Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/56403
Title: OVERCOMING SPERM ABNORMALITIES BY SPERM SELECTION IN CLOUDED LEOPARDS (Neofelis nebulosa)
Other Titles: การคัดเลือกตัวอสุจิเพื่อลดผลกระทบจากความผิดปกติของตัวอสุจิในเสือลายเมฆ
Authors: Wanlaya Tipkantha
Advisors: Kaywalee Chatdarong
Pierre Comizzoli
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Veterinary Science
Advisor's Email: Kaywalee.C@Chula.ac.th,kaywalee.c@chula.ac.th
comizzolip@si.edu
Issue Date: 2015
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: Clouded leopard (CL) is an endangered felid species of Southeast Asia. Wild populations are declining due to habitat loss and hunting in range countries. CL breeding success in captivity is limited due to male aggression, high incidence of abnormal sperm and uncertain ovarian activity of females. Therefore, the development of optimal assisted reproductive technologies for this species is recommended by CL specialist group. This study aimed to 1) investigate sperm characteristic of captive clouded leopards in Thailand; 2) determine the functional properties of sperm after selection with the single layer centrifugation (SLC) method; 3) identify the origin of coiled tail defects and mitigate them using a demembranation approach; 4) assess the reproductive organs and ovarian activity after hormonal treatment; and 5) develop laparoscopic oviductal artificial insemination technique for CL. Captive CL (n=17, 11 males and 6 females) have been studied during 2013 - 2015. In male study, twenty-two ejaculates were collected by electroejaculation and evaluated. The high proportion of morphologically abnormal sperm (63.9 ± 2.0%) was observed with tightly coiled tail as a major defect (13.5 ± 0.5 %). CL males that are paired with females showed significantly higher percentage of sperm with intact acrosome, and lower number of sperm with bent midpiece/cytoplasmisc droplet than the males housed singly (P <0.05). Two sperm preparation methods including 1) simple washing; or 2) SLC, was applied prior to cryopreservation (n=12). Sperm motility, % sperm with intact acrosome and % sperm with normal tail in chilled and frozen-thawed semen samples were increased after SLC treatment. The heterologous IVF in the SLC-processed group showed significantly higher fertilization success than the simple washing group (P <0.05). To investigate the potential origin of coiled tail, 11 ejaculates were evaluated and equally allocated to simple washing (control group; resulting in about 10% coiled tails after treatment) and SLC (treated sample; resulting in about 6 % coiled tails after treatment). Aliquots of semen were subjected to hypo-osmotic swelling (HOS) test and demembranation test using 20% Triton X-100 (TX). After TX treatment, most of the coiled tail in raw ejaculates could not be uncoiled or opened by TX indicating that the cause of coiled sperm tails may be caused by testicular origin. SLC demonstrated its ability to decrease the primary sperm defects of raw semen. SLC-selected spermatozoa were prone to be mitigated after demembranation. In females study, fecal estradiol (E2) and progesterone (P4) metabolites of adult female were quantified by enzyme immunoassay (EIA). Females were given exogenous gonadotropins; Group 1 (n=2) 300 IU eCG/1500 IU of pLH (82 h interval); and Group 2 (n=3) 200 IU eCG/1000 IU pLH (82 h interval). Ovarian assessment was performed at 29 h, 44 h and 96 h post pLH administration using laparoscopy. Estrus signs have been observed in all females. Oocytes were collected from two females of group 1 by OPU technique and were subjected to homologous IVF with post-thawed SLC-selected spermatozoa. A two-cell stage embryo was transferred to recipient (n=1) with no conception. For AI, the ovulated female (n=1) were inseminate with frozen-thawed selected sperm at 44 h after pLH administration. However, no pregnancy occured after 90 days post insemination. The optimized stimulating protocol for AI (eCG 200 i.u. and pLH 1000 i.u. with 82 hr interval) was applied in four CL females. Ovarian assessment was performed at 44 hr after pLH administration. One nulliparous female ovulated from both ovaries. Semen of two adult males with total motile sperm of 8 x 106 (M1) and 2.7 x 106 (M2) were used for AI by laparoscopic oviductal technique. Increasing of fecal progesterone concentration after AI presented the peak at day 25 post pLH injection and maintained at 128.4 µg/g dry feces during 65 day post AI indicating that the female had conceived. Delivery of two healthy CL cubs occurred on day 90 of gestation. In conclusion, sperm selection for good quality spermatozoa with optimal assisted techniques can be promising tools to assist in conservation breeding and sustaining genetic variation of this endangered species in the future.
