초록 ▼

○ 연구결과
1. 국내 시판용 액상정액의 질적 평가에서 액상정액의 CASA-운동성은 보존 2일부터 크게 저하, 정자생존율은 제조 당일 80-90%에서 보존 4일 이후 70%로 크게 감소, 정상첨체율은 제조당일 60%에서 4일과 6일에 각각 32%와 21%로 크게 감소, HOST 결과는 보존 2∼3일에 제조 당일의 60∼70%로 현저히 저하, 보존기간 중 정자생존율은 정자활력, HOST 결과 및 미토콘드리아 기능 변화와 매우 높은 (+)상관이었다.
2. 정액내 오염 검출빈도가 50% 이상인 세균은 Bacillus sp.(7

○ 연구결과
1. 국내 시판용 액상정액의 질적 평가에서 액상정액의 CASA-운동성은 보존 2일부터 크게 저하, 정자생존율은 제조 당일 80-90%에서 보존 4일 이후 70%로 크게 감소, 정상첨체율은 제조당일 60%에서 4일과 6일에 각각 32%와 21%로 크게 감소, HOST 결과는 보존 2∼3일에 제조 당일의 60∼70%로 현저히 저하, 보존기간 중 정자생존율은 정자활력, HOST 결과 및 미토콘드리아 기능 변화와 매우 높은 (+)상관이었다.
2. 정액내 오염 검출빈도가 50% 이상인 세균은 Bacillus sp.(75.0%), Pseudomonas sp.(67.9%),Proteus sp.(53.8%) 및 Staphylococcus sp.(53.6%)였다. 원정액과 희석정액(1:1)내 세균수는 24.4±29.5cfu×102㎖와 10.4±18.2cfu×102㎖였으며 희석정액 보존 6일에는 크게 증가되었다.
Staphylococcus sp.는 8종의 항생제에 대해 저항성을 가졌고 Pseudomonas sp.는 일부 AI 센터에서 Penicillin, streptomycin 및 erythromycin에 저항성이 있었다. Linco-spectinomycin, gentamycin 또는 amikacin 단독 투여에서는 보존 6일에서 정액성상의 저하없이 세균증식을 억제할 수 있었으며 이들 항생제의 복합처리에서는 일부 개체에서 정자활력의 저하가 나타나 적절한 첨가농도가 필하였다.
3. 동결정액 제조시 1차 희석액에 항산화제로서 taurine(40mM)과 α-tocopherol(500㎛)의 단독 또는 복합투여에서 정액성상은 처리간에 차이가 없었으나 복합처리에서 활성산소계(ROS)의 발생과 지방과산화(lipid peroxidation)가 유의적으로 감소하였다. 정액동결전 12시간의 방치시간 동안에 sialic acid(0.04mM)의 첨가로 융해정자활력의 개선이 있었다. 3mM pentoxifylline 의 첨가에서 융해 정자의 생존율과 HOST 결과가 상승되었다. 이당류인 trehalose 첨가에서는 0.05와 0.1M에서 융해정자의 활력이 현저히 상승, 특히 정상첨체율의 상승도 있었다.
Trehalose 단독처리보다 EDTA(2와 5mM)와의 병행처리에서 효과의 더욱 상승, Trehalose 0.025∼0.2M 처리에서 정자내 ROS가 현저히 감소하였다.
4. 정액품질 검사법에서 HOST시 150mOsm/kg, 30분 검사가 최적조건, 종모돈간의 HOST 결과의 변이는 원정액보다 희석정액(1:1)과 액상정액에서 더 컸다. 정자 acrosin 수준의 측정은 25℃에서 60분간이 최적조건이었다. 원정액과 희석정액에서 종모돈 개체변이가 높고acrosin은 원정액이 액상정액보다 1.2배 높았다. 종모돈 개체의 정액보존 중 acrosin수준의 저하율에 개체 차이가 크게 나타났다. 원정액의 정자 acrosin 수준은 HOST 결과 및 동결융해정자의 acrosin 수준과 높은 (+)상관, 융해 후 정상첨체율과는 (-)상관이었다.
5. 액상정액 정자의 체외수정율은 정자 acrosin 수준, 정자활력과 높은 상관, HOST와는 유의성은 없으나 (+)상관, 정자 acrosin 5.6mU이상인 정자에서 체외수정율과 배반포 발달율이 높았다.
SCSA에서 COMPαt, SDαt가 높은 경우가 유의성은 없으나 체외수정율과 (-)상관, 종모돈의 수태율은 acrosin 수준 및 HOST 결과와 유의적 상관(r=0.80, 0.87)이 있었다.
