Sự cải thiện tính di động tinh trùng của cá hồi

Sự cải thiện tính di động tinh trùng của cá hồi cầu vòng-Oncorhynchus mykiss đực đã được
chuyển đổi giới tính (XX), bằng cách ủ tinh dịch trong môi trường nhân tạo có pH cao.
Tóm tắt
Thay đổi thời gian di động của tinh trùng được thu thập từ tinh hoàn và ống dẫn
tinh bình thường và cá hồi cầu vòng đực chuyển đổi giới tính(XX) trong dung dịch muối
sinh lý cân bằng đã được kiểm tra sau khi ủ trong môi trường nhân tạo có pH cao. Mặt dù
không được xử lý trong môi trường pH cao các tinh trùng trong ống dẫn tinh di động 60s
-90s trong dung dịch muối cân bằng. Trong suốt thời gian ủ trong môi trường nhân tạo có
pH=7 thì các tinh trùng khó di chuyển giống như các tinh trùng trong môi trường muối cân
bằng. Bằng cách trì hoãn và ủ trong môi trường nhân tạo có pH=9.9 trong 2h ở 4
0
C, tỉ lệ
tinh trùng có thể di động tăng từ mức 0-5% đến 80%. Các tinh trùng vẫn di động sau khi ủ
dài hạn (12h) ít nhất là 2 phút. Khi trứng đủ điều kiện thụ tinh với tinh trùng không được
xử lý hay được xử lý với môi trường pH cao trong 2h, thì tỉ lệ sống tăng từ 5.5% đến
53.8% ở giai đoạn mắt trong môi trường có pH cao. Tinh trùng được ủ ở môi trường có pH
cao sẽ tăng khả năng di động đặc biệt đối với những trường hợp mất ống dẫn tinh thì khả
năng di động của tinh trùng rất kém. Bằng cách này, có thể tăng hiệu quả rõ rệt cho sản
xuất số lượng lớn cá toàn cái hay tất cả cá tam bội không có khả năng sinh sản ở thế hệ
con.
Lời mở đầu
Cá toàn cái hay cá không có khả năng sinh sản là mong muốn ngăn chặn những tác
động bất lợi cho sự trưởng thành của cá hồi và cá hồi cầu vòng (Donaldson&Hunter
1982,Lincoln&Scott 1983, Lincoln & Bye 1984, Bye & Lincoln 1986,Benfey et al. 1988,
Quillet et al. 1988, Olito & Brock1991, Johnstone et al. 1991, McGeachy et al.
1995,Ojolick et al. 1995). Các chi nhánh kinh tế đã ảnh hưởng đáng chú ý đến quản lý cá
giống. Giới tính được xác định phần lớn ở các mô hình cá hồi là XY (Johnstone et al.1978,
Donaldson & Hunter 1982, Yamazaki 1983,Devlin&Nagahama 2002). Vì vậy để thế hệ
con là cá toàn cái thì trứng cần được thụ tinh với tinh trùng chỉ mang một nhiễm sắc thể X
(Donaldson et al. 1993). Cho mục đích này, các phương pháp được phát triển để đảm bảo
giới tính cho con cá đực chuyển giới tính(XX), bằng cách tổ hợp di truyền của các cá thể,

như vậy cá đực giữ nhiệm vụ là sản xuất còn cá cái giữ nhiệm vụ là di truyền ở các thế hệ
tiếp theo bằng cách kiểm tra di truyền chéo hoặc lấy con cái làm di truyền và chuyển đổi
giới tính của nó (Purdom1983, Thorgaard 1983,1986, Tsumura et al. 1991). Kích dục tố
nam được sử dụng trong trường hợp thay đổi giới tính này là 17α-methyltestosterone
(Okada 1979, Nakamura 1994, Piferreret al. 1994). Tuy nhiên, bất thường về cấu trúc và
chức năng xảy ra trong quá trình phát triển tinh hoàn khi tập trung hormone và nhiệt độ
dịch hormone là không phù hợp. Nhiệt độ quy ước cho nước nuôi để sản xuất con cháu,
đặc biệt là nhiệt độ nước ở mùa xuân không thấp hơn 12
o
C, trong mùa đông đó là thời kì
sự khác biệt giới tính của cá hồi. Tần số của loài cá có tinh hoàn hướng về phía trước và
không có ống tinh hoàn tăng lên đáng kể ở con cá đực. (Bye & Lincoln 1986). Mặc dù là
tinh hoàn có thể sinh tinh và sự sinh tinh khi sử dụng 17α-methyltestosterone ở nhiệt độ
nước cao. Để sản xuất thế hệ cá con bằng sử dụng cá đực chuyển đổi giới tính (XX) với
tinh hoàn bất thường, tinh hoàn phải được chọn ra từ con cá đực chuyển đổi giới tính, và
trứng được thụ tinh với tinh trùng X lấy từ tinh dịch ở tiểu thùy trong tinh hoàn cách làm
nhân tạo dễ hư hỏng.Tuy nhiên, các tinh trùng không di động trong tinh hoàn, các roi
không hoạt động dẫn đến khả năng thụ tinh kém.
Với nền tảng như vậy, trong nghiên cứu này chúng tôi cố gắng nâng cao hiệu quả
sản xuất cá toàn cái bằng cách cải thiện tính di động của tinh trùng của cá hồi đực chuyển
đổi giới tính (XX).
Vật liệu và phương pháp:
Tinh trùng được lấy từ tinh hoàn của chính con đực chuyển đổi giới tính, những
con cá này phát triển trong môi trường có chứa 17α-methyltestosterone, phần phát triển của
con đực mở bụng của 5 con cá. Tinh trùng được lấy ra từ ống dẫn tinh trùng bằng cách bóp
dưới bụng.Tinh dịch nhân tạo (ASP) cho họ cá hồi gồm có: 7,6g NaCl, 2,98g KCl, 0,37g
CaCl
2
.2H
2

