[논문]닭 동결정액 융해방법이 정자 운동성에 미치는 영향

김성우; 최승례; 고응규; 전익수

doi:10.5536/kjps.2018.45.4.237

닭 동결정액 융해방법이 정자 운동성에 미치는 영향
Motility of Rooster Spermatozoa under Different Thawing Conditions 원문보기

한국가금학회지 = Korean journal of poultry science, v.45 no.4, 2018년, pp.237 - 244

김성우 (농촌진흥청 국립축산과학원 가축유전자원센터) , 최승례 (농촌진흥청 국립축산과학원 가축유전자원센터) , 고응규 (농촌진흥청 국립축산과학원 가축유전자원센터) , 전익수 (농촌진흥청 국립축산과학원 가축유전자원센터)

초록
AI-Helper

본 연구에서는 닭 동결 정액의 융해 방법에 따라 정자 운동성의 변화도를 분석하였고, 적절한 융해방법에 대한 자료를 확보하였다. 동결정액을 융해하는 방법은 축종에 따라 서로 다른 열전달 효율을 제시하기도 하나, 닭 동결 정액에 대한 연구는 미진한 상태이다. 특히 닭 정액은 고 농도의 정액을 필요하기 때문에 이러한 요인에 대한 정자 운동성은 변이가 많은 것으로 알려져 있다. 그러므로, 닭 정액 융해에 필요한 온도는 $5^{\circ}C$임을 알 수 있었으며, 닭 농장에서 동결정액의 융해를 실시할 때, 알코올이 함유된 냉각수를 이용하게 되면 냉각수의 과냉각 생태를 방지할 수 있음을 관찰하였다. 또한, 동결정액을 이용한 인공수정을 실시할 때, 현장에서 직접 닭 정액을 융해하여 시간을 절약할 수 있으며, 인공 수정 작업시간이 30분을 넘기게 되면 정자의 운동성은 감소하여 수정율에 영향을 미치는 것으로 판단된다. 그러므로, 농가에서 동결정액을 활용할 경우, 융해에 신경을 써야 하며 정확한 방법을 적용하여야 수정란의 부화율 감소현상을 막을 수 있을 것으로 보인다. 이와 같이 본 연구에서 제시된 방법으로 동결정액을 이용할 때, 동결정액의 수정율이나 부화율의 변이를 막을 수 있고, 동결 정액을 활용한 가금종축생산 효율이 높아질 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, to increase the survival rate of frozen/thaw rooster semen, standard protocols of semen thawing procedures were tested by computer-assisted sperm assay (CASA). We tested 4 different thawing protocols for frozen semen, $5^{\circ}C$ for 2 min, $35^{\circ}C$ for 30 s, $54^{\circ}C$ for 13 s, and $70^{\circ}C$ for 7 s. The pooled semen from 5 to 8 Ogye rooster line was diluted in the HS-1 diluent and frozen in 8% methylacetamide (MA) in liquid nitrogen vapors. To determine standard thawing method, straws were plunged into different temperatures and times. The resulting motilities were recorded by the CASA system. The results of this study showed that the best viability of the spermatozoa was shown by exposure at $5^{\circ}C$ for 2 min. Moreover, the longevity test of thawed sperm at $5^{\circ}C$ for 2 min also supported the higher viability under low temperature preservation of $17^{\circ}C$ for 1 hr. Further research is needed to increase the motility of thawed rooster semen for field application. In addition, the in vivo tests for different rooster lines are also needed for the establishment of avian genetic resource bank.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

동결정액의 융해 조건에 대한 자료는 동결 정자를 활용하는데 있어서 반드시 필요한 연구 결과라고 판단된다. 가금의 계통을 보존하는 수단으로 동결정액은 이용될 수 있으며, 융해방법은 동결정자의 활용성을 증진하는 기본자료로 활용될 수 있기에 닭 동결정액을 정립하는 방법에 관한 연구를 수행하였다.

제안 방법

따라서 본 연구에서는 다양한 융해 조건에 따라 동결정액을 융해하여 닭 정자 운동성에 대한 분석을 실시하였으며, 닭 동결정액의 융해온도를 최적화하는 조건을 탐색하였다. 동결정액의 융해 조건에 대한 자료는 동결 정자를 활용하는데 있어서 반드시 필요한 연구 결과라고 판단된다.

대상 데이터

공시축은 국립축산과학원 가축유전자원센터에 사육 중인 오계(Ogye) 계통 수컷 20수를 사용하였다. 시험에 관련된 오계의 사양관리 및 정액채취는 국립축산과학원 동물실험 윤리위원회(승인번호 20180289)의 규정을 준수하여 시행하였다.
모든 시약은 Sigma-Aldrich Chemical Co.(USA)의 한국 대리점을 통하여 구입하였으며, 정액의 희석액 제조에 이용된 물은 Irvine Scientific(Santa Ana, USA)에서 제조한 체외수정 클리닉 등급(Water for Assisted Reproductive Technology)을 이용하였다. 닭 정액 분석을 위하여 희석제로 이용되는 BPSE-I(Beltsvile Poultry Semen Extender–I)는 potassium phosphate dibasic trihydrate 1.

