저수태 한우 암소 자궁에서 회수된 미생물이 체외수정란 발달율에 미치는 영향 Effect of microorganisms collected from uterus of Hanwoo cattle with low conception rate on the development of IVF-derived embryos원문보기
The cause of infertility is either fertilization failure or early embryonic death. The aetiology may involve a combination of many factors, e.g. genetic factors, abnormalities in the gametes nutritional disorders, inadequate luteal function, and delayed ovulation. This study was conducted to investi...
The cause of infertility is either fertilization failure or early embryonic death. The aetiology may involve a combination of many factors, e.g. genetic factors, abnormalities in the gametes nutritional disorders, inadequate luteal function, and delayed ovulation. This study was conducted to investigate the effect of microorganisms collected from uterus of Hanwoo cattle on early embryonic development. Microorganisms isolated from the uterus of Hanwoo cattle included Bacillus cereus (Bc), Bacillus thuringiensis (Bt), Staphylococcus warneri (Sw) and Enterococcus faecalis (Ef). When cultured with Bc, Bt, Sw, and Ef, oocytes were not developed into a blastocyst in vitro. The proportion of blastocyst was dramatically increased after reducing the number of microorganisms ($10^4CFU/ml$). Interestingly, the proportion of blastocyst was decreased by adding the Sw and Ef. These results indicate that among intrauterine microorganisms, Sw and Ef strains negatively affect theearly embryonic development, thereby aggravate the rates of implantation and pregnancy. These findings will provide useful information for association studies in other pig populations.
The cause of infertility is either fertilization failure or early embryonic death. The aetiology may involve a combination of many factors, e.g. genetic factors, abnormalities in the gametes nutritional disorders, inadequate luteal function, and delayed ovulation. This study was conducted to investigate the effect of microorganisms collected from uterus of Hanwoo cattle on early embryonic development. Microorganisms isolated from the uterus of Hanwoo cattle included Bacillus cereus (Bc), Bacillus thuringiensis (Bt), Staphylococcus warneri (Sw) and Enterococcus faecalis (Ef). When cultured with Bc, Bt, Sw, and Ef, oocytes were not developed into a blastocyst in vitro. The proportion of blastocyst was dramatically increased after reducing the number of microorganisms ($10^4CFU/ml$). Interestingly, the proportion of blastocyst was decreased by adding the Sw and Ef. These results indicate that among intrauterine microorganisms, Sw and Ef strains negatively affect theearly embryonic development, thereby aggravate the rates of implantation and pregnancy. These findings will provide useful information for association studies in other pig populations.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
, 2005). 따라서 본 연구에서는 한우 암소들 중에 2회 이상 번식에 공여하여도 수태가 되지 않는 개체들의 자궁에서 채취한 미생물들이 체내수정란의 발달 및 수태에 미치는 영향을 조사하기 위하여 체외에서 수정란들과 공배양하여 수정란의 발달에 미치는 영향을 구명하였다.
본 시험은 한우 자궁 내 환경이 수정란 발달에 미치는 영향을 조사하기 위하여 한우를 발정동기화하여 도축하였고, 자궁을 적출하여 자궁 내 미생물을 분리 동정한 결과 Bc, Bt, Sw, Ef들이 조사되었다. 이 분리된 균들이 한우 수정란의 발달에 미치는 영향을 조사한 결과 분리 동정된 균수를 원액으로 공배양한 결과에서는 배분할 자체도 발생되지 않는 경우도 있었으며, 미생물 균총수를 104 CFU/ml으로 조정하였을 때에는 Sw, Ef에서 저조한 배반포율을 나타냈다.
가설 설정
본 연구에서 공시하였던 한우는 번식에 공여하여 교배를 수행하였을 때 수태율이 50% 이하로 떨어지는 한우를 공시하였다. 여러 가지 원인이 존재하겠지만 본 연구에서는 수정란 이식시 수란우의 자궁환경이 불량할 경우 수태율이 저하될 수 있다고 가정 하였다. 한우 암소 10두의 자궁을 적출하여 자궁 내 미생물을 조사 하였다.
