Eesti maatõugu pullide sperma kvaliteet

Allikas: Tõuloomakasvatus 1/2022, Peeter Padrik,PhD¹, Triin Hallap, PhD^{2, 3}, Ülle Jaakma,PhD²
Märts 2022

Meie uurimistöö eesmärk oli selgitada, milline on eesti maatõugu (EK) pullide sperma kvaliteet, selle seos pullide kasvu- ja arengunäitajatega ning kus ja kuidas on kõige otstarbekam spermat varuda ja aretusmaterjali (sügavkülmutatud seemendusdoose) toota.

Varasemate uurimistööde huviorbiidis on olnud peamiselt eesti holsteini tõugu pullide kasv, areng, sperma kvaliteet ja viljakus ning nendevahelised seosed, sest see tõug on arvukuselt ja piimaannilt suurim Eestis aretatav piimatõug. Teiste Eestis aretatavate piima- ja lihatõugu pullide sperma kvaliteedi ja viljakuse analüüsimine on olnud märksa väiksema tähelepanu all. Käesolevas artiklis püüame neid vajakajäämisi parandada ja teadmiste pagasit täiendada eesti maatõu kohta.

Metoodika

Ajavahemikus 2020–2021 uuriti kokku seitsme eesti maatõugu pulli 28 ejakulaati. Eesti maatõugu pullide vanuse mõju selgitamiseks sperma kvaliteedile uuriti nelja EK pulliku 20 ejakulaati (alla 18 kuu vanused) ja kolme EK pulli kaheksat ejakulaati (21–24 kuu vanused). Sperma varuti kunstvagiinaga ning määrati ejakulaadi maht (ml) ja spermide kontsentratsioon (miljardit/ml ×10⁹). Ejakulaatides analüüsiti spermide morfoloogilist kvaliteeti ja määrati tervikliku membraaniga spermide populatsioon (hüpoosmootse testiga HOT-1). Spermide liikuvusnäitajaid uuriti kompuuteranalüüsiga (Computer Assisted Cell Motion Analyser, Sperm Vision, Minitüb GmbH&CO, Saksamaa). Uuringute tulemuste statistilises analüüsis kasutati erinevuste olulisuse hindamiseks t-testi. Tunnustevahelised erinevused loeti tõenäoliseks, kui P < 0,05. Tunnustevaheliste seoste hindamiseks kasutati Pearsoni korrelatsioonikordajat. Tunnustevahelist seost loeti järgmiselt: nõrk seos, kui | r | ≤ 0,3; keskmine seos, kui 0,3 < | r | < 0,7; tugev seos, kui | r | > 0,7

Uurimistulemused

Ejakulaadi maht

Uurimistulemusest selgus, et EK pullidelt varutud ejakulaadi keskmine maht oli 4,5 ml ja spermide kontsentratsioon ühes milliliitris 1,139 miljardit (tabel 1). Need tulemused on väiksemad võrreldes varasemates uuringutes saadud teiste piimatõugu pullide samade näitajatega. Eesti punast (EPK) tõugu pullide ejakulaadi maht oli keskmiselt 6,1 ml ja spermide kontsentratsioon 1,650 miljardit/ml (Padrik, Jaakma 2003). Eesti holsteini (EHF) tõugu pullide ejakulaadi maht oli viimase kolme aasta jooksul keskmiselt 6,29 (varieeruvus 5,56–6,92 ml) ja spermide kontsentratsioon keskmiselt 1,520 miljardit/ml (ETKÜ 2019.–2021. aasta aruanded).

Varasematest uuringutest selgunud šarolee (Ch), limusiini (Li) ja herefordi (Hf) tõugu lihapullide ejakulaadi maht oli praeguse EK pullide näitajaga võrreldes suurem (vastavalt 7,91; 5,18 ja 4,86 ml), aga aberdiini-anguse (Ab) tõugu pullidel väiksem (3,52 ml). Spermide kontsentratsioon värskes spermas oli lihatõugu pullidel (Ch, Li, Hf, Ab) suurem (vastavalt 1,336; 1,555; 1,486; 1,236 miljardit/ml, Landing 2011) kui EK pullidel.

