Báo cáo Khoa học So sánh 3 loại môi trường sử dụng trong đông lạnh tinh dịch bò

VIỆN CHĂN NUÔI - Tạp chí Khoa học Công nghệ Chăn nuôi - Số 24-Tháng 6-2010 72 SO SÁNH 3 LOẠI MÔI TRƯỜNG SỬ DỤNG TRONG ĐÔNG LẠNH TINH DỊCH BÒ Đào Đức Thà 1*, Nguyễn Thị Hương 1 và Nguyễn Thị Thoa2 1Bộ môn sinh lý, sinh hoá và và tập tính vật nuôi 2Phòng Thí nghiệm trọng điểm tế bào động vật - Viện Chăn nuôi. *Tác giả liên hệ: Đào Đức Thà; Bộ môn sinh lý, sinh hoá và và tập tính vật nuôi Viện chăn nuôi - Thụy Phương - Từ Liêm - Hà Nội Tel: (04) 38.385.940/0903.222.229 ; E-mail: bacsitha@yahoo.com ABSTRACT Comparison of 3 frozen semen extenders in bull frozen semen production Due to JICA project, three extenders: LIAJ-1, LIAJ-2, LIAJ-3 from Livestock Improvement Association of Japan have been introduced for use in Vietnam, recently. With the aim of comparing the above three extenders, this investigation was undertaken. Semen collected from 4 bulls was used for freezing The freezing extender was evaluated by several parameters such as pH, osmolarity, and semen quality after thawing by using Sperm Vision software. The cost of each extender was also evaluated. The result showed that sperm straight motility and the cost in LIAJ-2 extender were the highest. The LIAJ-3 was more stable and the cost was the lowest. The conception rate in cows with semen using LIAJ-2, LIAJ-3 was acceptable (> 60%). In conclusion LIAJ-3 was suitable for freezing semen of bull in the field condition. Keywords: bovine semen, extender, LIAJ, freezing, sperm vision ĐẶT VẤN ĐỀ Trên thế giới những nghiên cứu về đặc điểm và môi trường đông lạnh tinh dịch bò đã được tiến hành từ rất sớm. Các tác giả người Nga là những người đầu tiên đưa ra cơ sở khoa học và thực nghiệm môi trường đông lạnh tinh dịch. Từ đó các nghiên cứu về môi trường đông lạnh tinh dịch bò phát triển không ngừng và xuất hiện những công ty lớn, xuyên quốc gia vừa tham gia nghiên cứu vừa áp dụng những tiến bộ khoa học vào sản xuất như: Hãng Minitub của Đức, hãng IVM của Pháp…Về thành phần hoá học của môi trường đông lạnh tinh dịch, mỗi công ty đều có bản quyền riêng và công thức pha chế phù hợp với điều kiện của họ và họ liên tục cải tiến nhằm càng ngày càng có những môi trường đông lạnh tinh dịch bò hoàn thiện hơn. Ở Việt Nam, các nghiên cứu về môi trường đông lạnh tinh dịch bò chưa có nhiều. Các môi trường sản xuất tinh bò đông lạnh đã sử dụng đều nhập ngoại hoặc theo các công thức có sẵn. Được sự giúp đỡ của chuyên gia Nhật Bản, ba môi trường đông lạnh tinh dịch bò LIAJ-1; LIAJ 2; LIAJ3 đã được sử dụng. Nhằm lựa chọn ra môi trường đông lạnh tinh dịch