Stiftelsen lantbruksforskning

Lantbruks- och trädgårdsföretagarnas egen forskningsstiftelse finansierar behovsdriven forskning för svenska förhållanden.
Läs mer

Optimering av reproduktiv effektivitet hos mjölkkor genom förbättring av spermiekvaliteten inför artificiell insemination

Status: Avslutat
Projektnummer: H1330039
Kategori: Forskningsprogram | Mjölk
Ansökningsår: 2013
Datum för slutrapport: 30 juni 2017
Huvudsökande: Jane Morrell
Organisation: Sveriges lantbruksuniversitet, SLU
E-postadress: jane.morrell@slu.se
Telefon: 018-671152
Medsökande: Patrice Humblot
Medsökande: Anders Johannisson
Beviljade medel: 1 200 000 SEK

The purpose of the proposed project is to improve sperm quality in bull semen doses for artificial insemination (AI), in an effort to reverse the trend towards declining fertility seen in dairy cattle worldwide. The content of reactive oxygen species (ROS) will be analysed in semen samples from bulls of high and low fertility, and the effect of selecting robust spermatozoa by colloid centrifugation on their ROS-content will be investigated. In addition, the potential beneficial effect of adding heat shock proteins to bull spermatozoa on their quality during freezing and storage will be assessed. These proteins are considered to be involved in sperm binding to oviductal epithelial cells and therefore may be associated with fertility. The results could lead to improvements in bull semen handling resulting in improved sperm quality in sperm doses for AI.

Projektets mål är att förbättra spermiekvaliteten i doser av tjurspermier för artificiell inseminering (AI) för att undvika ytterligare sänkning av fertiliteten hos mjölkkor. Ämnet är mycket relevant för mjölkavel, i synnerhet för mjölkproducenter, eftersom fertiliteten hos ffa Holsteinrasen (SLB) har visat sig sjunka världen över. Innehållet av syre (”reactive oxygen species”, ROS) i spermier från låg- respektive högfertila tjurar undersöks samt effekten av kolloidcentrifugering på ROS-innehållet. Tillsättning av ”heat shock proteins” till tjurspermier bedöms för sin potentiella effekt på spermiekvalitet under frysning och frysförvaring. Dessa proteiner är inblandade i spermiebindning till epitel i äggledare och betraktas därför som viktiga för fertilitet. En förbättring av spermiehanteringen kan förbättra spermiekvaliteten i doser för AI.

Projektets resultat visar att spermiekvaliteten påverkas av många mer externa faktorer än tidigare rapporterats, särskilt typ och ras av tjur, spädningsvätska, insamlingssäsong mm. Fertilitet kan också påverkas, åtminstone vid in vitro fertilisering. Analys av spermiernas kvalitet eller indikatorer på fertilitet bör anpassas beroende på vilken typ eller ras av tjur som utvärderas istället för att använda generiska trösklar som vanligtvis görs nu. Effekterna av säsongen bör övervägas vid beredning av sperma doser för artificiell insemination eller åtgärder tas för att modifiera extrema klimatförhållanden i tjurens miljö. Det är viktigt att förbättra spermiekvaliteten genom kolloidcentrifugering, speciellt med Single Layer Centrifugation (SLC). Detta förfarande är enkelt och effektivt, och är praktiskt för användning vid spermasamlingsstationer. Emellertid är inte alla spädningsvätskor lämpliga för användning med SLC. Därför måste det rekommenderade protokollet följas exakt.

Background: An alarming trend in reduced fertility has been observed in dairy cattle worldwide in recent decades, with high yielding breeds apparently being more affected than lower yielding ones. Sperm preparation techniques, such as colloid centrifugation, that select the best quality spermatozoa could help to reduce harmful ROS-production and aid cryosurvival, thus contributing to improved cow fertility.

Reactive oxygen species (ROS) are produced as byproducts of metabolism; the more metabolically active the spermatozoa are, the more ROS they produce. Differences in bull fertility may be due to differences in ROS production, or to differences in antioxidants in the seminal plasma. Therefore, investigating ROS-production in bull spermatozoa may help to unravel some of the intricacies of bull fertility.