Morfoloogiline kvaliteet

Eesti maatõugu pullide spermide morfoloogilise kvaliteedi uuringud enne külmutamist näitasid, et patoloogiliste spermide osakaal oli keskmiselt 15,9%, kuid varieeruvus oli väga suur – 6,0–35,0% (tabel 2). Varasematele uuringutele tuginedes saame märkida, et võrreldes teiste piimatõugu (EPK ja EHF) pullide samade näitajatega, on EK pullide spermas rohkem patoloogilisi sperme. Nii oli EPK tõugu pullide värskes spermas patoloogiliste spermide osakaal 10,3% ja EHF puhul 11,2% (Padrik, Jaakma 2003; Padrik 2004). Võrreldes EK pullide värskete spermide morfoloogilist kvaliteeti lihatõugu pullide samade näitajatega selgus, et herefordi tõugu lihapullide värskes spermas oli patoloogiliste spermide osakaal suurem kui EK pullide spermas, jäädes vahemiku 17,0–25,0% (Landing 2011).

Spermide liikuvus

Liikuvate ja otseliikuvate spermide osakaal EK pullidelt varutud värsketes ejakulaatides (tabel 3), ei erinenud märkimisväärselt EPK ega EHF-i tõugu pullide samadest näitajatest.  EHF pullide värskes ejakulaadis oli otseliikuvate spermide osakaal viimasel kolmel aastal keskmiselt 87,7% (varieeruvus 85,3–88,94%, ETKÜ 2019.–2021. aasta aruanded), mis on sarnane EK pullide spermide otseliikuvate spermide populatsiooni protsendiga.

Varasemates uuringutes oleme täheldanud, et EPK pullide värskes spermas oli liikuvate ja otseliikuvate spermide osakaal vastavalt 94,07% ja 86,07, mis on samuti sarnane EK pullide samade näitajatega, samas spermide liikumiskiirus trajektooril oli EPK pullide spermidel väiksem, võrreldes EK pullidega (vastavalt 104,12 μm/s ja 119,84 μm/s) (Padrik 2004). Ch, Li ja Hf lihapullide värsketes ejakulaatides olid otseliikuvate spermide osakaalu keskmised näitajad mõne protsendipunkti võrra kõrgemad (vastavalt 87,79%, 88,9%, 88,35%) ja Ab pullidel madalam (83,89%, Landing 2011) kui EK pullidel.

Tervikliku membraaniga spermide hulk

EK pullide sperma uuringust selgus, et tervikliku membraaniga spermide populatsioon värskes spermas oli keskmiselt 61,7%, mis on üsnagi sarnane EHF tõugu pullide sama näitajaga viimasel kolmel aastal (keskmiselt 61,97%) (ETKÜ 2019.–2021. aasta aruanded). EK pullide tervikliku membraaniga spermide populatsioon värskes spermas oli märkimisväärselt suurem kui lihatõugu pullidel (Ab, Ch, Li, Hf; vastavalt 46,25%, 51,16%, 57,7%, 47,56%). Tervikliku membraaniga spermide osakaal värskes spermas on tähtis pulli ejakulaadi kvaliteedinäitaja, sest selle järgi saab prognoosida otseliikuvate spermide osakaalu sügavkülmutamise/sulatamise järel. Otseliikuvate spermide populatsiooni suurus on aga tähtis kvaliteedinäitaja sügavkülmutatud/sulatatud spermas, sest selle põhjal on võimalik prognoosida emasloomade tiinestumist (Padrik jt 2020a). Nii praegust kui eelnevaid uuringuid kokku võttes võib märkida, et pulli tõug on üks teguritest, mis on seotud sperma ja spermide kvaliteediga.

Pulli vanuse mõju sperma kvaliteedile

Teine tähtis tegur pulli tõu kõrval on tema vanus, mis võib mõjutada sperma kvaliteeti ja seeläbi ka spermide viljastamisvõimet. Oleme oma varasemates uuringutes näidanud EHF pullide vanuse mõju sperma ja spermide kvaliteedile ning selgitanud põhjuseid, miks see nii on (Padrik jt 2020b). Nii selgus, et EHF tõugu noorpullidel (9–11 kuud) oli nii ejakulaadi maht kui ka spermide kontsentratsioon oluliselt madalam (P < 0,0001) kui vanematel pullidel (12–14 kuud) (Padrik jt 2020b). Käesolevast uuringust selgus, et pulli vanus mõjutas ka EK pullidel märkimisväärselt sperma ja spermide kvaliteedinäitajaid (tabel 4).