6. SCSA 결과는 15∼17개월령 종모돈이 다소 높았고 개체내 변이계수는 13개월령 이하보다 17개월령 이상에서 더 컸다. 4∼5의 COMPαt 값과 50이하 %PeakR에서 정액량과 액상정액 생산(병)이 많았으며 SDαt 20이하에서 정자농도와 액상정액 생산량이 많았다. COMPαt, SDαt 및 %Redr간에 상관이 유의적으로 높았으며 SCSA가 불량할 경우 정액성상도 불량한 경향이 있었다. 종모돈의 수태율과 산자수는 COMαt 3∼4, SDαt 21∼40 그리고 %Red 5∼6에서 다소 많은 경향이었으며 %PeakR 50이하에서는 수태율이 다소 높았다.
7. 돼지의 발정동기화 및 인공수정기술 개발에서 동일 종모돈의 액상 및 동결정액의 분만율은 각각 81.5∼87.3% 및 76.6∼80.5%였다. 종부형태에 따른 수태율은 미경산돈의 경우 AI2회가 85.4%, 자연종부(NS) 2회가 72.9% 및 1차 자연종부 + 2차 인공수정(NS + AI) 형태가 83.4%였으며, 경산돈의 수태율은 2회 AI에서 86.2%로 다소 높았다.
8. Regumate progesterone제제을 14일간 사료에 첨가 또는 Ring-CIDR를 질내 14일동안 장치 종료후 hCG(300∼500IU) GnRH(300ug/두)를 주사하여 발정 및 배란동기화(GnRH 주사)시 후보돈의 Regumate(처리 1구)와 Ring-CIDR(처리 2구)에서 수태율은 각각 89.1%와 88.0%였다. 경산돈의 Regumate 처리 3구와 90.9%, Ring-CIDR 처리 4구의 수태율은 90.9%와 93.3%였다. 분만율은 처리 1, 2, 3 및 4구가 각각 86.7%, 82.6%, 88.6% 및 91.1%였다.
9. 인공수정시 1회 주입시 정자농도(활력이 70%이상 정자수 기준) 30.0, 25.0, 20.0, 17.5, 15.0,12.5, 10.0 및 7.5×108/80㎖ 각각 조절하여 두번 인공수정시 분만율은 72.3% ∼ 89.3% 범위였고 정자농도간에 유의차는 없었다. 총산자수는 30.0∼20×108/80㎖ 농도시 11.29 ∼ 11.02두로유의적인 차이가 없었다.
10. 액상정액(17℃)을 1, 3 및 5일 동안 보관하였을 때 정자활력은 71.9%, 59.8% 및 53.9%, pH는 각각 6.89, 6.84 및 7.06으로 페놀레드용액에 의한 표준칼라코드의 적정 범위내 색상을 나타내었다. 정액의 pH가 낮을 때(6.84) 수태율이 약간 높았다(93.7%).

Abstract ▼

CASA-spenn motility of liquid semen produced in commercial pig AI centers sharply droped after 2 days of storage. Changes in other CASA -parameters during 17℃ storage varied among the AI centers. Sperm viability(80~90%) at the first day of storage decreased under 70% at the 4 days of storage. A shar

CASA-spenn motility of liquid semen produced in commercial pig AI centers sharply droped after 2 days of storage. Changes in other CASA -parameters during 17℃ storage varied among the AI centers. Sperm viability(80~90%) at the first day of storage decreased under 70% at the 4 days of storage. A sharp drop in percentage of acrosome-intact sperm occurred with the time of storage, with only 32% and 21% left by 4 and 6 days from 60% at the first day of storage. HOST result and mitochondria function in liquid semen also greatly decreased from the 4 days of storage.
Various species of nonpathogenic bacteria were isolated in raw and diluted(1:l) semen and the most frequently isolated contaminant bacteria in the raw semen were Bacillus sp.(75.0%), Pseudomonas sp.(67.9%) and Staphylococcus sp.(53.6%).
Bacillus sp. in these bacteria counted for 30% of all contaminant bacteria. Bacteria contaminated in the diluted semen was similar to the raw semen, but E. coli, Klebsiella sp. and Enterobacter sp. was much more than in the raw semen. The degree of contamination in the raw and diluted semen varied among the AI Centers.
