Este trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de gradientes de densidade contínuos de Percoll e OptiPrep para a separação de espermatozoides portadores do cromossomo X, e avaliar a influência sobre a viabilidade espermática, taxa de prenhez e proporção do sexo. Para isso, 100 milhões de espermatozoides foram depositados em cada tubo contendo o gradiente de densidade, previamente preparados, em tubos de poliestireno, 24 horas antes da centrifugação e mantidos a 4 °C. Centrifugou-se a 500 x g por 15 minutos a 22 °C e, posteriormente, os sobrenadantes foram aspirados e os espermatozoides recuperados no fundo dos tubos. Uma amostra foi avaliada antes a após a centrifugação para verificação da motilidade e vigor espermático. Os espermatozoides foram utilizados para a inseminação artificial em tempo fixo. Os resultados indicaram que a centrifugação não afetou a viabilidade espermática e a taxa de prenhez, entretanto não houve desvio da proporção do sexo para fêmeas. Mais estudos são necessários para determinar a necessidade de adaptação da técnica de centrifugação para a espécie ovina e assim obter o desvio da proporção do sexo como na espécie bovina.

The objective of this study was to evaluate the efficiency of continuous density gradients of Percoll and OptiPrep for separation of X-bearing sperm, and assess the influence on sperm viability, pregnancy rate and sex ratio. With this purpose 100 million spermatozoa were deposited into each tube containing density gradient, which were previously prepared in polystyrene tubes, 24 hours before centrifugation and stored at 4 °C. The tubes were centrifuged at 500xg for 15 minutes at 22 °C, and then the supernatants aspirated and sperm recovered from the bottom of the tubes. A sample was evaluated before and after centrifugation to verify motility and sperm vigor. The sperm were used for fixed time artificial insemination. The results indicated that centrifugation did not affect sperm viability and pregnancy rate, however there was no deviation of sex ratio for females. More studies are needed of adapting the centrifugation technique to sheep and thus obtain the deviation of sex ration as in bovine.

A simulation model implemented in the programming software Delphi XE® was applied to evaluate sex selection in bovine. The hypothesis under investigation was that a dynamic model with stochastic and deterministic elements could detect the sexed semen technique to minimize pregnancy cost and to determine the adequate number of recipients required for in vivo (ET) and in vitro embryo production (IVP) in the proposed scenarios. Sex selection was compared through semen sexed using flow cytometry (C1) and density gradient centrifugation techniques (C2) in ET and IVP. Sensibility analyses were used to identify the adequate number of recipients for each scenario. This number was reinserted into the model to determine the biological and financial values that maximized ET and IVP using sexed semen (C1M and C2M). New scenarios showed that the density gradient technique minimized pregnancy cost based on the proposed scenarios. In addition, the adequate number of recipients (ET - C1M - 115 and C2M - 105)/(IVP - C1M - 145 and C2M - 140) per donor used was determined to minimize the pregnancy cost in all scenarios.

O objetivo neste trabalho foi desenvolver um método de seleção do sexo de espermatozoides bovinos por centrifugação em gradiente de densidade de Percoll. Utilizou-se sêmen congelado de touros mantidos em regime de colheita de sêmen. A fração de espermatozoides X ou Y foi separada por centrifugação em treze diferentes gradientes de densidade de Percoll formados por 1 a 12 camadas com densidades que variaram de 1,004 g/mL a 1,123 g/mL. As soluções com diferentes densidades foram preparadas misturando-se, em proporções diferentes, meio de cultura Hank's e uma solução estoque composta de NaCl 1,5 M e Percoll (1:9, v/v). Sobre cada gradiente foi colocado um total de 50 × 10(6) espermatozoides descongelados em 0,7 mL de meio Hank's e centrifugados a 250 X g por 30 minutos, em rotor horizontal, a 25°C. Os espermatozoides das frações superior e inferior foram tratados com Quinacrina Mustarda e analisados (200 deles) quanto à presença do corpúsculo-F. Dos espermatozoides encontrados no sedimento de dois gradientes, compostos de 8 e 12 frações com densidades variando entre 1,050 a 1,120 g/mL e 1,044 a 1,123 g/mL, respectivamente, visualizaram-se 25% com corpúsculo-F e os 75% restantes prováveis portadores do cromossomo X. O aumento na porcentagem de espermatozoides X após a centrifugação em gradiente de densidade permitirá que esse método de sexagem seja usado em larga escala na produção comercial de carne e leite bem como no teste de progênie.