bò phù hợp với điều kiện thực tiễn của Việt Nam chúng tôi tiến hành nghiên cứu: “So sánh 3 loại môi trường đông lạnh tinh dịch bò” VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Vật liệu nghiên cứu Tinh dịch của bốn đực giống mang số hiệu: 601, 603, 607, 806 thuộc Trung tâm nghiên cứu và chuyển giao tiến bộ công nghệ chăn nuôi Thái sinh (Trung tâm Thái sinh ) trực thuộc Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt nam tại địa chỉ: Cụm Moncada, Tản lĩnh, Ba vì, Hà Nội . Thành phần hoá học 3 môi trường đông lạnh tinh dịch bò: LIAJ-1, LIAJ-2, LIAJ-3 Trình bày tại (Bảng 1) ĐÀO ĐỨC THÀ – So sánh 3 loại môi trường ... 73 Bảng 1. Thành phần môi trường đông lạnh (1lít) Thành phần LIAJ1 LIAJ2 LIAJ3 Axit citric 13,4g 7,615g 13,4g Tris 24,2g 13,625g 24,22g Raffinose 0 27g 0 Lactose 0 15g 20g Fructose 0 3,75g 0 Glucose 10g 0 0 Glyxeryl 70 ml 65 ml 65ml Lòng đỏ trứng gà 200ml 200ml 200ml Penixiline 500.000IU 500.000IU 500.000IU Streptomyciline 0.5g 0.5g 0.5g Phương pháp nghiên cứu Sơ đồ các bước thí nghiệm Ba môi trường đông lạnh được đánh giá theo các chỉ tiêu lý hoá học: độ pH, áp suất thẩm thấu (pH được đo bằng máy đo pH điện tử, áp suất thẩm thấu được đo bằng máy Osmometer),… và so sánh giá thành hóa chất. Để loại bỏ yếu tố cá thể, 3 môi trường đông lạnh đều được tiến hành lặp lại với nhiều mẫu tinh ở cùng một đực giống. Trước khi đưa tinh vào đông lạnh, các mẫu tinh đều được kiểm tra độ pH, hoạt lực tinh trùng. Những mẫu tinh có pH từ 6,2- 6,8 (phạm vi pH bình thường của tinh dịch bò) và hoạt lực tinh ≥70% mới được đưa vào sản xuất tinh đông lạnh. Chất lượng tinh dịch bò trước và sau đông lạnh được đánh giá bằng phần mềm “Sperm Vision” tương tự như phân tích tinh dịch với sự hỗ trợ của máy vi tính của Rodriguez- Martinez (2000) theo các chỉ tiêu: Hoạt lực tinh trùng (A%) Tốc độ chuyển động của tinh trùng theo đường ziczăc (VCL), đường thẳng (VSL), đường trung bình (VAP) (µm/giây). Độ dài đường đi của tinh trùng theo đường ziczăc (DCL), đường thẳng (DSL), đường trung bình (DAP) (µm). LIAJ-1 LIAJ-2 LIAJ-3 Tinh dịch bò Đông lạnh cọng rạ Giải đông Vận tốc Độ dài chuyển động Phối giống Tỷ lệ thụ thai (%) Đánh giá bằng phần mềm spemrvision Hoạt lực pH, Astt Giá thành hóa chất VIỆN CHĂN NUÔI - Tạp chí Khoa học Công nghệ Chăn nuôi - Số 24-Tháng 6-2010 74 Bảng 2. Chỉ tiêu của bò đực và tinh nguyên Bò đực Tuổi( năm 2008) Giống n pH trung bình Hoạt lực trung bình (A%) 601 6 Red Sinhdy 85 6,7 77,92 ± 0,35 603 4 Red Sinhdy 95 6,7 75,13 ± 0,57 607 3 Red Sinhdy 90 6,6 75,00 ± 0,93 806 2,5 Brahman 80 6,7 72,69 ± 0,94 Xử lý số liệu Số liệu được xử lý theo phương pháp toán thống kê sinh học sử dụng chương trìǹh phân tích ANOVA trong Minitab. