Mechanisms underlying sperm freezability in cairo b-2 chicken / by Shaimaa Kamal Abdelsalam Ali Hamad ; Supervisors: Dr. Farid Kamal Ramzi Stino , Dr. Gamal Mohamed Kamel Mehaisen , Dr. Ali Nazmi.

Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2023.

Bibliography: pages 137-190.

This study was carried out during the period from (2020-2021), and consisted of three studies to evaluate the in vitro and in vivo sperm freezability in chickens using various cryopreservation protocols. The first and second studies applied different cryopreservation protocols (slow freezing in straws and rapid freezing in pellets, respectively), using dimethylacetamide (DMA) as a cryoprotectant at different levels in freezing extenders (3%, 6%, and 9%). The sperm freezability in these studies were evaluated by measuring some post-thawed sperm characteristics including motility, viability, acrosome integrity, plasma membrane integrity, antioxidant defense status, anti-freeze related genes, and fertility. The third study focused on the glycerol (GLY) application as a common cryoprotectant in poultry semen cryopreservation. In this study, the post-thawed sperm quality parameters were evaluated to investigate the effect of GLY concentration (3%, 5%, 7%, 9%, 11%, and 13%), removal method (final dilution ratio 1:1, 1:2, 1:4, 1:8, 1:16, and 1:20), and straw type (0.25 and 0.5 mL) on rooster sperm freezability. The DMA results showed that 3% DMA with rapid freezing protocol and 6% with slow freezing protocol increased the sperm kinetics. The lipid peroxidation and antioxidant enzyme activity were improved in 3% DMA group in both rapid and slow freezing protocols. At the same time, some anti-freeze-related genes (including heat shock protein 70 (HSP70), ras homolog family member A (RHOA), and small nuclear ribonucleoprotein polypeptide A (SNRPA1)) were upregulated in the rapid freezing protocol with 3% DMA group. Similar results were obtained in the slow freezing protocol except for SNRPA1 expression, which was downregulated with the 3% DMA group.The fertility and hatchability rates did not indicate statistical differences between DMA groups in the slow freezing protocol (18.1-28.4%). In contrast, GLY results showed that sperm motility of 5%, 7%, 9%, 11% and 13% was higher than that of 3%. As for the GLY removal method, sperm motility of 1:8 dilution was the highest, followed by 1:1 and 1:2. There was no difference for sperm motility between 0.25 and 0.5 mL straws. The highest fertility (48.70%) was found for the 5% GLY and 1:2 dilution combination. In conclusion, the 3% DMA group in rapid freezing with pellets maintained higher post-thawed sperm quality. While the low concentration of 3–6% DMA in slow freezing with straw is preferable to obtain acceptable results in the post-thawed sperm quality and fertility. Wherase, the combination of 5% glycerol and 1:2 dilution showed the highest fertility precentage between all the tested cryoprotectants and protocols.

تم اجراء هذه الدراسة في الفترة ما بين عامي (2020-2021) وهي تتكون من ثلاثة دراسات تهدف الى تقييم عملية حفظ الحيوانات المنوية للدجاج بالتجميد معملياً وحقلياً باستخدام بروتوكولات تجميد مختلفة. اشتلمت الدراسة الأولى والثانية على تطبيقات بروتوكولات مختلفه لعملية الحفظ بالتجميد (الحفظ بالتجميد البطىء مع التعبئة في صورة قصيبات ، والحفظ بالتجميد السريع مع التعبئة في صورة كريات) وذلك باضافة الأسيتامايد بتركيزات مختلفة الى المخفف بنسب 3% و6% و9%. وقد تم تقييم عملية الحفظ بالتجميد للحيوانات المنوية عن طريق قياس بعض خصائص الحيوانات المنوية بعد عملية الاسالة والتي تتضمن الحركة – الحيوية – سلامة الاكروسوم – سلامة الأغشية البلازمية – والنشاط الانزيمي للانزيمات المضادة للأكسدة والركائز المؤكسدة – والتعبير الجيني للجينات المرتبطة بمقاومة اضرار التجميد – وكذلك الخصوبة. بينما اهتمت الدراسة الثالثة بالجليسرول كأحد المواد الحافظة والشائع استخدامها في عملية حفظ السائل المنوي بالتجميد في الدواجن. في هذه الدراسة تم تقييم معايير جودة الحيوانات المنوية لدراسة تأثير تركيز الجليسرول بنسب 3% و5% و7% و9% و11% و13% وطرق النزع (نسبة تخفيف نهائية 1:1 و2:1 و 4:1 و 8:1 و 16:1 و 20:1 وحجم القصيبات 0.25 و 0.5 مم على عملية حفظ الحيوانات المنوية بالتجميد. هذا وقد أدى اضافة الأسيتامايد بنسبة 3% فى حالة استخدام بروتوكول التجميد السريع ونسبة 6% في حالة استخدام بروتوكول التجميد البطئ الى تحسين نسب المعاييرالحركية للحيوانات المنوية. اما بالنسبة الى نسبتي مستويات أكسدة الدهون ونشاط الانزيمات المضادة للأكسدة فقد تحسنتا باستخدام الأسيتامايد في كلا البروتوكولين. وفي الوقت نفسه فقد ادى اضافة الأسيتامايد بنسبة 3% مع بروتوكول التجميد السريع الى تحفيز النشاط الجيني لجينات (HSP70, RHOA, SNRPA1). وقد تم الحصول على نتائج مشابهة في بروتوكول التجميد البطئ مع هذه الجينات باستثناء SNRPA1فقد ادى اضافة الأسيتامايد بنسبة 3% الى تقليل نشاطه الجيني. وأخيراً فان هذه الدراسة لم تسجل أي فروق معنوية في تأثير التركيزات المختلفة من الأسيتامايد على نسبتى الخصوبة والفقس فى بروتوكول التجميد البطئ (18,1 – 28,4%). من ناحية اخرى فقد اظهرت النتائج أن اضافة الجليسرول بنسبة 3% ادى الى تأثر الخصائص الحركية للحيوانات المنوية سلبياً مقارنة بالتركيزات الأخرى. أما في حالة طريقة نزع الجليسرول فقد كانت أعلى نسبة حركة عند نسبة تخفيف 8:1 تليها 1:1 و 2:1. كما لم تظهر النتائج اى فروق معنوية فى الصفات الحركية للحيوانات المنوية بين الاحجام المختلفة للقصيبات 0,250 مم و 0,500 مم. وأشارت النتائج الى أن أعلى نسبة خصوبة (48,70 %) كانت مرتبطة بتركيز الجليسرول 5% مع نسبة تخفيف 2:1. وختاماً فقد اقترحت الدراسة الحالية أن استخدام الأسيتامايد بتركيز 3% فى حالة استخدام بروتوكول التجميد السريع والتعبئة في صورة كريات أدى الى تحسين جودة الحيوانات المنوية المجمدة. كما يفضل استخدام التركيزات المنخفضة من الأسيتامايد (3-6%) فى حالة استخدام بروتوكول التجميد البطئ والتعبئة في صورة قصيبات لإعطاء نتائج مقبولة لجودة وخصوبة الحيوانات المنوية المجمدة. بينما في حالة استخدام الجليسرول بتركيز 5% مرتبطاً مع نسبة تخفيف 2:1 تم الحصول على أعلى نسبة خصوبة للحيوانات المنوية المجمدة بين جميع المواد الحافظة والبروتوكولات التي تم اختبارها.

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.