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        牛血清白蛋白對湖羊精液低溫保存效果的影響

        2021-08-15 11:49:58王彥虎張柳明褚長江馬金亮馮云奎郭裕嬌龔常亮李擁軍
        中國畜牧雜志 2021年8期

        王彥虎,張柳明,褚長江,馬金亮,馮云奎,郭裕嬌,龔常亮,李擁軍

        (揚州大學(xué)動物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,江蘇省動物遺傳繁育與分子設(shè)計重點實驗室,江蘇揚州 225009)

        受精液保存技術(shù)限制,目前綿羊精液仍以液態(tài)(4℃)保存的方式為主。綿羊精液冷凍-解凍過程會造成精子生化和超微結(jié)構(gòu)損傷,導(dǎo)致受精能力下降。綿羊精子頂體膜和原生質(zhì)相比運動器(中段)對超低溫更加敏感,頂體的外膜比內(nèi)膜更易受到損傷[1]。因此,研究綿羊精液的液態(tài)保存對于綿羊的人工授精具有重要意義。

        精液稀釋液組成決定著精液保存的效果[2]。在精液保存過程中,精子質(zhì)膜中含有較多不飽和脂肪酸,精子代謝產(chǎn)生的活性氧(ROS)會對精子造成氧化損傷[3]。在精液保存稀釋液中添加抗氧化劑是減少氧化損傷的主要途徑之一[4]。已有研究發(fā)現(xiàn),BSA 在精液保存過程中可以有效地提高精子活力,維持精子質(zhì)膜完整性,能明顯改善羊精液低溫保存效果[5]。BSA 對精子保護的可能機理:①有效去除精子膜中的部分膽固醇和鋅,改變精子膜的脂肪含量,增強精子膜的穩(wěn)定性[6];②有效中和精子及細(xì)菌的代謝產(chǎn)物,起緩沖和抗氧化作用[7];③作為多種哺乳動物精子的獲能物質(zhì),可能防止精子質(zhì)膜黏連[8]。然而,目前尚未有BSA 對湖羊精液4℃保存效果的研究。因此,本實驗旨在評價在精液稀釋液中添加不同濃度的BSA 對湖羊精液低溫保存效果的影響,并為湖羊精液低溫保存和人工授精技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供參考。

        1 材料與方法

        1.1 試驗試劑 Tris、無水檸檬酸和D-果糖購自生工生物工程(上海)股份有限公司;牛血清白蛋白購自北京鼎國昌盛生物技術(shù)有限責(zé)任公司。

        1.2 精液稀釋液的配制 準(zhǔn)確稱取Tris 3.07 g、果糖2 g、檸檬酸1.64 g、青霉素鈉5 萬 IU、鏈霉素硫酸鹽5 萬 IU、蒸餾水90 mL,加入不同濃度(0、1、2、3、4、5、6 g/L)的BSA,充分震蕩、搖勻,使其完全溶解,最后用0.22 μm的濾器過濾備用,卵黃添加濃度為10%。

        1.3 精液采集及檢測 試驗精液來源于揚州大學(xué)實驗羊場的3 只1~2 歲、體況良好無生殖道疾病的健康湖羊。假陰道法采集精液,置于37℃保溫杯中0.5 h 內(nèi)帶回實驗室進行檢測,精液為乳白色,氣味略帶腥味,精子活力保證在0.8 以上,密度適中。將3 份合格精液混合均勻與稀釋液按照1:10 的比例進行稀釋,包裹8 層棉布后放入4℃冰箱,之后每隔24 h 對精子的活率、活力、質(zhì)膜完整率和頂體完整率進行檢測。

        1.4 精子質(zhì)量檢測 采用邁朗全自動精子分析系統(tǒng)(CASA)(南寧松景天倫生物科技有限公司)進行精子活率、活力的檢測;低滲試驗進行質(zhì)膜完整性檢測;考馬斯亮藍染法對精子進行染色鏡檢。

        1.5 統(tǒng)計分析 采用Excel 2019 對實驗數(shù)據(jù)進行整理,采用IBM SPSS Statistics 24 進行數(shù)據(jù)分析,P<0.05 為差異顯著,P>0.05 為差異不顯著,結(jié)果以平均值± 標(biāo)準(zhǔn)誤表示。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 在低溫保存下不同濃度BSA 對湖羊精子活率的影響由表1 可知,隨著BSA 濃度的增加,湖羊精子活率呈先上升后下降的趨勢。保存24~96 h 時,2~3 g/L BSA組的精子活率顯著高于對照組;120 h 時,3 g/L BSA組的精子活率顯著高于其他組;隨著精液保存時間的延長,3 g/L BSA 組的精子活率最高,6 g/L BSA 組的精子活率低于對照組。

        表1 低溫保存下不同濃度BSA 對湖羊精子活率的影響 %

        2.2 在低溫保存下不同濃度BSA 對湖羊精子活力的影響由表2 可知,隨著BSA 濃度的增加,湖羊精子活力也呈先上升后下降的趨勢,適宜濃度的BSA 可以有效提高精子活力。在保存72~96 h 時,2~3 g/L BSA 組的精子活力較對照組有顯著提高,6 g/L BSA 組精子活力低于對照組;24~120 h,3 g/L BSA 可以顯著提高湖羊精子活力;隨著精液保存時間的延長,3 g/L BSA 效果最佳。

