БИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ
БИОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ
ПЕЧАТНАЯ ВЕРСИЯ
ЭЛЕКТРОННАЯ ВЕРСИЯ
 
КАК ПОДАТЬ РУКОПИСЬ
 
КАРТА САЙТА
НА ГЛАВНУЮ

 

 

 

 

doi: 10.15389/agrobiology.2022.6.1197rus

УДК 636.2:591.39

Работа по получению IVP эмбрионов выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России (тема 0445-2021-0004), работы по анализу их качества — при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 19-16-00115-П).

 

СМЕНА СРЕДЫ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ПОЛОЖИТЕЛЬНО ВЛИЯЕТ
НА РАЗВИТИЕ И КАЧЕСТВО ЭМБРИОНОВ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА in vitro

Г.Н. СИНГИНА

Несмотря на то, что число эмбрионов крупного рогатого скота (КРС), получаемых in vitro (in vitro embryo production, IVP), в мире ежегодно возрастает, их качество все еще уступает качеству эмбрионов, получаемых in vivo, а условия, в которых происходит развитие IVP эмбрионов, до сих пор требуют детализации. В связи с этим в представленной работе была изучена зависимость развития IVP эмбрионов и их качества от условий обновления среды in vitro культивирования (in vitro culture, IVC) и ее объема. Post mortem ооциты коров культивировали в среде созревания, оплодотворяли in vitro заморожено-оттаянной спермой и переносили в среду BO-IVC («IVF Bioscience», Великобритания) объемом 500 или 100 мкл для эмбрионального развития. Сравнивали три варианта инкубации: без смены среды (БСС), с полной сменой среды (ПСС) и с частичной сменой среды (ЧСС). В первом случае эмбрионы развивались в течение всего периода (8 сут) без обновления среды культивирования, во втором — через 3 сут IVC эмбрионы были перенесены для дальнейшего развития в капли свежей среды, в варианте ЧСС через 3 сут инкубации половина изначального объема среды удалялась и заменялась эквивалентным объемом свежей среды. Во всех вариантах на 8-е сут культивирования оценивали число эмбрионов, развившихся до стадии бластоцисты (Бл), и их качество (на основе определения общего числа ядер и ядер с признаками апоптоза в Бл при цитологическом анализе). Также исследовали развитие 8-суточных бластоцист через 2 сут дополнительного культивирования до стадии вылупившейся Бл (ВБл). Результаты показали, что по сравнению с непрерывным культивированием ПСС обеспечивала значительное повышение частоты образования бластоцист (с 23,0±1,5 и 25,8±0,8 до 45,7±4,8 и 52,1±4,9 %, p < 0,01), снижение частоты апоптоза в эмбрионах (с 6,53±0,88 и 6,47±0,66 до 3,60±0,12 и 3,50±0,29 %, p < 0,05 и p < 0,01) и повышение выхода вылупившихся бластоцист от общего числа оплодотворенных ооцитов (с 14,9±1,5 и 11,6±3,3 до 25,2±3,9 и 40,8 ±3,2 %, p < 0,05 и p < 0,001) независимо от объема IVC среды, в котором происходило развитие эмбрионов (данные представлены для объема среды соответственно 500 и 100 мкл), а также увеличивало число ядер в Бл в случае культивирования эмбрионов в среде объемом 100 мкл (с 175,8±13,5 до 224,3±6,7, p < 0,05). Культивирование, предполагающее ЧСС, также было по основным показателям эффективнее, чем таковое без смены среды. Частота образования бластоцист (до 44,9±0,7 и 44,1±5,0 %, p < 0,01 и p < 0,01) и развития до стадии ВБл (до 26,2±3,2 и 27,7±1,4 %, p < 0,05) повышалась аналогично тому, что наблюдалось при ПСС, а в случае культивирования в среде объемом 100 мкл отмечалось увеличение числа ядер в Бл (до 230,4±8,4, p < 0,05) и снижение доли апоптотических ядер (до 3,10±0,17, p < 0,01). Значимых различий между вариантами ПСС и ЧСС по всему спектру исследуемых показателей обнаружено не было, тем не менее при ПСС и культивировании в среде объемом 100 мкл показатели развития Бл и ВБл оказались самыми высокими. Таким образом, ПСС и ЧСС в сравнении с культивированием без смены среды положительно влияют на развитие и качество IVP эмбрионов КРС. Также отмеченный эффект, очевидно, зависит от объема среды IVC. При культивировании эмбрионов в среде BO-IVC объемом 500 мкл эффективны оба способа обновления среды, для объема 100 мкл лучшие показатели достигаются при ПСС.