The proposed plan was to measure the content of reactive oxygen species (ROS) in semen samples from bulls of high and low fertility. In addition, the effect of selecting robust spermatozoa by colloid centrifugation on their ROS-content would be investigated. Finally, the potential beneficial effect of adding heat shock proteins to bull spermatozoa on their survival during freezing and cryostorage would be assessed.

Results
There were differences in ROS production between bulls although a number of extraneous factors were found to influence sperm quality evaluation which may have masked a fertility effect. The following factors were found to affect sperm quality:
1. Season: The effect of season on sperm quality was most pronounced in Sweden compared to bulls in Spain and also in Thailand. This finding tends to suggest that bulls can adapt to climatic conditions such as warm temperatures or high humidity, but extreme changes in climate occurring over a few months do have an effect on sperm quality.
2. Beef versus dairy breeds: Sperm quality was evaluated in beef and dairy bulls. Beef bulls produced less superoxide than dairy bulls but more hydrogen peroxide. Beef bull spermatozoa were less metabolically active than dairy bull spermatozoa and showed more DNA damage; however, there were more live spermatozoa with unreacted acrosomes in semen from beef bulls.
3. Breed of bull: within dairy bulls there is an effect of breed on sperm quality, with different parameters of sperm quality being linked to fertility for Holstein and Swedish Red breeds. Therefore, the same methods cannot be used to evaluate sperm quality in the different breeds.
The conclusion from these observations was that either assays of sperm quality have to be selected for each type or breed of bull or, alternatively, better methods of evaluating sperm quality are needed.
A new model for determining sperm quality was suggested, using a combination of factors including metabolic activity and production of reactive oxygen species.
In addition, fertility-associated proteins in seminal plasma from bulls of high and lower fertility were analysed by Fast Protein Liquid Chromatography (FPLC). Differences in the amounts of non-heparin binding, phosphorylcholine binding and heparin-binding proteins were found between bulls of different fertility. Therefore, quantification of seminal plasma proteins may provide an indicator of a bull´s potential fertility.

The effect of SLC on bull sperm quality was investigated, with particular reference to ROS production. Some aspects of sperm quality were improved by SLC, e.g. the proportion of spermatozoa with high mitochondrial membrane potential was increased, DNA integrity is better, and ROS-production is different between selected and non-selected sperm samples. Further studies are underway to determine whether fertility is also improved in the SLC samples. This procedure is practical for field use and could be adopted easily by semen processing stations.

In contrast to previous reports, addition of heat shock protein did not improve bull sperm cryosurvival in our hands.

Relevance to the Cattle Breeding Industry
i. Assays of sperm quality, or indicators of fertility, should be adjusted according to the type of bull semen being evaluated.
ii. Measures should be taken to mediate extreme climatic conditions. Bulls appear to be more affected by fluctuations in temperature and humidity than by continuous extreme conditions per se
iii. Sperm quality can be improved by Single Layer Centrifugation.

 

Antal träffar i projektbanken: 1528

Tjänster och gentjänster - hur kan ekosystemtjänster inkluderas i jordbruksföretagens hållbarhetsarbete?
Christel Cederberg, SIK, Institutet för Livsmedel och bioteknik

Projektnummer: H1346123 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 29 juni 2016

Farmers and food industry need methods for quantifying and valuating ecosystem services that are connected to agricultural production. The purpose of this project is to test and develop methods for quantifying important ecosystem services to achieve a broader picture of the values of agricultural …

Läs mer

Samband mellan groddbränna och frilevande nematoder
Maria Viketoft, SLU

Projektnummer: H1142045 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 27 juni 2016

Interaktionen mellan potatisplanta, svampen Rhizoctonia solani och frilevande växtätande nematoder undersöktes i en serie krukförsök i syfte att identifiera interaktionen och förstå orsakssambanden för dålig uppkomst. Potatisplantorna fick tydliga skador av båda organismerna och tillväxten …

Läs mer

Vilken effekt har fånggrödor, skörderester, mineral- och stallgödsel på skördepotential och mullförråd i marken?
Thomas Kätterer, Sveriges Lantbruksuniversitet - SLU

