Skip to main content

Studies on the Dna Content, Dry Mass and Optical Area of Ejaculated Spermatozoal Heads From Bulls with Normal and Lowered Fertility

Untersuchungen über den DNA-Gehalt, das Trockengewicht und die Fläche ejakulierter Spermatozoenköpfe von Bullen mit normaler und herabgesetzter Fertilität

Undersökningar över DNA-mängd, torrvikt och cellyta av ejakulerade spermiehuvuden från tjurar med normal och nedsatt fertilitet

Summary

Microspectrophotometric, microinterferometric and microplanimetric techniques were used to determine the DNA content, the total dry mass and the optical area of morphologically normal ejaculated spermatozoal heads from eight bulls with lowered fertility and seven bulls with normal fertility. No difference in mean amount of DNA, in mean total dry mass or in mean optical area was found to exist between spermatozoal heads from the bulls in the two groups. In comparison to the mean value for the Feulgen stained heads from the normal bulls, a higher mean value was found for spermatozoa from bulls with lowered fertility. It was suggested that this divergence in mean values might be a reflection of qualitative differences in the basic nuclear protein bound to the DNA which affected the Feulgen stainability of spermatozoa from several of the bulls with lowered fertility. None of the cases of infertility in this study could be attributed to differing amounts of spermatozoal DNA but some of the cases might have been caused by an altered basic nuclear protein in the spermatozoa.

Zusammenfassung

Mikrospektrophotometrische, mikrointerferometrische und mikroplanimetrische Methoden wurden angewandt, um den DNA-Gehalt, das Trockengewicht und die Fläche morphologisch normaler ejakulierter Spermatozoenköpfe von acht Bullen mit herabgesetzter und sieben Bullen mit normaler Fertilität zu untersuchen. Es konnte kein Unterschied zwischen den Mittelwerten für den Gehalt an DNA, das Trockengewicht und die Fläche von Spermatozoenköpfen der Bullen beider Gruppen gefunden werden. Verglichen mit dem Mittelwerte für die nach Feulgen gefärbten Spermatozoenköpfe normaler Bullen wurde ein höherer Durchschnittswert für Spermatozoenköpfe für Bullen mit herabgesetzter Fertilität gefunden. Es wird angenommen, dass diese Divergenz in den Mittelwerten qualitative Unterschiede in den basischen, an die DNA gebundenen Kernproteinen wiederspiegelt. Solch ein Unterschied könnte die Feulgen-Färbbarkeit der Spermatozoen von einigen der Bullen mit herabgesetzter Fertilität angreifen. Keiner der in dieser Arbeit untersuchten Infertilitätsfälle konnte auf unterschiedlichen Gehalt der Spermatozoen an DNA zurückgeführt werden, aber einige Fälle sind möglicherweise durch verändertes basisches Kernprotein verursacht.

Sammanfattning

Mikrospektrofotometriska, mikrointerf erometriska och mikroplanimetriska metoder användes för att bestämma DNA-mängd, torrvikt och cellyta av morfologiskt normala huvuden hos ejakulerade spermier från åtta tjurar med nedsatt fertilitet samt från sju tjurar med normal fertilitet. Inga skillnader i den genomsnittliga mängden DNA, torrvikt och cellyta kunde påvisas i spermiehuvudena från de två grupperna. I jämförelse med medelvärdet för de Feulgenfärgade huvudena från de normala tjurarna, befanns medelvärdet för spermierna från tjurarna med nedsatt fertilitet vara högre. Denna skillnad i medelvärde ansågs kunna återspegla kvalitativa skillnader i de DNA-bundna basiska kärnproteinerna, vilket i sin tur påverkade spermiernas Feulgenfärgbarhet hos fiera av tjurarna med nedsatt fertilitet. I inget av infertilitetsfallen i denna undersökning berodde skillnaderna på olikheter i mängd DNA utan ansågs snarare i fiera av fallen orsakas av förändringar i spermiernas basiska kärnproteiner.

References

  • Bonnier, G. & O. Tedin: Biologisk Variationsanalys. Albert Bonnier, Stockholm 1940, 24–42.

  • Carlson, L. & B. L. Gledhill: Studies on the dry mass of bull spermatozoal heads. Comparative measurements using soft X-ray microradiography and microinterferometry. Exp. Cell Res. 1966, 41, 376–384.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Caspersson, O., T. O. Caspersson & G. M. Lomakka: A recording microplanimeter. Acta morph. neerl.-scand. 1960, 3, 205–214.

