Belegung - künstliche Besamung beim landwirtschaftlichen Nutztier

04.02.2015
Paarung - Belegung künstliche Besamung
beim
landwirtschaftlichen Nutztier
Wahlobligatorisch
Künstliche Besamung
Biotechnisches Verfahren der
Reproduktionssteuerung, welches
die Samengewinnung von
Vatertieren, die Beurteilung des
Samens, seine Konfektionierung
und Lagerung sowie die
Samenübertragung zum Inhalt hat.
1
04.02.2015
Ort der
Befruchtung
< 100
Spermie
n
1.000
Spermien
10.000
Spermie
n
O var
A IV
Infun dibulum
A m pu lle
UTV
Isth m us
>109 Spermien
Akrosomenreaktion
Ablösung
vom Eileiter
Selektion Bindung an
den Eileiter (Speicherung, Kapazitation)
Schematische Darstellung der Eileitersegmente und die Reduzierung der
Spermienzahl während des Transportes
2
04.02.2015
Transport
Selektion
Überleben Reifung
Interaktion mit
Eizelle
Uterus
Ovidukt
Spermien-Ovidukt Bindung
Spermien-Zona Bindung
Spermien-EileiterBindung
• Nur vitale Spermien binden
• Konsequenzen der Bindung
– Verlängerung der Lebenszeit
– Verbesserte Penetration der Eizelle
Aber nur 5000-10 000 Spermien gelangen bis hierher!
3
04.02.2015
Die Uteruspassage
• Massive Reduzierung der Spermienzahl
durch Rückfluss (ca. 50%)
• Kontakt mit uterinen Epithelzellen
• Kontakt mit Zellen des Immunsystems
• Kontakt mit löslichen Bestandteilen des
Seminalplasmas und der
Uterusflüssigkeit
4
04.02.2015
Spermien-EpithelzellBindung
• Ausschließlich Bindung vitaler
Spermien
• Ca. 50% bleiben ungebunden
• Keine Bindung geschädigter
Spermien
• Bindungsmechanismus noch
unbekannt
Eine
Abwehrzelle
attackiert eine
Ebersamenzelle im Uterus
einer Sau und
eliminiert diese
Samenzelle
5
04.02.2015
Spermien-ImmunzellBindung
• Residente Immunzellen im Uterus
• Besamung
Einstrom
• Neutrophile Granulozyten =
Fresszellen
• Ausschließlich Bindung vitaler
Spermien
• Bindungsmechanismus noch
ungeklärt
Kapazitation
Bindung und Erkennung
Induktion der
Akrosomreaktion
Befruchtungskaskade
Penetration der
Zona pellucida
Kapazitation
Überleben
ReservoirBildung
Fusion der Gameten
Eizellaktivierung
Transport
Zona hardening
Vagina/ Uterus
Cervix
Eileiter
6
04.02.2015
Fraktionen des Ejakulates vom Eber
Zeit n. Beginn d.
Ejakulation (min)
1
4
7
8
13
Volumen (ml)
46
100
115
125
140
Spermien (103
/Mikroliter)
0
327
18
4
88
Auslösende Sinnesreize
Genetische
Konstitution
Zwischenhirn
Hypophse
ZNS
Indirekte
endokrine
Einflüsse
Nebenniere,
Thyreodea
Erfahrung
Bisexuelle neurale
Organisation
Hormonbedingte
Ausprägung
Gonaden
Steroidsekretion
Sexuelles Verhalten
Grundlagen des
Sexualverhaltens
(JÖCHLE)
7
04.02.2015
Schlüsselreize bei der Paarung für das
männliche Tier
• Lokomotorischer Reflex
• Erektionsreflex
Ejakulation in
mehreren
Phasen:
• Fricktionsreflex
(Tastkörperchen an Penisspitze)
Samenzellen
• Kopulationsreflex
Sekrete der
Anhangsdrüsen
• Ejakulationsreflex
8
04.02.2015
Vorspiel des Ebers vor der Paarung dauert ca. 15
Minuten
Dauer des Deckaktes ca. 15 bis 30 Minuten
•
•
•
•
•
•
•
Stoßen in die Flanke, Stoßen zwischen Hinterbeinen
Klatschen mit dem Kiefer
Harnabgabe und -verspritzen
Urinprobe bei Sau
Beriechen der Vulva
Tiere drehen sich im Kreis
Auflegen des Kopfes auf Kruppe und Schwanzansatz
(Prüfung der Duldung)
• bei Duldungsreflex mehrmaliges Besteigen (von hinten, seitlich,
von vorn)
• Aufsprung garantiert noch keine Paarung !