Other Abstract: เสือลายเมฆเป็นหนึ่งในสัตว์ป่าตระกูลเสือใกล้สูญพันธุ์ของเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ประชากรในธรรมชาติลดลงอย่างต่อเนื่องจากการบุกรุกถิ่นที่อยู่อาศัยและการล่า การเพาะขยายพันธุ์ในสภาพการเพาะเลี้ยงมีความสำเร็จค่อนข้างจำกัดเนื่องจากพฤติกรรมความดุร้ายของตัวผู้ การผลิตน้ำเชื้อที่มีตัวอสุจิโครงสร้างผิดปกติสูงและความไม่แน่นอนของการตกไข่ในตัวเมีย การพัฒนาเทคนิคช่วยการสืบพันธุ์จึงมีความจำเป็นเพื่อนำมาช่วยในการเพาะขยายพันธุ์เสือลายเมฆ การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อ 1) ศึกษาคุณลักษณะของน้ำเชื้อของเสือลายเมฆที่อยู่ในสภาพการเพาะเลี้ยงของประเทศไทย 2) ประเมินคุณสมบัติของตัวอสุจิที่ผ่านการคัดเลือกด้วยวิธีปั่นแยกเดี่ยว 3) ศึกษาสาเหตุของการเกิดตัวอสุจิหางขดและการลดผลกระทบด้วยวิธีการคลายหาง 4) ประเมินการตอบสนองของระบบสืบพันธุ์เพศเมียภายหลังการให้ฮอร์โมนเพศจากภายนอก และ 5) พัฒนาเทคนิคการผสมเทียมด้วยวิธีการส่องกล้องและปล่อยน้ำเชื้อบริเวณท่อนำไข่ โดยทำการศึกษาในกลุ่มประชากรเสือลายเมฆที่อยู่ในสภาพเพาะเลี้ยง (เพศผู้ 11ตัว และเพศเมีย 6 ตัว) ในระหว่างปี 2556 – 2558 การศึกษาในเพศผู้ ทำการประเมินคุณภาพน้ำเชื้อ (22 ตัวอย่าง) ที่ได้จากการรีดเก็บด้วยการกระตุ้นด้วยกระแสไฟฟ้า ผลการตรวจประเมินน้ำเชื้อพบว่าตัวอสุจิของเสือลายเมฆมีลักษณะความผิดปกติทางโครงสร้างจำนวนมาก (63.9 ± 2.0%) และพบลักษณะหางขดมากที่สุด (13.5 ± 0.5 %) ทั้งนี้ ในกลุ่มเสือตัวผู้ที่มีการจับคู่แล้วพบค่าความสมบูรณ์ของอะโครโซมมากกว่าและตัวอสุจิที่มีความผิดปกติส่วนคอน้อยกว่ากลุ่มอยู่เดี่ยวอย่างมีนัยสำคัญ (P <0.05) จึงได้ทำการศึกษาเปรียบเทียบการปั่นล้างและปั่นแยกเดี่ยวในสารคอลลอยด์ เพื่อแยกตัวอสุจิที่มีคุณภาพดีก่อนการแช่แข็ง (12 ตัวอย่าง) ผลการศึกษาพบว่าค่าเฉลี่ยของการเคลื่อนไหว ความสมบูรณ์ของอะโครโซมและตัวอสุจิหางปกติ ในกลุ่มปั่นแยกเดี่ยวภายหลังการแช่เย็นและแช่แข็งมากกว่ากลุ่มควบคุม (P < 0.05) นอกจากนี้การทดสอบความสามารถในการปฏิสนธิของตัวอสุจิภายหลังการอุ่นละลายด้วยวิธีการปฏิสนธิภายนอกร่างกายกับโอโซไซต์ของแมวบ้าน พบว่าตัวอสุจิในกลุ่มที่ผ่านการคัดเลือกด้วยวิธีปั่นแยกเดี่ยวมีอัตราการปฏิสนธิมากกว่ากลุ่มควบคุม (P < 0.05) การศึกษาเพื่อแยกสาเหตุของการเกิดลักษณะตัวอสุจิหางขดเป็นจำนวนมากในน้ำเชื้อเสือลายเมฆ (11 ตัวอย่าง) ด้วยการตรวจประเมินความสมบูรณ์ของผนังเซลล์ด้วยสารละลายความเข้มข้นร่วมกับการใช้สาร Triton-X 100 (TX) ความเข้มข้นร้อยละ 20 ในการช่วยคลายหางขดเพื่อประเมินว่าลักษณะตัวอสุจิหางขดที่พบเป็นลักษณะความผิดปกติที่เกิดก่อนหรือหลังกระบวนการหลั่งน้ำเชื้อ โดยแบ่งกลุ่มทดลองออกเป็น 2 กลุ่ม ได้แก่ กลุ่มที่พบตัวอสุจิหางขดมากกว่าร้อยละ 10 และกลุ่มที่ผ่านการปั่นแยกเดี่ยวมีตัวอสุจิหางขดไม่เกินร้อยละ 6 