Effects of culture media on the in vitro maturation rate of bovine oocytes

Abstract

Puerto Rico is located in a tropical zone characterized by a relatively constant high heat and humidity. As a result, cattle are under moderate to severe thermal stress on a year-round basis, depending on the time of the year. Thus, the problem of thermal stress can be considered chronic and one of the net results is a decrease in reproductive efficiency. The objective of this experiment was to study the feasibility and thermo- tolerance of in vitro matured oocytes collected in different seasons. For this, 87 dairy-breed ovaries (Holstein) and 120 beef-breed ovaries (Senepol, Zebu and cross breeds) were obtained in abattoirs Ganaderos Santiago and Hermanos Alvarado during four seasons [December-February (S1; 20°C - 29°C), March and April (S2; 20°C - 30°C), June to August (S3; 22°C - 32°C) and September to November (S4; 22°C - 31°C)]. A total of 804 oocytes were collected from 2-8 mm follicles. These were placed into three maturation mediums with different concentrations of Pluset (FSH y LH) and Estradiol (E2) (A: Pluset 5µg/µl and Estradiol 25µM; B: Pluset 25µg/µl and Estradiol 25µM; C: Pluset 5µg/µl) and matured in vitro for 22 hrs. in an incubator under a 5% CO2 environment at 37.5°C. The oocytes in medium A (lower concentration of LH, FSH and presence of E2) had a 73% maturation than those in medium B and C [59% average maturity; P <0.05]. Oocytes from beef type cows had better maturation rates when compared with those from Holstein cows during S4 [80% (beef) vs. 60% (dairy); P <0.05]. Beef cattle also demonstrated better maturation rates in S4 [80%] than dairy cattle in S3 [50%]. In turn, oocyte maturation from beef type cattle showed an increase in maturation during S2 [55%] to S3 [68%] and again in S4 [80%] while dairy cattle drastically reduced 21% in maturation from S2 [71%] to S3 [50%]; (P <0.05). These results suggest that beef cattle produce oocytes better adapted to tropical conditions and have better maturation rates in culture mediums with low gonadotropins concentrations and high concentrations of E2.

Puerto Rico está ubicado en una zona tropical, caracterizada por un clima húmedo y de constante calor. Como resultado, el ganado bovino está todo el año bajo condiciones de estrés termal moderado a severo, según la temporada. De este modo, el problema de estrés termal puede considerarse crónico, donde uno de los resultados netos es una reducción en la eficiencia reproductiva. El objetivo de este experimento fue estudiar la viabilidad y termo-tolerancia de ovocitos madurados in vitro colectados durante diferentes épocas. Se colectaron 87 ovarios de vacas lecheras (Holstein) y 120 ovarios de vacas tipo carne (Senepol, Cebú y Cebú x Senepol) obtenidos en los macelos Ganadería Santiago y Hermanos Alvarado durante las cuatro épocas del año [diciembre a febrero (S1; 20°C - 29°C), marzo a abril (S2; 20°C - 30°C), junio a julio (S3; 22°C - 32°C) y septiembre a noviembre (S4; 22°C - 31°C)]. Se colectaron un total de 804 ovocitos provenientes de folículos de 2–8 mm. Estos fueron colocados en tres medios de maduración con diferentes concentraciones de Pluset (FSH y LH) y Estradiol (E2) (A: Pluset 5µg/µl y E2 25µM; B: Pluset 25µg/µl y E2 25µM; C: Pluset 5µg/µl) y madurados in vitro durante 22 hrs. en una incubadora bajo un ambiente con 5% CO2. Los ovocitos en medio A (menor concentración de Pluset y presencia de E2) presentaron un 73% de maduración vs. aquellos en medio B y C [59% maduración promedio; P<0.05]. Los ovocitos provenientes de vacas tipo carne tuvieron mejores tasas de maduración cuando se compararon con aquellos provenientes de vacas Holstein durante S4 [80% (carne) vs. 60% (leche); (P<0.05). Las vacas tipo carne también demuestran mejores tasas de maduración en S4 [80%] que las vacas lecheras en S3 [50%]. A su vez, los ovocitos de vacas tipo carne demostraron un aumento en maduración durante S2 [55%] a S3 [68%] y nuevamente en S4 [80%] mientras que las vacas lecheras redujeron su maduración drásticamente un 21% de S2 [71%] a S3 [50%]; (P <0.05). Estos resultados sugieren que vacas de carne producen ovocitos con mayor termotolerancia cuales tienen mejores adaptaciones a las condiciones tropicales y tienen mejores tasas de maduración en un medio bajo en gonadotropinas y presencia de E2.