Effektivität verschiedener Methoden zur
Brunstbeobachtung (de KRUIF et al. 1987)
Methode
Stier oder Suchbulle
Beobachtung 24h/d
dreimal/Tag, 20 min.
zweimal/Tag, 20 min.
einmal/Tag, 20 min.
Kühe die richtig als brünstig
erkannt wurden
95 %
95 %
75 %
65 %
50 %
9
04.02.2015
erste
Brunstanzeichen
Duldungsbereitschaft
Ovulation
Inseminationen
1
48
36
24
0
12
2
24
Vorbrunst
Abklingen
der
Brunstsymptome
36
48
60
Brunst
72
Nachbrunst
Rausche
84 Stunden
Phase der
Geschlechtsruhe
Abb. 34
Zoo- u. biotechnische Verfahren in der Schweineproduktion
Kontrollierende Verfahren
Überwachung von
Körperfunktionen
Steuernde u. beeinflussende Maßnahmen
Züchtungstechniken
Züchtungstechnik
assoziierte Verfahren
- Pubertät
-Künstl. Besam.
-Pubertätsstimulation
- Brunst
-Embryotransfer
- Synchronisation von
- Trächtigkeit
-ET-assoziierte
Techniken
- Geburt
- u.a.
- Spermasexing
Östrus
Ovulation
Geburten
10
04.02.2015
Züchterischer Innovationsgehalt der künstlichen
Besamung beim Nutztier
u.a.:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Spermahandel ersetzt Zuchttierhandel
Tiergesundheit: Vermeidung von Deckseuchen
Vermeidung von Erregereinschleppung
vielfache Vermehrung wertvoller Vatertiere
Erhöhung des Selektionsdruckes bei Vatertieren
Individuelle Anpaarungen über regionale Entfernungen
Anpaarung schwerer älterer Vatertiere an erstmals zu belegende, junge
weibliche Tiere
Senkung der Kosten (Vatertierhaltung, Arbeitszeit für Belegung, etc.)
Ermöglichung der Besamung großer Gruppen weiblicher Tiere zur
gleichen Zeit
Spermabestellung nach Zeitvorgaben möglich
Spermaproduktion auf Vorrat
Verbesserung von Reproduktionsleistungen
Züchterische Vorteile von KB
• Breite Streuung der Vatertiere in Zuchtherden
• Kurzer Basiszuchteinsatz der Vatertiere
= kurzes Generationsintervall
• Große Datenmenge für gezielte Zuchtarbeit
• Zentrale Datenverarbeitung der Informationen aus
allen Zucht- und Produktionsstufen
• Anwendung der BLUP-Zuchtwertschätzung
Umsetzung schnellen Zuchtfortschrittes
11
04.02.2015
Hygiene-Vorteile von KB
• Infektionsrisiko von außen sinkt, da kein
Vatertierzukauf
• Keine Krankheitsübertragung beim Deckakt
– Allg. Schmierinfektionen: HWI-Erreger, Chlamydien
– Spez. Infektionen: Leptospirose, PRRS, PPV, (Brucel.)
• Sanierungsprogramme möglich



Geschlechtsgesundheit der Herde steigt
Weniger erkrankungsbedingte
Fruchtbarkeitsstörungen
Steigende Leistungen
Organisationsformen der künstlichen
Besamung bei landwirtschaftlichen Nutztieren
•Fernbesamung
Besamungsbeauftragter
•Zustellbesamung
Eigenbestandsbesamung
•Standortbesamung
Spermaproduktion und
Besamung am gleichen
Standort (Betrieb)
12
04.02.2015
Zustellbesamung
• Zentrale Station für
Vatertiere
• fachgerechte
Spermaproduktion
• Sperma wird nach
telefonischer
Anmeldung mit
Kurierdienst in
die Betriebe gebracht
• Besamung durch
Angehörige
des Betriebes
• Einheit von
Brunstbeobachtung
und Besamung
Fernbesamung
• Zentrale Station der Vatertiere
• Besamung durch Angehörige der Vatertierstation
• fachgerechte Spermaproduktion
Nachteile !