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Chỉ tiêu lý hoá của môi trường đông lạnh Độ pH và áp suất thẩm thấu là chỉ tiêu quan trọng, quyết định đến chất lượng môi trường đông lạnh, nó ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng đông lạnh của tinh trùng. Bảng 3. pH, áp suất thẩm thấu của 3 môi trường Chỉ tiêu LIAJ 1 LIAJ 2 LIAJ 3 n PH 6,93± 0,24 6,73± 0,22 6,91± 0,33 80 Áp suất thẩm thấu (mOsmol) 245±0,56 235±0,42 248±0,51 80 Bảng 3 cho thấy, pH của cả ba môi trường dao động trong khoảng từ 6,73- 6,93. Theo tác giả Nguyễn Tấn Anh và Nguyễn Quốc Đạt (1997) thì môi trường pha loãng tinh dịch phải có pH 6,4-7,0 như vậy chỉ số pH của cả ba môi trường là đạt tiêu chuẩn làm môi trường đông lạnh cho tinh dịch bò. Áp suất thẩm thấu của 3 môi trường dao động trong khoảng từ 235- 248 milliosmol, thuộc phạm vi cho phép của môi trường đông lạnh. Khả năng chịu đựng áp suất thẩm thấu của tinh trùng chỉ trong một khoảng giá trị thay đổi nhất định là 200-350 milliosmol (Daries Morel, 1999). Do đó, chỉ tiêu lý hóa cả 3 môi trường đạt tiêu chuẩn làm môi trường đông lạnh tinh bò. Hoạt lực tinh trùng sau giải đông (A%) Hoạt lực tinh trùng sau giải đông là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng môi trường đông lạnh. Hoạt lực càng cao chứng tỏ môi trường đó là tốt, đủ tiêu chuẩn làm môi trường đông lạnh. Bảng 4. Hoạt lực tinh trùng sau giải đông của 3 môi trường đông lạnh (A %) LIAJ 1 LIAJ 2 LIAJ 3 Bò đực n Mean ± SE Mean ± SE Mean ± SE 601 110 39,33±5,69 62,06±5,46 52,98±6,38 603 115 40,13±4,82 50,01±3,11 42,12±4,90 607 125 30,57±5,64 42,41±3,66 44,58±4,60 806 130 29,70±5,16 57,13±5,06 46,16±7,55 Trung bình 120 34,93±5,33 52,90±4,32 46,93±5,86 Hoạt lực tinh trùng trung bình sau giải đông cao nhất ở LIAJ2 đạt 52,90±4,32%, tiếp theo là LIAJ 3 đạt 46,93±5,86% và thấp nhất là LIAJ 1chỉ đạt 34,93±5,33(p≤ 0,05). Theo Đào Đức Thà và cs (2007) LIAJ 3 cho kết quả cao nhất là 43,33%, tiếp đến là LIAJ1: 42,61%; và ĐÀO ĐỨC THÀ – So sánh 3 loại môi trường ... 75 LIAJ2: 40,35% (p> 0,05). Sự sai khác giữa 2 kết quả có thể là do số lượng mẫu trong thí nghiệm của chúng tôi lớn hơn nhiều so với thí nghiệm trước (n=120), và được minh chứng trong thực tế sản xuất (thể hiện ở số lượng bò cái đã thụ thai). Còn kết quả của tác giả chỉ mới dừng lại trong phòng thí nghiệm, số lượng mẫu ở mức hạn chế (n=36) và chưa được kiểm nghiệm trong thực tế sản xuất. Qua Bảng 4 ta có thể thấy hoạt lực tinh trùng sau giải đông thấp hơn so với hoạt lực của tinh nguyên (bảng 2), sở dĩ có sự sai khác đó là vì trong quá