Рекомбинантная терапия Fsh и Lh для индукции нереста превителлогенной и ранней сперматогенной задержанной костистой кости, плоскоголовой серой кефали (Mugil cephalus)

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 6563 (2022) Цитировать эту статью

2032 Доступа

8 цитат

7 Альтметрика

Подробности о метриках

С расширением и диверсификацией глобальной аквакультуры продолжаются усилия по разработке новых биотехнологий для вспомогательной репродукции видов, имеющих репродуктивные дисфункции. Самцы плоскоголовой серой кефали (Mugil cephalus), содержащиеся в интенсивных условиях в Средиземноморском регионе, не производят плавного молока, а большинство самок задерживаются на этапе превителлогенеза. Еженедельные инъекции рекомбинантного фолликулостимулирующего гормона (rFsh) и лютеинизирующего гормона (rLh) индуцировали и завершали вителлогенез у обработанных самок (n = 21), а обработанные самцы давали текучую сперму (n = 9). Применение примирующей дозы 30 мкг кг-1 рЛч и разрешающей дозы 40 мг кг-1 прогестерона или примирующих и разрешающих доз 30 мкг кг-1 рЛч приводило к индукции созревания, овуляции и спонтанному нересту успешность нереста составила 85% (8 из 9 самок) и 100% (n = 6) соответственно. Собранные яйца имели 63 ± 21 % оплодотворения с развитием эмбриона и 58 ± 23 % вылупления. Для сравнения, у контрольной группы не наблюдалось прогресса в развитии гонад и не производилась текучая сперма. Настоящие результаты подтверждают возможность контроля оогенеза от превителлогенеза до завершения созревания и нереста в оплодотворенных резервуарах с использованием исключительно rFsh и rLh у костистых видов.

Интенсивная аквакультура ищет способы улучшить репродуктивный контроль, особенно репродуктивно дисфункциональных видов, чтобы обеспечить поставку молоди для крупномасштабного коммерческого производства. Разработка протоколов культивирования не только обеспечит постоянные и устойчивые поставки для операций по выращиванию, но также позволит добиться генетических улучшений посредством селекционного разведения. Успех протоколов культивирования, в свою очередь, облегчит промысловую нагрузку на запасы естественных популяций, которые во многих случаях находятся под угрозой. Важным элементом обеспечения надежного снабжения молодью является контроль за воспроизводством взрослых рыб, содержащихся в неволе. Однако некоторые виды не завершают размножение в неволе, и для развития аквакультурного производства используется экзогенная гормональная терапия.

Две репродуктивные стадии, гаметогенез (оогенез и сперматогенез) и созревание (созревание ооцитов и спермиация) контролируются различными репродуктивными гормонами, вырабатываемыми в гипофизе и половых железах, т.е. гонадотропиновыми гормонами (Gths) и стероидами1. Гормональная терапия, основанная на гонадотропин-рилизинг-гормонах и агонистах рецепторов лютеинизирующего гормона (хорионические гонадотропины человека или экстракты гипофиза), обычно используется для контроля фазы созревания, тогда как гормональный контроль гаметогенеза редко используется в индустрии аквакультуры2. Использование относительно новых рекомбинантных гонадотропиновых гормонов (rGths), рекомбинантного фолликулостимулирующего (rFsh) и лютеинизирующего гормонов (rLh) может открыть новые стратегии в аквакультуре для лечения репродуктивных нарушений и разработки внесезонных программ разведения3. С этой целью были разработаны различные методы лечения in vivo, в основном сосредоточенные на стадиях окончательного созревания и спермиации/овуляции с помощью однократных или двойных инъекций rGths4,5. Однако виды рыб, задержанные на ранних стадиях репродуктивного цикла, требуют контроля гаметогенеза с помощью длительного лечения повторными инъекциями, которые поддерживают повышенные уровни специфического Gths3 в плазме. В случае самцов были описаны различные успешные долгосрочные подходы к неполовозрелому европейскому угрю (Anguilla anguilla)6 и взрослой сенегальской камбале (Solea senegalensis)7,8. В случае самок было трудно определить аналогичные долгосрочные методы лечения для получения жизнеспособных гамет у самок, задержанных до вителлогенеза. Значительный прогресс был достигнут при длительном лечении превителлогенных самок плоскоголовки серой кефали (Mugil cephalus) rFsh и rLh для успешного завершения вителлогенеза9. Однако после индукции созревания с помощью рЛГ и прогестерона (P4) самки, содержащиеся со спермирующими самцами, не смогли спонтанно нереститься. Поэтому гаметы были удалены и искусственно оплодотворены, и был получен низкий процент оплодотворения (<1%), что поставило под сомнение жизнеспособность процесса для целей аквакультуры. Однако, несмотря на низкую оплодотворяемость, исследование продемонстрировало возможность использования rFsh и rLh для индукции оогенеза из превителлогенеза для получения яиц и личинок в интенсивных условиях и стимулировало дальнейшие исследования для улучшения полученных результатов.