Nooremate pullide ejakulaadi maht ja spermide konsentratsioon on väiksem, kui vanematel pullidel

Nooremate pullide grupis keskmise vanusega 14,9 kuud (varieeruvus 13–17 kuud) oli värskes spermas spermide kontsentratsioon oluliselt väiksem (P < 0,04; tabel 4) kui vanemate pullide grupis (keskmine vanus 21,9; varieeruvus 20–24 kuud). Morfoloogiliselt normaalsete ja tervikliku membraaniga spermide osakaal ning spermide kiirus liikumisteekonnal värskes spermas oli nooremate pullide grupis oluliselt madalam (P < 0,04–0,0092; tabel 4) kui vanemate pullide grupis.

Võimalik põhjus, miks vanemate pullide grupis sperma ja spermide kvaliteet oli parem, on seotud pulli kehamassi ja arenguga. Nii selgus, et EK noorpullide grupis kehamassi kasvades suureneb munandikoti ümbermõõt, mida iseloomustab korrelatsioonikordaja r = 0,91 (P < 0,001). Munandikoti ümbermõõdu suurenemine mõjutas omakorda positiivselt spermide kontsentratsiooni ja morfoloogiliselt normaalsete spermide osakaalu värskes spermas, kusjuures korrelatsioonikordaja oli vastavalt r = 0,67 ja r = 0,54 (P < 0,01).

Varasemates uuringutes oleme leidnud EHF tõugu pullikute kasvu ja arengunäitajate ning sperma kvaliteedi vahelisi seoseid (Padrik jt 2020b). Nii selgus, et pulliku kehamassi ja munandikoti ümbermõõdu vahel oli tugev positiivne korrelatsioon (r = 0,78; P < 0,001; Padrik jt 2020b) ja ka munandikoti ümbermõõdu ja otseliikuvate spermide osakaalu vahel värskes spermas oli tugev positiivne korrelatsioon (r = 0,77; P < 0,001).

Pulli vanuse, kehamassi ja munandikoti ümbermõõdu jälgimine on tähtis seetõttu, et EK kui ohustatud tõu puhul oleks aretuspullide kasutamine optimaalne ehk aretuseks kasutatavad seemendusdoosid tuleks varuda võimalikult kiiresti ja kasutada seejärel pulli emasloomade paaritamiseks. Eelmainitud praktika on kasutusel EHF pullikutel, kuid varutavate seemendusdooside kogus on märksa suurem (EHF pullidel 20–30 000, EK pullidel max 1000).

Sperma varumise koha mõju aretusmaterjali tootmisele

Kolmas oluline aspekt, mis mõjutab seemendusdooside tootmist, on sperma varumise koht (millises farmis EK pull asub). Kui EHF ja EPK ning lihatõugu pullidelt võib spermat varuda ainult ETKÜ Kehtna seemendusjaamas, siis ohustatud tõugudel, nagu Eesti maakari, on lubatud (Veterinaarseadus ja EL määrus 2020/686; 17.12,2019) spermat varuda ka farmides kohapeal.

Aretusmaterjali (seemendusdooside) kvaliteedi seisukohalt on kõige õigem sperma varumine, kvaliteedi hindamine, töötlemine ja seemendusdooside tootmine korraldada ETKÜ Keava seemendusjaamas. Eesti maakarja pullide puhul on selline tootmisviis aga väga ressursimahukas. Nimelt tuleb esmalt tuua EK pull ETKÜ seemendusjaama karantiini ning korraldada nii veterinaaruuringud kui ka pulli hooldamine ja söötmine. See on väga kulukas, eriti väikese pullide arvu juures. Pärast karantiniseerimist viiakse pull põhikarja ja järgneb tema õpetamine sperma varumiseks ning seemendusdooside tootmine. Kuna EK karja populatsioon on väga väike, umbes 2000 lehma, piisab 700–1000 seemendusdoosist pulli kohta, mille kogumiseks kulub maksimaalselt 2 kuud (3–5 ejakulaati). Selline suur ressursi- ja tööjõukulu ühe või kahe EK pulli kohta viib toodetud seemendusdoosi omahinna väga kõrgeks. Suured tootmiskulud mõjutavad negatiivselt EK pullilt sperma varumise ja seemendusdooside tootmise jätkusuutlikkust ETKÜ Kehtna seemendusjaamas.

