Instytut Rybactwa Śródlądowego w Olsztynie im. Prof.. Stanisłąwa Sakowicza Henryk Kuźmiński Samicze populacje pstrąga tęczowego (Oncorhynchus mykiss) Zakład Hodowli Ryb Łososiowatych Rutki 83-330 Żukowo tel/fax: 58 6818427 e-mail: hkuzminski@infish.com.pl
Instytut Rybactwa Śródlądowego w Olsztynie Zakład Hodowli Ryb Łososiowatych Rutki
Zespół badaczy 1. Instytut Rybactwa Śródlądowego w Olsztynie, Zakład Hodowli Ryb Łososiowatych Rutki: Krzysztof Goryczko, Stefan Dobosz, Henryk Kuźmiński, Tomasz Zalewski 2. Instytut Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie a) Zakład Biologii Gamet i Zarodka: Andrzej Ciereszko, Joanna Nynca, Grzegorz J. Dietrich, Ewa Liszewska, Halina Karol b) Zakład Andrologii Molekularnej: Jan Glogowski, Radosław K. Kowalski, Beata I. Cejko 3. Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Katedra Ichtiologii: Krystyna Demska-Zakęś, Małgorzata Jankun-Woźnicka, Paweł Wożnicki, Teresa Własow, Konrad Ocalewicz, Piotr Hliwa, Elżbieta Ziomek 4. Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, Katedra Ichtiobiologii i Rybactwa: Krzysztof Bieniarz, Tomasz Mikołajczyk, Jarosław Chyb
Pstrąg tęczowy: samiec, ryba niedojrzała płciowo samica
Pierwsze populacje samicze Goryczko K., Dobosz S., Makinen T., Tomasik L. 1991. UV-irradiation of rainbow trout sperm as a practical method for induced gynogenesis. J. Appl. Ichtyol. 7: 136-146. Bieniarz K., Goryczko K., Dobosz S., Grudniewski T. 1991. The effect of 17-methyltestosterone on rainbow trout Oncorhynchus mykiss. Pol. Arch. Hydrobiol. 38, 2: 295 301.
Cele badawcze Wprowadzenie technologii produkcji populacji samiczych do praktyki rybackiej na szerszą skalę wymuszało jej dostosowania do wymagań rynku Poprawa efektywności maskulinizacji Poprawa efektywności gynogenezy mejotycznej Poprawa efektywności triploidyzacji
1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 Produkcja pstrągów 1970-2010 lata ton
Produkcja ryb hodowlanych 2006-2008 inne 7% karpie 44% ps trągi 49%
Schemat gynogenezy mejotycznej Udar ciśnieniowy II podział mejotyczny I podział mitotyczny Zaplemnienie jaja inaktywowanym nasieniem Zygota 2n Embrion 2n
Naświetlanie nasienia promieniowaniem UV
Aparatura do termicznego szokowania ikry
Profesjonalny aparat do szokowania ikry (TRC Hydraulics Inc., poj. 2,7 l)
90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 Przeżywalność wylęgu pstrąga tęczowego po gynogenezie 10 30 50 70 90 110 130 150 170 190 210 230 250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 ko ntro l Czas (min) Prze żywalno ś ć (%)
Schemat zapłodnienia samica + samiec zygota X + X XX X + Y XY samica + neosamiec zygota X + X XX II podział mejotyczny I podział mitotyczny Zaplemnienie jaja Zygota 2n Embrion 2n
Maskulinizowana samica pstrąga tęczowego
Struktura maskulinizowanych samic 1% 1% 3% 2% ne o-s amc e funkc jonalne ne o-s amc e nie funkc jonalne obupłc iowe s amic e nie do jrzałe 93%
Efektywność maskulinizacji s amic e 1% nie do jrzałe 3% ne o-s amc e 96%
Triploidalna samica pstrąga tęczowego
Schemat triploidyzacji Udar ciśnieniowy samica + samiec zygota X X + X XXX XX + Y XXY samica + neosamiec zygota XX + X XXX II podział mejotyczny I podział mitotyczny Zaplemnienie jaja Zygota 3n Embrion 3n
Erytrocyty i chromosomy u 2N i 3N pstrągów
Jądra triploidalnych pstrągów
100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 Przeżywalność wylęgu pstrąga tęczowego po poliploidyzacji 10 30 50 70 90 110 130 150 170 190 210 230 250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 ko ntro l Czas (min) Prze żywalno ś ć (%)
600,0 500,0 400,0 300,0 200,0 100,0 0,0 Wzrost masy jednostkowej pstrągów 2N i 3N 2N 3N 8.07 26.10 4.08 1.09 29.09 20.10 24.11 29.12 19.01 16.02 16.03 13.04 11.05 8.06 6.07 3.08 9.09 29.09 Data Masa (g/szt)
Aparat do szoków ciśnieniowych ikry (autor: Krzysztof Grecki)
