Home About Browse Search
Svenska


Sperm maturation and conservation in felids

Kunkitti, Panisara (2016). Sperm maturation and conservation in felids. Diss. (sammanfattning/summary) Uppsala : Sveriges lantbruksuniv., Acta Universitatis agriculturae Sueciae, 1652-6880 ; 2016:40
ISBN 978-91-576-8582-7
eISBN 978-91-576-8583-4
[Doctoral thesis]

[img]
Preview
PDF
1MB

Abstract

Many of the world's wild feline species are threatened by extinction. Gene banks are created with the aim of preserving their genetic materials. In case of unexpected death of the animals, epididymal sperm preservation can be used to avoid loss of genetic material. However, one requirement for the genetic preservation of endangered species is to preserve as much genetic material as possible. Therefore, the overall aim of this thesis is to investigate the possibility of preserving not only spermatozoa from cauda region, which is the usual site, but also from other regions of the epididymis. If these spermatozoa could be used in assisted reproductive technology such as in vitro fertilization in the future, the number of the spermatozoa that could be preserved from one individual will be increased.

The ability of feline spermatozoa from caput, corpus and cauda regions of epididymis to undergo capacitation and acrosome reaction, which are required before spermatozoa are able to fertilize oocytes, were investigated. We found that epididymal spermatozoa from all regions are able to undergo capacitation and acrosome reaction in vitro. However, the majority of the spermatozoa from corpus and cauda are more mature than the caput spermatozoa. Therefore spermatozoa from corpus and cauda regions were cryopreserved. After thawing, spermatozoa from corpus and cauda epididymal regions showed a similar survival rate and the cryopreservation process did not affect the DNA stability of these spermatozoa. Three different techniques, sperm chromatin structure assay, acridine orange staining technique and sperm chromatin dispersion, were compared and DNA stability of spermatozoa from the corpus and cauda epididymis after freezing-thawing was evaluated. All these techniques can be used to evaluate DNA fragmentation of feline epididymal spermatozoa but give different DNA fragmentation index values. Frozen-thawed feline epididymal spermatozoa from both the corpus and cauda were able to fertilize homologous oocytes in vitro and the embryos could develop to blastocyst stage.

In conclusion, this thesis reveals that feline epididymal spermatozoa from the corpus region have a similar capability as spermatozoa from the cauda in many respects. Preservation of spermatozoa from corpus together with cauda can increase the number of spermatozoa that we can preserve from one individual by approximately 40% and spermatozoa from corpus are therefore useful for assisted reproductive technologies in the future.

Authors/Creators:Kunkitti, Panisara
Title:Sperm maturation and conservation in felids
Alternative abstract:
LanguageAbstract
UNSPECIFIED

Många av världens vilda kattdjur klassas som utrotningshotade bland annat på grund av tjuvjakt och förlust av sin livsmiljö. Vissa arter närmar sig kritiskt låga siffror. För att rädda dem från utrotning skapas genbanker i syfte att bevara genetiskt material och för att undvika inavel inom små populationer. Tamkatten har visat sig vara ett passande modelldjur för att studera reproduktionsbioteknologi som sedan kan tillämpas på vilda kattdjur. Om ett djur plötsligt dör förloras även framtida genetiskt material. Vid sådana tillfällen kan tekniker för att samla spermier från bitestikeln och frysförvaring av spermier användas att bevara det genetiska materialet. Efter att spermierna har bildats i testiklarna transporteras de genom bitestikeln där de genomgår en mognadsprocess. I denna mognadsprocess ingår att spermierna får förmåga att befrukta. Förändringar i cellmembranets sammansättning under mognadsprocessen kan även påverka spermiens förmåga att tåla förändringar i temperatur och miljö. Bitestikeln kan grovt delas in i tre delar: huvud, kropp och svans. Den sista delen, bitestikelsvansen, har framförallt funktionen av en lagringsplats och spermierna som har nått denna del är i stort sett mogna. Eftersom man sedan tidigare studier vet att spermier i bitestikelsvansen kan befrukta ägg har det varit från denna del av bitestikeln som spermier har tagits till vara för lagring. En viktig aspekt i bevarandet utrotningshotade arter är att bevara så mycket arvsmassa som möjligt för att öka chansen till framtida avkommor. Syftet med avhandlingens studier var att utvärdera om det skulle vara möjligt att bevara spermier från andra regioner av bitestikeln och inte bara från bitestikelsvansen för framtida användning vid assisterad befruktning såsom artificiell insemination (AI) eller provrörsbefruktning (IVF). Avhandlingen består av fyra studier. Spermier från bitesiklar från normalkastrerade hankatter har använts som modell. I första studien jämfördes förmågan hos spermier från bitestikelns tre olika regioner avseende förmågan att genomgå kapacitering och akrosomreaktion, två viktiga delar i spermiens mognadsprocess. Kapacitering är en process som normalt sker alldeles före befruktningen i äggledarna och som spermierna måste genomgå för att kunna binda till äggen. Akrosomreaktionen sker normalt efter att spermien har fäst till ägget. Vid akrosomreaktionen frisätts enzymer så att spermien kan befrukta ägget. Vi fann att bitestikelspermier från alla regioner har förmågan att genomgå kapacitering och akrosomreaktion i laboratoriemiljö. Majoriteten av spermierna från bitestikelhuvudet är dock orörliga och lämpar sig därför inte för AI, men kan troligen användas för IVF med ICSI, där en spermie injiceras direkt in i äggcellen. I den andra studien undersöktes de rörliga spermiernas förmåga att överleva frysning. Resultaten visade att spermierna från de två olika regionerna (kropp och svans) hade en liknande förmåga att överleva frysning och upptining. Den tredje studien var en metodstudie. Inkapslingen av det DNA som spermierna bär på påverkas av både mognadsprocessen och fryslagringen. Det finns olika tekniker för att mäta hur stabil inkapslingen är men det är oklart om det är möjligt att jämföra resultaten mellan de olika teknikerna. Tre olika tekniker jämfördes med vilka DNA stabilitet hos frysta–upptinade spermier från bitestikelns huvud– och svans utvärderades. De olika teknikerna gav olika värden. En av teknikerna (sperm chromatin dispersion test, Halomax®) visade på en signifikant lägre mängd väl inkapslad DNA hos spermier från bitestikelns kropp än från bitestikelsvansen. I den fjärde och sista studien jämfördes spermier från bitestikelns kropp och svans avseende förmågan att befrukta äggceller in vitro (IVF). Resultaten visade att spermier från båda regionerna hade förmåga att befrukta äggceller, men att spermier från bitestikelsvansen gav en något högre andel embryon som utvecklades längre (till det så kallade blastocyststadiet som består av ca 50 till 200 celler). Den övergripande slutsatsen i avhandlingen är att spermier från kattens bitestikelkropp väsentligen har liknande egenskaper som spermier från bitestikelsvansen. Därför kan antalet spermier som bevaras från en individ ökas med ca 40 % om även spermier från bitestikelskroppen bevaras vilket skulle öka chansen till framtida avkommor.

