Preservation of biological diversity by cryopreservation methods: Experience of the Southern Scientific Center of the RAS
##plugins.themes.ibsscustom.article.main##
Google Scholar
##plugins.themes.ibsscustom.article.details##
Abstract
One of the promising directions for increasing animal genetic diversity is the formation of cryobanks and long-term storage of reproductive cells in liquid nitrogen. Methods of sperm cryopreservation are known for more than 200 fish species. The resistance to sperm cryodamage in different fish species varies dramatically. There is no unified cryopreservation technique for fish since the habitats vary greatly for different species. In Russia, cryopreserved sperm is currently used extremely insufficiently in aquaculture, but the practice dictates the need for widespread use of cryosperm to solve the problems of producing high-quality fish seed material and for breeding work. The formation of cryobanks is very relevant due to extensive development of aquaculture. Providing commercial and farm enterprises with elite genetic material capable of reproduction at any time of the year will allow not only to set up a biotechnological process, but also to eliminate inbreeding.
Authors
References
Амстиславский С. Я., Абрамова Т. О., Брусенцев Е. Ю., Кизилова Е. А. Криоконсервация и сохранение биоразнообразия // Природа. 2014. № 9. С. 24–33. [Amstislavsky S. Ya., Abramova T. O., Brusentsev E. Yu., Kizilova E. A. Cryopreservation and conservation of biodiversity. Priroda, 2014, no. 9, pp. 24–33. (in Russ.)]
Балыкин П. А., Ходоревская Р. П. Состояние рыболовства в южном районе Волго-Каспийского рыбохозяйственного бассейна // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Рыбное хозяйство. 2021. № 3. С. 7–16. [Balykin P. A., Khodorevskaya R. P. State of fisheries in south region of Volgo-Caspian fisheries basin. Vestnik of Astrakhan State Technical University. Series: Fishing Industry, 2021, no. 3, pp. 7–16. (in Russ.)]. https://doi.org/10.24143/2073-5529-2021-3-7-16
Богатырева М. М. Оптимизация методов криоконсервации спермы для сохранения генофонда осетровых рыб : автореф. дис. … канд. биол. наук : 03.02.06. Астрахань, 2010. 20 с. [Bogatyreva M. M. Optimizatsiya metodov kriokonservatsii spermy dlya sokhraneniya genofonda osetrovykh ryb : avtoref. dis. … kand. biol. nauk : 03.02.06. Astrakhan, 2010, 20 p. (in Russ.)]
Бурцев И. А., Серебрякова Е. В. Долгосрочное хранение спермы при низкой температуре : методическое пособие. Москва, 1969. 5 с. [Burtsev I. A., Serebryakova E. V. Dolgosrochnoe khranenie spermy pri nizkoi temperature : metodicheskoe posobie. Moscow, 1969, 5 p. (in Russ.)]
Красильникова А. А. Совершенствование процесса криоконсервации репродуктивных клеток самцов рыб : автореф. дис. … канд. биол. наук : 06.04.01. Астрахань. 2015. 24 с. [Krasilnikova A. A. Sovershenstvovanie protsessa kriokonservatsii reproduktivnykh kletok samtsov ryb : avtoref. dis. … kand. biol. nauk : 06.04.01. Astrakhan, 2015, 24 p. (in Russ.)]
Красильникова А. А., Тихомиров А. М. Корреляция объёмов эндоцеллюлярного протектора в криозащитных средах и внутриклеточной жидкости сперматозоидов осетровых рыб // Естественные науки. 2015. № 3 (52). С. 96–102. [Krasilnikova A. A., Tikhomirov A. M. Correlation of volumes of intracellular fluid of spermatozoa and endocellular protector in cryoprotective media for sturgeon fishes. Estestvennye nauki, 2015, no. 3 (52), pp. 96–102. (in Russ.)]
Красильникова А. А., Тихомиров А. М. Объём замораживаемого образца как один из факторов выживаемости сперматозоидов осетровых видов рыб при криоконсервации // Естественные науки. 2014a. № 2 (47). С. 62–69. [Krasilnikova A. A., Tikhomirov A. M. The volume of the frozen sample as one of factors of survival of spermatozoa of sturgeon species at the cryopreservation. Estestvennye nauki, 2014a, no. 2 (47), pp. 62–69. (in Russ.)]
