Motility of fresh and aged halibut sperm

Motilité du spermatozoïde frais et âgé de flétan

¹ Muséum National d'Histoire Naturelle, Laboratoire d'Ichtyologie Générale et Appliquée, Unité de Recherches marines, 43, rue Cuvier, 75231 Paris Cedex 05, France
² CNRS, Station Zoologique UA 671, 06230 Villefranche-sur-Mer,France
³ Ocean Sciences Centre, Memorial University of Newfoundland, St. Johns, Newfoundland AIC5S7, Canada

Received: 27 July 1992
Accepted: 26 October 1992

Abstract

Preliminary studies of freshly collected halibut (Hippoglossus hippoglossus) sperm by light microscopy indicated that sperm motility, i.e. the percentage of motile sperm and the duration of fonvard progressive movement, was optimized under conditions of osmotic pressure ranging between 400 and 1100 mOsmol/kg and pH for 6.5-8.5. The quality of sperm, stored in vitro on ice, deteriorated rapidly within a few hours, a charactenstic particularly evident in sperm after freezing and thawing tests. Studies of several cryoprotectants indicated that halibut sperm could be successfully preserved frozen when diluted with 3 parts extender (sucrose: 150 mM, CaCl₂: 1.7 mM, MgSO₄: 7 mM, glycine: 86 mM and Tris: 30 mM at pH: 8), 10% of 1-2 propanediol and one part sperm (3:l). Additional studies of the motility of seawater-activated halibut sperm were conducted by dark field microscopy under stroboscopic illumination. These observations indicated that fast forward-moving sperm motility, which lasts 60-70 s, is correlated with propagating waves on the full length of the sperm flagellum with an initial beat frequency of 45-50 Hz which abruptly drops to about 10 Hz after 60-80 s. The beat frequency is blocked by KCN (5mM) and NaN₃, (1.2mM), on intact sperm. The flagellum beat frequency of demembranated/reactivated sperm is dependent on the ATP concentration in the reactivation solution.

Résumé

Des études préliminaires en microscopie optique de spermatozoïdes de flétan (Hippoglossus hippoglossus) ont montré que la motilité (le pourcentage de cellules mobiles et la durée de mouvement propulsif) était optimale dans une gamme de pression osmotique allant de 400 à 1 100 mOsmol/kg et de pH de 6,5 à 8,5. Une détérioration rapide de la qualité du sperme apparaît au cours de sa conservation in vitro sur glace et plus particulièrement après tests de congélation/décongélation. Les essais portant sur plusieurs cryoprotecteurs ont montré que le sperme de flétan pouvait être congelé en présence de 1-2 propanediol ajouté à 10% d'un dilueur constitué de glucose: 150 mM, CaCl₂ : 1,7 mM, MgSO₄ : 7 mM, Glycine : 86 mM, Tris 30 mM, pH : 8) dans la proportion de 3 volumes pour un volume de sperme. Des études en microscopie à fond noir avec éclairage stroboscopique ont indiqué que la motilité progressive durait environ 60-70 s avec des ondulations affectant toute la longueur du flagelle dont la fréquence initiale de 45-50 Hz chutait brutalement à l0 Hz après 60-80s. Les battements flagellaires de spermatozoïdes intacts sont bloqués par KCN (5 mM) et NaN₃ (1,2 mM) ajoutés dans la solution d'activation. La fréquence de battement flagellaire de spermatozoïdes démembranés-réactivés est dépendante de la concentration en ATP dans le milieu de réactivation.