ABSTRACT
The in vivo fertilization process occurs in the presence of follicular fluid (FF). The aim of this study was to evaluate the effect of in vitro fertilization medium supplementation with 5% or 10% bovine follicular fluid (BFF) on the production of in vitro bovine embryos. FF was collected from ovarian follicles with a diameter of 8-10 mm, and cumulus-oocyte complexes (COCs) were co-incubated with sperm for 24 h in the commercial medium BotuFIV® (BotuPharma©), being distributed among the experimental groups: oocytes fertilized in a control medium; oocytes fertilized in a medium supplemented with 5% BFF; and oocytes fertilized in a medium supplemented with 10% BFF. After fertilization, the zygotes were cultured in vitro for 8 days. Embryo development was assessed through cleavage rates (day 2) and blastocyst formation rates (day 8). The relative expression of the genes OCT4, IFNT2, BAX, HSP70 and SOD2 was measured using the real-time polymerase chain reaction method. There was no difference (p > .05) among the different experimental groups in terms of cleavage rates and blastocyst formation rates. Regarding the gene expression results, only the blastocysts from oocytes fertilized with 10% BFF showed significantly lower expression of IFNT2 (p = .003) and SOD2 (p = .01) genes compared to blastocysts from oocytes fertilized in control medium alone, while there was no difference between blastocyst from oocytes fertilized in control medium and the ones from oocytes fertilized with 5% BFF. In addition to this, the blastocysts from oocytes fertilized with 5% BFF showed significantly reduced levels of expression of the heat shock protein HSP70 (p < .001) and the pro-apoptotic protein BAX (p = .015) compared to blastocysts from oocytes fertilized with control medium. This may indicate that lower supplementation of BFF to the IVF medium creates a more suitable environment for fertilization and is less stressful for the zygote.
Subject(s)
Fertilization in Vitro , Follicular Fluid , Female , Male , Cattle , Animals , bcl-2-Associated X Protein/genetics , bcl-2-Associated X Protein/metabolism , Fertilization in Vitro/veterinary , Semen , Oocytes , Embryonic Development , Blastocyst/metabolism , HSP70 Heat-Shock Proteins/genetics , FertilizationABSTRACT
Sex selection through sperm sorting offers advantages in regards selection pressure in high-producing livestock. However, the sex-sorting process results in sperm membrane and DNA damage that ultimately decrease fertility. We hypothesized that given the role of protamines in DNA packaging, protamine deficiency could account, at least partially, for the DNA damage observed following sperm sex sorting. To test this, we compared protamine status between unsexed and sexed spermatozoa from two bulls using the fluorochrome chromomycin A3 (CMA3) and flow cytometry. Then, we assessed embryo development following in vitro fertilization (IVF) using the same sperm treatments. Overall, sperm protamination was not different between sexed and unsexed semen. However, one of the two bulls displayed higher rates of protamine deficiency for both unsexed and sexed semen (P < 0.05). Moreover, unsexed semen from this bull yielded lower blastocyst (P < 0.05) and blastocyst hatching rates than unsexed sperm from the other bull. CMA3-positive staining was negatively correlated with cleavage (R2 85.1, P = 0.003) and blastocyst hatching (R2 87.6, P = 0.006) rates in unsexed semen. In conclusion, while the sex-sorting process had no effect on sperm protamine content, we observed a bull effect for sperm protamination, which correlated to embryo development rates following IVF.
Subject(s)
Chromatin , Semen , Animals , Cattle , Embryonic Development , Fertilization in Vitro/veterinary , Male , Sex Preselection , SpermatozoaABSTRACT
O rebanho bovino brasileiro no período de 1975 a 2017 passou de 101.673.753 para 171.858.168 de animais, o que representa um crescimento de 69%, sendo que 77% desse crescimento ocorreu na Amazônia, onde no mesmo período, o rebanho cresceu 1.066%. Mas, a derrubada da floresta cresceu na mesma proporção colocando a região no centro das discussões nacionais e internacionais em relação ao meio ambiente. Em 2012 foi aprovado o novo código florestal o qual determina que na Amazônia deve ser preservado 80% da área da propriedade como reserva legal (RL), restando 20% a ser explorado economicamente. Apesar da questão ambiental, é inegável que a pecuária colocou a região dentro do contexto econômico nacional. Portanto, o desafio é: é possível manter o desenvolvimento da pecuária na Amazônia de forma sustentável, dentro da concepção da nova lei? É dentro desse contexto que abordaremos de forma superficial essa grande questão, na certeza de que para respondê-la precisará de um profundo debate pela sociedade.(AU)
The Brazilian cattle herd in between 1975 and 2017 rose from 101,673,753 to 171,858,168 of animals, representing a growth of 69%, of which 77% of this growth occurred in the Amazon, where in the same period the herd grew 1.066%. However, the deforestation has grown at the same rate, putting the region at the center of national and international environmental discussions. In 2012 it was approved the new forest law that states that 80% of the property area must be kept as legal reserve (RL), whereas only 20% remaining economically exploitable. Despite the environmental issue, it is undeniable that livestock farming has placed the region within the national economic context. So the challenge is: Is it possible to sustainably maintain the livestock development in the Amazon region? It is within this context that we will superficially address this great question, in the certainty that in order to answer it, it will require a deep debate by society.(AU)
