Determination of the proportion of X- and Y- bearing spermatozoa in bovine sexed semen by real time PCR

A produção animal atualmente conta com diferentes biotecnologias para aumentar sua produtividade, incluindo técnicas aplicadas na reprodução. A inseminação artificial, por exemplo, vem sendo aplicada há muitos anos e de maneira extensiva. Esta tem como objetivo o aproveitamento de apenas um ejaculado em diversas prenhezes viabilizando a realização de testes de progênies e um grande aproveitamento de touros melhoradores. Atualmente essa técnica pode contar com um material ainda mais específico, o sêmen sexado que possui maior porcentagem (acima de 87%) de espermatozóides portadores de cromossomo X ou Y resultando numa progênie com o sexo predeterminado. A pré-seleção do sexo vem sendo estudada desde final dos anos 70, uma das linhas de pesquisa resultaram no desenvolvimento de um equipamento, o citômetro de fluxo, em que a célula espermática tem seu conteúdo de DNA estimado e, na seqüência é orientado para separação. Atualmente essa técnica é utilizada para produção de sêmen sexado comercialmente, anteriormente à comercialização do produto, a confirmação da taxa de separação dos cromossomos X e Y é realizada pelo próprio equipamento, o que acrescenta um custo operacional e pode introduzir um viés na confirmação da taxa de sexagem. Sendo assim o objetivo desse trabalho foi elaborar um protocolo de confirmação da taxa de sexagem mediante PCR em tempo real, utilizando sonda TaqMan® em regiões dos genes X-específico (PLP) e Y-específico (SRY). Foram analisadas duas sub-espécies de bovinos (Bos primigenius taurus e Bos primigenius indicus), sendo 21 doses de sêmen sexado X, 21 doses de sêmen sexado Y e 42 doses de sêmen não sexado (controle). A extração do DNA foi desenvolvida com a utilização de di-etiltreitol (DTT) e isotiocianato de guanidina. As amostras foram, em seguida, submetidas à técnica de PCR em tempo real aplicando sondas específicas. Foi possível amplificar os fragmentos específicos dos cromossomos X e Y separadamente e em conjunto e estimar a proporção relativa entre ambos. Todavia a repetibilidade do teste e sua acurácia não permitem recomendá-lo da maneira que se encontra para a aplicação na prática.There are different biotechnologies to apply to increase the animal production nowadays, reproduction techniques are including. The artificial insemination (AI), for example, is a technique very used during many years ago and it is used at extensive production. The aim of this technique is to increase the numbers of pregnancies with just one ejaculation what will propose easier testing of offspring and better use of genetic selected bulls. At present the AI can associate a more specific material, the sexed semen, that contains a higher percentage (more than 87%) of X- or Y- bearing spermatozoa. Its application will result in a offspring with the desired sex. The sorting sex process has been studied since the 1970\'s, since then, some researchers have determined the cytometric sexing flow, a \"promising technique\" that allows the separation of the X-bearing chromosome sperm from the Y-bearing chromosome sperm based on the estimation of the DNA content in each measured cell. The cytometric flow is the unique commercial technique applied for mammalian species in many countries. Before the commercialization the bovine sexed semen has its percentage of the desired sex confirmed by using the same technique that sorted at the beginning of the process. This point can improve the cost and benefits the sorting technique. This way, the objective of this study was to determine a protocol of sex proportion confirmation by real time PCR using TaqMan® probe at X-specific gene (PLP) and Y-specific gene (SRY). Two subspecies of cattle semen were analyzed (Bos primigenius taurus and Bos primigenius indicus). Twenty-one sexed semen for female, other twenty-one sexed semen for male and forty-two non sexed semen were used in this research. The DNA extraction used DTT and guanidine isothiocyanate, and then the obtained samples were used to the real time PCR applying specific probes. This study allows the amplification in different reactions of specific products of X-chromosome bearing and Y-chromosome bearing. Putting the results together, it was possible to determine the relative proportion between the products. But the repeatability and accuracy of the test don\'t permit use this technique in this way of practice