The objective of this work was to develop a bovine spermatozoid sex selection method by using Percoll density gradient centrifugation. It was used frozen semen of bulls kept in semen collection regime. Fraction X or Y was separated by centrifugation in three different Percoll density gradient formed by 1 to 12 layers with densities varying from 1.004 g/mL to 1.123 g/mL. Solutions with different densities were prepared by mixing, at different proportions, Hank's culture medium and a stock solution composed of NaCl 1.5 M and Percoll (1:9, v/v). On each gradient, it was put 50 × 10(6) spermatozoids thawed in Hank's medium and centrifuged at 250 X g for 30 min in a horizontal rotor, at 25°C. The spermatozoids in the superior and inferior fractions were treated with Mustard Quinacrine and analyzed (200 spermatozoids) for the presence of F-body. Of the spermatozoids found in the sediment of the two gradients, composed of 8 and 12 fractions with densities varying from 1.050 to 1.120 g/mL and 1.044 to 1.123 g/mL, respectively, it was identified 25% with the F-body and the other 75% were probably X chromosome-bearing spermatozoids. Increase in percentage of the X-spermatozoid after density gradient centrifugation will allow this system of spermatozoid sexing to be used in large scale in commercial production of meat and milk as well as for progeny tests in bovines.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito das variáveis número de receptoras, protocolo de sincronização, indicadores de eficiência reprodutiva e custo da prenhez na eficiência econômica da produção in vivo e in vitro de embriões, em bovinos. Elaborou-se um aplicativo de simulação que permite ao usuário inserir os parâmetros das variáveis de entrada. Um cenário base, originado a partir de taxas tradicionais de eficiência das técnicas de produção in vivo (TE) e in vitro (PIVE) de embriões bovinos, foi introduzido no aplicativo de simulação como critério para comparação dos resultados. O aplicativo desenvolvido foi capaz de reproduzir os cenários de TE e PIVE. A produção de embriões foi simulada com o uso de simulação estocástica. Posteriormente determinou-se o número ótimo de receptoras por análise de sensibilidade. O valor presente líquido e o custo por prenhez foram utilizados como parâmetros de decisão. A sincronização para inovulação em tempo fixo reduziu a ociosidade de receptoras e, consequentemente, o custo final da prenhez em comparação à metodologia tradicional. A sexagem fetal deve estar associada à produção in vivo de embriões bovinos. Além disso, o número ótimo de receptoras por doadora é variável e dependente dos parâmetros de entrada do sistema.

The objective of this work was to evaluate the effect of the variables number of recipients, synchronization protocol, reproductive efficiency indicators and pregnancy cost, in the economic effectiveness of in vivo and in vitro bovine embryo production. A simulation application was elaborated to allow the user to insert the input variable parameters. A basic scenario, from the efficiency traditional rates of in vivo (ET) and in vitro production (IVP) techniques of bovine embryos, was introduced in the software as a criterion to compare the results. This software was able to reproduce both ET and IVP scenarios. The embryo production was simulated through stochastic simulation. The optimal number of recipients using sensitivity analysis was determined. The net present value and cost per pregnancy were used as a decision parameter. The synchronization for fixed-time embryo transfer decreased the recipient idleness and, consequently, the final cost of pregnancy, in comparison to the traditional methodology. Foetal sexing must be associated to IVP of bovine embryos. In addition, the optimal recipient number per donor is variable and depends on data inserted in the system.