제안 방법
5%)로 가장 높은 발달율을 보였으나 수정란들이 배반포까지 발달하지 못하였으며, 특히 Ef과의 공배양에서는 공시된 난자가 분할조차도 발생되지 않았다(Table 2). 또한 분리 동정한 미생물의 균종이 배반포 발달에 어떠한 영향을 미치는지 조사하기 위하여 자궁 내에서 분리 동정된미생물의 균수를 Table 3과 같이 균수를 똑같이 조절하여 배양에 공시하였다. 그 결과 대조구와 시험군을 체외에서 난자와 공배양하였을 때 난분할은 대조구, Bc, Bt, Sw, Ef 각각 58(80.
미생물 검사는 채취한 샘플액 1 ml을 취해서 희석액 9 ml에 넣고 잘 섞었으며, 이렇게 만들어진 10 ml에서 다시 1 ml 취해서 희석액 9 ml에 넣고 잘 혼합하였다. 유산균을 계산 할 수 있는 BCP agar와 총 세균을 계산 할 수 있는 SPC agar, TSA agar를 만들었고, 각각 희석액에서 0.1 ml 취해서 만든 agar에 떨어뜨린 후 스프레딩 하였다. 24 - 48시간 동안 37℃에서 배양 후 꺼내었다.
자궁 내 미생물이 체내 수정란의 수태율이 미치는 영향을 조사하기 위해 자궁 내에서 분리 동정된 미생물을 체외에서 수정란과 공배양을 실시하여 발달율을 조사하였다. 자궁 내 분리 동정된 미생물 4종을 원액의 균수를 그대로 배양에 공시하였을 때의 결과는 Table 2와 같다.
적출된 자궁을 혐기적으로 처리한 후 즉시 30ml 주사기를 이용하여 Dehority’s 배지를 자궁에 주입하여 자궁을 마사지한 후 주입한 배지를 회수하였다.
3. 체외수정 및 미생물 첨가 체외배양
체외수정은 성숙된 난포란의 난구세포의 일부를 제거하고, IVF-TALP 배양액에서 체외수정 하였다. 체외수정에 사용된 정액은 한우 동결정액을 사용 하였다.
여러 가지 원인이 존재하겠지만 본 연구에서는 수정란 이식시 수란우의 자궁환경이 불량할 경우 수태율이 저하될 수 있다고 가정 하였다. 한우 암소 10두의 자궁을 적출하여 자궁 내 미생물을 조사 하였다. 그 결과 4두에서는 미생물 검출에 실패 하였고, 2두에서는 자궁환경을 개선하는 동물약품을 처리 하였기에 미생물이 전혀 검출되지 않아 공시축에서 제외하였다.
한우 암소 자궁환경 조사를 위해 계절번식을 하여 전년도 번식불량 한우 10두를 발정동기화후 도축하여 자궁을 적출하였다. 적출된 자궁을 혐기적으로 처리한 후 즉시 30ml 주사기를 이용하여 Dehority’s 배지를 자궁에 주입하여 자궁을 마사지한 후 주입한 배지를 회수하였다.
0 × 106 cell/ml이 되도록 맞추었고, 6시간동안 CO2 5% 배양기에서 배양하였다. 한우의 자궁에서 동정된 미생물을 원심분리 한 후 mSOF 500㎕를 넣어 두었다. 그 후 자궁에서 동정된 미생물이 원액과 희석액이 포함된 mSOF 용액에 수정된 난자에 붙어 있던 정자를 때어 낸 다음 배양액으로 3번 세척 후 각 mSOF 용액에 난자들을 넣어준 뒤 체외에서 공배양을 하였다.
대상 데이터
도축장에서 도살 직후 채취된 한우 난소를 37℃ 생리식염수가 들어있는 보온병에 담아 실험실로 이동하였다. 난소 표면의 혈액과 이물질을 제거한 후, 18 gauge 주사기를 이용하여 2 - 6 mm 가시난포로부터 난포액을 흡입하였다.