데이터처리

각 실험은 3회 반복 실시하였으며, 정자의 생존율에 대한 분석은 Student’s t-test로 분석을 실시하였다. P값이 0.

이론/모형

실험 4에서는 실험 1의 저온수조법과 실험 3의 54℃에 13초 융해법을 이용하여 정자를 융해하고, CASA 분석을 실시하였고, 남은 정액은 17℃에서 30분 및 1시간 동안 보존한 후, 정자 운동성 다시 검사하여 장수성을 검사하였다.
오계의 정액 채취는 횡취법을 이용하였으며, 신선정액을 눈금이 있는 15 mL 튜브에 옮겼다. 약 5∼8 수의 오계에서 주 1∼2회의 빈도로 채정하여 혼합된 정액을 이용하였으며, 5℃ 실험용 얼음에 담아 15분 이내에 실험실로 이송하였다.

성능/효과

과 냉각된 저온수의 경우, 절반 가까이 정자 운동성이 저하될 수 있는데, 이러한 현상은 적절한 융해조건을 확립하기 위하여 저온수 온도 유지가 매우 중요하다는 것을 보여주고 있다. 닭 동결정액을 37℃와 54℃에서 융해하더라도 정액의 운동성에 비교적 높으나, 70℃에서 융해한 정자는 14∼17%의 운동성을 나타내어 인공수정에 이용하지 못한다는 결론에 도달하였다(Fig. 1 및 Fig. 3). 특히 54℃로 닭 동결정액을 융해 할 경우, 저온 융해법과 비슷한 생존율을 보였으나, 정자의 생존성은 그 후 급격히 떨어짐을 관찰하였으며, 이는 본 연구에서 사용한 침투성 동결보호제의 독성에 의한 것으로 추정되었다(Fig.
동결을 위한 닭 정액의 적절한 희석의 농도는 4배에 머무르고 있으며, 이는 융해 후 CASA 분석을 실시하여 정확한 방법으로 희석하지 못하면 융해 후 생존성이 낮은 것으로 오판할 수 있는 가능성이 매우 높다. 본 연구에서는 기 보고된 바와 같이 비교적 높은 희석배율로 희석하기 위하여 FAF-BSA를 사용하였으며, 이는 CASA 분석을 정확하게 할 수 있는 방법으로 판단된다.
그러므로, 현장에서 활용할 수 있는 정확한 융해 방법이 고안되어야 수정능력을 증진시킬 수 있을 것으로 추정되었다. 본 연구에서는 동결정액을 융해하는 방법을 정립하고자 동결정액을 융해하는 다양한 온도 및 노출시간을 조사하였으며, 다른 연구자의 보고와 마찬가지로 5℃에서 2분간 융해하는 것이 가장 우수한 결과를 얻었다(Fig. 1). 또한 저온수조를 이용하여 융해하는 방법이 가장 안정적임을 알 수 있었으며, 저온수보다 20% 알코올이 포함된 저온수에 융해아여야 정자의 생존율을 극대화 할 수 있었다(Fig.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	컴퓨터를 활용한 정자 분석의 문제점은?	, 2008). 그러나, 형태적으로 움직이는 닭 정자 두부의 중심을 정확히 인지하기 어렵고, 긴 편모에 의하여 죽은 정자일지라도 두부 자체가 살아있는 정자의 움직임에 의하여 산 것처럼 움직일 수 있기 때문에 CASA에 의한 닭 정자 분석 자료는 세밀한 관찰과 보정이 필요한 것으로 판단된다. 또한, 프로그램을 이용한 정자 분석은 적절하게 희석된 정자가 필요하며, 약 20∼30 × 106 /mL 정도가 적절하다고 알려져 있다(Vantman, 1988).
	닭 정액을 평가하는 가장 정확하고 빠른 방법은?	닭 정액을 평가하는 방법으로 가장 정확하고 빠른 방법은 컴퓨터를 활용하는 방법이다. 단위 시간 당, 정자가 이동하는 방향 및 거리 및 속도에 관한 지표를 설정하여 자동으로 측정한 자료를 자동으로 분석하는 소프트웨어가 존재한다.
	가금류 정액의 동결보존기술이 중요해진 배경은?	최근 조류인플루엔자(avian influenza; AI)와 같은 악성질병의 창궐로 수많은 가금류는 위험에 처해 있으며, 이러한 질병은 조류 집단 사망과 집단 도태를 야기하기 때문에 가금유전자원의 망실에 대한 위협이 점차 증대되고 있다. 이런 이유로, 동결보존기술은 가금 종축을 안전하게 보존될 수 있는 유일한 기술이라고 판단된다.

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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