ผลการศึกษาพบว่าอัตราการคลายหางขดก่อนและหลังการเติมสารความเข้มข้นต่ำร่วมกับสาร TX ไม่แตกต่างกันในแต่ละกลุ่ม ดังนั้น ลักษณะการเกิดอสุจิหางขดส่วนใหญ่ที่พบอาจเกิดก่อนกระบวนการหลั่งน้ำเชื้อ แต่อย่างไรก็ตามในกลุ่มที่ทำการปั่นแยกเดี่ยวมีจำนวนตัวอสุจิที่สามารถคลายหางได้มากกว่ากลุ่มควบคุม การศึกษาในเสือเพศเมีย ศึกษาการตอบสนองของระบบสืบพันธุ์ภายหลังได้รับฮอร์โมนเพศจากภายนอกจากการเปลี่ยนแปลงของระดับเมตาโบไลต์ของฮอร์โมนเอสโตรเจนและโปรเจสเตอโรนในอุจจาระ แบ่งเป็น 2 กลุ่ม ดังนี้ กลุ่มที่ 1 (จำนวน 2ตัว) ให้ฮอร์โมน eCG ขนาด 300 IU และ pLH 1500 IU ห่างกัน 82 ชั่วโมง และกลุ่มที่ 2 (จำนวน 3 ตัว) ให้ฮอร์โมน eCG ขนาด 200 IU และ pLH 1000 IU ห่างกัน 82 ชั่วโมง ภายหลังการกระตุ้นด้วยฮอร์โมนพบว่าเสือทั้ง 5 ตัว แสดงอาการเป็นสัดและการเปลี่ยนแปลงของระดับฮอร์โมน ภายหลังการตรวจประเมินการตอบสนองของระบบสืบพันธุ์ต่ด้วยการส่องกล้อง พบว่าเสือในกลุ่มที่ 1 มีฟอลลิเคิลขนาดใหญ่หลายใบ จึงได้ทำการเก็บโอโอไซต์ด้วยวิธีการเจาะดูดผ่านช่องท้องภายหลังการให้ฮอร์โมน pLH 29 ชม. และนำไปปฎิสนธิภายนอกร่างกายกับน้ำเชื้อแช่แข็ง พบการแบ่งตัวเป็นตัวอ่อนระยะ 2 เซลล์ 1ใบ (11%) ในกลุ่มที่ 2 เสือทั้ง 2 ตัวมีการตกไข่จึงได้ทำาการย้ายฝากตัวอ่อนเข้าในแม่รับ 43 ชม.หลังผสมและทำการทดลองผสมเทียมด้วยน้ำเชื้อแช่แข็งที่ผ่านการคัดเลือกผ่านทางปีกมดลูกภายหลังการให้ฮอร์โมน pLH 44 ชม. แต่ในสัตว์ทั้งสองตัวไม่พบรายงานการตั้งท้อง การศึกษาวิธีการผสมพันธุ์ด้วยเทคนิคการส่องกล้องและปล่อยน้ำเชื้อบริเวณท่อนำไข่ โดยทำการศึกษาในตัวเมีย 4 ตัว ที่ได้รับ eCG 200 IU และ pLH 1000 IU ห่างกัน 82 ชม การตรวจระบบสืบพันธุ์หลังการให้ pLH 44 ชม พบตัวเมียที่ไม่เคยมีลูกเกิดการตกไข่จากรังไข่ทั้ง 2 ข้าง จึงได้ทำการผสมเทียมเข้าบริเวณท่อน้ำไข่ ด้วยน้ำเชื้อแช่เย็นจากตัวผู้ 2 ตัว มีจำนวนอสุจิเคลื่อนไหว 8 ล้าน และ 2.7 ล้านตัว ภายหลังการผสมเทียมพบการเพิ่มขึ้นของฮอร์โมนโปรเจสเตอโรนสูงสุดที่ 25 วัน หลังการให้ pLH และคงอยู่ที่ระดับ 128.4 µg/g นาน 65 วันก่อนลดลงตามลำดับ ภายหลังการผสมเทียม 90 วัน พบการคลอดลูกเสือสุขภาพดี จำนวน 2 ตัว จากการศึกษานี้จะเห็นได้ว่า การคัดเลือกตัวอสุจิคุณภาพดีร่วมกับการประยุกต์ใช้เทคนิคช่วยการผสมพันธุ์ที่เหมาะสมช่วยเพิ่มโอกาสความสำเร็จในการเพาะขยายพันธุ์เสือลายเมฆเพื่อคงความหลากหลายทางพันธุกรรมในกลุ่มประชากรได้ต่อไป
Description: Thesis (Ph.D.)--Chulalongkorn University, 2015
Degree Name: Doctor of Philosophy
Degree Level: Doctoral Degree
Degree Discipline: Theriogenology
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/56403
Type: Thesis
Appears in Collections:Vet - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
5575402931.pdf2.41 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.