• Trennung zw. Personal für Brunstbeobachtung u.
Besamungsdurchführung
• Hygiene
• fremde Person
• Realisierung des opt. KB-Zeitpunktes ist schwierig
13
04.02.2015
Standortbesamung
• Relativ hohe Kosten, deshalb für große Betriebe geeignet bzw.
für Betriebe in der Nachbarschaft
• ungünstige Auslastung der Vatertiere
• hohe Investitionskosten
Nachteile !
• Spermagewinnung nach Bedarf
• opt. KB-Termin ist realisierbar
• Einheit von Besamungstechniker und Person für Brunstkontrolle
• Züchterische Aspekte für Vatertierauswahl !!
Samengewinnung
„Torbogenreflex“
Optischer Impuls beim Bullen
infolge der Wahrnehmung
des Paarungspartners oder
des Phantoms.
Er löst primär über die
visuelle Wahrnehmung das
Vorspiel des Bullen und für
den Aufsprung im Weiteren
die sexuelle Reflexkette für
den Deckakt die aus.
14
04.02.2015
Künstliche Vagina
Klassische Spermatologie
makroskopische Kriterien
mikroskopische Kriterien
Volumen n. Filtration
Motilität
Geruch
Konzentration
Farbe
Morphologie
Quantität - Volumen
Spermienkonzentration
Qualität - Motilität
Standardspermatologische
Morphologie
Parameter
Erfüllung der Mindestanforderungen
15
04.02.2015
Zielstellung einer In-vitro-Beurteilung von Sperma:
Selektion von Ejakulaten mit eingeschränkter Qualität
Standardspermatologie
Motilität nativ
Motilität nach Verdünnung
Motilität nach Konservierung
Spermienmorphologie
Erkennung subfertiler Vatertiere
Erkennen von besonderen Situationen in
Besamungsstationen
Vatertierspezifische Spermienzahl/Dosis
Weiterentwicklung der Konservierung
Kriterien der Befruchtungspotenz von Spermien
normales morphologisches Erscheinungsbild
ungeschädigtes Akrosom mit
entsprechenden Enzymaktivitäten
Reaktivierbares
Genom
Rezeptoren für den
Eizellkontakt
Fähigkeit zur Kapazitation
und Akrosomenreaktion
funktionstüchtige Zellmembran
normale Stoffwechselaktivität
normales Motilitätsverhalten
vor und nach Kapazitation
16
04.02.2015
Verbesserung der Beurteilung konservierter Spermien in vitro
Standardspermatologie
Motilität in nativem und konserviertem Sperma
Spermienmorphologie
Spezielle Spermatologie
Supravitalfärbung mit Propidiumjodid
Propidiumjodid/Rhodamin-R123 Fluoreszenzfärbung
Spermienchromatinassay
In-vitro-Kapazitation (IVK)
Volumenregulation
Computerassistierte Motilitätsanalyse (CMA)
Oviduktexplant Assay
Sperm Binding Assay
Wie und was wird von dem CMA-System gemessen ?
1. Aufnahme von 30 Einzelbildern im definierten
Zeitrahmen
2. Identifizierung Spermium
2. Vermessung der Ortsveränderung im Zeitrahmen
3. Berechnung von Entfernungen, Geschwindigkeiten und
Bewegungsform
►►► Gruppierung
der Spermien
(motil, lokal motil, immotil u.s.w.)