The number of bacteria isolated in the raw and diluted semen averaged 24.4±29.5cfux10²/ml and 10.4±18.2cfux10²/ml. Bacterial counts in the diluted semen ranged from 3 to 104cfux10²/ml after the 6 days of storage. Staphylococcus sp were found to be resistant to all 8 antibiotics and Pseudomonas sp. in some AI conters showed resistance against penicillin, streptomycin and erythromycin， a common preservative antibiotics used in commercial pig semen extender.
Corynebacterium sp. in semen samples was found to be resistant to polymyxin B, erythromysin and spectinomycin. Treatment of linco/spectinomycin, gentamycin or amikacin alone into the semen samples were quite effective against predominant contaminant bacteria. From the combined treatments with several antibiotics including the above antibiotics, no bacterial colonies yielded in semen and no decrease in sperm motility and sperm viability were appeared during the 6days of storage.
Sperm freezing by using the extender supplemented with taurine(40mM) or a-tocopherol(500uM) alone and combined with these two antioxidants was not found to improve sperm viability, sperm motility and acrosome integrity. However, the combined supplementation greatly decreased generation of oxygen reactive species(ROS) and lipid peroxidation in frozed-thawed spermatozoa. Addition of sialic acid as an antioxidant into freezing extender during holding time of 12h before semen freezing slightly improved sperm motility after thawing. Pentoxifyline treatment before freezing showed improved sperm viability and HOST value after thawing and the treatment both before freezing and after thawing was found to improve the percent of acrosome-intact sperm as well as the sperm motility.
Addition of 0.025~0.2M trehalose as a cryoprotectant substance into freezing extender increased sperm the viability after thawing, although there was not improved after cooling. The treatment of trehalose combined with 2~5mM EDTA significantly increased the viability and acrosome integrity of frozen sperm. In addition, trehalose treatment alone into extender greatly decreased in the greneration of ROS in sperm.
HOST of boar semen was more relieable method to measure at 150mOsm/kg for 60min than at other hyoosmotic solutions and incubation times. HOST result in the liquid semen stored at 17℃ was greatly decreased after the 4 days of storage.
Individual variation in the HOST data among boars was more greater in the diluted semen(1:1) than in the raw semen and a great variation of HOST data occurred in the boars showing low HOST result than in the boars with high HOST result.
found to be 60min at 25℃. A great variation in sperm acrosin activity was observed among the boars in raw and diluted(1:1) semen and the acrosin activity of sperm in raw semen was high 1.2 times in diluted semen. Changes in sperm acrosin activity during semen storage was more smaller at 17~25℃ than at 5℃ and was greatly decreased in the semen collected in Aug than in the collected in May. The sperm acrosin activity of frozen semen greatly decreased to 63~84% of the raw and diluted semen. Decreasing rate of acrosin activity during semen storage varied among the individual boars. Sperm acrosin activity of raw semen was significantly positive correlations with HOST data of raw semen and acrosin activity of fozen semen and negative correlation with acrosome integrity after thawing. While the HOST result of raw semen showed postive correlation with the acrosin activity after thawing.
Sperm-IVF rates of liquid wemen was significantly correlated with their acrosin activites and sperm motilites (r=0.88, 0.97). In addition, sperm having ≥5.6mU acrosin activity resulted in high IVF rate and blastocyst development. The sperm with COMPat and SDat tended to yield low IVF rate, although there was not significant. Boar fertility was significantly correlated with their acrosin activity (r=0.80) and HOST data (r=0.87). In the first experiment, IVF rate of sperm was highly correlated with blastocyst development rate and the blastocyst development was correlated with litter size.
Variation in SCSA parameters was found to be related to boar age. Boars of 15~17 months of age showed high SCSA values and Larger variation in SCSA parameters were abtained for boars of <14 months of age and also in ejaculates from same individual boars was appered from boars ≥17 months of age than those from <13 months of age.
In general, the boars having COMPat value of 4~5 and %peakR value ≤50 tended to be yield much more semen volume and semen dose per ejaculates than the other boars group, respectively. Boars with ≤20 SDat value shosed high sperm concentration and semen dose per ejaculate. As a result, these SCSA was therefore found to be valuable method for evaluating semen quality and production, since the boar group showing poor SCSA parameters seemed to be poor semen quality.
In addition, relatively high fertility and large litter size were obtained in boars group with COMPat value of 3~4, SDat value of 21~40, and %Red value of 5~6, respectively. However, these relationships were not significant.
Farrowing rate of liquid boar semen (81.5~87.3%) was higher than those of frozen-thawed boar semen(76.6~80.5%).