trình đông lạnh một tỷ lệ tinh trùng nhất định đã bị chết do bị choáng khi phải chịu sự thay đổi lớn về nhiệt độ (từ 370C xuống – 1960C). Như vậy, trong 3 loại môi trường đưa vào thử nghiệm đông lạnh tinh cọng rạ, bước đầu cho thấy môi trường LIAJ-2 cho kết quả tốt nhất còn môi trường LIAJ-1 cho kết quả kém và ít ổn định hơn cả. Tốc độ chuyển động của tinh trùng sau giải đông (µm/giây) Thông qua trạng thái hoạt động của tinh trùng có thể đánh giá được chất lượng của tinh dịch. Tinh trùng hoạt động càng mạnh chứng tỏ chất lượng tinh tốt. Tốc độ chuyển động của tinh trùng là một chỉ tiêu phản ánh trạng thái hoạt động của tinh trùng, được phân tích theo 3 dạng chuyển động của tinh trùng là chuyển động theo đường ziczăc (VCL), theo đường trung bình (VAP) và theo đường thẳng (VSL). Kết quả phân tích tốc độ chuyển động của tinh trùng trong 3 môi trường đông lạnh được thể hiện ở Bảng 5. Bảng 5. Tốc độ chuyển động của tinh trùng sau giải đông (µm/giây)(n=100) Chỉ tiêu 601 603 607 806 Trung bình Mean ± SE Mean ± SE Mean ± SE Mean ± SE Mean ± SE LIAJ 1 69,52±7,48 68,96±4,81 61,00±8,57 73,43±5,89 68,23±6,69 LIAJ 2 84,50±8,31 76,28±9,53 91,97±9,38 90,40±4,80 85,79±8,01 VCL LIAJ 3 75,12±10,26 76,00±6,94 70,87±6,71 80,06±9,08 75,51±8,25 LIAJ 1 36,43±4,56 36,25±6,25 33,98±2,73 33,81±3,03 35,12±4,14 LIAJ 2 44,00±6,55 39,28±4,83 48,98±5,08 43,83±2,72 44,02±4,78 VAP LIAJ 3 39,30±3,83 39,89±3,39 36,75±3,27 40,52±5,66 39,12±4,04 LIAJ 1 26,18±1,87 25,24±3,23 25,71±3,02 22,33±2,29 24,86±2,60 LIAJ 2 29,28±3,02 26,74±3,08 40,19±4,30 30,90±3,26 31,78±3,41 VSL LIAJ 3 26,09±2,31 27,60±2,60 26,09±2,82 29,61±5,15 27,35±3,22 Bảng 5 cho thấy, cả 3 loại vận tốc chuyển động của tinh trùng sau giải đông trong môi trường LIAJ-2 cao nhất, tiếp theo là LIAJ-3 và thấp nhất là LIAJ-1. Cụ thể, chỉ số VCL trong môi trường LIAJ-2; 3; 1 lần lượt là 85,79±8,01µm/giây; 75,51±8,25µm/giây; 8,23±6,69µm/giây. Chỉ số VAP trong môi trường LIAJ-2; 3; 1 lần lượt là 44,02±4,78µm/giây; 39,12±4,04µm/giây; 35,12±4,14µm/giây. Chỉ số VSL là 31,78±3,41µm/giây; 27,35±3,22µm/giây; 4,86±2,60µm/giây lần lượt với môi trường LIAJ-2; 3; 1 (p > 0,05). Như vậy, trạng thái hoạt động của tinh trùng sau giải đông trong môi trường LIAJ-2 là mạnh nhất, chứng tỏ chất lượng tinh dịch trong môi trường LIAJ-2 là tốt nhất, tiếp đó là môi trường LIAJ 3 và LIAJ-1. Độ dài đường đi của tinh trùng sau giải đông (µm) Tương ứng với 3 dạng vận tốc chuyển động của tinh trùng là chỉ số về độ dài đường đi của tinh trùng theo 3 dạng chuyển động đó là độ dài đường đi của tinh trùng theo đường ziczăc VIỆN CHĂN NUÔI - Tạp chí Khoa học Công nghệ Chăn nuôi - Số 24-Tháng 6-2010 76 (DVL), theo đường trung bình (DAP) và theo đường thẳng (DSL). Chỉ số này được xác định bằng phần mền Sperm vision 3.0. Kết quả độ dài đường đi của tinh trùng sau giải đông trong 3 môi trường đông lạnh được trình bày trong Bảng 6. Bảng 6. Độ dài đường đi của tinh trùng sau giải đông trong 3 môi trường đông lạnh (µm) Chỉ tiêu 601 603 607 806 Trung bình Mean ± SE Mean ± SE Mean ± SE Mean ± SE Mean ± SE LIAJ 1 28,25±5,39 28,13±6,29 24,37±3,66 30,26±5,53 27,42±5,79 LIAJ 2 35,32±7,38 31,59±4,10 41,95±6,14 37,86±2,65 34,14±6,39 DCL LIAJ 3 31,18±4,32 31,72±3,31 28,78±2,82 32,66±3,21 30,63±3,83 LIAJ 1 14,69±2,14 14,66±2,73 13,49±0,96 13,83±1,35 14,02±2,29 LIAJ 2 18,30±2,58 16,20±2,09 22,26±2,60 18,21±1,37 17,53±2,85 DAP LIAJ 3 16,20±1,60 16,54±1,77 14,80±1,40 16,42±1,86 15,84±1,72 LIAJ 1 10,47±0,87 10,15±1,45 10,16±1,18 9,01±0,86 9,60±1,44 LIAJ 2 12,13±1,19 10,96±1,31 18,26±2,20 12,78±1,59 12,10±2,45 DSL LIAJ 3 10,68±0,94 11,38±1,36 10,43±1,24 11,99±1,82 10,87±1,31 Kết quả cho thấy độ dài đường đi của tinh trùng sau giải đông trong môi trường đông lạnh LIAJ-2 là cao hơn rõ rệt so với 2 môi trường còn lại. Chỉ số DCL trung bình lần lượt giảm từ môi trường LIAJ- 2; 3; 1, cụ thể, chỉ số tương ứng là 34,14 ± 6,39µm; 30,63 ± 3,83µm ; 27,42 ± 5,79µm. Chỉ số DAP trung bình cũng giảm từ LIAJ-2; 3; 1 tương ứng là 17,53 ± 2,85 µm; 15,84±1,72µm; 14,02 ± 2,29 µm. DSL trung bình lần lượt là 12,10 ± 2,45µm; 10,87 ± 1,31 µm; 9,60±1,44µm tương ứng với môi trường đông lạnh LIAJ- 2; 3; 1(p > 0,05). Kết quả này thống nhất với kết quả nghiên cứu về các chỉ số vận tốc chuyển động của tinh trùng sau giải đông. Tổng hợp kết quả đánh giá hoạt lực tinh trùng, vận tốc chuyển động và độ dài đường đi của tinh trùng sau giải đông cho thấy môi trường LIAJ-2 cho kết quả tốt nhất đối với chất lượng tinh đông lạnh còn môi trường LIAJ-1 cho kết quả chất lượng tinh kém nhất. Chất lượng tinh dịch ở môi trường LIAJ-3 tuy cho kết quả thấp hơn so với môi trường LIAJ-2 song các chỉ số vẫn đạt tiêu chuẩn đối với tinh đông lạnh để tiếp tục phân phối sử dụng trong sản xuất. Kết quả phối giống Để đánh giá chất lượng tinh sau đông lạnh của môi trường LIAJ- 2 và LIAJ- 3 trong thực tế sản xuất, chúng tôi đã sử dụng tinh dịch được sản xuất từ hai môi trường trên để tiến hành cho phối giống thử nghiệm cho bò cái và có kết quả Bảng 7. Bảng 7. Kết quả phối giống thử nghiệm tinh đông lạnh Tinh dịch sản xuát bằng môi trường Số bò cái được phối giống(con) Số bò cái có chửa(con) Tỷ lệ chửa(%) LIAJ2 56 38 67,86 LIAJ3 64 41 64,06 Tổng 120 79 65,83 Ở cả 2 môi trường tỷ lệ thụ thai đều đạt trên 60%, điều đó chứng tỏ chất lượng tinh đông lạnh sản xuất bằng môi trường LIAJ-2 và LIAJ-3 đều đạt tiêu chuẩn tốt để đưa vào sản xuất. Giá thành hóa chất của môi trường ĐÀO ĐỨC THÀ – So sánh 3 loại môi trường ... 