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______________________________________________________ Revista Cientíca, FCV-LUZ / Vol. XXXIII, Supl. Esp., 279 - 291, 2023
Calidad del semen y efectividad en la fertilidad de
toros clonados de búfalo (Bubalus bubalis)
Manoj Kumar Singh*, Smiriti Gupta, Kanika Gandhi,
S.S. Lathwal, Naresh L. Selokar
Laboratorio de Biotecnología de Embriones, División de
Biotecnología Animal
ICAR- Instituto Nacional de Investigación Láctea,
Karnal-132001 (Haryana) India
*Autor de correspondencia: manoj.singh@icar.res.in
RESUMEN
En la India, debido a una grave escasez de toros élite, el
semen disponible de toros probados en la progenie cubre una
población reproducible limitada de búfalos. La clonación de ani-
males ha demostrado ser beneciosa al hacer copias genéticas
idénticas en el menor tiempo posible para cumplir el objetivo de
proporcionar toros reproductores élite. ICAR-Instituto Nacional
de Investigación Láctea, Karnal, ha producido varios toros re-
productores clonados, de los cuales dos toros reproductores
(llamados Swarn y Rajat) se utilizaron para demostrar la fertili-
dad de los toros clonados. Los parámetros del semen como vo-
lumen (2,83±0,33 vs. 2,44±0,23 ml), concentración de esper-
matozoides (1607,56±161,90 vs. 1589,44±211,76 millones/ml),
motilidad de masa (3,17±0,08 vs. 3,11±0,20), motilidad progre-
siva (87,78±0,88% vs 85,00±1,44%) y la integridad acrosómica
Semen quality and fertility e󰀨ectiveness of
cloned bu󰀨alo (Bubalus bubalis) bulls
Manoj Kumar Singh*, Smiriti Gupta, Kanika Gandhi,
S.S. Lathwal, Naresh L. Selokar
Embryo Biotechnology Lab, Animal Biotechnology Division
ICAR- National Dairy Research Institute, Karnal-132001
(Haryana) India
*Corresponding author: manoj.singh@icar.res.in
ABSTRACT
In India, due to a severe shortage of elite bulls, semen
available from progeny-tested bulls covers a limited breedable
population of bu󰀨alo. Animal cloning has proved benecial in
making identical genetic copies in the shortest possible time to
meet the target of providing elite breeding bulls. ICAR-National
Dairy Research Institute, Karnal, has produced several cloned
breeding bulls, of which two breeding bulls (named Swarn and
Rajat) were used to demonstrate the fertility of cloned bulls. The
semen parameters such as volume (2.83±0.33 vs. 2.44±0.23
ml), sperm concentration (1607.56±161.90 vs. 1589.44±211.76
million/ml), mass motility (3.17±0.08 vs. 3.11±0.20), progres-
sive motility (87.78±0.88% vs 85.00±1.44%) and acrosome in-
tegrity (85.39±1.66% vs 87.61±1.80%), respectively in cloned
and non-cloned bull’s semen and had no signicant (p<0.05)
di󰀨erence. Post-thaw motility was also similar to non-cloned
BOT-128 Rev. Cientif. FCV-LUZ, XXXIII, SE, 283-284, 2023, https://doi.org/10.52973/rcfcv-wbc127
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13th World Bu󰀨alo Congress ~ 13er Congreso Mundial de Búfalos / Posters / Biotechnology & Omics Technologies ____________________
bulls or their parents. When these spermatozoa were subjected
to a transcriptomics study, 27,481 transcripts were identied,
out of which 18,703 transcripts were expressed commonly in
both cloned and somatic cell donor bull’s spermatozoa. Only
566 transcripts were up-regulated, and 410 transcripts were
down-regulated signicantly (FC≥2; P<0.05) in clone bulls
spermatozoa relative to somatic cell donor bulls spermato-
zoa. KEGG analysis revealed that the Up- and down-regulated
transcripts a󰀨ect excision repair, autophagy, lipolysis, AMPK,
and insulin signaling pathways. A total of 278 miRNAs were
found in both cloned and parent bull spermatozoa, of which
239 were common and 28 were unique to cloned bulls sper-
matozoa. Out of 62 miRNAs (at FC ≥2; p<0.05) found by di󰀨er-
ential expression analysis, 31 were up-regulated, and 31 were
down-regulated in cloned bull spermatozoa compared to donor
bulls. The expression pattern of some necessary transcripts
and miRNAs associated with spermatogenesis, sperm motili-
ty, sperm capacitation, bull fertility, and early embryonic devel-
opment was almost similar in cloned bulls spermatozoa and
parent bulls spermatozoa. To determine the fertility of cloned
bulls, 20 female bu󰀨aloes were inseminated with the semen of
two above-mentioned cloned bulls. A 65% conception rate was
achieved following insemination, which is typical in bu󰀨aloes.