2.25 years) although not all females that were held for this time had started vitellogenesis./p> 200 µm). Weekly doses were maintained at 12 µg kg−1 during vitellogenesis. As vitellogenesis progressed and when mean diameter of the most developed oocytes was ≥ 300 µm, females received in addition a weekly administration of rLh at rising doses. Initially an rLh dose of 2.5 µg kg−1 was given and maintained until females entered into late-vitellogenesis (≥ 400 µm)17 and was then increased to 4 and 6 μg kg−1. At an oocyte diameter of ~ 500 µm, weekly rFsh doses were reduced to 4 μg kg−1 while rLh was increased to 9 μg kg−1. A combination of 4 μg kg−1 rFsh and 12 μg kg−1 rLh per week was administered until vitellogenic growth was completed. The completion of oocyte growth was determined when oocytes were deemed approaching maturation; microscopic examination showed that the most developed oocytes were nearing 600 µm in diameter. The nine females in the control group were also manipulated each week and were injected with saline solution (1 mL) a total of twelve times./p> 200 µm) and vitellogenic growth was maintained with a dose of 12 µg kg−1 per week. When the mean diameter of the largest oocytes was ≥ 300 µm, in addition to rFsh, rLh was administered in increasing doses. Initially an rLh dose of 2.5 µg kg−1 was given and maintained until females presented ≥ 400 µm oocytes and was raised to 4 and 6 μg kg−1. At ~ 500 µm diameter, weekly rFsh doses were reduced to 4 μg kg−1 whereas rLh was increased to 9 μg kg−1. A combination of 4 μg kg−1 rFsh and 12 μg kg−1 rLh per week were administered until vitellogenic growth was completed (~ 600 µm). Each point corresponds to a weekly administration. This scheme represents the longest pattern of administration of those females that required a total of thirteen weeks to complete vitellogenic growth./p> 25 μm s−1 and fast progressive sperm to have a straightness (SRT = VSL/VAP × 100) of > 80% and a VCL of > 80 μm s−1. All samples were analysed on the day of the collection and 48 h after collection. Samples collected at the end of the experiment (week 13) were also analysed on days 1, 4, 6, 8, 11, 13 and 15 after collection./p> 50%) were obtained from oocytes treated with P4 (4000, 1000, 500 and 50 ng mL−1) or 100 ng mL−1 of rLh (Supplementary Fig. S6). All oocytes treated with P4 and oocytes treated with 400, 200 and 100 ng mL−1 of rLh had significantly (P < 0.05) higher percentages (> 34%) of ovulation than untreated oocytes (control) and oocytes treated with rFsh or 10 ng mL−1 of rLh (< 8%). Oocytes treated with 50 ng mL−1 of rLh had a percentage of ovulation (21.3 ± 18.5%) that was intermediate between the highest and lowest ovulation groups./p>