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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.11.2021.tde-12112021-123002
Documento
Autor
Nome completo
Mateus Anastacio da Silva
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2021
Orientador
Banca examinadora
Sartori Filho, Roberto (Presidente)
Celeghini, Eneiva Carla Carvalho
Monteiro Junior, Pedro Leopoldo Jerônimo
Título em inglês
Strategies to predict and minimize differences in field fertility in bulls
Palavras-chave em inglês
Cattle
GnRH
Oviduct
Pregnancy
Semen
Sperm
TAI
Resumo em inglês
Two studies were carried out aiming to adjust timed-artificial insemination (TAI) protocols to increase pregnancy per AI (P/AI) of Nelore bulls of lower fertility and to predict the field fertility of Holstein bulls. In the first study, Nelore cows (n = 1133) underwent a TAI protocol, starting on Day -10, with insertion of an intravaginal progesterone device (P4, 1.0 g) and treatment with estradiol benzoate (EB, 2.0 mg). On Day -2, the P4 device was removed, and cows received cloprostenol sodium (PGF, 0.5 mg), eCG (300 IU) and estradiol cypionate (EC, 1.0 mg). On Day -0.5 or 0 cows were subjected to GnRH treatments (G-16 = GnRH 16 h before AI or G0 = GnRH at AI). On Day 0 cows were inseminated and assigned to the fertility category bull treatment (H = one dose of higher fertility bull semen [n = 3]; L1 = one dose of lower fertility bull semen [n = 3]); L2 = two doses of semen from bull L [n = 3]). In addition, the sperm binding test was performed on oviduct cell aggregates. Semen from H (n = 3) and L (n = 3) Nelore bulls was used. For this, reproductive tracts of cows in slaughterhouse were collected and the region of the isthmus of the oviduct was used to collect the cells in the laboratory. Cells were cultured for 24 h to form cell explants, followed by co-incubation with sperm for 36 h. In addition, sperm motility was assessed by the CASA system and the integrity of membranes was assessed by fluorescence microscopy and flow cytometry. The fertility of bulls H and L was similar (P > 0.10), regardless of the adjustment of time of ovulation with GnRH and number of semen doses. However, despite P/AI of cows inseminated with H bulls was similar regardless of the BCS, cows with BCS < 3.0 had lower P/AI when inseminated with L bulls (BCS < 3.0: 50.5% [166/329]; BCS ≥ 3.0: 60.6% [254/419]; P < 0.05). The number of sperm bound per mm of cell explant did not differ at 0.5 h (P = 0.10), but at 12 h, 24 h and 36 h there was a greater number of sperm/mm of H bulls (P > 0.05). H sperm had greater total and progressive motility than L sperm. The membrane characteristics analyzed did not differ between H and L groups. In the second study, semen from H (n = 3) and L (n = 4) Holstein bulls was used. The number of sperm/mm of cell aggregate was evaluated. In addition, sperm motility was assessed by CASA and the integrity of sperm membranes by flow cytometry. With 0.5 h of co-incubation there was a tendency for a greater number of H sperm bound per mm of aggregate, and from 12 h of co-incubation on the binding of sperm in aggregates was greater for H. With 24 h and 36 h the number of spermatozoa bound per aggregate was maintained, being greater for sperm from bulls H, and at 36 h there was a high correlation between field fertility and the number of sperm bound per mm of explant (r = 0.89). Out of the motility patterns evaluated by CASA, only the straight velocity was higher for bulls H. Out of the sperm membrane characteristics analyzed, L bulls had the greatest percentage of cells with intact plasma and acrosomal membranes (80.3% vs. 74.5%; P = 0.01) and greater mitochondrial potential of cells with an intact plasma membrane (P = 0.004). Thus, the BCS of cows, timing of ovulation and sperm characteristics influenced field fertility of bulls. Combined with conventional analyzes of sperm motility and membrane integrity, the lower ability to bind to oviduct cells may be the cause of lower fertility in L bulls, allowing the industry to use this technique as a new strategy for predicting field fertility of bulls.