Subject(s)
Animals , Animal Husbandry/legislation & jurisprudence , Animal Husbandry/trendsABSTRACT
A produção de búfalos está se expandindo na Amazônia, sendo assim o uso de biotecnologias reprodutivas em programas de melhoramento genético tornou-se uma estratégia para melhorar a produtividade dos rebanhos sem a necessidade de aumentar as áreas de pastagens. A Produção In Vitro de Embriões (PIVE) é uma das biotecnologias disponíveis, a qual é contiuamente aperfeiçoada através da pesquisa de novos componentes para os meios de cultivo e da pesquisa de protocolos espécie específicos que resultem em maior número de embriões de boa qualidade. Contudo, a falta de informações sobre os requerimentos metabólicos de gametas e embriões têm dificultado a consolidação de protocolos de PIVE específicos para búfalos. Neste artigo discutimos as abordagens transcriptômicas que estão ajudando a preencher esta falta de informações, as limitações destas abordagens e os tópicos de pesquisa que ainda precisam ser investigados em búfalos.(AU)
Buffalo production is expanding in the Amazon region therefore the use of reproductive biotechnologies in breeding programs became a strategy to improve the herd productivity without a need for increasing pasture areas. In Vitro Production (IVP) is one of the available biotechnologies, which is continuously being improved through the research of novel components of culture media and the research of specie-specific protocols to obtain an increased number of good quality embryos. However, the lack of information about the metabolic requirements of gametes and embryos have delayed the consolidation of buffalos IVP specific protocols. Herein, we discussed the transcriptomic approaches that are helping to fill the lack of information, the limitations of these approaches and the research topics that still needs further investigations in buffaloes.(AU)
Subject(s)
Animals , Buffaloes/genetics , Transcriptome/genetics , Embryo, Mammalian , In Vitro TechniquesABSTRACT
A produção de búfalos está se expandindo na Amazônia, sendo assim o uso de biotecnologias reprodutivas em programas de melhoramento genético tornou-se uma estratégia para melhorar a produtividade dos rebanhos sem a necessidade de aumentar as áreas de pastagens. A Produção In Vitro de Embriões (PIVE) é uma das biotecnologias disponíveis, a qual é contiuamente aperfeiçoada através da pesquisa de novos componentes para os meios de cultivo e da pesquisa de protocolos espécie específicos que resultem em maior número de embriões de boa qualidade. Contudo, a falta de informações sobre os requerimentos metabólicos de gametas e embriões têm dificultado a consolidação de protocolos de PIVE específicos para búfalos. Neste artigo discutimos as abordagens transcriptômicas que estão ajudando a preencher esta falta de informações, as limitações destas abordagens e os tópicos de pesquisa que ainda precisam ser investigados em búfalos.
Buffalo production is expanding in the Amazon region therefore the use of reproductive biotechnologies in breeding programs became a strategy to improve the herd productivity without a need for increasing pasture areas. In Vitro Production (IVP) is one of the available biotechnologies, which is continuously being improved through the research of novel components of culture media and the research of specie-specific protocols to obtain an increased number of good quality embryos. However, the lack of information about the metabolic requirements of gametes and embryos have delayed the consolidation of buffalos IVP specific protocols. Herein, we discussed the transcriptomic approaches that are helping to fill the lack of information, the limitations of these approaches and the research topics that still needs further investigations in buffaloes.
Subject(s)
Animals , Buffaloes/genetics , Embryo, Mammalian , Transcriptome/genetics , In Vitro TechniquesABSTRACT
O rebanho bovino brasileiro no período de 1975 a 2017 passou de 101.673.753 para 171.858.168 de animais, o que representa um crescimento de 69%, sendo que 77% desse crescimento ocorreu na Amazônia, onde no mesmo período, o rebanho cresceu 1.066%. Mas, a derrubada da floresta cresceu na mesma proporção colocando a região no centro das discussões nacionais e internacionais em relação ao meio ambiente. Em 2012 foi aprovado o novo código florestal o qual determina que na Amazônia deve ser preservado 80% da área da propriedade como reserva legal (RL), restando 20% a ser explorado economicamente. Apesar da questão ambiental, é inegável que a pecuária colocou a região dentro do contexto econômico nacional. Portanto, o desafio é: é possível manter o desenvolvimento da pecuária na Amazônia de forma sustentável, dentro da concepção da nova lei? É dentro desse contexto que abordaremos de forma superficial essa grande questão, na certeza de que para respondê-la precisará de um profundo debate pela sociedade.
