Bull’s age effect on the ratio of x and y chromosome-bearing spermatozoa

Resumen

Las mejoras en la eficiencia reproductiva que se pueden lograr en los rebaños bovinos dependen en gran medida del macho, ya que los toros representan aproximadamente el 80% del acervo genético. Por otro lado, la edad puede influir en la eficiencia reproductiva de los sementales a través de su calidad seminal, la cual está fuertemente influenciada por la madurez sexual del toro. El objetivo del estudio fue evaluar la influencia de la edad del toro en la proporción de espermatozoides portadores de cromosomas X e Y en el semen. Se agruparon dieciséis toros Brahman (Bos indicus) en dos gamas de edad y se evaluó su capacidad reproductiva. Se extrajo el ADN genómico de una sola colección de semen para cuantificar por qPCR (reacción en cadena de la polimerasa, cuantitativa) los genes PLP y SRY, utilizados como marcadores de cromosomas sexuales, y el GAPDH autosómico como gen de referencia. Los valores obtenidos se compararon mediante el método delta Ct (2-∆Ct) y se validaron con el uso de una muestra comercial de semen sexado para el cromosoma X. El gen SRY tuvo una proporción del 43% en toros de 4-5 años de edad y del 32% en el grupo de 9-10 años, mientras que las proporciones del gen PLP fueron del 57% en toros de 4-5 años y del 68% en el grupo de 9-10 años. Esta desviación de la relación esperada (1:1) en toros de nueve y diez años con predominio del contenido del cromosoma X pudiera sugerir una posible influencia de la edad en las proporciones de los cromosomas sexuales en los espermatozoides del semen; sin embargo, estos resultados no fueron estadísticamente significativos.
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Referencias

Taylor JF, Schnabel RD, Sutovsky P. (2018). Genomics of bull fertility. Animal. 2018;12(s1):s172-83. https://doi.org/10.1017/S1751731118000599

Seidel Jr GE. Economics of selecting for sex: The most important genetic trait. Theriogenology. 2003;59:585-98. https://doi.org/10.1016/s0093-691x(02)01242-6

Garner DL, Evans KM, Seidel GE. Sex-sorting sperm using flow cytometry/cell sorting. Methods Mol Biol. 2013;927:279-95. https://doi.org/10.1007/978-1-62703-038-0_26

Khamlor T, Pongpiachan P, Sangsritavong S, Chokesajjawatee N. Determination of sperm sex ratio in bovine semen using multiplex real-time polymerase chain reaction. Asian-Australas J Anim Sci. 2014; 27:1411-6. https://doi.org/10.5713/ajas.2014.14223

Tan YJ, Mohanem MN, Somany WWMZ. SYBR® Green quantitative PCR for sex determination of bovine spermatozoa. J Trop Agric and Fd Sc. 2015;43:29-39; [cited 2018 Feb 16]. Available from: http://jtafs.mardi.gov.my/jtafs/43-1/SYBR.pdf

Atencio A. Brahman en Venezuela: pasado, presente y porvenir de la raza. XI Seminario Manejo y Utilización de Pastos y Forrajes en Sistemas de Producción Animal, Universidad Centro occidental "Lisandro Alvarado”, Venezuela. 69:65-77; [cited 2018 Feb 13]. Available from: http://avpa.ula.ve/eventos/xi_seminario/Conferencias/Articulo-7.pdf

Boggio JC. Evaluación de la aptitud reproductiva potencial y funcional del toro. Capacidad de servicio [Internet]. Chile: Universidad Austral de Chile; 2007; [cited 2018 Feb 20]. Available from: http://www.biblioteca.uach.cl/biblioteca_virtual/libros/2007/636.20824BOG.pdf

Kutz B. Beef cattle selection and genetics [Internet]. Little Rock (AR): University of Arkansas, Division of Agriculture, Research and Extension; 2018 [updated 2023; cited 2018 March 9]. Available from: https://www.uaex.uada.edu/farm-ranch/animals-forages/beef-cattle/breeding-genetic-selection.aspx

Páez-Barón EM, Corredor-Camargo ES. Evaluación de la aptitud reproductiva del toro. Ciancia y Agricultura. 2014;11:49-59; [cited 2018 March 9] Available from: https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=560058659007

Aponte PM, de Rooij DG, Bastidas P. Testicular development in Brahman bulls. Theriogenology. 2005;64:1440-55. https://doi.org/10.1016/j.theriogenology.2005.03.016

