浓缩大豆磷脂(soy-lecithin)型稀释液与常规蛋黄(egg-yolk)型稀释液在0 °C公牛精液液态保存中的比较:对精子质量、抗氧化能力及受胎性能的影响

《Biology》:Comparison of a Concentrated Soy-Lecithin-Based Formulation and a Conventional Egg-Yolk-Based Formulation for Liquid Storage of Bull Semen at 0 °C: Effects on Sperm Quality, Antioxidant Capacity, and Fertility

【字体: 时间:2026年09月09日 来源:Biology 3.5

编辑推荐:

  精液稀释液(semen diluent)对于有效利用雄性种质资源及提升人工授精(AI)效率具有关键作用。然而,关于精液体外低温保存的报道仍较有限。本研究包含三个独立实验。实验1(精液保存):采用离体(ex vivo)实验,取5头公牛每头1份射精样,每份分为两等

  
精液稀释液(semen diluent)对于有效利用雄性种质资源及提升人工授精(AI)效率具有关键作用。然而,关于精液体外低温保存的报道仍较有限。本研究包含三个独立实验。实验1(精液保存):采用离体(ex vivo)实验,取5头公牛每头1份射精样,每份分为两等份,于0 °C保存15天,重复评估精子质量(生物学重复数 n=5)。实验2(体外受精,IVF):利用屠宰场来源卵母细胞,与实验1第15天保存精液受精,设5个独立批次(n=5)。实验3(AI):在中国华菱牧场开展非随机干预性田间研究,对400头发情检出奶牛按规则分配接受处理组或对照组精液(n=400)。实验1主要结局为第15天总活力(TM);实验2为每枚卵母细胞囊胚形成率;实验3为所有分配奶牛授精后第50天妊娠率。结果表明,处理组稀释液在0 °C公牛精液液态保存中可能具有优势;IVF与AI受胎结果属初步发现,需在更大规模随机试验中验证。
研究背景方面,人工授精(AI)技术可最大化优秀公牛繁殖潜力并克服时空限制,而精液稀释液(semen diluent)是增加精液量、辅助冷冻保存和提升繁殖效率的核心材料。当前公牛精液保存以冷冻保存为主,低温液态保存仅作为补充,原因是现有稀释液配方在维持解冻后精子活力方面效果不稳定,且在精子活力、长途运输和成本效益方面仍存在持续挑战。低温环境会引起质膜流动性下降、线粒体功能障碍和抗氧化防御失调等冷损伤(cryoinjury),而传统蛋黄稀释液中添加抗氧化剂等改良又面临生物安全风险、热敏感性和结果可重复性差等限制。因此,研究人员以实验室专利的KUNLUN No. I?稀释液为基础,通过加入大豆磷脂(soy lecithin)并减少水量,构建浓缩型处理配方,与常规蛋黄型对照配方比较,探讨其在0 °C公牛精液液态保存中对精子质量、抗氧化能力和受胎性能的影响,论文发表于《Biology》。
主要关键技术方法方面,研究人员采用分射精配对设计,样本来自塔里木大学圈养的5头荷斯坦(Holstein)种公牛;受精实验卵母细胞来自新疆阿拉尔市屠宰场荷斯坦母牛卵巢;田间AI样本为华菱牧场400头经GnRH-PG-GnRH同步发情的荷斯坦奶牛。技术方法包括计算机辅助精子分析(CASA)评估运动参数、荧光染色与流式/共聚焦评估顶体/质膜/线粒体膜电位(MMP)/DNA完整性、扫描与透射电镜(SEM/TEM)观察超微结构、混合样品抗氧化与ATP检测、精子RNA提取与实时定量PCR(qPCR)分析抗氧化及凋亡相关基因,以及考虑聚类的线性/广义线性混合模型统计。
研究结果如下。
Effects of Treatment Formulation on Kinetic Parameters of Bull Sperm:研究人员通过CASA在0、5、10、15天检测总活力(TM)、前向运动力(PM)、直线速度(VSL)、曲线速度(VCL)、侧摆幅度(ALH)和拍打频率(BCF),发现处理配方在TM、PM、VCL上主效应显著更优,TM和PM的配方×时间交互显著,第10和15天TM、PM、VSL、VCL均优于对照组,ALH和BCF无显著差异。
Effects of Treatment Formulation on Acrosome and Plasma Membrane Integrity of Bull Sperm:研究人员用FITC-PNA和碘化丙啶(PI)染色评估,处理配方显著改善顶体完整性和质膜完整性。
Effects of Treatment Formulation on MMP of Bull Sperm:研究人员用JC-1染色评估线粒体膜电位(MMP),处理配方在第10和15天MMP下降更慢、水平更高。
Effects of Treatment Formulation on DNA Integrity of Bull Sperm:研究人员用吖啶橙(AO)法检测,处理配方中AO红阳性精子即DNA变性比例更低,DNA完整性更好。
Effects of Treatment Formulation on Ultrastructure of Bull Sperm:研究人员通过SEM和TEM作定性观察,处理配方代表图像中质膜、线粒体和轴丝结构保存较好,但无定量评分,不能推广至全样本。
Effects of Treatment Formulation on Antioxidant Levels of Bull Sperm:研究人员检测整份精液-稀释液混合物,处理配方ATP、总抗氧化能力(T-AOC)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)更高,丙二醛(MDA)和活性氧(ROS)更低。
Effects of Treatment Formulation on the Expression of Sperm Antioxidant and Apoptosis-Related Genes:研究人员经qPCR发现处理配方中SOD2、CAT、GPx和Bcl-2转录本丰度升高,Caspase-3和Bax降低,但仅反映转录水平而非实际凋亡活性。
Effects of Treatment Formulation on IVF Ability of Bull Sperm:研究人员用第15天保存精液做5批IVF,处理组卵裂率、囊胚率数值更高,但校正批次聚类后无统计学显著。
Effects of Treatment Formulation on Pregnancy Rate in AI of Bull Sperm:研究人员对400头牛非随机分配授精,意向性治疗(ITT)分析中处理组第50天妊娠率63.16%,对照组59.05%,校正产次、体况、授精员等后优势比无显著差异。
讨论部分总结方面,研究人员指出大豆磷脂作为蛋黄替代脂质可能通过与精子膜和抗氧化成分相互作用改善保存效果,但不能将结果归因于单一成分;处理配方在运动参数、膜结构、MMP、DNA完整性和抗氧化指标上的优势与稀释液氧化还原稳态调节一致。IVF和AI受胎结果虽数值有利但未达显著,且研究存在单品种单中心、公牛数少、无先验样本量计算、未校正多重比较、AI非随机分配等局限,因此受胎发现属初步,需完全报告的随机对照试验确认。
结论部分翻译:本研究开发的处理配方可用于0 °C公牛精液保存。该稀释液在维持精子活力、结构完整性和受胎能力方面具有显著优势。本研究为公牛精液高效保存和繁育技术发展提供了新见解。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号