17
04.02.2015
Bewegungsbahn der Spermienzelle
ALH
AOC = Auslenkungswinkel
DSL
DAP
DCL
>>180o
hyperaktives Spermium
nicht hyperaktives Spermium
18
04.02.2015
Vorteile einer Anwendung eines CMA-Systems
Objektivere Erfassung von Motilitätsparametern
Exakte Messung der Spermienkonzentration
Damit weitgehende Garantie der angestrebten
Anzahl Spermien je Dosis
Austauschbarkeit von Laborpersonal ohne Abstriche
an der Qualität der Spermabeurteilung
Rationalisierung durch Zusammenlegung von
zwei Messplätzen
Morphologisch abnormale Spermien
Protoplasmatischer
Tropfen in der Migration
Proximaler
protoplasmatischer Tropfen
Schlinge an der
Geißel
Akrosomdefekt
Zusammeneingerollte
Geißel
geschwollenes Akrosom
Schlinge an der Geißel
19
04.02.2015
Spermien eines Ebers mit
normaler Fertilität
Spermien eines infertilen
Ebers
Künstliche Besamung beim Rind
20
04.02.2015
Entwicklung der Künstlichen Besamung beim Rind
Jahr
KB-Stationen
KB-Betriebe
Erstbesamungen
% der Kühe u. Färsen
1955
105
210.142
1.266.717
20,3
1965
96
450.000
2.899.972
45,3
1970
74
510.907
3.781.423
60,3
1975
58
489.412
4.701.374
77,5
1980
52
420.430
5.510.798
89,1
1985
48
333.259
5.831.038
92,4
1990
39
266.588
5.385.973
94,1
1995
29
206.885
5.848.117
97,9
2000
27
156.641
5.105.920
81,4
2002
26
136.701
4.812.381
78,5
2003
24
123.690
4.769.953
81,2
2007
22
101.961
4.414.910
79,7
2009
22
92.350
4.334.737
77,7
2011
21
82.561
4.259.308
75,7
21
04.02.2015
Entwicklung des ET
beim Rind
Künstliche
Besamung
Schwein
Bis 1990 zögerliche Entwicklung
1996: KB bei 27 % der weltweit gehaltenen Sauen
jährliche Zuwachsrate: ca. 5 %
2006: KB bei 50 % der weltweit gehaltenen Sauen
Deutschland 2002: 79,9 % der Würfe aus KB
22
(u.a. SCHLEGEL et al. 1988,
SCHNURRBUSCH u. HÜHN 1994,
LEIDING 2000, WEITZE et al.
1994, 2000)
später Duldungseintritt
Ovulation
Schema für die Besamung
von Sauen
mittlerer Duldungseintritt
1
2
Brunstkontrolle
bis Ende der
Duldung!!
Ovulation
früher Duldungseintritt
Absetzen
Ovulation
04.02.2015
3
4
5
6
7
8
Tage
Ebers wird akzeptiert
Duldung bei Rückendruck
Befruchtungskapazität des Spermas
Zeitfenster für KB: 12 vor bis 4 Stunden nach der (berechneten) Ovulation
Angaben zum Ovulationszeitpunkt und –
zur -dauer bei Sauen
Dauer der Ovulation
Literaturangabe
Spontanöstrus
(n. LH-Peak)
37 – 49 Std.
40 – 49 Std.
38 – 45 Std.
SOEDE et al. (1994)
MARTINAT-BOTTE et al. (1995)
WABERSKI et al. (1997)
Nach
20 g GnRH
(Goserelin®)
38 – 42 Std.
BRÜSSOW et al. (2006)
Nach
50 g GnRH
(Gonavet ®)
34 – 42 h
BRÜSSOW et al. (1990)
RATKY et al. (1998)
23
04.02.2015
5 – 15 min
40 – 50 min
C
40 – 50 min
C
B
B
A
5 – 15 min
A
D
D
E
E
Zeit zwischen den Stimulationspeaks beträgt durchschnittlich 60 Minuten.
A………Nach der Stimulation, Beginn der Besamung
B – C…Duldungsreflex, Peak, optimale Zeit für KB
D………Duldungsreflex nimmt ab, ungünstig für KB
Abb. 28
E………In dieser Zeit keine Besamung
Der Duldungsreflex dauert 5 bis 15 Minuten.
Ein weiterer Duldungsreflex lässt sich erst nach 45-55 Minuten auslösen.