The non-return rates of mating types in gilt were 85.4% in artificial insemination treatment that was performed twice at 24 hours and 36 hours after injection of hormone, 72.9% in natural service treatment performed twice and 83.4% in natural firstly and artificial insemination secondly. Sown were showed 86.2% of non-return rate that was somewhat high reproductive result.
The gilts of three farms were taken Regumate (a kind of progesterone analogue) with feed stuff for 14 days or inserted Ring-CIDR into virgina for 14 days, and injected with hCG (300~500IU) at 24 hours after final treatment of Regumate or Ring-CIDR for estrus synchronization and injected with GnRH (300ug) at 108 hours after removal of Regumate or Ring-CIDR for synchronized ovulation.
They were inseminated twice at 26hours and 38 hours after injection of GnRH.
The sows weaned were injected with hCG at 24 hours and then injected with GnRH at 80 hours after weaning. They were inseminated twice at 24 hours and 42 hours after injection of GnRH. The non-return rates in gilts were 89.1 and 88.0%in Regumate and Ring-CIDR and in sows were 90.9 and 93.3%, respectively. The farrowing rates in gilt with Regumate and Ring-CIDR and in sows with Regumate and Ring-CIDR were, 86.7, 82.6, 88.6, and 91.1%, respectively.
When a dose of the sperm number was minimized down to 30.0, 25.0, 20.0, 17.5, 15.0, 12.5, 10.0 and 7.5×10⁸ sperm/80ml that were above 70% motility, the of twice-AI were not significantly different as 72.3~89.3% of farrowing rates and 11.29~11.02 in litter size. There were not significantly different among the sperm doses.
The diluted semen were added with 0.1ml methylene blue solution and overlayed with liquid paraffin upto 1cm for isolation of oxygen permeation. The mixed solution was incubated in 45℃ water bath and the durations of decoloration were examined.
the bleaching time and the bleaching degree were evaluated as color index(-5~+5).
The semen of good quality reduced methylene blue for 3-6 minutes, but those of poor quality didn't change the blue color for 9 minutes.
When liquid semen were storged for 1, 3 and 5 days at 17℃, sperm motility were 71.9%, 59.8% and 53.9%, respectively. At that time average pH of each group were 6.89, 6.84 and 7.06, respectively color indicator by phenol red solution was vary useful to evaluate quality of liquid boar semen.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 10
• CONTENTS ... 15
• 차례 ... 19
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 24
• 제1절 연구개발의 필요성 ... 24
• 1. 돼지 인공수정기술 보급확대와 산업화 ... 24
• 2. 인공수정기술의 향상과 적용 ... 25
• 제2절 연구개발 내용 과 범위 ... 27
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 28
• 제1절 국내 기술의 현황 ... 28
• 1. 정액의 품질관리 수준 ... 28
• 2. 액상 및 동결정액 보급 ... 28
• 3. 돼지정자의 체외수정 능력과 수태율과의 관계 ... 29
• 4. 돼지 발정동기화기술 연구 ... 29