Murphy EM, Kelly AK, O’Meara C, Eivers B, Lonergan P, & Fair S. Influence of bull age, ejaculate number, and season of collection on semen production and sperm motility parameters in Holstein Friesian bulls in a commercial artificial insemination centre. Journal of Animal Science. 2018; 96(6), 2408-18. https://doi.org/10.1093/jas/sky130

Chandler JE, Canal AM, Paul JB, Moser EB. Collection frequency affects percent Y-chromosome bearing sperm, sperm head area and quality of bovine ejaculates. Theriogenology. 2002;57:1327-46. https://doi.org/10.1016/S0093-691X(01)00721-X

Kholghi M, Rostamzadeh J, Razmkabir M, & Heidari F. Blood testosterone level affects sex ratio of bull semen. Concepts of Dairy & Veterinary Sciences, 2020; 4, 363-9.

Firman RC, Tedeschi JN, Garcia-Gonzalez F. Sperm sex ratio adjustment in a mammal: perceived male competition leads to elevated proportions of female-producing sperm. Biol Lett. 2020; 16: 20190929. http://dx.doi.org/10.1098/rsbl.2019.0929.

Rorie RW, Delgado PA, & Lester TD. Variation among beef bulls in the ratio of X-to Y-chromosome bearing spermatozoa. Advances in Reproductive Sciences, 2014;2(04),69. https://doi.org/10.4236/arsci.2014.24008

Arieta RJ, Fernández JA, Menchaca PJ. Métodos de extracción de semen bovino. Revista Electrónica de Veterinaria 2014;15:1-8; [cited 2018 Nov 22]. Available from: https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=63633881001

Chenoweth PJ, McPherson FJ. Bull breeding soundness, semen evaluation and cattle productivity. Animal Reproduction Science, 2016. http://dx.doi.org/10.1016/j.anireprosci.2016.03.001

Chenoweth PJ, Hopkins FM, Spitzer JC, & Larson RE. New guidelines for the evaluation of bulls for breeding soundness. In American Association of Bovine Practitioners Proceedings of the Annual Conference, (1993, September); (pp. 105-107).

Lahiri DK, Numberger JI. A rapid non-enzymatic method for the preparation of HMW DNA from blood for RFLP studies. Nucleic Acids Research. 1991;19:5444. https://doi.org/10.1093/nar/19.19.5444

Livak K, Schmittgen T. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2−ΔΔCT method. Methods. 2001;25:402-8. https://doi.org/10.1006/meth.2001.1262

Sokal RR, Rohlf FJ. Biometría: Principios y métodos estadísticos en la investigación biológica. Madrid: Blume; 1979.

Mathevon M, Buhr MM, Dekkers JCM. Environmental, management, and genetic factors affecting semen production in Holstein bulls. J Dairy Sci. 1998; 81:332130. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(98)75898-9

Staub C, Johnson L. Review: Spermatogenesis in the bull. Animal 2018;12(s1): s27-s35. https://doi.org/10.1017/S1751731118000435

Lone SA, Paray AR, Mir SH, Ganaie BA, Sinha R, Singh P. Breeding soundness evaluation in bulls: A Review. Biomed J Sci & Tech Res 2017;1:1267-70. http://doi.org/10.26717/BJSTR.2017.01.000415

Chandler JE, Steinholt-Chenervet HC, Adkinson RW and Moser EB. Sex ratio variation between ejaculates within sire evaluated by polymerase chain reaction, calving, and farrowing records. J Dairy Sci, 1998;81,1855-67. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(98)75756-X

Szyda J, Simianer H, Lien S. Sex ratio distortion in bovine sperm correlates to recombination in the pseudoautosomal region. Genet Res. 2000;75:53-9. https://doi.org/10.1017/S0016672399004085

Petronczki M, Siomos MF, Nasmyth K. Un ménage à quatre: the molecular biology of chromosome segregation in meiosis. Cell 2003;112:423-40. https://doi.org/10.1016/S0092-8674(03)00083-7

Rahman MS, & Pang MG. New biological insights on X and Y chromosome-bearing spermatozoa. Front Cell Dev Biol, 2020;7,388. https://doi.org/10.3389/fcell.2019.00388

Palabras clave

cromosomas sexuales bovinos
proporción de cromosomas X e Y
GAPDH
PLP
SRY
toros Brahman