Study of the composition of seminal fluid and of sperm motility along the genital tract, during a spawning season, in the rainbow trout (Oncorhynchus mykiss)

Étude de la composition du fluide séminal et de la motilité des spermatozoïdes dans le tractus génital de la truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss), au cours d'une période de reproduction

¹ Inland Fisheries Institute, 32-640, Zator, Poland
² INRA, Physiologie des Poissons, 35042 Rennes Cedex, France

Received: 3 July 1996
Accepted: 17 September 1996

Abstract

Sperm was collected from testes and from three or four parts of the deferent ducts of 4 to 6 winter-spawning male rainbow trout, about every two weeks over a three month period (January to March). Milt volume, spermatocrit, sperm motility, 11-ketotestosterone (11-KT) and 17α-hydroxy,20β dihydroprogesterone (17,20P) levels and ionic composition were determined. Steroids and ions were also measured in blood plasma. The K⁺ concentrations and steroid levels in the seminal fluid from each part of the ducts did not vary significantly over the period of study. In two out of the three parts of the ducts, Na⁺ (parts 1 and III) Ca²⁺ (parts I and III) and Mg²⁺ (parts I and II) levels were significantly higher at the end of March than two months earlier. Motility of testicular sperm peaked (42%) in mid-February while that of sperm from ducts usually remained stable (80 to 100%) throughout the three months. Seminal fluids and blood plasma were confirmed to be isotonic (300 mmol/kg). Levels of K⁺, Na⁺, Ca²⁺, 11-KT and 17.20P in the plasma and seminal fluid differed significantly (respectively 0.3 vs 34 mmol, 134 vs 116 mmol, 3.4 vs 2.0 mmol, 87 vs 17 to 39 ng/ml, 11 vs 3 to 13 ng/ml), with the Na⁺ and steroid levels being positively correlated in both liquids. Osmolality, Cl^-, Na⁺, K⁺, Mg²⁺ and Ca²⁺ concentrations remained constant along the genital tract. In contrast, spermatocrit and 11-KT and 17.20P levels decreased significantly and progressively from testis to the posterior or middle part of the ducts (respectively 97 to 49%, 39 to 17 ng/ml, 13 to 3 ng/ml) while sperm motility (percentage of motile cells and duration of motility) increased (74 to 96% and 41 to 51 s). No significant correlation was found between sperm motility and the studied physicochemical parameters of the seminal fluid.

Résumé

Le sperme testiculaire et celui contenu dans les canaux déférents, divisés en trois ou quatre parties, ont été collectés sur 4 à 6 mâles de truite arc-en-ciel de souche hivernale, environ toutes les deux semaines pendant trois mois (Janvier à Mars). Le volume de sperme, le spermatocrite, la motilité des spermatozoïdes, les concentrations en 11-ketotestosterone (11-KT) et en 17α-hydroxy,20β-dihydroprogesterone (17,20P), ainsi que la composition ionique, ont été déterminés. Les deux stéroïdes et les ions ont aussi été mesurés dans le plasma sanguin. Les concentrations en K⁺ et en stéroïdes dans le fluide séminal de chacune des parties des canaux déférents n'ont pas varié significativement pendant la période étudiée. Dans deux parties sur trois des canaux déférents, les concentrations en Na⁺ (parties I et III), en Ca²⁺ (parties I et III) et en Mg²⁺ (parties I et II) étaient significativement plus élevées à la fin Mars que deux mois plus tôt. La motilité des spermatozoïdes testiculaires était maximale (42 %) à la mi-Février, tandis que celle des spermatozoïdes des canaux déférents restait stable pendant les trois mois (80 à 100 %). Il a été confirmé que le fluide séminal et le plasma sanguin sont isotoniques (300 mmol/kg). Les concentrations en K⁺, Na⁺, Ca²⁺, 11-KT et 17,20P dans le plasma sanguin et le fluide séminal différaient significativement (respectivement 0,3 et 34 mmol, 134 et 116 mmol, 3,4 et 2,0 mmol, 87 et 17 à 39 ng/ml, 11 et 3 à 13 ng/ml). Les concentrations en Na⁺ et en stéroïdes dans les deux milieux étaient corrélées. L'osmolarité et les concentrations en Cl , Na⁺, K⁺, Mg²⁺ and Ca²⁺ restaient constantes tout au long du tractus génital. Par contre, le spermatocrite et les concentration en 11-KT et en 17,20P diminuaient progressivement des testicules à la partie postérieure des canaux (respectivement 97 à 49 %, 39 à 17 ng/ml, 13 à 3 ng/ml), alors que la motilité des spermatoroïdes (pourcentage de cellules mobiles et durée de la motilité) augmentait (74 à 96 % et 41 à 51 s). Il n'a pas été trouvé de corrélation significative entre la motilité des spermatozoïdes et les paramètres physicochimiques du fluide séminal.