Какие фракции эякулята следует включать при подготовке доз для искусственного осеменения?

С момента современного развития искусственного осеменения свиней (ИО) одним из наиболее часто задаваемых вопросов был вопрос о том, какую фракцию или фракции эякулята следует включать в семенные дозы. В целом, богатая сперматозоидами фракция эякулята была той частью, которая в основном включалась в дозы из-за убеждения, что конечная часть эякулята (постсперматозоидная фракция, характеризующаяся большим объемом семенной плазмы и низкой концентрацией сперматозоидов) оказало пагубное влияние на качество спермы при хранении доз. Правда, некоторые исследования подтвердили этот факт, оценивая влияние каждой фракции эякулята в отдельности (обзор Höfner et al., 2020a), но не оценивая возможный синергетический эффект различных фракций в целом на хранение семенной жидкости, дозы, плодовитости и потомство. Чтобы подтвердить этот факт, мы провели исследование, приготовив 3 различных типа семенных доз в соответствии с фракциями, включенными во время сбора эякулята: 1) Семенная доза F1: включает богатую спермой фракцию эякулята; 2) F2: F1 плюс переходная фракция между богатой фракцией и бедной фракцией; 3) F3: F2 плюс бедная фракция. Как обычно в каждом случае, исходную предспермную фракцию, а также гель (отфильтрованную фракцию) отбрасывали. После сбора эякулята, дозу семенной жидкости доводили до 2000x106 сперматозоидов/60 мл с помощью коммерческого разбавителя и хранили при 16ºC в течение 3 дней. По прошествии этого времени было проанализировано качество спермы и проведено искусственное осеменение с теми же дозами свиноматок, поросившихся уже несколько раз (пометы 3-5). Экспериментальный план исследования представлен на рисунке 1.

Результаты анализа спермы показали, что 3 типа доз сохраняли одинаковое качество спермы, при этом включенные фракции эякулята не влияли на какой-либо параметр (видео 1). Хотя верно то, что качество спермы не всегда является признаком адекватной фертильности, результаты ИО показали, что данные о фертильности и многоплодии также были схожи между экспериментальными группами, а также данные о росте и здоровье (оцененные с помощью гематологического и биохимического анализов) у поросят.

Видео 1. Подвижность сперматозоидов в различных видах семенных доз (F1, F2, F3) после 3-х суток хранения при 16ºС.

Результаты исследования свидетельствуют о том, что включение всех фракций эякулята при приготовлении спермодоз не оказывает отрицательного влияния на хранение спермы или на продуктивные показатели после ИО. Это имеет ряд преимуществ, которые следует учитывать:

• Меньше разбавителя в семенных дозах: плохая фракция эякулята характеризуется наличием большого объема семенной плазмы. Включение этой фракции в семенные дозы приводит к уменьшению добавляемого разбавителя, так как объем обеспечивается бедной фракцией. В дополнение к снижению стоимости разбавителя на дозу семенной жидкости также сокращается использование антибиотиков в каждой дозе.
• Более высокая продуктивность хряков: использование только первых фракций эякулята в семенных дозах приводит к отбрасыванию части генетического материала в последней фракции. В нашем исследовании количество семенных доз (2000x106/60 мл) было определено как 32,3 с использованием F3, в то время как 26,0 были приготовлены с использованием F1.
• Повышение эффективности оператора: сбор всех фракций эякулята означает, что полуавтоматический сбор спермы может быть реализован в центрах искусственного осеменения. Это приводит к большей эффективности работы операторов, так как они могут производить несколько сборов одновременно.
• Более однородный и экономичный конечный продукт: использование доз F3 приводит к увеличению процента братьев и сестер (на 100 осеменений) на 2,47% по сравнению с использованием доз F1. Эта мера способствует повышению однородности продукта и, следовательно, повышению точности производства.
• Экономическое преимущество: путем проведения исчерпывающего экономического исследования, включая фиксированные затраты, переменные затраты, расходные материалы, упаковку, разбавитель, воду обратного осмоса и ПЦР, было оценено снижение производственных затрат на дозу примерно на 20% F3 по сравнению с F1. Такое снижение затрат оказывает такое же влияние на себестоимость продукции в расчете на живорожденного поросенка, которая, согласно данным исследования, составляет 0,12 евро за поросенка. Это снижение будет более заметным у менее плодовитой генетики.

Однако, хотя полученные результаты однозначно указывают на целесообразность использования F3 в семенных дозах, необходимо учитывать и некоторые возможные ограничения:

• Хряки и генетическая линия: Всего было использовано 6 проверенных на фертильность хряков одной и той же генетической линии, показатели сохранности, фертильности/многоплодия у них были одинаковыми. Однако другие исследования показали различия в составе семенной плазмы между самцами и между генетическими линиями (Mills et al. 2020; Höfner et al. 2020b; Xu et al. 2021), поэтому использование других самцов может привести к различной эффективности в сохранения спермы и репродуктивной функции, чем полученные в настоящем исследовании.
• Время хранения: в нашем случае мы сравнили эффективность различных типов семенных доз при хранении в течение трех дней, но в определенных ситуациях необходимо продлить этот срок хранения, поэтому необходимо провести дополнительные исследования, увеличивающие этот период.
• Тип разбавителя: мы использовали разбавитель длительного действия, но на рынке существует множество разбавителей с различными характеристиками и составом, поэтому было бы уместно провести подобное исследование, сравнивая наиболее часто используемые коммерческие разбавители.

Таким образом, мы продемонстрировали потенциальное использование цельного эякулята в свиноводстве с преимуществами и недостатками, описанными выше. Однако перед внедрением этой практики в центрах искусственного осеменения рекомендуется провести первоначальные тесты сохранения семенных доз с выбранными хряками, как это было сделано в этом исследовании, чтобы проверить качество спермы и оптимизировать производительность хряков.

Проект финансируется Министерством науки и инноваций Испании (PID2019-106380RBI00 MCIN/AEI/10.13039/501100011033).