We experimentally determined the physico-chemical properties of seminal plasma as well as the sperm cryopreservation techniques of masou salmon, Oncorhynchus masou masou. Seminal plasma contained $18{\pm}1mmol/L$ potassium, $144{\pm}4mmol/L$ sodium, $116{\pm}3mmol/L$ chloride, $83.2{\pm}3.1mg/L$ calcium, $14.8{\pm}0.7mg/L$ magnesium, $45{\pm}9mg/L$ glucose, and $1.0{\pm}0.0g/L$ total protein. The osmolality and pH of seminal plasma were $287{\pm}7\;and\;7.7{\pm}0.1mmol/kg$, respectively, and the spermatocrit was $28{\pm}2$. The rate of embryonic survival at the eyed-stage and the hatching rate were highest in 10% methanol with 300 mM glucose. Compared to DMSO or glycerol, methanol served as a better cryoprotectant of masou salmon sperm.
Experiments were performed to find out the physico-chemical properties of milt, and morphological changes of cryopreserved spermatozoa in tiger puffer, Takifugu rubripes. The average number of sperm and spermatocrit in milt stripped were $9.81{\pm}0.34{\times}10^{10}/m{\ell}$ and $97.8{\pm}0.8$, respectively. While total lipid concentration from seminal fluid was higher than that from sperm, total protein concentration from sperm was higher than that from seminal fluid, Na and K concentrations in sperm and those in seminal fluid were similar each other, However, glucose from sperm and seminal fluid were not detectable. Spermatozoon of tiger puffer was consisted of head, middle Piece and tail. Size of head showing horseshoe shape was $0.65{\pm}0.10{\mu}m$ in diameter and $1.35{\pm}0.30{\mu}m$ in length. The head fully containing chromatin did not have acrosome. Mitochondrion in middle piece was $0.2{\mu}m$ in average diameter and flagellum showed 9+2 structure. A few of cryopreserved spermatozoa showed morphologically loose or swollen plasma membranes.
말쥐치(Thamnaconus modestus) 정액의 물리화학적 특성과 정자의 미세구조에 대하여 분석하였다. 정액량과 정자 농도, spermatocrit는 각각 $0.3{\pm}0.1\;mL{\cdot}fish^{-1}$, $2.6{\pm}0.1{\times}10^7\;spermatozoa{\cdot}mL^{-1}$, $73.3{\pm}6.7$였다. 정장의 화학적 조성에 있어서 potassium $9.8{\pm}0.9\;mmol{\cdot}L^{-1}$, sodium $164.0{\pm}4.0\;mmol{\cdot}L^{-1}$, chloride $151.0{\pm}1.2\;mmol{\cdot}L^{-1}$, calcium $14.9{\pm}0.6\;mg{\cdot}dL^{-1}$, magnesium $7.2{\pm}0.1\;mg{\cdot}dL^{-1}$, glucose $1.0\;mg{\cdot}dL^{-1}$, 총단백질 $0.1\;g{\cdot}dL^{-1}$, 총지질 $1.0\;mg{\cdot}dL^{-1}$였으며, 삼투질농도와 pH는 각각 $322.8{\pm}2.8\;mOsmol{\cdot}kg^{-1}$ and $7.7{\pm}0.1$였다. 투과형 전자현미경으로 미세구조를 관찰한 결과, 정자는 첨체가 없는 머리, 5개의 미토콘드리아로 이루어진 중편부 및 "9+2"의 미세소관 편모를 가진 꼬리로 구성되어 있었다. 세로로 절단한 정자 머리는 장경 $1.3{\sim}1.6\;{\mu}m$, 단경 $1.0{\sim}1.3\;{\mu}m$로 말편자 모양을 하고 있었다.
The purpose of this study was to investigate the effects of the concentration of seminal plasma in aerobic and anaerobic conditions on the total motility(TM) and the progressive motility(PM) of spermatozoa in long term preservation of cooled equine semen. We also examine the pregnancy rates after artificial insemination using fresh, cooled or frozen semen, and different durations of cooled-preserved equine semen. In the aerobic state of cooled-preserved semen, As the increase of preserved duration to 24h, 48h, 72h, and 96h, TM tended to decrease in each of different concentrations of formalin-containing experimental group, TM tended to decrease regardless of the concentrations of SP. In different concentrations of SP, TM of without seminal plasma(SP W/O) group tended to be higher than that of SP 20%, SP 33% and SP 50%, especially TM of SP W/O group was significantly higher than other groups at 96 h (p<0.05). PM was higher in the groups of SP W/O and SP 20% than in the groups of SP 33% and SP 50% from 24 h to 72 h in cooled-preservation, especially PM of SP W/O group was significantly higher than other groups at 96 h (p<0.05). In the anaerobic condition of cooled-preserved semen, the results of TM and PM at different concentrations of SP were similar to the results in the aerobic condition although there was a difference in the ratio. The pregnancy rates of fresh-cooled, cooled-preserved and frozen semen were 66.3%, 60.7% and 34.5%, respectively, and the pregnancy rate of frozen semen was the lowest. We also found that it is possible to pregnancy after artificial insemination using 72 h cooled-preserved equine semen. There was similar of the pregnancy rates in the different month from April to August.
