Kvalita spermatu ovlivňuje oplození u sladkovodních ryb
Abstrakt
Krátkodobé uchování spermatu v líhňařské praxi ryb je hojně využívanou technikou při umělém oplození, a to díky své výhodnosti, nízké ceně a praktičnosti. V kapitole 2 byly porovnány tři techniky inkubace jiker s cílem ověřit jednoduchou a účinnou metodu inkubace oplozených jiker u jesetera malého. Bylo sledováno procento oplození, neurulace, líhnutí embryí a larev tak, aby bylo možné porovnat účinky inkubačních systémů umístění Petriho misek 1) v nádrži líhně, 2) na stole v malém inkubačním boxu v klimatizované místnosti nebo 3) v termostatickém inkubačním boxu. Mezi těmito systémy inkubace jiker v Petriho miskách nebyly zjištěny rozdíly. Získané zkušenosti umožnily využít tento způsob inkubace v Petriho miskách u dalších druhů ryb, jako jsou kapr a zebřička. V kapitole 3 byla pozornost věnována procesům aktivace a oplození jiker. U jesetera malého, jakožto modelového druhu jeseterovitých ryb bylo zásadní standardizovat postupy oplození. Byla zkoumána úroveň neurulace a míra líhnutí (%) embryí. Bylo použito více násobné ošetření spermií při oplození s různým gradientem počtu spermií a objemem aktivačního roztoku pro oplození jiker a dále stanoven minimální počet spermií při optimálním objemu aktivační vody. Pokusy s umělým oplozením ukázaly, že k úspěšnému oplození postačuje celkem 50 000 spermií v 8 ml, resp. 32 ml aktivační vody. Bylo zjištěno, že velmi nízká koncentrace 100 - 1 300 spermií v ml aktivační vody může zabezpečit účinné oplodnění při použití kvalitního spermatu. Kapitola 4 zkoumala management spermií, včetně zablokování spontánního pohybu spermií, složení umělé semenné plazmy a použití přirozené semenné plazmy z dobrého spermatu. U zebřičky se zkoumala optimalizace oplození pomocí různých metod, poměr spermie : vajíčko a minimální koncentrace spermií na ml aktivačního roztoku. Výsledky ukázaly, že extendor E400 je účinný při uchování spermií zebřiček; zkumavka s přesně definovaným množstvím 6 000 000 spermií zebřičky v extendoru E400 na 100 vajíček a 100 ?l aktivačního roztoku se ukázala být úspěšnější než použití Petriho misky. Spermie sumce velkého lze uchovat v imobilizačním roztoku po dobu až 1 týdne, přičemž si spermie zachovávají dostatečnou kvalitu pro úspěšné oplodnění a získání normálního plůdku. Bylo zjištěno, že spermie jesetera malého špatné kvality lze revitalizovat inkubací v semenné plazmě spermatu s dobrou motilitou spermií. Dosažené výsledky pomáhají stanovit metodu uchování spermií in vitro a postupy oplození u sladkovodních ryb.
Kapitola 5, aktivační roztok je jedním z klíčových faktorů zabezpečující výkonnost spermiím během oplodnění. Byly použity různé aktivační roztoky, aby se otestovala praktická účinnost použití v líhni se spermiemi, které byly stárnoucí, ale zředěné v umělé semenné plazmě. Z rozsáhlých pokusů s umělým oplodněním vyplynulo, že oplození a lepivosti byly vysoké (78-87 %) po týdenním uchování spermií v umělé semenné plazmě kapra v aktivačních roztocích jako voda z líhně a roztok Perchec. Výsledky nabídly praktický základ pro další využití stárnoucího spermatu v líhni.
V kapitole 6 této studie jsme použili stárnoucí sperma kapra obecného k vyhodnocení pohyblivosti a kinematiky spermií. Bylo provedeno přesné hodnocení životaschopnosti spermií, osmolality a pH semenné plazmy, aby bylo možné vyhodnotit vliv krátkodobého uchování in vitro na spermie. Byla také provedena analýza metylace DNA založená na celo genomovém bisulfitovém sekvenování k odhalení molekulárních změn stárnoucích spermií. Výsledky ukázaly, že stárnutí u spermií kapra obecného má značně negativní dopad na jejich výkonnost a na úspěšnost umělého oplodnění. Kromě toho se úroveň metylace v cytosin-fosfát-guaninových místech výrazně zvýšila u spermií 24 hodin po odběru spermatu ve srovnání se skupinou čerstvých spermií, ale poté se výrazně snížila v 96 hodinách po odběru spermatu. Výsledky přispěly k výzkumu fenotypu a funkčních změn spermií kapra obecného a k pochopení molekulárních změn při uchování spermií.