본 연구에서 공시하였던 한우는 번식에 공여하여 교배를 수행하였을 때 수태율이 50% 이하로 떨어지는 한우를 공시하였다. 여러 가지 원인이 존재하겠지만 본 연구에서는 수정란 이식시 수란우의 자궁환경이 불량할 경우 수태율이 저하될 수 있다고 가정 하였다.
데이터처리
대조군과 미생물을 공배양한 체외수정란 생존율의 차이를 비교하기 위해 SAS 패키지(SAS institute Inc. NC, USA)를 이용하여 만텔 핸즐 카이제곱 검정(Mantel Haenszel chi square test)을 실시하였으며 5% 유의수준에서 차이를 검정하였다.
성능/효과
이 분리된 균들이 한우 수정란의 발달에 미치는 영향을 조사한 결과 분리 동정된 균수를 원액으로 공배양한 결과에서는 배분할 자체도 발생되지 않는 경우도 있었으며, 미생물 균총수를 104 CFU/ml으로 조정하였을 때에는 Sw, Ef에서 저조한 배반포율을 나타냈다. 결론적으로 본 연구에서 분리 동정된 자궁 내 미생물이 104 CFU/ml이상 되었을 때 암소 체내 수정란을 이식하였을 때 체내 발달과 수태율에 영향을 미칠 수 있을 것으로 사료된다.
또한 분리 동정한 미생물의 균종이 배반포 발달에 어떠한 영향을 미치는지 조사하기 위하여 자궁 내에서 분리 동정된미생물의 균수를 Table 3과 같이 균수를 똑같이 조절하여 배양에 공시하였다. 그 결과 대조구와 시험군을 체외에서 난자와 공배양하였을 때 난분할은 대조구, Bc, Bt, Sw, Ef 각각 58(80.6%), 46(61.3%) 50(61.7%), 36(78.6%)이었으며, 배반포에서는 각각 23(31.9%), 21(28%) 20(24.7%), 4(7.0%), 1(2.4%)로 발달하였다. 특이하게 난분할에서는 전부 60% 이상의 확률을 보였지만 배반포 단계에서 Sw, Ef에서 현저하게 낮은 것을 확인 할 수 있었다.
2%로 나타났다. 그러나 Bc, Bt, Sw, Ef의 원액을 체외발달에 각각 난자 69개, 64개, 18개, 21개를 공배양하여 체외에서 수정란의 발달에 미치는 영향을 조사한 결과에서는 미생물과의 공배양에서 공히 배반포까지 발달하는 수정란은 전무 하였으며, Bt의 배분할이 24개(37.5%)로 가장 높은 발달율을 보였으나 수정란들이 배반포까지 발달하지 못하였으며, 특히 Ef과의 공배양에서는 공시된 난자가 분할조차도 발생되지 않았다(Table 2). 또한 분리 동정한 미생물의 균종이 배반포 발달에 어떠한 영향을 미치는지 조사하기 위하여 자궁 내에서 분리 동정된미생물의 균수를 Table 3과 같이 균수를 똑같이 조절하여 배양에 공시하였다.
자궁 내 분리 동정된 미생물 4종을 원액의 균수를 그대로 배양에 공시하였을 때의 결과는 Table 2와 같다. 대조구로 68개의 난포란을 공시하여 난분할이 77.9%인 상태가 53개이었으며, 2 cell, 4 - 8 cell, 16 cell, morula, 발달율이 각각 53, 49, 43, 37, 26개로 나타났으며 배반포까지의 발달은 공시된 난자중에 38.2%로 나타났다. 그러나 Bc, Bt, Sw, Ef의 원액을 체외발달에 각각 난자 69개, 64개, 18개, 21개를 공배양하여 체외에서 수정란의 발달에 미치는 영향을 조사한 결과에서는 미생물과의 공배양에서 공히 배반포까지 발달하는 수정란은 전무 하였으며, Bt의 배분할이 24개(37.