Avaliaram-se as relações entre características físicas e morfológicas do sêmen de bovinos das subespécies Bos taurus taurus e Bos taurus indicus com a idade dos touros e a época de colheita do sêmen. Utilizaram-se observações feitas durante o período de 1993 a 1999, em 42 touros com 12 a 174 meses de idade, divididos em cinco classes: Bos taurus taurus - 12 a 36 meses; 37 a 60 meses; 61 a 84 meses; 85 a 108 meses; e 109 a 138 meses; e Bos taurus indicus - 12 a 42 meses; 43 a 72 meses; 73 a 102 meses; 103 a 132 meses; e 133 a 174 meses. As características analisadas foram: volume, turbilhonamento espermático, concentração espermática, motilidade espermática, vigor espermático, anormalidades espermáticas e integridade do acrossoma. No processamento das análises, utilizaram-se as médias das características em cada classe de idade e o mês de colheita de sêmen durante o período de 1993 a 1999. As técnicas estatísticas multivariadas de componentes principais e de agrupamento hierárquico mostraram resultados que podem contribuir na escolha de sêmen de melhor qualidade. As classes 103 a 132 meses e 133 a 174 meses para a subespécie Bos taurus indicus e a classe de idade 109 a 138 meses para a subespécie Bos taurus taurus foram as mais contrastantes. Para ambas as subespécies, nos meses mais úmidos, o sêmen apresentou menor qualidade, principalmente na subespécie Bos taurus taurus. As características do sêmen mais contrastantes no estudo por classes e no período de coleta de sêmen foram: vigor espermático, motilidade espermática, concentração espermática, integridade do acrossoma e anormalidades terciárias no sêmen.

The objective of this study was to evaluate the relation between the physical and morphological characteristics of semen from Bos taurus taurus and Bos taurus indicus cattle, the age of the bull and semen collection periods. Observations were made on 42 bulls with ages ranging from 12 to 174 months in five classes: subspecies Bos taurus taurus - 12 to 36 months; 37 to 60 months, 61 to 84 months, 85 to 108 months and 109 to 138 months and subspecies Bos taurus indicus - 12 to 42 months; 43 to 72 months, 73 to 102 months, 103 to 132 months and 133 to 174 months, from 1993 to 1999. The analyzed characteristics were: semen volume, mass motility, sperm concentration, sperm motility, sperm vigor, abnormalities and acrosome integrity. The average of characteristics in each age class and collection month were used for the analysis process during the period from 1993 to 1999. The statistical multivariate techniques of clustering and principal components showed results that can help in selection of semen with better quality. The age classes 4 and 5 of Bos taurus indicus and the age class 5 of Bos taurus taurus were the most contrasting. For both subspecies, the wetter months showed the lowest semen quality. This result was more evident in Bos taurus taurus. The most contrasting semen characteristics were: sperm vigor, sperm motility, sperm concentration, acrosome integrity and tertiary abnormality.

Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar o efeito da idade de touros europeus e zebuínos e do período de colheita do sêmen sobre as características físicas e morfológicas do sêmen desses animais produzido em uma central de inseminação no período de 1993 a 1999. Os dados de produção de sêmen dos touros foram agrupados em cinco classes de idade (12 a 36 meses, 37 a 60 meses, 61 a 84 meses, 85 a 108 meses e 109 a 142 meses) e quatro períodos de colheita (período 1: dezembro a fevereiro; período 2: março a maio; período 3: junho a agosto e período 4: setembro a novembro). As classes de idade determinaram diferenças significativas no volume, turbilhonamento espermático, nas anormalidades primárias, secundárias, terciárias e totais, na integridade de acrossoma e na quantidade média de doses por ejaculado, cujos valores foram maiores nos zebuínos no período 4 (setembro a outubro). As maiores porcentagens de anormalidades totais, nas duas subespécies, foram observadas nos animais mais jovens (12 a 36 meses) e nos mais velhos (109 e 142 meses). Os zebuínos mais velhos produziram sêmen mais concentrado e maiores quantidades médias de doses por ejaculado. Em touros europeus, o sêmen menos concentrado e as maiores porcentagens de anormalidades espermáticas foram observadas no período 1 (dezembro a fevereiro), consequentemente, menores quantidades de doses de sêmen por ejaculado foram produzidas por essa subespécie, o que pode ter sido um efeito do estresse calórico sofrido por estes animais antes da colheita de sêmen. A idade e o período de colheita influenciam na qualidade do sêmen de touros doadores mantidos em regime de colheita para comercialização.