77 Bảng 8 cho thấy, nếu coi giá thành của môi trường đông lạnh LIAJ-2 là 100% (cao hơn so với hai môi trường đông lạnh còn lại do sử dụng hoá chất đặc chủng Raffinose). Chi phí giá thành của môi trường đông lạnh LIAJ-1, LIAJ-3 so với LIAJ-2 lần lượt là17,23% và 17,37% thấp hơn rất nhiều so với môi trường LIAJ-2. Kết quả này phù hợp với công bố của Đào Đức Thà và cs (2007). Bảng 8. So sánh giá thành của thành phần hoá chất 3 môi trường đông lạnh (1lít môi trường) Thành phần LIAJ 1 LIAJ 2 LIAJ 3 Giá (VNĐ)/kg Lòng đỏ trứng gà 4500 4500 4500 225000 Axit citric 34586 19655 34586 2581080 Tris 55167 31060 55167 2279640 Raffinose - 623140 - 23079240 Lactose - 15826 20573 1055040 Fructose - 3250 - 866640 Glucose 19217 - - 1921680 Glyxeryl 3901 3629 3629 600000 Penixiline 1625 1625 1625 2400 Streptomyciline 2400 2.400 2400 2400 Thành tiền 121396 705085 122480 - So sánh giá thành giữa các môi trường -17,23% 100 % -17,37% - Như vậy, nếu sử dụng môi trường LIAJ-3 sẽ vừa tiết kiệm được chi phí sản xuất, mà chất lượng tinh vẫn đạt tiêu chuẩn. Do đó chúng tôi cho rằng sử dụng môi trường LIAJ-3 là thích hợp và phù hợp nhất đối với sản xuất tinh bò đông lạnh cọng rạ tại Việt Nam. KẾT LUẬN Môi trường đông lạnh tinh dịch bò LIAJ-2 đạt kết quả cao nhất trong 3 loại môi trường thí nghiệm. Môi trường đông lạnh tinh dịch bò LIAJ-3 có thấp hơn LIAJ-2 về hoạt lực tinh trùng nhưng vẫn đảm bảo được chất lượng tinh đồng thời có giá thành rẻ hơn LIAJ-2, tiết kiệm 17,37% giá thành môi trường. Tỷ lệ thụ thai của bò cái được phối giống bằng tinh cọng rạ sản xuất từ môi trường đông lạnh LIAJ- 2.và LIAJ-3 đều đạt trên 60%. TÀI LIỆU THAM KHẢO Daries Morel M. G. G (1999). Efuine artificul in seminasien New York, NY, 100016 USA. Đào Đức Thà, Koji Shimokova , Võ Thị Xuân Hoa, Luu Bá Quế và Lê Văn Thông, (2007). Nghiên cứu so sánh 3 loại môi trường đông lạnh tinh dịch bò phù hợp với tình hình sản xuất hiện nay. Tạp chí khoa học công nghệ chăn nuôi. Tạp chí KHCN Chăn nuôi, số 4, tr 65-69. H.Rodriguez-Martinez, (2000) .International Veterinary Information Service. Evaluation of Frozen Semen: Traditional and New Approaches. Department of Obtetrics and Gynaecology, Faculty of Veterinary Medicine, Swedish University of Agricultural Sciences(SLU), Uppsala, Sweden Nguyễn Tấn Anh, Nguyễn Quốc Đạt (1997). Thụ tinh nhân tạo gia súc, gia cầm. NXB. Nông nghiệp *Người phản biện: TS. Phan Văn Kiểm; Ths.Trịnh Văn Thân