Efecto de la suplementación del medio de incubación con extracto de Berberis microphylla (calafate) sobre la funcionalidad espermática en semen bovino descongelado / Effect of supplementation of incubation medium with Berberis microphylla (calafate) extract on sperm functionality in thawed bovine semen

RESUMEN: En el semen criopreservado, los procesos de congelación/descongelación y posterior manipulación, dañan las células espermáticas provocando disminución de la capacidad fecundante de los espermatozoides descongelados. Estos procesos han sido asociados con el estado de estrés oxidativo (EO) inducido por altos niveles de especies reactivas de oxígeno (EROS), causando daño a la función y estructura espermática. Los espermatozoides descongelados pueden ser protegidos de este daño, con la adición de antioxidantes (AO) al medio de incubación. El fruto de Calafate (Berberis microphylla G. Forst.) posee una alta capacidad antioxidante, lo que hace interesante investigar el efecto de sus componentes antioxidantes en estos procesos biotecnológicos especialmente postdescongelación. El objetivo de este estudio fue determinar el efecto de la suplementación de extracto liofilizado de fruto de Calafate (ELC), sobre la calidad espermática post-descongelación. Previamente se caracterizó el ELC, determinando la actividad antioxidante y metabolitos como fenoles y antocianinas; posteriormente, espermatozoides de bovino descongelados fueron incubados en un medio base suplementado con diferentes concentraciones de ELC. Post-incubación se evaluó la motilidad progresiva; la viabilidad e integridad de la membrana plasmática (SYBR14- PI) y acrosomal (FITC-PNA/PI) y la peroxidación lipídica (BODIPY) por citometría de flujo. La caracterización de ELC demostró que tanto la actividad antioxidante como los fenoles y antocianinas incrementan concomitante con el aumento de la concentración de ELC. La adición de ELC al medio de incubación, dependiendo de la concentración y tiempo de incubación, sería eficaz en proteger la motilidad, viabilidad e integridad de la membrana plasmática y disminuir la lipoperoxidación en los espermatozoides de bovino descongelados.

SUMMARY: In cryopreserved semen, the freezing/thawing process following of manipulation, damage the sperm cell, decreasing the fertilizing capacity of the thawed sperm; being one of the main factors of this damage the oxidative stress. The sperm once thawed can be protected from this damage, with the addition of antioxidants to the incubation medium. The Calafate fruit (Berberis microphylla G. Forst.) has a high antioxidant capacity, making it an interesting resource for investigating the effect of its antioxidant components on biotechnological processes. The objective of this study was to determine the effect of supplementation of Calafate fruit lyophilized extract (ELC) on sperm quality. The lyophilized extract of the Calafate fruit was characterized, determining the antioxidant activity and metabolites such as phenols and anthocyanins; subsequently, thawed bovine sperm were incubated in a medium supplemented with different concentrations of ELC. Post-incubation, progressive motility was evaluated. By flow cytometry, the viability and integrity of the plasma (SYBR14-PI), and acrosomal (FITC-PNA / PI), as well as lipid peroxidation (BODIPY), was determined. The characterization of Calafate fruits lyophilized extract indicated that antioxidant activity, phenols and anthocyanins increased concomitantly with the increase of dose extract used. The addition of ELC to the incubation medium, depending on the concentration and incubation time, would be effective to protect motility, viability and integrity of the plasma membrane and decreased lipid peroxidation in thawed bovine sperm.

Criopreservación de espermatozoides de canino con extracto de hojas de arándano (Vaccinium corymbosum L. ) / Cryopreservation of canine spermatozoa with blueberry leaf extract (Vaccinium corymbosum L. )

La criopreservación espermática induce daño por estrés oxidativo en las células, lo que conlleva a un deterioro de la calidad del semen descongelado. Los espermatozoides pueden ser protegidos de este daño, por la adición de antioxidantes al medio de congelación. El objetivo de este estudio fue determinar el efecto de la adición de extracto de hojas de arándano (EHA) al medio de congelación, sobre la calidad de espermatozoides de canino criopreservados. Espermatozoides desprovistos del plasma seminal fueron congelados con diferentes concentraciones de EHA (0 %, control; 1 %, EHA1; 2 %, EHA2; 4 %, EHA4 y 6 %, EHA6) adicionadas al medio de congelación. Post descongelación se evalúo la motilidad progresiva; la viabilidad e integridad de la membrana plasmática (SYBR-14/PI) e integridad de la membrana acrosomal (FITC-PNA/PI) por citometría de flujo. La motilidad progresiva fue similar al control con las concentraciones de EHA1y EHA4 (P >0,05), mientras que con las concentraciones de EHA2 y EHA6 se observó una disminución significativa de este parámetro comparado con el control (P <0,01 y P <0,001 respectivamente). La adición de EHA1, EHA2 y EHA4 al medio de congelación no presentó diferencias significativas respecto al control sobre la viabilidad e integridad de la membrana plasmática (P >0,05); por el contrario, con la adición de EHA6 se observaron valores significativamente menores (P <0,001). Los valores de integridad de la membrana acrosomal, con las diferentes concentraciones de EHA no presentaron diferencias significativas respecto al control. En conclusión, los resultados obtenidos en este estudio revelaron que las concentraciones de EHA utilizadas no fueron eficaces en mejorar la calidad del semen canino descongelado.

During cryopreservation, oxidative stress damage leads to a deterioration of the quality of thawed semen, which could be reduced by the addition of antioxidants to freezing extender. This study was designed to determine the effect of the addition of blueberry leaf extract (EHA) to freezing extender, on quality of cryopreserved canine sperms. Sperm devoid from seminal plasma were frozen with different concentrations of EHA (0 %, control; 1 %, EHA1; 2 %, EHA2; 4 %, EHA4 y 6 %, EHA6) added to freezing extender. Post-thawing progressive motility was evaluated; the viability and plasma membrane integrity (SYBR-14/PI) and acrosomal membrane integrity (FITC-PNA/PI) were assessed by flow cytometry. Progressive motility was similar to the control with concentrations of EHA1 and EHA4 (P >0.05); at concentrations of EHA2 and EHA6 a significant decrease of this parameter compared to control (P <0.01and P <0.001, respectively) was observed. The addition of EHA1, EHA2 and EHA4 to the freezing extender showed no significant differences with respect to the control on viability and plasma membrane integrity (P >0.05); however with the addition of EHA6 values significantly lower (P <0.001) were exhibited. The concentrations of EHA used showed no significant differences with respect to the control on acrosome membrane integrity. In conclusion, the results of this study revealed that none of the concentrations of EHA used were effective in improving canine thawed semen quality.

Mapping aluminum tolerance loci in cereals: a tool available for crop breeding

Aluminum (Al) toxicity is the main factor limiting crop productivity in acidic soils around the world. In cereals, this problem reduces crop yields by 30-40 percent. The use of DNA-based markers linked to phenotypic traits is an interesting alternative approach. Strategies such as molecular marker-assisted selection (MAS) in conjunction with bioinformatics-based tools such as graphical genotypes (GGT) have been important for confirming introgression of genes or genomic regions in cereals but also to reduce the time and cost of identifying them through genetic selection. These biotechnologies also make it possible to identify target genes or quantitative trait loci (QTL) that can be potentially used in similar crops to increase their productivity. This review presents the main advances in the genetic improvement of cereals for Al-tolerance.