The objective of this study was to evaluate the effect of the European and Zebu age of the bull and semen collection periods on the physical and morphological characteristics of the semen produced by animals in an artificial insemination station, from 1993 to 1999. The semen production data were grouped in five age classes: 12 to 36 months, 37 to 60 months, 61 to 84 months, 85 to 108 months and 109 to 142 months; and in four collection periods: 1 - December to February; 2 - March to May, 3 - June to August and 4 - September to November. Significant effects of age and collection periods on semen characteristics were observed. Volume, sperm turbulence, primary, secondary, tertiary and total abnormalities, acrosome integrity and the average amount of doses per ejaculate showed statistical differences among age classes, with higher values for Zebu in period 4 (September to October). For both subspecies, the highest percentage of total abnormalities was observed in the younger (12 to 36 month-old) and older (109 to 142 month-old) groups of animals. The older Zebu group produced more concentrated semen and showed high average amount of doses per ejaculate. The effect of age on semen characteristics could be observed during the productive and reproductive life of the cattle studied, except for sperm motility and sperm vigor of fresh semen. Less concentrated semen and high percentage of abnormal spermatozoa were observed in the European bulls during season 1 (December to February), as a consequence, a small quantity of semen doses per ejaculate was produced by this subspecies. It could be an effect of the heat stress suffered by these animal immediately before semen collection.

O mercado demanda, desde final da década de 20, uma tecnologia para a sexagem de espermatozóides que possa ser inserida na indústria de produção de sêmen congelado e que tenha as seguintes características: a) não altere a viabilidade espermática; b) seja compatível com a congelação do espermatozóide sexado; c) permita a sexagem de espermatozóides previamente congelados e descongelados; d) permita a produção de várias doses de sêmen sexado congelado por dia, com custo compatível ao mercado. A importância dessa tecnologia para maximizar a produção animal a um custo baixo tem sido um desafio da pesquisa a vários anos. A possibilidade de produzir, em escala comercial, doses de sêmen enriquecidas com espermatozóides X ou Y aumentará os benefícios do uso da inseminação artificial no seu papel de maximizar o progresso genético entre gerações de acordo com os requerimentos de cada programa de melhoramento animal. Diferentes rotas tecnológicas são percorridas na tentativa de selecionar-se o sexo em mamíferos, tanto nas espécies de interesse zootécnico quanto em espécies ameaçadas de extinção, animais de companhia. Neste sentido, existem duas alternativas: a separação de espermatozóides portadores do cromossomo X, daqueles portadores do cromossomo Y; ou a sexagem de embriões pré-implantados. A viabilidade da sexagem de espermatozóides em bovinos é esperada por muitos anos e os desenvolvimentos recentes tornaram essa tecnologia de aplicação commercial. Entretanto, muitas limitações ainda existem, principalmente, referente à taxa de gestação em condições de campo. Isso restringe a utilização dessa tecnologia no melhoramento genético e produção animal. Nessa palestra abordaremos os potenciais sistemas de criação e produção que poderão beneficiar-se com a sexagem de espermatozóides, quando essas limitações forem solucionadas.