Ключевые слова: in vitro эмбриональное развитие, среда культивирования, IVP, IVС, крупный рогатый скот.

 

 

CHANGE OF CULTURE MEDIUM POSITIVELY INFLUENCES THE DEVELOPMENT AND QUALITY OF in vitro CATTLE EMBRYOS

G.N. Singina

Although the practice of producing in vitro embryos (IVP) has become routine in the world, the quality of IVP embryos is still lower than that of in vivo embryos, and the conditions for obtaining in vitro embryos still need to be specified. This original research article presents data on the development and quality parameters of IVP embryos in cattle (Bos taurus), depending on the volume of in vitro culture medium (IVC) and its refreshment protocols. Post mortem bovine oocytes were cultured in a maturation medium, fertilized in vitro with frozen-thawed sperm, and transferred to 500 or 100 µl of BO-IVC medium (IVF Bioscience, UK) for embryonic development. The effects of not refreshing the IVC medium during the 8-day embryonic development period (NMR), half-refreshed medium (HRM) and completely refreshed medium (CRM) were compared. For HRM or CRM, after 3 days of culture, half of the initial 500/100 µl volume was replaced with fresh medium or embryos were transferred to 500/100 µl fresh medium. On day 8 of NMR, HRM, and CRM culture, the number of embryos developed to the blastocyst stage (BL) was evaluated, and the BL quality was assessed as per the total number of nuclei and the apoptotic nuclei counted cytologically. The 8-day-old blastocysts were also cultured for 2 days to the stage of hatched BL (HBL). CRM has been shown to improve embryo production regardless of the volume of the IVC medium when compared to NMR culture. Blastocyst formation increased from 23.0±1.5 and 25.8±0.8 % for 500 µl and 100 µl, respectively, to 45.7±4.8 and 52.1±4.9 % (p < 0.01), while apoptosis decreased from 6.53±0.88 and 6.47±0.66 to 3.60±0.12 and 3.50±0.29 % (p < 0.05 and p < 0.01). The yield of hatched blastocysts increased from 14.9±1.5 and 11.6±3.3 to 25.2±3.9 and 40.8±3.2 % (p < 0.05 and p < 0.001) from the total number of fertilized oocytes. In a 100-µl volume, the number of nuclei in BL also increased from 175.8±13.5 to 224.3±6.7 (p < 0.05). Similarly, the HRM culture was more favorable for embryo development compared to the NMR culture. As in the CRM culture, the blastocyst formation increased up to 44.9±0.7 and 44.1±5.0 % (p < 0.01 and p < 0.01 0.05), and the HBL yield increased up to 26.2±3.2 and 27.7±1.4 % (p < 0.05). In a 100-µl volume, the number of nuclei in BL increased up to 230.4±8.4, (p < 0.05) while the proportion of apoptotic nuclei decreased to 3.10±0.17 (p < 0.01). No significant differences were found between CRM and HRM cultures for all parameters studied. However, with CRM and a 100-µl volume, the rates of BL and HBL were the highest. Thus, in cattle, CRM and HRM cultures, as compared to NRM without medium change, have a positive effect on the development and quality of IVP embryos. The noted effect obviously depends on the volume of the IVC medium. For BO-IVC medium with a volume of 500 µl, both manipulations to refresh the medium are effective, for a volume of 100 µl, CRM is the best.

Keywords: in vitro embryonic development, culture medium, IVP, IVC, cattle.

 

ФГБНУ Федеральный исследовательский центр
животноводства — ВИЖ им. академика Л.К. Эрнста,

142132 Россия, Московская обл., г.о. Подольск, пос. Дубровицы, 60,
e-mail: g_singina@mail.ru

Поступила в редакцию
17 октября 2022 года

 

назад в начало

 


СОДЕРЖАНИЕ

 

 

Полный текст PDF

Полный текст HTML