1). 분리 동정된 미생물의 종류는 총 4가지 종류로 Bacillus thuringiensis (Bt), Bacillus cereus (Bc), Staphylococcus warneri (Sw) 그리고 Enterococcus faecalis (Ef) 이었다. 개체별로 검출된 미생물 종류는 Table 1과 같다.
본 시험은 한우 자궁 내 환경이 수정란 발달에 미치는 영향을 조사하기 위하여 한우를 발정동기화하여 도축하였고, 자궁을 적출하여 자궁 내 미생물을 분리 동정한 결과 Bc, Bt, Sw, Ef들이 조사되었다. 이 분리된 균들이 한우 수정란의 발달에 미치는 영향을 조사한 결과 분리 동정된 균수를 원액으로 공배양한 결과에서는 배분할 자체도 발생되지 않는 경우도 있었으며, 미생물 균총수를 104 CFU/ml으로 조정하였을 때에는 Sw, Ef에서 저조한 배반포율을 나타냈다. 결론적으로 본 연구에서 분리 동정된 자궁 내 미생물이 104 CFU/ml이상 되었을 때 암소 체내 수정란을 이식하였을 때 체내 발달과 수태율에 영향을 미칠 수 있을 것으로 사료된다.
4%)로 발달하였다. 특이하게 난분할에서는 전부 60% 이상의 확률을 보였지만 배반포 단계에서 Sw, Ef에서 현저하게 낮은 것을 확인 할 수 있었다. Sw의 경우 소와 인간의 자연유산의 원인(Barigye et al.
1과 같다. 한우 암소 자궁 내 감염된 미생물을 분리 동정하여 조사된 미생물의 균총수에서는 2개 개체에서 100 log CFU/ml이상 분리 동정된 개체는 2두 있었으며 10 log CFU/m이하 분리 동정된 개체가 2두 있었다(Fig. 1). 분리 동정된 미생물의 종류는 총 4가지 종류로 Bacillus thuringiensis (Bt), Bacillus cereus (Bc), Staphylococcus warneri (Sw) 그리고 Enterococcus faecalis (Ef) 이었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
수정란 이식은 어떤 특징을 가지는가?
이를 위한 효율적 방안중의 하나로 수정란 이식 기술을 이용하고 있다. 수정란 이식은 우수 유전 형질을 보유하고 있는 암가축으로부터 다수의 수정란을 회수하여 다른 개체에 이식 후 자축을 생산함으로써 우수한 유전 형질을 가진 개체를 효과적으로 증식시킬 수 있고, 형질이 동일한 다수의 자축을 단시간 내에 생산이 가능하므로 가축의 능력 개량에 매우 유용하게 이용할 수 있다(Christensen, 1991). 소 수정란이식의 성공률을 향상시키기 위하여 수란우의 발정 유무(Nelson and Nelson, 1985), 발정유기 방법(Walton et al.
소의 자궁은 분만 후 어떠한 균들이 존재하게 되는가?
이러한 원인은 다양하지만 그 원인 중의 하나는 자궁 내 미생물의 차이에 있다. 소의 자궁은 분만 후 1 - 2주 동안은 E. coli와 같은 Gram-negative 통성 혐기성 균이 자궁 내에 존재하고 분만 후 2주부터는 Arcanobacterium pyogenes, Bacteroids, Fusobacterium과 같은 Gram- negative 혐기성 균들이 존재하게 된다(Ahlers and Grunert, 1993). 특히 후산정체와 난산은 분만 후 번식 능력에 악영향을 미치고 자궁 감염을 용이하게 한다(Laven and Peters, 1996; Mellado and Reyes, 1994).
국내 한우 사육에서 능력 개량과 번식 효율의 증대를 통한 생산성 향상과 경쟁력 있는 사육 기반조성을 위한 효율적인 방안은 무엇인가?