Sauenbesamung mit
intensiver
Brunststimulation
-Eber
-Lichtregime
-Flushing
24
04.02.2015
Besamung beim Schwein
mit reduzierten
Spermienmengen
25
04.02.2015
Wann gewinnt eine intrauterine Insemination an Interesse ???
Besamung mit niedrigen
Spermienzahlen
Deutlich höhere Auslastung
von Besamungsebern
Sperma mit
„Spezialbehandlung“
z. B. Sexing
Insemination von Spermien
mit geringerer Vitalität
z. B. GK-Sperma
Erzielung höherer Befruchtungsergebnisse durch optimale
Gestaltung des Spermatransportes im weiblichen Genitale
Applikationsorte im weiblichen Genitale (nach Belstra, B. A., 2002)
Contralateral
Uterine horn
Ipsilateral
Uterine horn
26
04.02.2015
Verschiedene Systeme zur intrauterinen Insemination
Katheter-in-Katheter-System
zur intrauterinen Insemination
(nach
Behan, 2002)
Befruchtungsergebnisse nach intrauteriner Insemination mit 2,0 x 109
Spermien/Dosis in zwei Betrieben
(n =; Betrieb S: 254 / 380 BetriebD: 137 / 166 )
Betrieb
S
D
Variante
Anzahl
Altsauen
Abferkelrate
Stück
%
Stück
Stück
Stück
Intrauterin
254
83,86a
12,21a
± 2,90
10,79a
± 2,67
902a
Intra-cervical
380
75,26b
11,85a
± 2,94
10,62a
± 2,58
797b
Intrauterin
137
83,82a
13,21a
± 2,89
12,08a
± 2,68
1013a
Intra-cervical
166
86,59a
12,33b
± 3,75
11,23b
± 3,54
972a
Geborene Ferkel je Wurf
insgesamt
lebend
Ferkelindex
27
04.02.2015
konventionelle Besamung
• begrenzte Anzahl Besamungen je Ejakulat
• größere Besamungsgruppen
• Forderung nach einheitl. Ferkelpartien
• hoher Eberbestand nötig (Kosten,Selektion)
• Einsatz von gesextem Sperma nicht möglich
Besamung mit reduzierten
Spermamengen
• höhere Ausnutzung der Ejakulate
• weniger Eber
• Einsatz von gesextem Sperma
28
04.02.2015
Methoden
• Intrauterine Insemination (IUI)
• Reduzierung der Spermienverluste bei der
Wanderung durch den Uterus
» chirurgisch
» unchirurgisch
unchirurgische IUI
• Besamung in die Uterushornspitze mittels
flexiblem Katheter und modifizierter
Spiralpipette
» Länge 1,40m
» Durchmesser außen 4mm
» Durchmesser innen 1,8mm
• Aufgesetzte Einmalspritze zur
Spermaaplikation
29
04.02.2015
Versuchsaufbau
•
•
•
•
•
•
•
Einsatz von Altsauen
TOB ca. 40-42 h nach hCG
Besamungsvolumen 5ml
100, 50 und 20 Mill. motile Spermien
Ovulations- und Trächtigkeitskontrolle
Sperma von Ebern mit hoher Fertilität
eventuell Mischsperma
30
04.02.2015
Results in other experiments
(MARTINEZ et al. 2001, GROSSFELD, 2003)
Number of
spermatozoa
Volume
(ml)
Pregnancy rate
(%)
1 x 109
5
86.60
200 x 106
5
88.90
50 x 106
5
92.30
50 x 106
2
54.50
Conclusions I:
• Catheter-in-catheter system „Firlflex“ Magapor is
suitable for DII with reduced numbers of spermatozoa in semen portion. It is partly suitable under
commercial farm conditions.
• Fequency of difficulties and internal injuries after AI
is very low. There is only a smal risk for a low
pregnancy rate.
• It is necessary to investigate the influence of possible
pathogens that are itroduced into the uterus via
catheter.
31
04.02.2015
Conclusions II:
• The DII with reduced spermatozoa produces lower
reproductive performace. Pregnancy rate is reduced by
15%; litter size is reduced by 25%.
