Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

This EEF-project is a part of a larger project at SLU, Division of Reproduction,
Dept of Clinical Science, with the intention of developing and evaluating new
methods for the assessment of stallion semen quality. Over the last 10 years there
has been an increase in the use of artificial insemination with cooled semen in
Swedish horse breeding. At the same time, foaling rates have decreased. This has
lead to a need for new and better methods of assessing the quality of stallion
semen. This EEF-project was based on an objective method to calculate motility,
with QualispermTM, in fresh and cooled stallion semen, and after selection.

Today sperm motility evaluation is mainly done subjectively by visual assessment
with a light microscope, and the correlation between these motility results and
fertility have varied. Therefore, there have been a number of objective methods
designed, for example CASA (Computer Assisted Semen Analysis) where
QualispermTM (Biophos AG, Switzerland) is a new system based on different
principles compared to earlier CASA-systems. While other CASA-machines
takes a series of photographs and the trajectories are used to separate the sperm
tracks into categories of different motility patterns, QualispermTM determines the
number of particles (spermatozoa) crossing fields of view, yielding a regression
fluctuation algorithm of sperm numbers and translation classes. Furthermore it
analyzes thousands of spermatozoa per sample compared to other CASAmachines
where often only a couple of hundred spermatozoa are measured.
QualispermTM is also easier to use than other CASA-machines, which makes it
more suitable for use out in the field.
This EEF-project was carried out on the national stud at Flyinge during three
weeks in the summer of 2007. Three or four ejaculates /stallion from 10 stallions
where analysed during 3 days for subjective and objective motility in fresh and
cooled semen and after selection by centrifugation. The semen was kept both in
room temperature and chilled at + 5 ° C, to study how the temperature would
affect the motility.

The statistical analysis showed that there was a significant correlation between the
subjective and objective motility. There was also a significant difference in
motility depending on how the semen was handled (temperature and selection
through colloid centrifugation). The results indicated that the motility was best
preserved by selection and storage at + 5 ° C. There were also individual
differences between stallions, concerning the time their spermatozoa kept their
motility. Analysing spermatozoa with an atypical motility before and after
centrifugation showed that this method effectively selected progressively moving
spermatozoa.

This study showed that QualispermTM could be a good complement to traditional
methods in the field in the future, but some further development of the machine
must first be done. There is still some subjectivness built in the method, since the
user chooses the spot for the analyze, and there is also a need for training before
using QualispermTM

Detta EEF-projekt är en del av ett större projekt på SLU som genomförs vid
avdelningen för reproduktion, institutionen för kliniska vetenskaper, vars syfte är
att utvärdera och ta fram nya metoder för kvalitetssäkring av hingstsperma.
Behovet av detta har uppstått då det under de senaste 10 åren skett en ökning av
användandet av artificiell insemination med kyld transportsperma samtidigt som
fölningsprocenten sjunkit. Detta delprojekts syfte var att utvärdera en objektiv
metod för bedömning av motilitet med hjälp av Qualisperm, på färsk och kyld
hingstsperma före och efter selektion genom centrifugering i kolloider.
Motiliteten bedöms idag subjektivt med hjälp av ljusmikroskop med faskontrast
ute på hingststationerna, och flera tidigare studier har visat varierande samband
vad gäller korrelationen mellan motilitet och fertilitet. Därför har metoder för mer
objektiv mätning av motilitet tagits fram, ex CASA (Computer Assisted Semen
Analysis) varav en ny variant är QualispermTM (Biophos AG, Switzerland) som
bygger på en annan princip än tidigare CASA-maskiner. Då QualispermTM är både
billigare och enklare att använda än tidigare CASA-maskiner lämpar den sig
bättre för användning ute på hingststationerna. QualispermTM fotograferar
spermierna och bestämmer sedan antal partiklar (spermier) som korsar olika fält
och ger en regression algoritm av spermiehastighet, spermieantal och olika klasser
av spermier (subpopulationer) efter typ av motilitet. Till skillnad från andra
CASA-system som ofta analyserar ett par hundra spermier per prov analyseras här
flera tusen spermier.
Detta delprojekt utfördes under tre veckor på Flyinge sommaren 2007. I studien
ingick 10 hingstar. Från vardera hingsten undersöktes 3-4 ejakulat. Sperman
analyserades för motilitet både på färska och kylda prover under tre dagar, samt
både före och efter selektion genom centrifugering. Motiliteten bedömdes både
subjektivt med ljusmikroskop och objektivt med QualispermTM, och dessa värden
jämfördes sedan. Dessutom undersöktes hur motiliteten påverkades av
rumstemperatur och selektion under 3 dagar.
Den statistiska analysen visade att det fanns en statistiskt signifikant korrelation
mellan den subjektiva och den objektiva motiliteten. Det fanns också statistiskt
signifikanta skillnader i motiliteten mellan de olika sätten att hantera sperman.
Resultaten visade att motiliteten gynnades av selektion och förvaring i kylskåp.
Även mellan de olika hingstarna fanns det skillnader i motilitet och hur länge
spermierna överlevde beroende på förvaringstemperatur och selektion. Analys av
spermier med avvikande typ av motilitet före och efter centrifugering visade att
selektionen signifikant minskade andelen ”defekta” spermier.
Resultatet av studien visade att QualispermTM skulle kunna bli ett bra komplement
ute på hingststationerna i framtiden. Dock finns fortfarande en viss subjektivitet
inbyggd i analysmetoden i det att användaren själv väljer var i preparatet analysen
skall ske, vilken bör arbetas bort. QualispermTM fungerar också bäst när
användaren fått tillräckligt träning innan användning.