The market demands, since the end of the 1920s the market demands a technology for spermatozoa sexing that can be inserted in the industry to production of frozen semen and that has the following features: a) does not change sperm viability; b) it be compatible with freezing of spermatozoa after treatment for sexing; c) it allows the spermatozoa sexing after their thawing; d) it allows the production of various doses of sexed frozen semen per day at a compatible cost for the market. The importance of this technology to maximize animal production at lower cost is a challenge of the research and it has been studied for many years. The possibility to produce, in commercial scale, semen doses enriched with X or Y spermatozoa will increase the benefits of the use of artificial insemination (AI) for its decisive role to maximize the genetic progress between generations, according to the requirements of each genetic improvement program and livestock capacity. Different technological routes are taken in the attempt to select gender in mammals, both for zootechnical interest species and for endangered species and pet animals. There are two alternatives for that: to separate X-chromosome-bearing spermatozoa from those Y- chromosome-bearing spermatozoa; or to sex pre-implanted embryos.The availability of sexed semen in cattle has been eagerly anticipated for many years, and recent developments have brought this technology to the brink of commercial application. Limitations still exist, namely conception rates in field. This limits the willingness of producers to pay a premium price for the product. The focus of this paper is to discuss potential breeding schemes that can lead to widespread usage of sexed semen, in spite of its aforementioned limitations.

Neste trabalho, a técnica de PCR ("polymerase chain reaction") foi utilizada para a sexagem de 92 embriões bovinos fertilizados in vitro. Os embriões originaram-se de fertilização in vitro de oócitos aspirados de ovários de fêmeas bovinas, provenientes de abatedouros comerciais. Os oócitos foram maturados, fertilizados e cultivados até o estádio de blastocisto. Os embriões foram lavados em solução de PBS, transferidos para tubos de polipropileno contendo água ultrapura, e imediatamente congelados a -196ºC. Os embriões foram descongelados sobre isopor contendo gelo picado e tratados com proteinase K. Para a reação de PCR, utilizaram-se alíquotas de 34 µl de cada tudo, onde foram acrescidos dois pares de primers, seqüência BC1.2 e seqüência satélite 1.715, desoxinucleotídeos, MgCl2, tampão PCR 10X, TaqDNA polimerase e água, em um volume final de 50 µl. As amostras foram amplificadas e a eletroforese realizada em gel de poliacrilamida a 8%. Os géis foram corados com solução de brometo de etídio e analisados em transiluminador de luz ultravioleta. Um índice de 93,47% de amplificação foi atingido, com 41 embriões (47,67%) machos e 45 (52,32%) embriões fêmeas. O uso de gel de poliacrilamida a 8% foi eficaz na separação de fragmentos de DNA muito próximos.

In the present study the polymerase chain reaction (PCR) was used for sexing ninety-two in vitro fertilized bovine embryos. The embryos were obtained after in vitro fertilization of oocytes from slaughterhouses. The oocytes were matured, fertilized, and cultured until the blastocyst stage. The embryos were washed in PBS solution, and transferred to polypropylene tubes with containing ultrapure water and immediately frozen at -196ºC. The embryos were thawed on ice and treated with proteinase K. For the PCR reaction, aliquots of 34 µl from each tube were mixed to the primers BC1.2 and microsatellite sequence 1715, dNTPs, MgCl2, 10X PCR buffer, Taq DNA polymerase and water in a final volume of 50 µl. The samples were amplified and the PCR products separated by electrophoresis in a 8% polyacrylamide gel. The gels were stained in ethidium bromide solution and vizualized under UV-light. The amplification rate was 93.47%, with 41 (47.67%) male embryos and 45 (52.32%) female embryos. The use of 8% polyacrylamide gel was efficient for separating DNA fragments of very similar size.