Kolejne cele badawcze /Potencjalne czynniki wpływające na jakość plemników neosamców/ Różnice morfologiczne jąder Wiek neosamców Sezon cyklu rozrodczego
Pozyskiwanie gonad
Typy morfologiczne jąder neosamców Typowe z nasieniowodami Typowe bez nasieniowodów Atypowe z nasieniowodami Atypowe bez nasieniowodów
Gonady obupłciwe
Ilość wylęgu pozyskanego w wyniku zapłodnienia ikry nasieniem z różnych typów makroskopowych jąder 100 80 wylęg (%) 60 40 20 0 Typowe+nas ieniowody Atypowe+nas ieniowody Typowe-nas ieniowody Atypowe-nas ieniowody
Wniosek Nie stwierdzono istotnych różnic jakości nasienia neosamców w zależności od budowy morfologicznej jąder
Charakterystyka pstrągów tęczowych: samce funkcjonalne - kontrol (XY), neosamce młode N1 (XX) i neosamce stare N2 (XX). Wartości w wierszach oznaczone tymi samymi indeksami literowymi nie różnią się istotnie statystycznie (P<0,05) Parametr Kontrol (XY) N1 (XX) N2 (XX) Liczebność [szt.] 5 5 5 Wiek [lat] 3 + 2 + 6 + Średnia długość - Lt [cm] (± SD) 40,8 (1,0) a 34,8 (1,1) b 53,5 (2,0) c Średnia masa ciała [g] (± SD) 933 (110) a 549 (72) a 2458 (704) b GSI [%] (± SD) 4,04 (0,51) a 4,21 (0,67) a 3,50 (0,95) a SD odchylenie standardowe
Przeżywalność pstrągów tęczowych na etapie zaoczkowania ikry, wyklucia larw oraz wylęgu pływającego, zapładnianych nasieniem pozyskanym od samców (XY) kontrol, neosamców dwuletnich (XX) N1 i neosamców sześcioletnich (XX) N2. Słupki błędów oznaczają odchylenie standardowe. Przeżywalności oznaczone tymi samymi indeksami literowymi nie różnią się istotnie statystycznie (P<0,05). Przeżywalno ś ć (%) 100,0 80,0 60,0 40,0 a ab ab bd cd d bc cd cd zaoc zkow anie w yklucie w yl. pływający 20,0 0,0 Ko ntro l N1 N2
Wnioski Neosamce zachowują wysoką wartość użytkową niezależnie od wieku Efektywność zapłodnienia jaj nasieniem neosamców młodych i starszych jest porównywalna
Sezony cyklu rozrodczego Pre - ok. 1 miesiąc przed początkiem Początek - < 10% wytartych samic Szczyt - ok. 50% wytartych samic Koniec - > 90% wytartych samic
Efektywność zapłodnienia Porcje ikry po 200 jaj zapładniano nasieniem w stosunku 300.000 plemników na jedno jajo Policzono ilość ikry zaoczkowanej (%) Ilość wylęgu (%) Ilość wylęgu podniesionego (%)
Koncentracja plemników 60 Koncentracja (mld ml -1 ) 50 40 30 20 10 40,4 41,3 34,8 41,1 0 Pre Począ te k S zczyt Konie c
Ruchliwość plemników 100 80 b Ruchliwoś ć (%) 60 40 20 ab 29,8 a 22,9 60,1 ab 37,1 0 Pre Począ te k S zczyt Konie c
Przeżywalność potomstwa 100 80 a a a ab ab ab a a a % zaoczk. % wyl. % wyl.pł. Przeżywalnś ć (%) 60 40 80,1 74,5 74,0 69,8 65,6 62,0 72,4 71,3 71,0 b 40,1 b 38,1 b 38,0 20 0 Pre Począ te k S zczyt Konie c
Pomiary parametrów ruchu plemników (CASA) Indywidualnie po 10 neosamców w badanej grupie Ruchliwość plemników (%) Koncentracja plemników (mld/ml) Prędkość ruchu (VCL, VSL, VAP) Amplituda odchyleń główki od toru ruchu (ALH) Częstotliwość uderzeń witki (BCF) liniowość ruchu (LIN, STR) obszar ruchu (Area)
Schemat pomiarów prędkości ruchu plemników VSL VCL ALH VAP - droga plemnika
Wnioski Nasienie neosamców w końcowym okresie cyklu rozrodczego wykazuje obniżoną wartość Posiada niższą prędkość ruchu mniejszy wigor (ALH) mniejszy obszar penetracji (Area) wyższą prostoliniowość ruchu niższą zapładnialność duże zróżnicowanie jakości
Zalecenia Zaleca się zredukować końcowy okres tarłowy poprzez przyśpieszenie owulacji samic, np. metodą stymulacji termicznej lub hormonalnej (Haffray i in 2008), lub opóźnić dojrzewanie płciowe neosamców np. metodą stymulacji niską temperaturą, lub do zapłodnienia ikry pozyskanej w końcu cyklu rozrodczego użyć nasienia neosamców z później dojrzewających linii hodowlanych, lub zastosować nasienie kriokonserwowane (prace na etapie badań) wybierać do rozrodu tylko neosamce o najlepszych parametrach nasienia (?!)
Gonady neosamców w szczycie tarłowym
Dziękuję za uwagę