국내 한우 사육에 있어 능력 개량과 번식 효율의 증대는 생산성 향상과 경쟁력 있는 사육 기반조성을 위하여 해결해야 할 중요한 과제이다. 이를 위한 효율적 방안중의 하나로 수정란 이식 기술을 이용하고 있다. 수정란 이식은 우수 유전 형질을 보유하고 있는 암가축으로부터 다수의 수정란을 회수하여 다른 개체에 이식 후 자축을 생산함으로써 우수한 유전 형질을 가진 개체를 효과적으로 증식시킬 수 있고, 형질이 동일한 다수의 자축을 단시간 내에 생산이 가능하므로 가축의 능력 개량에 매우 유용하게 이용할 수 있다(Christensen, 1991).
참고문헌 (24)
Ahlers D, Grunert E. 1993. Zur Problematik der Behandlung des infizierten Uterus beim Rind im Puerperium. Prakt Tierarzt Sonderh Coll Vet 24:57-62.
Akhtar M, Singh B. 1979. Livability and fertility rate of spermatozoa in bovine cervical mucus under normal and disease conditions [dairy cattle, India]. Indian Veterinary Journal (India).
Announ N, Mattei JP, Jaoua S, Fenollar F, Sati H, Chagnaud C, Roudier J, Guis S. 2004. Multifocal discitis caused by Staphylococcus warneri. Joint Bone Spine 71(3):240-242.
Barigye R, Schaan L, Gibbs PS, Schamber E, Dyer NW. 2007. Diagnostic evidence of Staphylococcus warneri as a possible cause of bovine abortion. Journal of veterinary diagnostic investigation 19(6):694-696.
Boland M, Crosby T, Gordon I. 1976. Birth of twin calves following a simple transcervical non-surgical egg transfer technique. Veterinary Record 99(14):274-275.
Donaldson L. 1985. Matching of embryo stages and grades with recipient oestrous synchrony in bovine embryo transfer. The Veterinary Record 117(19):489-491.
Hussain A, Daniel R. 1992. Phagocytosis by uterine fluid and blood neutrophils and hematological changes in postpartum cows following normal and abnormal parturition. Theriogenology 37(6):1253-1267.
Jainudeen M, Hafez E. 1993. Reproductive failure in females. Reproduction In Farm Animals 6th ed Lea & Febiger, Philadelphia: 261-286.
Kim S, Park Y, Park H, Park H, Kim J. 2005. Effect of Embryo Factors on Pregnancy and Abortion Rate after Transfer of In Vitro Produced Korean Native Cattle Embryos. Korean Journal of Embryo Transfer. 20(1):17-24. [in Korean]
Lafi S, Kaneene J. 1992. Epidemiological and economic study of the repeat breeder syndrome in Michigan dairy cattle. I. Epidemiological modeling. Preventive Veterinary Medicine 14(1):87-98.
Leighton P, Little J. 1986. Identification of coagulase-negative Staphylococci isolated from urinary tract infections. American journal of clinical pathology 85(1):92-95.
Mellado M, Reyes C. 1994. Associations between periparturient disorders and reproductive efficiency in Holstein cows in northern Mexico. Preventive Veterinary Medicine 19(3):203-212.
Nelson LD, Nelson CF. 1985. Effect of estrus detection and corpus luteum development on pregnancy rates in bovine embryo recipients. Theriogenology 23(1):212.
Ray C. 2004. Sherris medical microbiology. McGraw Hill.
Semambo D, Eckersall P, Sasser R, Ayliffe T. 1992. Pregnancyspecific protein B and progesterone in monitoring viability of the embryo in early pregnancy in the cow after experimental infection with Actinomyces pyogenes. Theriogenology 37(3):741-748.
Singh J, Sidhu S, Dhaliwal G, Pangaonkar G, Nanda A, Grewal A. 2000. Effectiveness of lipopolysaccharide as an intrauterine immunomodulator in curing bacterial endometritis in repeat breeding cross-bred cows. Animal reproduction science 59(3):159-166.
Walton J, Martineau N, Stubbings R. 1986. Pregnancy rates in Holstein embryo transfer recipients: effect of treatment with progesterone or clenbuterol and of natural versus induced cycles. Theriogenology 26(6):837-845.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.