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

Proteinvärdering med vätesulfid
Torsten Eriksson, Sveriges Lantbruksuniversitet - SLU

Projektnummer: V1330052 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 7 juli 2016

Improvements in nitrogen efficiency in ruminants are needed. Correct feed evaluation is a prerequisite and protein degradation in the rumen is one of the most important factors to consider. This project aims at developing a routine assay for protein degradation in ruminant feeds, where gaseous …

Läs mer

Hur påverkas slaktvikt och skinnkvalitet hos lamm av övernattning på slakteriet?
Katarina Arvidsson, SLU

Projektnummer: H1350229 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 6 juli 2016

An increasing proportion of animals are staying overnight at abattoirs before slaughter. Some studies conclude that lairage after transport allows the animal to rest, regenerate body reserves and reduce the degree of dehydration, while others believe that the lairage environment itself may inhibit …

Läs mer

Framtagning av bladmögelresistenta matpotatissorter för hela Sverige
Ulrika Carlson-Nilsson, Sveriges Lantbruksuniversitet - SLU

Projektnummer: H1342236 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 6 juli 2016

The project goal is to develop commercially interesting potato cultivars for the whole of Sweden as a combination project together with the excisting plant breeding program at SLU Alnarp. Focus is to develop cultivars with sustainable resistance to late blight and brown rot caused by Phytophthora …

Läs mer

Biologi och teknik för förbättrad markanvändning i potatisodling - Aktörsamverkan för hållbar kunskapsutveckling
Paula Persson, Sveriges lantbruksuniversitet, SLU

Projektnummer: H1042201 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 4 juli 2016

Sammanfattning av forskningsprojektet (svenska)
Syftet är att utveckla en långsiktigt fungerande plattform för aktörssamverkan kring potatisforskning mellan
forskare, rådgivare, lantbrukare och andra intressenter. Målet är att gemensamt utveckla en modell för hållbar
kunskap kring effektiv, lönsam …

Läs mer

Biologi och Teknik för förbättrad markanvändning i potatisodling - Aktörsamverkan för hållbar kunskapsutveckling, BoT-A, år 4
Paula Persson, Sveriges lantbruksuniversitet, SLU

Projektnummer: H1342225 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 4 juli 2016

The objective is to develop a long-term platform serving as cooperative participation concerning potato research
between scientists, advisors, farmers and industry. The aim is to jointly develop a model for sustainable knowledge
round efficient, profitable and competitive production. Traditional …

Läs mer

Genetisk bakgrund till prestationsegenskaper hos svenskt varmblod (SWB)
Sofia Mikko, Sveriges lantbruksuniversitet, SLU

Projektnummer: H1147215 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 1 juli 2016

Treåriga svenska varmblood (SWB)-hästar har traditionellt bedömts på en tiogradig skala men under 2013 infördes istället linjärbedömning. Hästarna bedöms för egenskaper som exteriör, gångarter och hoppförmåga. Denna studie syftade till att hitta genomregioner i kopplade till dessa egenskaper. …

Läs mer

MHC – Centrum av Hästens Immunsystem
Tomas Bergström, Sveriges lantbruksuniversitet, SLU

Projektnummer: H1147283 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 1 juli 2016

MHC-regionen kännetecknas av ett stort antal polymorfa gener med viktiga funktioner i immunsystemet . Den höga graden av variation i MHC-regionen gör sekvensering extremt svårt men skulle kunna lösas genom nya sekvenseringstekniker, s.k. ”next generation sequencing ” (NGS). Resultaten visade att …

Läs mer

Billiga jordanalyser oavsett gårdsstorlek med en nationell NIR-databas
Johanna Wetterlind, Sveriges lantbruksuniversitet, SLU

Projektnummer: H1333187 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 1 juli 2016

The overall aim with the project is to make good predictions of within-field soil variation to a reasonable cost regardless of farm size. This will be done by constructing a national database with 5000 soils analyzed with near infrared reflectance (NIR) spectroscopy. Such a large database, covering …

Läs mer

Fodereffektiva kor
Pekka Huhtanen, Sveriges Lantbruksuniversitet - SLU

Projektnummer: V1230028 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 1 juli 2016

This project represents SLU´s contribution to a Nordic initiative for improved feed efficiency (FE) in dairy production and reduced environmental impact. The concept FE represents how effective nutrients are transformed to animal products. FE has been used a benchmark within poultry, swine and beef …

Läs mer

Ensilering av grovfoder. Del II - Stoppa varmgången
Rolf Spörndly, SLU

Projektnummer: V1330016 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 1 juli 2016

Spontaneous heating in the silage at opening the silos is the most common problem in feed storage systems at Swedish dairy farms. Large volumes of feed are discarded causing economical loss and feeds in the process of deterioration are a risk to animal health. Yeast is identified as the most …

Läs mer

Prenumerera på vårt nyhetsbrev

Namn
E-postadress