        表2 低溫保存下不同濃度BSA 對湖羊精子活力的影響 %

        2.3 在低溫保存下不同濃度BSA 對湖羊精子質(zhì)膜完整率的影響 鏡檢時A、B 類為質(zhì)膜完整的精子,C 類為質(zhì)膜不完整的精子(圖1)。由表3 可知,不同濃度的BSA 對湖羊精子質(zhì)膜完整率呈先上升后下降的趨勢。24 h,3 g/L BSA 組的精子質(zhì)膜完整率顯著高于對照組;48~72 h 時,1~4 g/L BSA 組的精子質(zhì)膜完整率顯著高于對照組;96 h 時,2~3 g/L BSA 組的精子質(zhì)膜完整率顯著高于對照組,3 g/L BSA 組最高;96~120 h 時,6 g/L BSA 組的精子質(zhì)膜完整率低于對照組。

        表3 低溫保存下不同濃度BSA 對湖羊精子質(zhì)膜完整率的影響 %

        圖1 低滲試驗精子卷尾形態(tài)

        2.4 在低溫保存下不同濃度BSA 對湖羊精子頂體完整率的影響 鏡檢時D 類為頂體損傷的精子,E 類為頂體完整的精子(圖2)。由表4 可知,0~24 h 時,各組的頂體完整率沒有顯著差異;48~72 h 時,4 g/L BSA 組頂體完整率顯著高于對照組;96~120 h 時,3 g/L BSA組精子頂體完整性顯著高于對照組;隨著湖羊精液低溫保存時間的延長,精子頂體完整率下降速度較緩慢且完整率較高。

        表4 低溫保存下不同濃度BSA 對湖羊精子頂體完整率的影響 %

        圖2 考馬斯亮藍染色精子頂體形態(tài)

        2.5 在低溫保存下不同濃度BSA 對湖羊精子運動性能的影響 由表5 可知,24 h 時,添加BSA 組的直線速率、曲線速率和路徑速率均高于對照組,120 h 時,3 g/L BSA 組的直線速率、曲線速率和路徑速率最高。

        表5 在低溫保存下不同濃度BSA 對湖羊精子運動性能的影響

        3 討 論

        精液保存對于綿羊的人工授精非常重要,精子活力是人工授精的重要指標(biāo)之一。本實驗結(jié)果表明,除0 h外,在精液保存24~120 h,3 g/L BSA 組的精子活率、活力顯著高于對照組。BSA 在不同物種的精液保存中作用效果不同。有研究發(fā)現(xiàn),6% BSA 對山羊精液的冷凍保存具有一定保護作用[9],4 g/L BSA 對豬精液常溫保存效果最佳[10],20 g/L BSA 可顯著提高了冷凍后精子的活力和質(zhì)膜完整性[11]。劉文江等[12]研究發(fā)現(xiàn),4 g/L BSA 對常溫保存的山羊精子有損傷作用。直線速率、曲線速率和路徑速率也是評價精子質(zhì)量的重要指標(biāo),其與精子活率、活力呈正相關(guān)[13]。本研究中,1~5 g/L BSA 可以提高湖羊精液低溫保存的精子運動性能,6 g/L BSA 對湖羊精子有損傷作用。本研究結(jié)果的不同可能是由于畜種、保存溫度及精液稀釋液的不同所引起。

        質(zhì)膜完整性與精子活力密切相關(guān),維持精子質(zhì)膜完整性對精子的新陳代謝、受精和獲能具有重要意義[14]。BSA 是膜的穩(wěn)定劑。Sar??zkan 等[15]報道,BSA 在 兔精液低溫保存中能顯著提高精子質(zhì)膜完整性。精子質(zhì)膜中含有豐富的不飽和脂肪酸,其氧化會產(chǎn)生過量的自由基,維持自由基的平衡是精液保存的重要目標(biāo),過多的ROS 會對精子造成氧化損傷。Van 等[16]研究發(fā)現(xiàn),BSA 能夠很好地消除自由基對精子的損傷作用,保護DNA 的完整性。BSA 能夠減少精液中丙二醛的產(chǎn)生,減弱因過氧化對精子質(zhì)膜的損傷[17-18]。本研究中,1~5 g/L BSA 可以提高精子質(zhì)膜完整性,6 g/L BSA 在24 h 對精子質(zhì)膜具有保護作用,但之后對精子有明顯的損傷作用。頂體也是精子重要的結(jié)構(gòu),精子頂體中含有透明質(zhì)酸酶,其對于精子穿過透明帶具有重要作用。BSA 作為一種膜的穩(wěn)定劑主要維持精子膜的穩(wěn)定,其對精子頂體完整性沒有顯著作用。劉玉等[19]研究發(fā)現(xiàn),3~5 g/L BSA 可以顯著提高豬精液常溫保存的精子活率、保存時間和質(zhì)膜完整性,但對精子頂體完整性無顯著性提高。昝林森等[20]等發(fā)現(xiàn)BSA 對精子頂體完整性無顯著作用,本研究結(jié)果與其相一致。

        4 結(jié) 論

        本研究發(fā)現(xiàn),稀釋液中添加1~5 g/L BSA 能夠提高湖羊精液低溫保存的精子活率、活力和質(zhì)膜完整性,其中3 g/L BSA 的作用效果最佳。

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