• There is an individual influence of boars on
reproductive performance.
• In case of AI with „Firlflex“ only one uterus horn can
be used for fertilization. It is not possible to choose the
right or left uterine horn.
32
04.02.2015
Künstliche Besamung bei
Geflügel
Durch Rückenmassage wird der Erpel stimulier. Es kommt zum Herausstülpen
des Penis (Erektion) aus der Kloake. Bei fortgesetzter, kräftiger Rückenmassage
kommt es zur Spermabgabe. Das Sperma wir in einem Becherglas aufgefangen.
33
04.02.2015
34
04.02.2015
Die Besamung von Enten, Gänsen, Puten etc. erfolgt mithilfe eines
Glasröhrchens (Besamungsspritze), das mit einem Plastikschlauch
verlängert wird. Das Sperma wird in das Glasröhrchen (Besamungsspritze)
aufgezogen (Unterdruck erzeugen durch Ansaugen).
Zur Besamung wird das Glasröhrchen (Besamungsspritze) in die Kloake
des weiblichen Tieres eingeführt und das angesaugte Sperma in die
Vagina abgegeben.
Spermaauffangglas und
Besamungsspritze für Geflügel
Geschlechtsdiagnose an Embryonen
Ziel der Verfahrensanwendung:
Erzeugung von Nachkommen mit
dem gewünschten Geschlecht
35
04.02.2015
RESULTS OF SEX DETERMINATION OF
CATTLE EMBRYOS USING Y-SPECIFIC DNA
SEQUENCES
Parameters
Results
Number of embryos (n)
Developmental stage of embryos
No. of cells taken by biopsy (n)
Primer
Portion of utilized results (%)
> 8.000
Mor./Bla.
3 to 5
BOV 75
90
Portion of correct diagnosisses (%)
96
Pregnancy rate after sexing and fresh embryo
transfer (%)
55,6
Pregnancy rate in the control group (%)
53
Pregnancy rate after sexing and
cryopreservation of embryos (%)
44,4
Pregnancy rate in the control group (%)
49,5
Separierung von Spermatozoen
Definition:
Trennung von Spermatozoen
entsprechend des Vorkommens von Xbzw. Y-Chromosomen
Ziele:
Präkonzeptionelle
Geschlechtsbeein-flussung, d.h.
gezielte Erzeugung männlicher
bzw. weiblicher Nachkommen
36
04.02.2015
Kernfragen der Spermientrennung
• Welche
Unterschiede
bestehen
zwischen Andro- und Gynospermien?
• Wie kann man die Unterschiede für
eine Trennung nutzen?
• Wie
kann
der
nachgewiesen werden?
Trenneffekt
DNA-Differenz zwischen Spermatozoen
mit X- bzw. Y-Chromosom
Spezies
Differenz (%)
Rind
3,8
Schaf
4,2
Schwein
3,6
Pferd
3,7
Mensch
2,8
Chinchilla
7,5
37
04.02.2015
Methods for sex determination of embryos
Portion of
right
diagnosis
(%)
Method
Princip
Disadvantages
Cytogenetical
method
determination of
heterosomes
biopsy of
trophoblast
60 - 70
Immunological
method
detection of HY
antigen in male
embryos
85
DNA-Hybridisation
hybridisation of
male specific DNA
on Y chromosome
with probes
90 - 100
time consuming
special labs necessary
Biochemical
methods
determination of
enzyme activities
65
special labs necessary
results not good
reproduceable
only 60 to 80 % of the
biopsies show heterosomes
in M II
reduced pregnancy rate
time consuming
fluorescens not stable
results not good
reproduceable
special labs necessary
SUMMARY OF METHODS MAINLY
USED FOR SPERM SORTING AND
FOR ASSESMENT OF RESULTS
Methods to influence sex
Methods to assess results
Use of albumin gradients
F-body detection
Use of antibodies against
H-Y-antigene
HOP-test/karyotyping/PCR
Laminar flow fraction
Flow cytometry
Free - flow electrophoresis
DNA probes
Centrifugation in density gradient
Determination of sex in
offspring
Flow - cytometry
38
04.02.2015
Angaben zur Spermientrennung nach
DNA-Menge mittels
Durchflusszytometrie
Ausgangsmaterial
Originäre Spermien
Fluoreszenzfarbstoff
Hoechst 33342
(Bindung an A-TBasenpaaren)
3 – 5 x 105 (1989)
9 x 106 (2000)
20 x 106 (2003)
85 – 95 %
> 90 %
Sortierkapazität
(Spermatozoen/h)
Anreicherungsgrad
Angaben zur Spermientrennung nach
DNA-Menge mittels
Durchflusszytometrie
Effizienz der
Spermientrennung
Einsatz der
Spermatozoen
Nachkommen
bewertbare Spermien ca. 80 %
sortierte Spermien ca. 30 %
Spermien für KB/TG ca. 25 %
IVF-System, ICSI, KB (i.t., i.c.,
i.u.)