Thirteen healthy calves (seven males and six females) have
been produced, and further attempts are ongoing to produce
more calves. These calves are physiologically normal, growing
well and healthy. In conclusion, with this limited study, we can
say that the semen produced by cloned bulls is similar to that
of non-cloned bulls and parent bulls, which can be further used
in various assisted reproductive technologies and sustainable
milk production.
Keywords: cloned bu󰀨alo, semen, transcriptome, miRNA, fer-
tility.
Acknowledgement. This work was nancially supported by
Bu󰀨alo Cloning Project (NASF/GTR-7004/2018-19) ICAR-
NASF, New Delhi.
(85,39±1,66% vs 87,61±1,80%), respectivamente en semen de
toro clonado y no clonado y no tuvieron diferencia signicativa
(p<0,05). La motilidad post-descongelación también fue similar
a la de los toros no clonados o a sus padres. Cuando estos
espermatozoides se sometieron a un estudio transcriptómico,
se identicaron 27.481 transcripciones, de las cuales 18.703
se expresaron comúnmente en espermatozoides de toro de
donantes de células somáticas y clonados. Solo 566 transcrip-
ciones estaban reguladas positivamente y 410 transcripciones
estaban reguladas negativamente signicativamente (FC≥2;
p<0,05) en espermatozoides de toros clonados en relación con
los espermatozoides de toros donantes de células somáticas.
El análisis de KEGG reveló que las transcripciones reguladas
hacia arriba y hacia abajo afectan las vías de reparación por
escisión, autofagia, lipólisis, AMPK y señalización de insulina.
Se encontró un total de 278 miARN en espermatozoides de
toro clonados y parentales, de los cuales 239 eran comunes y
28 exclusivos de los espermatozoides de toro clonados. De 62
miARN (en FC ≥2; p<0,05) encontrados mediante análisis de
expresión diferencial, 31 estaban regulados positivamente y 31
estaban regulados negativamente en espermatozoides de toro
clonados en comparación con toros donantes. El patrón de ex-
presión de algunos transcritos y miARN necesarios asociados
con la espermatogénesis, la motilidad de los espermatozoides,
la capacitación de los espermatozoides, la fertilidad del toro y
el desarrollo embrionario temprano fue casi similar en los es-
permatozoides de toros clonados y en los espermatozoides de
toros parentales. Para determinar la fertilidad de los toros clo-
nados, se inseminaron 20 búfalas con el semen de dos toros
clonados antes mencionados. Después de la inseminación se
logró una tasa de concepción del 65%, lo cual es típico en las
búfalas. Se han producido trece terneros sanos (siete machos
y seis hembras) y se están realizando nuevos intentos para
producir más terneros. Estos terneros son siológicamente
normales, crecen bien y están sanos. En conclusión, con este
estudio podemos decir que el semen producido por toros clo-
nados es similar al de toros no clonados y al de toros parenta-
les, el cual puede usarse aún más en diversas tecnologías de
reproducción asistida y producción sostenible de leche.
Palabras clave: búfalo clonado, semen, transcriptoma,
miARN, Fertilidad.
Agradecimientos. Este trabajo fue apoyado nancieramente
por Bu󰀨alo Cloning Project (NASF/GTR-7004/2018-19) ICAR-
NASF, Nueva Delhi.