Untersuchungen zur Verbesserung der Technologie der Gefrierkonservierung von Bullensperma

Abstract

Ziel der vorliegenden Untersuchungen war es, die verschiedenen technologischen Aspekte der Gefrierkonservierung von Bullensperma bezüglich der Verringerung der Gesamtspermienzahl pro Besamungsportion zu verbessern. Ein anderes Ziel war die Ermittlung des Zusammenhangs zwischen spermatologischen Parametern und der Fertilität von Besamungsbullen in Form der NRR sowie die Darstellung einer Kombination und Gewichtung der Parameter, die eine hohe Vorhersage der NRR ermöglichen. Im ersten Abschnitt wurde eine Kontrolle der Homogenität von Besamungsportionen hinsichtlich der Spermienzahlen und der Spermaqualität durchgeführt. Dafür wurden ein Vorversuch zum Sedimentationsverhalten der Bullenspermien und ein Hauptversuch zur tatsächlichen Kontrolle der Homogenität durchgeführt. Für diesen Abschnitt wurden 30 Ejakulate von sechs Bullen gewonnen und mit zwei Verdünnern und in zwei Verdünnungsgraden weiterverarbeitet. Anhand der Befunde konnte belegt werden, dass bei ordnungsgemäßer Aufbereitung des Spermas die Qualität der Besamungsportionen eines Ejakulates hinsichtlich der Spermienzahl und der Vitalität der aufgetauten Spermien homogen ist. Im zweiten Abschnitt dieser Arbeit wurde der Effekt verschiedener Temperaturregime bzw. Abkühlungsraten während des Routineablaufes der Bullenspermaproduktion auf die Spermaqualität nach dem Auftauen untersucht. Weitere Versuche galten den Einflüssen des Konfektionierungszeitpunktes und der Äquilibrierungsdauer bei 4 °C auf die Vitalität der Spermien nach dem Auftauen. In den drei Versuchsansätzen dieses Abschnittes wurden insgesamt 56 Ejakulate von 4 Bullen ausgewertet. Die unterschiedlichen Temperaturregime hatten im Durchschnitt keinen erheblichen Einfluss auf das Motilitätsverhalten der gefrierkonservierten Spermien nach dem Auftauen. Eine Konfektionierung des verdünnten Spermas nach der Äquilibrierung erbringt bessere Motilitätswerte nach dem Auftauen, als wenn die Abfüllung in Pailletten bereits vorher bei Raumtemperatur erfolgt. Die Äquilibrierungsdauer bei der Gefrierkonservierung von Bullensperma beeinflusst die Motilität sowie andere Vitalitätsparameter der Spermien nach dem Auftauen. Die Werte stiegen zwischen einer Stunde und 48 Stunden. Zur Verringerung einer möglichen Lipidperoxidationssteigerung bei der Gefrierkonservierung von Bullensperma wurde der Verdünnerzusatz Oxyfree® Premix (IMV, Frankreich) in zwei Versuchsansätzen (37 Ejakulate) mit jeweiligen Feldversuchen mit zwei Verdünnern und drei Verdünnungsgraden getestet. Der Zusatz von Oxyfree® brachte eine Steigerung der Motilitäts- und Geschwindigkeitswerte der Spermien nach dem Auftauen, aber keine Verbesserung der NRR90. Im vierten Abschnitt wurde nach möglichen Zusammenhängen zwischen Spermienqualitätsparametern und der Fertilität der Bullen bzw. NRR und nach einer geeigneten Kombination und Gewichtung der Parameter, die eine Vorhersage der NRR erlaubt, gesucht. Von den Parametern des gefrierkonservierten Spermas nach dem Auftauen wiesen zehn Parameter des CASA-Systems und ein Parameter, der den „oxidativen Stress“ beschreibt, einen Zusammenhang zur NRR auf. Durch Kombination und Gewichtung der 14 Parameter wurde eine Vorhersageleistung der NRR von 93 % erzielt.

The aim of this study was to investigate ways to improve the technology of bull semen cryoconservation in order to decrease the total sperm number per straw. The other objective was to investigate the relationship between spermatological parameters and the fertility of AI-bulls in the form of NRR as well as to present a combination and weighting of these parameters which facilitate the forecast of the NRR. For these purposes four large-scale trials were carried out. In the first section of this study a control of the insemination portions homogeneity with regard to sperm number and sperm quality was done. First a preliminary test to determine the sedimentation behaviour of the bull sperms was examined and this was followed by a main attempt for the actual control of the homogeneity. During this process a total of 30 ejaculates from six bulls were collected and two diluters and two dilution degrees were investigated. By a sperm investigation it could be proved that with a careful preparation of the semen the quality of the insemination portions of an ejaculate is homogeneous with regard to sperm number and vitality of the frozen-thawed sperm. In the second section of the study the effect of different temperatures and cooling rates during the routine course of the bull semen production with regard to the sperm quality after thawing was examined. Further tests determined the influences of the packing and equilibration time at 4 °C on the vitality of the sperms after the thawing. In the three experiments carried out in this section a total of 56 ejaculates were evaluated. The different temperature regimes had on average no considerable influence on the motility of the frozen sperm after thawing. It could be shown that a packing of the diluted semen after the equilibration showed better sperm motility after thawing than when packing occurs already at room temperature before equilibration. The third attempt of this section showed that the duration of the equilibration period influences the sperm motility as well as other vitality parameters of the sperm after thawing. The values increased between 1 and 48 hours. To avoid a possible increase of the lipids peroxidation during the cryopreservation of bull semen, the addition of Oxyfree® Premix (IMV, France) was tested with two commercial diluters using three dilution degrees in two experiments (using 37 ejaculates) with respective field trials. Although the addition of Oxyfree® brought an increase of the motility and speed values of the sperms after thawing, no improvement at the NRR90 could be observed. The fourth section aimed to find possible relationships between sperm quality parameters and the fertility of the bulls quantified by NRR and to consider a suitable combination and weighting of these parameters which allow a forecast of the NRR. From the parameters of the fresh semen only one parameter showed a relation to NRR. Regarding the parameters of the frozen sperm after thawing, ten parameters of the CASA- system and one parameter, which describes “the oxidative stress” showed a correlation to NRR. A forecast level of the NRR of 93% was achieved by combination and weighting of 14 parameters.