The Brazilian cattle herd in between 1975 and 2017 rose from 101,673,753 to 171,858,168 of animals, representing a growth of 69%, of which 77% of this growth occurred in the Amazon, where in the same period the herd grew 1.066%. However, the deforestation has grown at the same rate, putting the region at the center of national and international environmental discussions. In 2012 it was approved the new forest law that states that 80% of the property area must be kept as legal reserve (RL), whereas only 20% remaining economically exploitable. Despite the environmental issue, it is undeniable that livestock farming has placed the region within the national economic context. So the challenge is: Is it possible to sustainably maintain the livestock development in the Amazon region? It is within this context that we will superficially address this great question, in the certainty that in order to answer it, it will require a deep debate by society.
Subject(s)
Animals , Animal Husbandry/legislation & jurisprudence , Animal Husbandry/trendsABSTRACT
Nos últimos anos a biotécnica de produção in vitro de embrião (PIVE) em bubalino passou porimportantes modificações, possibilitando a sua aplicação ao nível comercial. Entretanto, a taxa de produção deembrião por doadora ainda é muito baixa, refletindo diretamente no custo da prenhez, o qual é cerca de 3-4 vezesmais elevado que aquele observado em bovino zebuíno. Essa baixa taxa de embrião ocorre em função de váriosfatores, dentre os mais importantes podemos citar os fatores intrínsecos relacionados aos animais, como a baixaquantidade e qualidade dos oócitos obtidos por doadora; mas também a fatores extrínsecos, como a falta demeios de cultivo específicos para o oócito/embrião da espécie, as deficiências nas condições de manejo(nutricional e sanitário). Portanto, para a aplicação comercial mais abrangente, é necessário baixar o custo daprenhez, bem como, disponibilizar animais de comprovada produtividade (teste de progênie) para utilização emprogramas de PIVE e que do ponto de vista custo / benefício compense a utilização dessa técnica.(AU)
In recent years, the biotechnology of in vitro embryo production (IVP) in buffalo has undergone a greatimprovement, allowing its application at the commercial level. However, the rate of embryo production perdonor is still very low, reflecting directly on the cost of pregnancy that is about 3-4 times higher than zebu cattle.This low embryo rate occurs due to several factors. Among the most important are the intrinsic factors related tothe animals such as the low quantity and quality of the oocytes obtained by the donor, but also to extrinsicfactors such as the lack of specific culture media for the oocyte/embryo, and deficiencies in the managementconditions, that could be nutritional or sanitary. Therefore, for the expansion in commercial application, it isnecessary to reduce the cost of pregnancy, as well as to provide animals of proven productivity (progeny test) foruse in PIVE programs and that from the cost / benefit point of view compensate the use of a high cost techniquesuch as PIVE.(AU)
Subject(s)
Animals , Embryonic Development , Buffaloes/embryology , BiotechnologyABSTRACT
Nos últimos anos a biotécnica de produção in vitro de embrião (PIVE) em bubalino passou porimportantes modificações, possibilitando a sua aplicação ao nível comercial. Entretanto, a taxa de produção deembrião por doadora ainda é muito baixa, refletindo diretamente no custo da prenhez, o qual é cerca de 3-4 vezesmais elevado que aquele observado em bovino zebuíno. Essa baixa taxa de embrião ocorre em função de váriosfatores, dentre os mais importantes podemos citar os fatores intrínsecos relacionados aos animais, como a baixaquantidade e qualidade dos oócitos obtidos por doadora; mas também a fatores extrínsecos, como a falta demeios de cultivo específicos para o oócito/embrião da espécie, as deficiências nas condições de manejo(nutricional e sanitário). Portanto, para a aplicação comercial mais abrangente, é necessário baixar o custo daprenhez, bem como, disponibilizar animais de comprovada produtividade (teste de progênie) para utilização emprogramas de PIVE e que do ponto de vista custo / benefício compense a utilização dessa técnica.
In recent years, the biotechnology of in vitro embryo production (IVP) in buffalo has undergone a greatimprovement, allowing its application at the commercial level. However, the rate of embryo production perdonor is still very low, reflecting directly on the cost of pregnancy that is about 3-4 times higher than zebu cattle.This low embryo rate occurs due to several factors. Among the most important are the intrinsic factors related tothe animals such as the low quantity and quality of the oocytes obtained by the donor, but also to extrinsicfactors such as the lack of specific culture media for the oocyte/embryo, and deficiencies in the managementconditions, that could be nutritional or sanitary. Therefore, for the expansion in commercial application, it isnecessary to reduce the cost of pregnancy, as well as to provide animals of proven productivity (progeny test) foruse in PIVE programs and that from the cost / benefit point of view compensate the use of a high cost techniquesuch as PIVE.