Series/Journal:Acta Universitatis agriculturae Sueciae (1652-6880)
Year of publishing :27 April 2016
Depositing date:25 April 2016
Volume:2016:40
Number of Pages:81
Papers/manuscripts:
NumberReferences
IPanisara Kunkitti, Ann-Sofi Bergqvist, Ylva Sjunnesson, Eva Axnér, (2015). The ability of feline spermatozoa in different epididymal regions to undergo capacitation and acrosome reaction. Animal reproduction science 161, 64-74.
IIPanisara Kunkitti, Ann-Sofi Bergqvist, Ylva Sjunnesson, Anders Johannisson, Eva Axnér, (2015). The tolerance of feline corpus and cauda spermatozoa to cryostress. Theriogenology. 85(3), 502-508.
IIIPanisara Kunkitti, Agnes Sjödahl, Ann-Sofi Bergqvist, Anders Johannisson and Eva Axnér (2016). Comparison of DNA fragmentation assay in frozen-thawed cat epididymal sperm. (Short communication manuscript; Submitted for publication)
IVPanisara Kunkitti, Eva Axnér, Ann-Sofi Bergqvist and Ylva Sjunnesson (2016). In vitro fertilization using frozen-thawed feline epididymal spermatozoa from corpus and cauda regions. (Manuscript; Submitted for publication)
Place of Publication:Uppsala
Publisher:Department of Clinical Sciences, Swedish University of Agricultural Sciences
Associated Programs and Other Stakeholders:SLU - Environmental assessment > Programme Animal health (until May 2010)
ISBN for printed version:978-91-576-8582-7
ISBN for electronic version:978-91-576-8583-4
ISSN:1652-6880
Language:English
Publication Type:Doctoral thesis
Full Text Status:Public
Agris subject categories.:L Animal production > L53 Animal physiology - Reproduction
L Animal production > L70 Veterinary science and hygiene - General aspects
Subjects:(A) Swedish standard research categories 2011 > 4 Agricultural Sciences > 403 Veterinary Science > Clinical Science
Agrovoc terms:cats, spermatozoa, epididymis, semen, cryopreservation, freezing, thawing, maturation, methods
Keywords:cat, epididymis, sperm
URN:NBN:urn:nbn:se:slu:epsilon-e-3403
Permanent URL:
http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:slu:epsilon-e-3403
ID Code:13301
Faculty:VH - Faculty of Veterinary Medicine and Animal Science
Department:(VH) > Dept. of Clinical Sciences
Deposited By: Ms Panisara Kunkitti
Deposited On:26 Apr 2016 08:28
Metadata Last Modified:26 Apr 2016 08:28

Repository Staff Only: item control page

Downloads

Downloads per year (since September 2012)

View more statistics

Downloads
Hits