Título em português
Estratégias para predizer e minimizar diferenças de fertilidade a campo de touros
Palavras-chave em português
Bovino
Espermatozoide
GnRH
IATF
Oviduto
Prenhez
Sêmen
Resumo em português
Foram realizados dois estudos objetivando ajustar protocolos de inseminação artificial em tempo fixo (IATF) para incrementar a prenhez por IA (P/IA) de touros Nelore de menor fertilidade e predizer a fertilidade a campo de touros Holandês. No primeiro estudo, vacas Nelore (n = 1133) foram submetidas a um protocolo de IATF, iniciando no Dia -10, com a inserção de um dispositivo intravaginal de progesterona (P4, 1,0 g) e aplicação de benzoato de estradiol (BE, 2,0 mg). No Dia -2, o dispositivo de P4 foi removido e as vacas receberam cloprostenol sódico (PGF, 0,5 mg), eCG (300 UI) e cipionato de estradiol (CE, 1,0 mg). No Dia -0,5 ou 0 as vacas foram submetidas aos tratamentos com GnRH (G- 16 = GnRH 16 h antes da IA ou G0 = GnRH na AI). No Dia 0 as vacas foram inseminadas e distribuídas no tratamento de categoria de fertilidade de touros [A = uma dose de sêmen de touro de fertilidade mais alta (n = 3); B1 = uma dose de sêmen de touro de fertilidade mais baixa (n = 3); B2 = duas doses de sêmen de touro B (n = 3)]. Além disso, foi realizado o teste de ligação espermática em agregados de células do oviduto. Foi utilizado sêmen de touros A (n = 3) e B (n = 3) da raça Nelore. Para isso, foram coletados tratos reprodutivos de vacas em abatedouro e utilizou-se a região do istmo do oviduto para coletar as células no laboratório. As células foram cultivadas por 24 h para a formação de agregados celulares, seguindo por coincubação com espermatozoides por 36 h. A motilidade espermática foi avaliada pelo sistema CASA e a integridade das membranas foi avaliada por microscopia de fluorescência e citometria de fluxo. A fertilidade dos touros A e B foi semelhante (P > 0,10), independente do ajuste do momento da ovulação com GnRH e do número de doses de sêmen. Entretanto, apesar de a P/IA das vacas inseminadas com touros A ter sido similar independente do ECC das vacas, vacas de ECC < 3,0 tiveram menor P/IA quando inseminadas com touros B [ECC < 3,0: 50,5% (166/329); ECC ≥ 3,0: 60,6% (254/419); P < 0,05]. O número de espermatozoides ligados por mm de agregado celular não diferiu em 0,5 h (P = 0,10), mas em 12 h, 24 h e 36 h houve maior número de espermatozoides/mm de touros A (P > 0,05). Espermatozoides A tiveram maior motilidade total e progressiva do que espermatozoides B. As características de membranas analisadas não diferiram entre os touros. No segundo estudo, foi utilizado sêmen de touros A (n = 3) e B (n = 4) da raça Holandês. Avaliou-se o número de espermatozoides/mm de agregado celular. Além disso, a motilidade espermática foi avaliada pelo CASA e a integridade das membranas espermáticas por citometria de fluxo. Com 0,5 h de coincubação houve tendência para maior número de espermatozoides A ligados por mm de agregado, e a partir de 12 h de coincubação a ligação de espermatozoides nos agregados foi maior para A. Com 24 h e 36 h o número de espermatozoides ligados por agregado foi mantido, sendo maior para espermatozoides de touros A, e com 36 h houve uma alta correlação entre a fertilidade de campo e o número de espermatozoides ligados por mm de agregado (r = 0,89). Dos padrões de motilidade avaliados pelo CASA, apenas a velocidade retilínea foi maior para touros A. Das características de membranas espermáticas analisadas, touros B tiveram maior porcentagem de células com membranas plasmática e acrossomal íntegras (80,3% vs. 74,5%; P = 0,01) e maior potencial mitocondrial de células com membrana plasmática íntegra (P = 0,004). Sendo assim, o ECC das vacas, tempo de ovulação e características espermáticas influenciaram a fertilidade a campo de touros. Associadas às análises convencionais de motilidade e integridade de membranas espermáticas, a menor capacidade de se ligar às células do oviduto pode ser a causa da menor fertilidade de touros B, possibilitando o uso da técnica pela indústria como uma nova estratégia de predição da fertilidade a campo de touros.
 
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Data de Publicação
2021-11-16
 
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