• 5. 인공수정 형태별 번식성적 ... 29
• 제2절 국외 기술의 현황 ... 30
• 1. 정액의 품질관리 ... 30
• 2. 돼지 액상 및 동결정액 연구 ... 30
• 3. 종모돈의 번식능력 평가방법의 연구 ... 31
• 4. 돼지 발정동기화 기술 연구 ... 31
• 5. 인공수정 형태에 따른 번식성적 ... 32
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 33
• 제1절 시판용 돼지 액상정액의 질적 평가에 관한 연구 ... 33
• 1. 서론 ... 33
• 2. 재료 및 방법 ... 33
• 가. 공시정액과 보관 ... 33
• 나. 정액 성상 및 정자기능 검사 방법 ... 33
• 다. 통계 분석 ... 38
• 3. 결과 및 고찰 ... 38
• 가. CASA의 정자 운동양상 ... 38
• 나. 정자 생존율과 정상첨체율 ... 41
• 다. HOST(저삼투성 팽창화 검사) ... 45
• 라. 정자의 미토콘드리아 기능 ... 46
• 마. 액상정액 성상간의 상관 ... 47
• 제 2절 돼지 정액내 세균오염과 항생제 첨가효과에 관한 연구 ... 48
• 1. 서론 ... 48
• 2. 재료 및 방법 ... 48
• 가. 정액 채취 및 시료 수집 ... 48
• 나. 정액내 세균수 측정 ... 48
• 다. 분리세균의 동정 ... 49
• 라. 항생제 감수정 조사 ... 49
• 마. 정액내 항생제 첨가효과 조사 ... 49
• 3. 결과 및 고찰 ... 49
• 가. 정액내의 세균오염도 ... 49
• 나. 정액내 세균의 항생제 감수성 ... 54
• 다. 정액내 항생제 투여효과 ... 55
• 제3절 동결정액에서의 항상화제 및 Trehalose 첨가효과에 관한 연구 ... 58
• 1. 서론 ... 58
• 2. 재료 및 방법 ... 58
• 가. 공시정액 ... 58
• 나. 항상화제 첨가실험을 위한 동결정액의 제조 ... 58
• 다. Trehalose 첨가실험을 위한 동결정액의 제조 및 융해 ... 60
• 라. 정액성상 및 정자기능 검사 방법 ... 61
• 3. 결과 및 고찰 ... 64
• 가. 항산화제 첨가효과 ... 64
• 나. 정액 동결전 정액방치시간 효과 ... 71
• 다. Trehalose 의 첨가효과 ... 71
• 제4절 정액의 품질개선을 위한 정액성상 평가법에 관한 연구 ... 79
• 1. 서론 ... 79
• 2. 재료 및 방법 ... 79
• 가. 공시 종모돈과 정액 ... 79
• 나. 정액성상 및 정자기능 검사 ... 79
• 다. 통계처리 ... 81
• 3. 결과 및 고찰 ... 82
• 가. HOST 의 조건 ... 82
• 나. HOST 결과에 영향하는 요인 ... 83
• 다. 정자 Acrosin 수준 ... 86
• 라. 정액성상, 정자 기능측정치간의 상관 ... 91
• 제5절 정자 기능평가 및 체외수정에 의한 종모돈의 수태성적 간접 평가에 관한 연구 ... 94
• 1. 서론 ... 94
• 2. 재료 및 방법 ... 94
• 가. 공시 종모돈과 정액 ... 94
• 나. 정액성상 및 정자기능 검사 ... 94
• 다. 난자의 체외성숙과 체외수정 ... 96
• 라. 수정란의 체외배양 ... 97
• 마. 통계처리 ... 97
• 3. 결과 및 고찰 ... 98
• 가. 정액성상과 체외수정율 ... 98
• 나. 체외수정율과 수태율 ... 101
• 제6절 돼지 정자의 정자염색질구조검사(SCSA)에 관한 연구 ... 107
• 1. 서론 ... 107
• 2. 재료 및 방법 ... 107
• 가. 공시 종모돈과 공시정액 ... 107
• 나. 정자 염색질 구조검사(SCSA) ... 107
• 3. 결과 및 고찰 ... 110
• 가. FCM-SCSA 결과의 변이 요인 ... 110
• 나. SCSA 결과와 정액성상과의 관계 ... 113
• 다. FCM-SCSA 와 종모돈의 번식성적 ... 118
• 제7절 전업 양돈농가 중심의 최적 인공수정 및 발정동기화기술 개발 ... 122
• 1. 서론 ... 122
• 2. 재료 및 방법 ... 122
• 가. 최적 발정동기화 및 주간 번식관리 유도기술 개발 ... 122
• 나. 색도에 의한 액상정액의 간편 품질식별기술 개발 ... 124
• 3. 결과 및 고찰 ... 125
• 가. 최적 발정동기화 및 주간 번식관리 유도기술 개발 ... 125
• 나. 색도에 의한 액상정액의 간편 품질식별기술 개발 ... 131
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 133
• ○ 정액품질 평가 및 향상 기술, CASA 와 번식성적 상관 연구 ... 133
• 1. 목표달성도 ... 133
• 2. 관련분야 기여도 ... 133
• ○ 최적 인공수정 및 발정동기화기술 개발 ... 136
• 1. 목표의 달성도 ... 136
• 2. 관련분야 기여도 ... 137
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 146
• ○ 정액품질의 평가 및 향상기술, SCSA와 번식성적 상관연구 ... 146
• ○ 최적인공수정 및 발정동기화기술 개발 ... 146
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외 과학기술의 정보 ... 147
• 1. 정액의 품질관리 ... 147
• 2. 돼지 액상 및 동결정액 연구 ... 147
• 3. 종모돈의 번식능력 평가방법의 연구 ... 148
• 4. 돼지 발정동기화 기술 연구와 인공수정 형태 ... 148
• 제7장 참고문헌 ... 149
• 끝페이지 ... 159