Projektnummer: H1233013 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 22 juni 2016

The effect of catch crops, management of crop residues, mineral fertilizers and manure on crop production, soil fertility and soil carbon stocks over time will be quantified. This assessment will improve the tools used in agricultural extension work, as well as in lifecycle analysis and greenhouse …

Läs mer

Biovärdering - är biologiska bekämpningsmedel från utländska marknader användbara mot svenska växtsjukdomar?
Margareta Hökeberg, Svenska Lantmännen

Projektnummer: H0956299 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 17 juni 2016

Svensk trädgårdsodling har idag få bekämpningsmedel mot flera allvarliga växtsjukdomar, delvis pga av en begränsad inhemsk marknad. Tillgången har minskat bl a genom att flera produkter fasats ut i och med de skärpta reglerna i EUs växtskyddsmedelsförordning. Vi ville därför undersöka om biologiska …

Läs mer

Biovärdering - Är biologiska bekämpningsmedel från utländska marknader användbara som alternativa bekämpningsmetoder mot växtsjukdomar i Sverige?
Margareta Hökeberg, Svenska Lantmännen

Projektnummer: V1133033 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 17 juni 2016

Svensk växtodling har idag få bekämpningsmedel mot flera allvarliga växtsjukdomar. Tillgången har minskat bl a genom att flera produkter fasats ut i och med de skärpta reglerna i EUs växtskyddsmedelsförordning. Vi ville därför undersöka om biologiska bekämpningsprodukter som finns på marknaden i …

Läs mer

Risk för härsken smak i mjölk ökar - kan vigöra något åt det?
Mikko Griinari, Sveriges lantbruksuniversitet, SLU

Projektnummer: V1130059 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 13 juni 2016

Syftet med projektet var att undersöka effekten av att byta ur palmolja i kraftfoder till mjölkkor mot rapsolja på mjölkens benägenhet att utveckla härsken smak vid olika mjölkningsfrekvens. Detta undersöktes i två utfodringsförsök där mjölkens fettsyrasammansättning, halten av fria fettsyror i …

Läs mer

Inverkan av stallgödsel och rajgräsfånggröda på betcystnematoden
Ann-Charlotte Wallenhammar, HS Konsult AB

Projektnummer: H1144237 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 4 juni 2016

Stallgödselns effekt på betcystnematoden (BCN) mättes i tre fältförsök och ett krukförsök sådda med vårvete. Försöken behandlades med svinflyt, nötflyt resp. NPK-gödsel före sådd. Jordprover togs ut och populationstäthet av BCN analyserades för varje behandling på våren, före sådd och …

Läs mer

Säkrare avelsvärdering och effektivare urval av avelsdjur med hjälp av genomisk selektion för Svensk Röd Boskap
Freddy Fikse, SLU

Projektnummer: V0930071 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 1 juni 2016

Projektets syfte var att utarbeta och utvärdera en ny biometrisk metod för att kunna bedriva genomisk selektion inom SRB-rasen. Metoden innebär att man använder DNA-markörer för avelsvärdering, vilket möjliggör tidigt urval av avelsdjur (så snart man kan ta DNA-prov). Att slå samman …

Läs mer

Ensilering av grovfoder. Del I - Minskade förluster
Rolf Spörndly, SLU

Projektnummer: V1230024 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 31 maj 2016

The application is a part of a bigger campaign at the department with the goal to restrict the losses that occur when ensiling roughages. The invisible losses in bunker silos are above 20 % of the feed. When heating occur even more is discarded. In the project we will investigate the differences in …

Läs mer

Energi- och kostnadseffektiv reningsgrad för biogas vid användning i traktorer
Gunnar Larsson, Sveriges lantbruksuniversitet, SLU

Projektnummer: V1340051 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 2 maj 2016

Especially for farm plants high upgrading costs result in biogas rarely being an option as fuel for farm tractors, despite the advantages this fuel may have on agriculture in general. However, it is likely that the tractors would work at least equally well if the gas was less purified, reducing the …

Läs mer

Prenumerera på vårt nyhetsbrev

Namn
E-postadress