ricercatori progettato protocolli successo utilizzando solfossido dimetilico (DMSO) o metanolo come crioprotettori 16,17,18,19,20. Sebbene entrambi i protocolli sono stati utilizzati con successo, l’attuabilità delle cellule ottenuti di spermatozoi scongelati crioconservati con DMSO è inferiore con metanolo 20,21. Inoltre, sperma di Anguilla è attivato il contatto con DMSO e richiede per la manipolazione di sperma più noioso 19, pertanto il metanolo è un crioprotettore più adatto per gli spermatozoi di anguilla europea di DMSO.

Qui, il protocollo per la gestione ottima e trattamento ormonale dell’anguilla europea sarà descritto di seguito. Oltre a questo, il miglior protocollo di crioconservazione di spermatozoi anguilla europea usando il metanolo come crioprotettore e un protocollo per la valutazione della qualità dello sperma in questa specie sarà anche descritto.

Protocol

Tutte le procedure per l’utilizzo di anguilla europea descritta in questo protocollo è sono approvate dal comitato di etica della sperimentazione animale presso la Universitat Politècnica de València, seguendo le leggi spagnole e regolamenti gli esperimenti di controllo e procedure sugli animali vivi. 1. pesce manutenzione Portare le anguille europee per una struttura di ricerca e metterli in un acquario di 200L con un sistema di ricircolo. Utilizzare termostati e refrigeratori pe…

Representative Results

Sperma da 18 anguille con una motilità dello sperma del 70% o superiore, è stato selezionato per questo studio. I risultati hanno mostrato una riduzione in tutti i parametri di qualità dopo lo scongelamento rispetto a quelli da sperma fresco (tabella 1 e Figura 2). I risultati di motilità (media ± s.e.m., n = 18) hanno mostrato una maggiore motilità totale e una motilità progressiva nello sperma fresco rispetto alla motilità totale e …

Discussion

Questo protocollo descrive il processo completo per la crioconservazione di spermatozoi, la manipolazione e la maturazione di anguilla europea. Le condizioni di allevamento descritte qui sono ottimale per la produzione di elevati volumi di alta qualità dello sperma in questo specie 6,7,25e veloce maturazione. Il successo di questo protocollo di crioconservazione e suo uso potenziale per fertilizzazione dopo lo scongelamento dip…

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Questa pubblicazione è stata finanziata dalla ricerca Orizzonte 2020 dell’Unione europea e l’innovazione del programma nell’ambito dell’accordo di sovvenzione Marie Sklodowska-Curie No 642893 (IMPRESS), l’ufficio di costo (COST Action FA 1205, AQUAGAMETE) e il centro di ricerca di eccellenza- 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

Referencias

  1. ICES_Working_Group_on_Eels. . Report of the 2011 Session of the Joint EIFAAC/ICES Working Group on Eels. , 246 (2011).
  2. Moriarty, C. European Catches of Elver of 1928-1988. Int. Rev. Hydrobiol. 75 (6), 701-706 (1990).
  3. Dekker, W. The fractal geometry of the European eel stock. ICES J. Mar. Sci. 57 (1), 109-121 (2000).
  4. Jacoby, D., Gollock, M. . Anguilla anguilla. The IUCN red list of threatened species. Version 2014.2. , (2014).
  5. Asturiano, J. F., et al. Effects of hCG as spermiation inducer on European eel semen quality. Theriogenology. 66 (4), 1012-1020 (2006).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. Ohta, H., Izawa, T. Diluent for cool storage of the Japanese eel (Anguilla japonica) spermatozoa. Aquaculture. 142 (1-2), 107-118 (1996).
  13. Peñaranda, D. S., et al. European Eel Sperm Diluent for Short-term Storage. Reprod. Domestic Anim. 45 (3), 407-415 (2010).
  14. 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).
  15. Asturiano, J., et al. Media and methods for the cryopreservation of European eel (Anguilla anguilla) sperm. Fish Physiol. Biochem. 28 (1), 501-502 (2003).
  16. 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).
  17. 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).
  18. Müller, T., et al. Cryopreservation of sperm of farmed European eel Anguilla anguilla. J World Aquac Soc. 35 (2), 225-231 (2004).
  19. 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).
  20. 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).
  21. 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).
  22. 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).
  23. Ohta, H., et al. Artificial induction of maturation and fertilization in the Japanese eel, Anguilla japonica. Fish Physiol. Biochem. 17 (1), 163-169 (1997).
  24. Tanaka, S., et al. Long-term cryopreservation of sperm of Japanese eel. J. Fish Biol. 60 (1), 139-146 (2002).
  25. 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).
  26. Asturiano, J. F., Cabrita, E., Horváth, &. #. 1. 9. 3. ;. Progress, challenges and perspectives on fish gamete cryopreservation: A mini-review. Gen. Comp. Endocrinol. , (2016).
  27. 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).
  28. 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).
  29. Verstegen, J., Iguer-Ouada, M., Onclin, K. Computer assisted semen analyzers in andrology research and veterinary practice. Theriogenology. 57 (1), 149-179 (2002).
  30. Magnotti, C., et al. Cryopreservation and vitrification of fish semen: a review with special emphasis on marine species. Rev. Aquacult. , (2016).
  31. 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).
  32. 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).
  33. Müller, T., et al. Japanese eel (Anguilla japonica Temminck & Schlegel, 1846) propagation using cryopreserved sperm samples. J. Appl. Ichthyol. 33 (3), 550-552 (2017).

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Herranz-Jusdado, J. G., Kása, E., Kollár, T., Gallego, V., Peñaranda, D. S., Rozenfeld, C., Pérez, L., Horváth, Á., Asturiano, J. F. Handling and Treatment of Male European Eels (Anguilla anguilla) for Hormonal Maturation and Sperm Cryopreservation. J. Vis. Exp. (131), e56835, doi:10.3791/56835 (2018).

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