Foram utilizados dez animais doadores de sêmen em nível de Central de Inseminação Artificial, da raça Gir, divididos em dois grupos, de acordo com o grau de congelabilidade do sêmen de cada animal. Os animais com sêmen de alta congelabilidade foram aqueles cuja porcentagem de ejaculados viáveis pós-descongelação foi superior a 80%. O grupo de baixa congelabilidade tinha animais com porcentagem menor que 50% de ejaculados viáveis pós-descongelação. Os critérios de avaliação da viabilidade do sêmen e seleção dos animais foram definidos pelo controle de qualidade do Departamento de Produção da Central de Inseminação Artificial. Foram feitas quatro coletas semanais consecutivas, sendo que obtiveram-se as amostras de plasma seminal por centrifugação a 1.500 g por 15 a 20 minutos a 4°C, momentos após a coleta do sêmen em vagina artificial. O plasma seminal foi dialisado em membrana de celulose, em tampão Tris-Glicina pH-7,4 por 24 horas a 4°C, em agitação lenta e constante. As amostras foram padronizadas em 1,0 mg/ml de proteína total, por diluição em tampão Tris-HCl 62mM pH-6,2 mais 20% de glicerol e 4% de SDS. Através de eletroforese do tipo SDS-PAGE, foram feitas as corridas em gel a 13%. A corrida foi feita com a constante de 25 mA, por um período de 5 horas. A coloração do gel foi feita por Coomassie Brilliant Blue. Pelos resultados obtidos, verificou-se que existe uma banda no grupo de alta congelabilidade, cujo fragmento polipeptídico desta proteína tem Mr (mobilidade relativa) 20,3 e PM (peso molecular) aproximado de 61.800 Da. Esta banda não foi detectada nas amostras do grupo de baixa congelabilidade, o que sugere ser um possível marcador bioquímico quanto ao potencial de criopreservação do sêmen de bovinos.

This study was undertaken to determine whether bovine seminal plasma contained protein markers associated with semen freezability. Seminal plasma was obtained from ten Gir bulls of known fertility and freezability, set into two groups of High (up to 80% of viable sperm after thawing) and Low freezability (less than 50%). SDS-PAGE of seminal plasma samples indicated that one protein (Mr =-20.3;-MW-=-61,800Da) predominated in high-freezability semen. These findings indicate that bull seminal plasma contains freezability-associated proteins which can be used as markers for predicting semen freezability.

O presente estudo utilizou 16 animais Bos taurus indicus da raça Nelore doadores de sêmen. Estes animais foram divididos em grupos de acordo com a idade em que o sêmen congelou pela primeira vez. O grupo I, considerado precoce, apresentou animais com sêmen passível de congelação com idade inferior a 20 meses. O grupo II, composto por animais que tiveram o sêmen congelado com idade entre 21 e 26 meses. E o grupo III, tido como tardio, composto por animais com sêmen congelável com idade superior a 27 meses. Para análise dos padrões eletroforéticos da transferrina e albumina, amostras de sangue foram colhidas em tubos heparinizados e submetidos a centrifugação de 2.500 G por 15 minutos para separação do plasma sangüíneo. As amostras de plasma sangüíneo foram processadas para que a corrida eletroforética em gel de poliacrilamida pudesse ser realizada. Para a coloração do gel, usou-se Coomasie Brilliant Blue. Após análise dos padrões eletroforéticos da transferrina e albumina, observou-se que não houve relação detectável entre os fenótipos da albumina e precocidade sexual de touros doadores. Entretanto, em relação à transferrina, foi possível sugerir uma associação entre o alelo TfD com touros portadores de sêmen congelável precocemente ou medianamente em termos de idade à congelação.

The association between biochemical polymorphic systems and early sexual maturity was assessed subjecting 16 animals (from 17 to 36 months old) to eletrophoretic studies, searching for transferrin and albumin polymorphisms. Two albumin alleles, AlbA (AlbF) and AlbB (AlbS), but only either as AlbB homozigotes or AlbAB heterozigotes were observed. There were no AlbA homozigotes. It was not possible to detect relationships between albumin genotypes and early sexual maturity. Regarding transferrin, it was possible to detect two alleles (TfD and TfE). When trying to establish a relationship between transferrin electrophoretic pattern and the desirable economic trait (early sexual maturity) it is suggested that the TfD allele could be associated with bulls that probably will provide freezable semen at an early age.