This study was performed to investigate the freezomg condition especially focused on extender composition to achieve good post-thaw viability and motility of canine sperm. Semen were collected from 6 male dogs which had been proved to be fertile in the past and were treated for freezing. Equex-STM paste was contained in both the 1st(3%) and the 2nd(7%) diluent and the 2nd diluent was added to the 1st diluent following glycerol equilibration for an hour and a half. To investigate the effect of Equex-STM paste in the extender on post-thaw canine sperm characteristics, the post-thaw viability, motility, and HOS(Hypoosmotic swelling) values were evaluated according to the different composition of extender with or without Equex-STM paste, thawing conditions, and different thawing media added to thawed semen. 1. Canine sperm removed from seminal plasma and frozen )n Sweden extender containing Equex showed higher post-thaw viability, motility, and HOS values than those frozen in the extender containing Equex-STM paste with seminal plasma and those frozen in the extender without Equex and seminal plasma. 2. Canine sperm frozen in Sweden extender containing Equex-STM paste with 5% glycerol showed higher post-thaw viability, motility, and HOS values than those frozen with 3%, 8% glycerol or 5% DMSO. 3. The canine semen frozen in Sweden extender with 5% glycerol and Equex-STM paste showed higher viability, motility, and HOS values when thawed at $70^{\circ}C$ for 8 seconds than when thawed at $37.5^{\circ}C$ for 1 min and at $18-20^{\circ}C$ for 5 min. 4. TFC (tris -fructose-citrate) and PB S (phosphate buffered saline) medium added immediately to thawed canine semen brought better viability, motility, and HOS values for the sperm than those semen added with TGC(tris-glucose-citrate) and no medium. These results indicated that Equex-STM paste in Sweden extender for freezing the canine sperm which were removed from seminal plasma brought good post-thaw viability and motility of canine sperm. Also of the freezing conditions of canine sperm with the same extender containing Equex, the concentration of 5% glycerol, the thawing condition at $70^{\circ}C$ for 8 sec, and TFC and PBS medium added to the thawed semen brought better post-thaw viability and motility of canine sperm than the other conditions used in this study.
개 정액의 정장은 정자를 동결 보존하기전 정액에서 제거되어진다. 그러나 근래 개정장이 정자를 냉각하고 동결하는데 유효한 효과가 있는 것으로 보고되고 있다. 그러므로 본 연구에서는 정자를 냉각과 동결하기 전 정장을 정자 희석액에 첨가하여 정장이 정자의 생존성에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 건강한 4마리의 수캐로부터 정액을 채취 혼합한 후 300g에서 10분간 원심분리하여 얻은 상층액을 다시 원심분리하고 상층액을 회수하여 정장으로 사용하였다. 정자의 희석액으로는 Egg yolk-Tris(EYT)를 사용하였다. 다음과 같이 두 가지 실험을 실시하였다. 실험 1: 정장이 0, 20, 40, 80, 100%비율로 포함된 EYT배지에 정자를 희석하여 두 시간 동안 $4^{\circ}C$나 $25^{\circ}C$에서 보관하였다. 정자수는 $2{\times}10^8/ml$로 조정하였다. 실험 2: 전체적으로 9개 실험군으로 구분하여 4개 실험군은 정장이 20, 40, 80, 100%포함된 EYT배지에 각각 정자를 희석하여 $4^{\circ}C$까지 냉각한 후 EYT+1.2 M glycerol배지로 2차 희석하여 동결하였다. 나머지 4개의 실험군은 EYT배지에 정자를 희석하여 $4^{\circ}C$까지 냉각한 후 각각 정장이 20, 40, 80, 100%포함된 EYT+1.2 M glycerol배지로 2차 희석하여 동결하였다. 대조군으로서 정장을 포함하지 않은 EYT배지에 정자를 희석하여 $4^{\circ}C$까지 냉각한 후 EYT+1.2 M glycerol배지로 2차 희석하여 동결하였다. glycerol의 최종농도는 0.6M, 정장의 최종농도는 10, 20, 40, 50%이었으며, 정자수는 $1{\times}10^8/ml$로 조정하였다. 정자를 straw에 충진하고 분당 $25^{\circ}C$의 냉각율과 액체질소를 이용하여 동결하였다. 융해는 $38^{\circ}C$에서 1분간 실시하였다. 정자 운동성, 정자 형질막 보존성(생존력), 정자 첨단체의 보존성을 검사하여 정자의 생존성을 검증하였다. 정자의 운동성은 400배율에서 현미경으로 관찰하였으며 생존력과 첨단체 보존성은 각각 이중형광염색과 Pisum sativum agglutinin을 이용하여 검사하였다. 실험 1의 결과는 보존온도와는 관련없이 희석액에 정장을 첨가하는 것은 정장이 포함되지 않은 희석액과 비교하여 정자의 운동성을 향상시키지 못했다. 실험 2 결과, 동결 전 냉각상태에서 정장을 포함한 EYT+0.6 M glycerol배지에 희석되었던 정자가 정장을 포함하지 않은 EYT+0.6 M glycerol배지보다 높은 진행운동성을 보였다(P<0.05). 그러나, 동결 융해 후 정장을 포함한 EYT+0.6 M glycerol배지에 희석되었던 정자의 생존력은 정장을 포함하지 않은 EYT+0.6 M glycerol배지보다 낮거나 비슷하게 나타났다. 본 실험의 결과를 요약하면 비록 정장이 동결보호제가 포함되지 않은 EYT에 혼합되었을 경우는 냉각되어진 정자의 생존성을 향상시키지는 못했으나 동결보호제가 포함된 EYT에 정장을 혼합한 경우 정장은 정자의 냉각 후 정자의 운동성을 향상시켰다.