Alternatiiviks on EK pullidelt sperma varumine farmides kohapeal, kuid ka sellega kaasnevad mitmed  puudused. Esiteks, farmi asukoht peaks jääma 1–1,5-tunnise autosõidu kaugusele Kehtna seemendusjaamast, et  tagada õiget seemendusdooside tootmis-tehnoloogilist protsessi. Teiseks, värske sperma esmaseks käitlemiseks farmis on vaja valgusküllane ja soe ruum. Kolmandaks, sperma kogumiseks on vaja kogemustega abipersonali. Neljandaks, sperma varumisel peab olema võimalus aluslooma fikseerida. Seega farmides kohapeal sperma varumine võib osutuda problemaatiliseks ning mõjuda seemendusdooside kvaliteedile negatiivselt.

Kõiki osapooli rahuldava lahendusena oleme viimasel kahel aasta EK pullidelt varunud värsket spermat Muuluka farmi pullikasvanduses (Piirsalu, Lääne-Nigula vald, Läänemaa). Sellise lahenduse kasuks räägib mitu asjaolu, nagu koolitatud personal, kontrollitud pullikute kasv ja areng (tänu millele on võimalik prognoosida sperma varumise alustamist), vajalikud ruumid ja loomade fikseerimisvõimalused, seemendusdooside tootmis-tehnoloogilise protsessi tagamine igati sobiva kauguse tõttu Kehtna seemendusjaamast (1 tund autosõitu), võimalus varuda spermat korraga mitmelt EK pullilt (ressursi, tööjõu ja aja kokkuhoid) ning veterinaaruuringute ja pullide pidamiskulude katmine farmi poolt. Seega on Muuluka farmi pullikasvanduses EK pullidelt sperma varumise korraldamine tõhus ja jätkusuutik ning Eesti oludes kõige optimaalsem lahendus.

Kokkuvõte

• EK tõugu pullide ejakulaadi maht, spermide kontsentratsioon ja normaalse morfoloogiaga spermide osakaal värskes spermas on väiksem võrreldes Eesti holsteini ja Eesti punase tõuga. EK tõugu pullide spermide liikuvusnäitajad värskes spermas on sarnased teiste Eestis aretatavate piimatõugu pullide samade näitajatega.
• Pulli vanus on tähtis tegur, mis mõjutab sperma ja spermide kvaliteeti. EK tõugu noortel pullidel on spermide kontsentratsioon, morfoloogiliselt normaalsete ja tervikliku membraaniga spermide osakaal ning spermide kiirus liikumisteekonnal värskes spermas oluliselt madalamad kui vanematel pullidel (P < 0,04–0,0092).
• EK pullide kehamassi ja munandikoti ümbermõõdu ning munandikoti ümbermõõdu ja morfoloogiliselt normaalsete spermide osakaalu vahel on positiivne korelatsioon (vastavalt r = 0,91, P < 0,001; r = 0,67, P < 0,01).
• Kõige otstarbekam on EK pullidelt sperma varumine Muuluka farmi pullikasvanduses (Piirsalu, Lääne-Nigula vald, Läänemaa), võrreldes EK pullidelt sperma varumisega farmides kohapeal või ETKÜ seemendusjaamas.

Soovitused farmeritele

• Pulli vanuse, kehamassi ja munandikoti ümbermõõdu jälgimine peab olema esmane meede, kui on soov pulli aretuses kasutada. EK aretuspullide kasutamine aretuses on tõhus, kui vajalikud seemendusdoosid varutakse esimesel võimalusel (oluline ka teiste ohustatud tõugude puhul) ning seejärel kasutatakse pulli emasloomade paaritamiseks.
• Farmeri või EK seltsi poolt aretuseks välja valitud EK pull on otstarbekas saata Muuluka farmi pullikasvandusse, sest seemendusdooside tootmiseks ning töökorralduslikult on see optimaalseim ja tõhusaim viis.
• Kui EK karja aretaja on otsustanud kasutada oma karjast valitud pulli aretuseks või emasloomade paaritamiseks, on otstarbekas enne kontrollida pulli viljastamisvõimet. Esmalt tuleb jälgida pulliku kasvu ja arengut (kehamassi ja munandi ümbermõõtu). Kahtluste korral pulli viljastamisvõimes, tuleb kontrollida sperma kvaliteeti. Spermat saab varuda farmis kohapeal traditsioonilise meetodiga (kunstvagiinat kasutades) või rektaalse massaaži abil.

Kasutatud kirjandus on autoritel.

¹Eesti Tõuloomakasvatajate Ühistu, ²Eesti Maaülikool, ³Eesti Põllumajandus-Kaubanduskoda

Toimetaja: Liina Ulm