Interrelation of kinetic parameters of sperm of servicing bulls of the Holstein breed with its fertilising ability

Abstract

Sperm motility is an essential indicator that characterises the viability and structural integrity of sperm. This parameter is closely related to the fertilisation capacity of male germ cells, so its assessment is an integral part of sperm analysis. The purpose of this study is to investigate the possibility of predicting the fertilisation capacity of sperm of servicing bulls based on kinetic indicators. The study involved laboratory, zootechnical, and statistical methods. A significant variability in the kinetic parameters of sperm of servicing bulls was revealed – from 6.2 to 16.1%. The variation in the percentage of motile sperm in the ejaculate was 78.9–89.8; the percentage of progressive sperm – 50.0–74.5; velocity average path of sperm (VAP) – 132.6–163.7 μm/s; velocity straight line (VSL) – 99.2–138.2 μm/s; curvilinear velocity (VCL) – 223.7–272.3 μm/s; straightness of sperm (STR) – 73.9–85.0%, linearity (LIN) – 45.1–56.1%, wobble (WOB) – 57.2–63.8%. The difference between the minimum and maximum values for all the parameters under study is highly likely (P<0.001). A correlation between various kinetic parameters of sperm is established. Sperm movement rates and their relative values are largely conditioned upon the percentage of progressive sperm in the ejaculate (r=+0.231–0.761). VAP, VSL, and VCL indicators are interrelated (r=+0.550–0.887). The study investigated the average fertilising ability of the sperm of servicing bulls based on the results of insemination of 8,594 cows and 992 heifers in four farms of Zhytomyr and Kyiv oblasts, the variation was within 40.7–61.4%. It was proved that bulls with higher and average fertilising capacity are described by a higher percentage of progressive sperm in ejaculates, and VAP, VSL, and VCL indicators of sperm movement compared to bulls with low fertilising capacity. This pattern is confirmed by correlation analysis (r=+0.538–0.675). Kinetic parameters identified using the CASA system allow predicting the fertilising capacity of sperm and identify servicing bulls with reduced reproductive function.

Рухливість сперми є важливим показником, який характеризує життєздатність та структурну цілісність сперміїв. Цей параметр тісно пов'язаний із запліднювальною здатністю чоловічих статевих клітин, тому його оцінка є невід'ємною частиною аналізу сперми. Метою досліджень є вивчення можливості прогнозування запліднювальної здатності сперми бугаїв-плідників за кінетичними показниками. В ході досліджень використано лабораторні, зоотехнічні та статистичні методи. Виявлено значну мінливість кінетичних параметрів сперми бугаїв-плідників – від 6,2 до 16,1%. Варіація відсотка рухливих сперміїв у еякуляті склала 78,9−89,8; відсотка прогресивних сперміїв – 50,0−74,5; середньої швидкості руху сперміїв (VAP) – 132,6−163,7 мкм/с, прогресивної (VSL) – 99,2−138,2 мкм/с, трекової (VCL) – 223,7−272,3 мкм/с; ступеня прямолінійності руху сперміїв (STR) – 73,9−85,0%, ступеня лінійності (LIN) – 45,1−56,1%, ступеня відхилення (WOB) – 57,2−63,8%. Різниця між мінімальними і максимальними значеннями за усіма дослідженими параметрами є високовірогідною (Р<0,001). Встановлено кореляційний взаємозв'язок між різними кінетичними параметрами сперміїв. Швидкості руху сперміїв та їх відносні показники значною мірою обумовлені відсотком прогресивних сперміїв у еякуляті (r=+0,231-0,761). Середня, прогресивна та трекова швидкості взаємопов'язані (r=+0,550–0,887). Досліджено середню запліднювальну здатність сперми бугаїв-плідників за результатами осіменіння 8594 корів та 992 телиць у чотирьох господарствах Житомирської та Київської областей, варіація склала від 40,7 до 61,4 %. Доведено, що бугаї із вищою та середньою запліднювальною здатністю характеризуються вищим відсотком прогресивних сперміїв у еякулятах, середньою, прогресивною та трековою швидкостями їх руху порівняно з бугаями із низькою запліднювальною здатністю. Цю закономірність підтверджено кореляційним аналізом (r=+0,538−0,675). Кінетичні параметри, визначені за допомогою системи CASA, дають можливість прогнозувати запліднювальну здатність сперми та виявляти бугаїв-плідників зі зниженою репродуктивною функцією.