The physico-chemical properties of fresh milt of marbled sole, Limanda yokohamae, brown sole, Limanda herzensteini, starry flounder, Platichthys stellatus and olive flounder, Paralichthys olivaceus among flatfishes, and the fine structure of their cryopresserved spermatozoa were investigated. The highest concentration of sperm among these four species was $3.60\pm1.35\times10^{10}/mL$ in marbled sole. Osmolality and pH of seminal plasma in four flatfish species were approximately 330 mOsm/kg and 7.6-8.1, respectively. Seminal plasma compositions showed interspecific differences. The sperm heads of marbled sole, brown sole and starry flounder were ellipsoidal and that of olive flounder was round. The numbers of mitochondria of these four species were eight in marbled sole, seven in brown sole and starry flounder, and six in olive flounder. Cross-sectional view of flagellum showed typical 9+ 2 structure in all species. Most of sperms cryopreserved with a proper method had no visible ultrastructural changes after freeze-thawing, compared with the fresh sperm, but in a few cases, swelling of their heads and midpiece regions were observed.
본 실험은 성숙가토의 정자와 정장의 항원성을 조사하여 면역적 불임원인 규명에 필요한 기초자료를 얻고자 시도하였다. 인공질로 채취한 정액을 원심분리하여 얻은 정자와 정장을 항원으로 사용하였으며 항원성의 측정방법은 크로마토그라프에 의한 단백질 분리, SDS-PAGE, HPLC, 한천확산법, 전기영동, 수동적혈구응집방법 및 부동화시험이었다. 얻어진 결과는 다음과 같다. 1. SDS-PAGE 전기영동시 정상가토 정장에서 약 23개의 단백질이 분리되었고, 그중 분자량이 약 20,000되는 단백질부분이 정관절제 수술한 정장에서 나타나지 않았다. 2. 정상가토 정장을 HPLC를 이용한 분석에서 3개의 peaks을 볼 수 있었고, 정관절제수술한 것에서는 peak 1에 해당하는 단백질이 소실되었다. 3. 한천확산시험에서 정상정장은 이종혈청과는 4개의 침강선을 나타냈고, 전기영동에서는 7개의 침강선을 나타냈다. 4. 이종면역에서 정자 및 정장은 항체가 상승이 용이하였지만, 동종면역시는 추가면역이 필요하였으며 개체간의 역가차이를 보였다. 정자면역한 자성가토에서는 수동적혈구응집반응을 나타냈지만, 한천확산 및 전기영동반응은 보이지 않았고, 같은 처치를 받은 웅성가토에서도 역시 같은 반응양상을 나타냈다. 5. 동종 및 이종항혈청을 이용한 교차전기영동방법으로 정장의 항원적 구성요소를 구별할 수 있었다. 사출된 정액에서 분리된 정장은 일부 항원을 포함하고 있었으며 이는 성숙한 정자에서 기인한 것으로 사료되었다.
졸복의 정액의 물리화학적 성상과 정자운동성에 관한 기초자료를 얻었다. 졸복 정액의 평균농도, pH 및 삼투질농도는 각각 $12.1{\pm}3.2{\times}10^9/mL$, $8.2{\pm}0.3$, $385.5{\pm}12.5mOsm/kg$ 였다. 정자는 정장의 삼투질농도($385.5{\pm}12.5mOsm/kg$)에 비해서 저장 또는 등장의 삼투질농도에서는 운동성이 억제된 반면, 장장에 비해 고장삼투질농도에서 정자의 운동이 개시되어 삼투질농도가 증가함에 따라 활발한 운동성을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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