Красильникова А. А., Тихомиров А. М. Получение жизнеспособной молоди русского осетра с применением криоконсервированной спермы и оценка поведенческих реакций криопотомства // Сельскохозяйственная биология. 2018. Т. 53, № 4. С. 762–768. [Krasilnikova A. A., Tikhomirov A. M. Reproduction of Russian sturgeon (Acipenser gueldenstaedtii) viable juveniles using cryopreserved sperm and behavioral reactions of the cryo-progeny. Sel’skokhozyaistvennaya biologiya, 2018, vol. 53, no. 4, pp. 762–768. (in Russ.)]. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2018.4.762rus
Патент 2540598 РФ. Способ снижения низкотемпературного скачка растворов криопротекторов / Андреев А. А., Садикова Д. Г., Пономарева Е. Н., Красильникова А. А., Белая М. М. ; заявитель и патентообладатель Астраханский государственный технический университет (ФГБОУ ВПО АГТУ), Южный научный центр Российской академии наук (ФГБУН ЮНЦ РАН). № 2013125414/13 ; заявл. 31.05.2013 ; опубл. 10.02.2015 ; Бюл. № 4. 5 с. [Patent 2540598 RF. Sposob snizheniya nizkotemperaturnogo skachka rastvorov krioprotektorov / Andreev A. A., Sadikova D. G., Ponomareva E. N., Krasilnikova A. A., Belaya M. M. ; zayavitel’ i patentoobladatel’ Astrakhanskii gosudarstvennyi tekhnicheskii universitet (FGBOU VPO AGTU), Yuzhnyi nauchnyi tsentr Rossiiskoi akademii nauk (FGBUN YuNTs RAN). No. 2013125414/13 ; zayavl. 31.05.2013 ; opubl. 10.02.2015 ; Byul. no. 4. 5 p. (in Russ.)]
Персов Г. М. Дозирование спермиев как способ управления оплодотворением яйцеклеток осетровых // Доклады АН СССР. 1953. Т. 90, № 6. С. 1183–1185. [Persov G. M. Dozirovanie spermiev kak sposob upravleniya oplodotvoreniem yaitsekletok osetrovykh. Doklady AN SSSR, 1953, vol. 90, no. 6, pp. 1183–1185. (in Russ.)]
Пономарева Е. Н., Красильникова А. А., Фирсова А. В., Белая М. М. Криоконсервация репродуктивных клеток рыб: история и перспективы // Рыбное хозяйство. 2017a. № 4. С. 85–88. [Ponomareva E. N., Krasilnikova A. A., Firsova A. V., Belaya M. M. Cryopreservation of fish reproductive cells: History and prospects. Rybnoe khozyaistvo, 2017a, no. 4, pp. 85–88. (in Russ.)]
Пономарева Е. Н., Неваленный А. Н., Белая М. М., Красильникова А. А. Использование криоконсервированной спермы для формирования маточного стада стерляди // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Рыбное хозяйство. 2017b. № 4. С. 118–127. [Ponomareva E. N., Nevalennyy A. N., Belaya M. M., Krasilnikova A. A. Using cryopreserved sperm for creating sterlet brood stock. Vestnik of Astrakhan State Technical University. Series: Fishing Industry, 2017b, no. 4, pp. 118–127. (in Russ.)]. https://doi.org/10.24143/2073-5529-2017-4-118-127
Савушкина С. И. Воспроизводство осетровых рыб с использованием криоконсервированной спермы // Рыбное хозяйство. Серия «Аквакультура» : информационный пакет ВНИЭРХ. «Проблемы сохранения геномов рыб». Москва : ВНИЭРХ, 1999. Вып. 1. С. 39–42. [Savushkina S. I. Vosproizvodstvo osetrovykh ryb s ispol’zovaniem kriokonservirovannoi spermy. In: Rybnoe khozyaistvo. Seriya “Akvakul’tura” : informatsionnyi paket VNIERKh. “Problemy sokhraneniya genomov ryb”. Moscow : VNIERKh, 1999, iss. 1, pp. 39–42. (in Russ.)]