Rind, Schwein, Schaf,Pferd,
Kaninchen, Elch, Mensch
39
04.02.2015
Prinzip der geschlechtsspezifischen Trennung
von Spermien mittels Durchflusszytometrie
Probeneinlass
Photomultiplier
Elektrisches
Ausgangssignal
Photomultiplier
0° Detektor
90° Detektor
Samenzelle
Laser-Anregung
-
+
Ablenkungsplatten
+
+
-
+
Y-Anteil
X-Anteil
Verlust
Flowzytometrie
Flowcytometer
Anregungslicht
Laser
Fluoreszenzlicht
Photomultiplier
Meßküvette
Hüllstrom
Hüllstromflüssigkeit
(Sheath)
Probe mit
gefärbten
Spermien
40
04.02.2015
Sorting Facility at Cogent, UK
Ergebnisse nach Versamung gesexten
Spermas (Seidel et al., 2002)
Tiere
Jungrinder
(Angus)
Trächtigkeitsrate Versuch (n = 245)
Kontrolle (n= 126)
Trächtigkeitsrate mit gesortetem
Sperma (allgemeine Angaben)
Abortrate
Versuch
Kontrolle
Richtigkeit des Geschlechts „männlich“
„weiblich“
53 %
66 %
70-80 % von
der Kontrolle
5,4 %
4,7 %
95 %
97 %
41
04.02.2015
Schlussfolgerungen
• Die derzeit einzige reproduzierbare und sichere
Methode zur Separierung von Spermien ist die
Durchflusszytometrie.
• Ihrer praktischen Anwendbarkeit sind aktuell mehrere
Grenzen gesetzt.
Anzahl der Besamungsportionen je Ejakulat
Vitalität der Spermatozoen in Bezug auf
Befruchtungsvermögen
nach
dem
Sorten,
Haltbarkeit frisch, Kryokonserviertauglichkeit
Logistik
Kosten
Ausblick

An
Besamungen
mit
reduzierter
Spermienzahl je KB wird intensiv gearbeitet
werden.

Separierte
Spermatozoen
werden
im
Rahmen von Forschungsarbeiten zunehmend
über ICSI eingesetzt werden.

Forschungsarbeiten mit kryokonservierten
Spermatozoen werden intensiviert.
42
04.02.2015
Forschungsschwerpunkte für die
Künstliche Besamung beim Nutztier
• Physiologie im Eileiter bei der
Befruchtung
• Erhöhung und Sicherung der
Befruchtungsfähigkeit von Sperma
• Ovulationskontrolle
• Minimierung der Spermienzahl je
Besamungsdosis
• Spermientrennung nach Geschlecht
Schlussfolgerungen/Trends auf dem
Gebiet der KB
 Die
KB bleibt auch in den nächsten Jahren die
bedeutsamste Reproduktionstechnik.
 Reduzierung
der Spermienzahl je Insemination
beim Rind
 Feldstudien mit gesorteten Spermatozoen
 weitere Suche nach Parametern für
die
Vorhersage des Befruchtungsvermögens
43
04.02.2015
Schlussfolgerungen/Ausblick
• Das Verfahren der GD mittels PCR ist
weitestgehend ausgereizt.
• Der Anwendungsumfang der GD wird
begrenzt bleiben.
44