O, 0,31g MgCl
2
.6H
2
O, 0,21g NaHCO
3
, 1000ml nước cất. Điều chỉnh pH bằng
cách thêm NaOH 1N. Để so sánh những biến đổi (biến hóa) giữa tinh trùng trong tinh hoàn
và ống dẫn tinh, kiểm tra sự ảnh hưởng của những giá trị pH khác nhau lên mỗi loại tinh
trùng, hai loại tinh trùng này được pha loãng 100 lần với ASPs pH 8.0 và pH 10.5 (ASP
8.0 và ASP 10.5). Sau khi ủ khoảng 10 phút, lấy 0.02 ml dung dịch đã huyền phù cộng với
0.05 ml dung dịch muối sinh lý hòa tan (BSS; 7.5g NaCl, 0.2g KCl, 0.2g CaCl
2
.2H
2
O,
0.02g NaHCO
3
và 1000ml nước cất). Thời gian di động của tinh trùng được quan sát trực
tiếp dưới kính hiển vi. Ngay khi BSS tác động thì được quy ước như là thời gian khởi đầu,
và thời gian di động kết thúc khi tất cả tinh trùng dưới kính hiển vi ngừng di chuyển.
Sau đó, tinh trùng lấy từ tinh hoàn được huyền phù trong ASPs với 3 giá trị pH
khác nhau (ASP 7.4, ASP 8.4, ASP 9.9) và ở nhiệt độ 4
0
C. Những dung dịch huyền phù
này được dùng để kiểm tra thời gian di động và phần trăm tinh trùng di động như nhân tố
quyết định sự di động của những tinh trùng ngay sau khi pha loãng và ủ trong khoảng thời
gian 10, 20, 40, 60, 90, 120, 150 phút. Tính di động của tinh trùng được ghi nhận khoảng
12 giờ trong APS tại một giá trị pH nào đó để kiểm tra ảnh hưởng dài hạn. Để xác định ảnh
hưởng của pH trong ASP, dung dịch mà tinh trùng được ủ trên tỷ lệ sống sót trong giai

đoạn mắt, tinh trùng được lưu trữ khoảng 2 giờ trong ASPs 7.0 và 9.9 (ASP 7.0, ASP 9.9)
được thụ tinh vào full-sib eggs và giai đoạn mắt và tỷ lệ sống sót trong swim-up được so
sánh.
Tất cả các số liệu được trình bày có ý nghĩa +- SEM. t- test được sử dụng để so sánh các
giá trị theo yêu cầu.
Kết quả:
So sánh ảnh hưởng của pH lên tính di động của tinh trùng lấy từ tinh hoàn và tinh
trùng lấy từ ống dẫn tinh của cùng một loài cá
Thời gian di động của tinh trùng lấy từ tinh hoàn và tinh trùng lấy từ ống dẫn tinh
được ủ trong ASP 8.0 và ASP 10.5 ở BSS được trình bày ở bảng 1. Mặc dù, tinh trùng lấy
từ tinh hoàn được ủ ở ASPs 8.0 thì không di chuyển trong BSS, những tinh trùng được ủ ở
ASP 10.5 thì di chuyển với thời gian di chuyển là 35s. Ngược lại, tinh trùng lấy từ ống dẫn
tinh di chuyển khoảng 3 phút và 33 giây sau khi ủ trong ASP 10.5, mặc dù khi tinh trùng
được ủ trong ASP 8.0 thời gian di động được ghi nhận khoảng 1 phút.