Цветкова Л. И., Савушкина С. И. Методическое пособие по криоконсервации спермы карпа, лососёвых и осетровых видов рыб. Москва : ВНИИПРХ, 1997. 11 с. [Tsvetkova L. I., Savushkina S. I. Metodicheskoe posobie po kriokonservatsii spermy karpa, lososevykh i osetrovykh vidov ryb. Moscow : VNIIPRKh, 1997, 11 p. (in Russ.)]
Asturiano J. F., Cabrita E., Horváth Á. Progress, challenges and perspectives on fish gamete cryopreservation: A mini-review. General and Comparative Endocrinology, 2017, vol. 245, pp. 69–76. https://doi.org/10.1016/j.ygcen.2016.06.019
Blaxter J. H. S. Sperm storage and cross-fertilization of spring and autumn spawning herring. Nature, 1953, vol. 172, pp. 1189–1190. https://doi.org/10.1038/1721189b0
Cabrita E., Sarasquete C., Martínez-Páramo S., Robles V., Beirão J., Pérez-Cerezales S., Herráez M. P. Cryopreservation of fish sperm: Applications and perspectives. Journal of Applied Ichthyology, 2010, vol. 26, iss. 5, pp. 623–635. https://doi.org/10.1111/j.1439-0426.2010.01556.x
Cabrita E., Labbé C., Horváth Á., Herráez P., Robles V., Asturiano J. F., Tiersch T., Martínez-Páramo S. Cryobanking in aquatic species: Applications and perspectives in fish germ cells. Cryobiology, 2015, vol. 71, iss. 3, pp. 556. https://doi.org/10.1016/j.cryobiol.2015.10.082
Krasilnikova A. A., Tikhomirov A. M. Alternative methods of preparation of fish sperm to freeze at ultra-high values of cooling rate. Vestnik of Astrakhan State Technical University. Series: Fishing Industry, 2014b, no. 2, pp. 72–78.
Maisse G. Cryopreservation of fish semen: A review. In: Refrigeration and Aquaculture : proceedings of the conference of IIR Commission C2 : Bordeaux colloquium, Bordeaux, France, 20–22 March, 1996. Paris : L’Institut International du Froid, 1996, pp. 443–457.
Martínez-Páramo S., Horváth Á., Labbé C., Zhang T., Robles V., Herráez P., Suquet M., Adams S., Viveiros A., Tiersch T. R., Cabrita E. Cryobanking of aquatic species. Aquaculture, 2017, vol. 472, pp. 156–177. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2016.05.042
Mauger P.-E., Le Bail P.-Y., Labbé C. Cryobanking of fish somatic cells: Optimizations of fin explant culture and fin cell cryopreservation. Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Biochemistry and Molecular Biology, 2006, vol. 144, iss. 1, pp. 29–37. https://doi.org/10.1016/j.cbpb.2006.01.004
Ott A. G., Horton H. F. Fertilization of chinook and coho salmon eggs with cryo-preserved sperm. Journal of the Fisheries Board of Canada, 1971, vol. 28, no. 5, pp. 745–748. https://doi.org/10.1139/f71-102
Pavlovici L., Vlad C. Some data on the preservation of carp (Cyprinus carpio L.) seminal material by freezing. Review Cresterea Animals, 1976, no. 4, pp. 45–48. (Can. Fish. Mar. Serv. Transl. Ser. ; 3965).
Scott A. P., Baynes S. M. A review of the biology, handling and storage of salmonid spermatozoa. Journal of Fish Biology, 1980, vol. 17, iss. 6, pp. 707–739. https://doi.org/10.1111/j.1095-8649.1980.tb02804.x
Sin A. W. Preliminary results on cryogenic preservation of sperm of silver carp and bighead. Hong Kong Fisheries Bulletin, 1974, vol. 4, pp. 33–36.
Suquet M., Dreanno C., Fauvel C., Cosson J., Billard R. Cryopreservation of sperm in marine fish. Aquaculture Research, 2000, vol. 31, iss. 3, pp. 231–243. https://doi.org/10.1046/j.1365-2109.2000.00445.x
Zhang T. Importance of cryobanking in aquatic species conservation and aquaculture. Cryobiology, 2018, vol. 80, pp. 169. https://doi.org/10.1016/j.cryobiol.2017.10.059