    CAS  Google Scholar 

  • Caspersson, T. O.: Cell Growth and Cell Function. W. W. Norton & Co. Inc., New York 1950, 14–77.

  • Caspersson, T. O. & G. M. Lomakka: Scanning microscopy techniques for high-resolution quantitative cytochemistry. Ann. N.Y. Acad. Sci. 1962, 97, 449–463.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Dixon, W. J. & F. J. Massey, Jr.: Introduction to Statistical Analysis. McGraw-Hill Book Company, Inc., New York 1957, 2nd Ed., 102–111.

  • Gledhill, B. L.: Studies on the DNA content, dry mass and optical area of morphologically normal and abnormal bull spermatozoal heads. Acta vet. scand. 1966a, 7, 1–20.

  • Gledhill, B. L.: Studies on the DNA content, dry mass and optical area of bull spermatozoal heads during epididymal maturation. Acta vet. scand. 1966b, 7, 131–142.

  • Gledhill, B. L., M. P. Gledhill, R. Rigler, Jr. & N. R. Ringertz: Changes in deoxyribonucleoprotein during spermiogenesis in the bull. Exp. Cell Res. 1966a, 41, 652–665.

  • Gledhill, B. L., M. P. Gledhill, R. Rigler, Jr. & N. R. Ringertz: Atypical changes of deoxyribonucleoprotein during spermiogenesis associated with a case of infertility in the bull. Exp. Cell Res. 1966b. In press.

  • Lagerlöf, N.: Morphologische Untersuchungen über Veränderungen im Spermabild und in den Hoden bei Bullen mit verminderter oder aufgehobener Fertilität. Acta path, microbiol. scand. 1934, Suppl. 19, 254 pp.

    Google Scholar 

  • Leuchtenbergery C., I. Murmanis, L. Murmanis, S. Ito & D. R. Weir: Interferometric dry mass and microspectrophotometric arginine determinations on bull sperm nuclei with normal and abnormal DNA content. Chromosoma (Berl.) 1956, 8, 73–86.

  • Leuchtenberger, C., F. Schrader, D. R. Weir & D. P. Gentile: The deoxyribosenucleic acid (DNA) content in spermatozoa of fertile and infertile human males. Chromosoma (Berl.) 1953, 6, 61–78.

    CAS  Google Scholar 

  • Lillie, R. D.: Histopathologic Technic. The Blakiston Co., Philadelphia 1948, 24–37.

  • Lomakka, G. M.: A rapid scanning and integrating cytophotometer. Acta histochem. 1965a, Suppl. 6, 47–54.

  • Lomakka, G. M.: A rapid scanning and integrating microinterferometer. Acta histochem. 1965b, Suppl. 6, 393–396.

  • Mann, T.: The Biochemistry of Semen and of the Male Reproductive Tract. Methuen & Co. Ltd., London 1964, 339–364.

  • Parez, M., J.-P. Petel & C. Vendrely: Sur la teneur en acide désoxyribonucléique des spermatozoïdes de taureaux présentant différents degrés de fécondité. C. R. Acad. Sci. (Paris) 1960, 251, 2581–2583.

    CAS  Google Scholar 

  • Welch, R. M. & K. Resch: The deoxyribonucleic acid (DNA) content of semen spermatozoa and testis germinal cells from Santa Gertrudis bulls of known fertility and infertility. In, Studies in Genetics, ed. M. R. Wheeler, Univ. Tex. Publ. 6014, Austin, 1960, 31–37.

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Additional information

This study was supported by funds from the Swedish Agricultural Research Council, the Wallenberg Foundation and the Damon Runyon Memorial Fund. The author was a fellow of the American Veterinary Medical Research Trust during part of the study and the remainder was performed during the tenure of Public Health Service fellowships (1-F2-GM-14, 733-01A2 and 5-F2-GM-14, 733-02) from the National Institute of General Medical Sciences, Public Health Service.

Rights and permissions

Reprints and Permissions

About this article

Cite this article

Gledhill, B.L. Studies on the Dna Content, Dry Mass and Optical Area of Ejaculated Spermatozoal Heads From Bulls with Normal and Lowered Fertility. Acta Vet Scand 7, 166–174 (1966). https://doi.org/10.1186/BF03547107

Download citation

  • Received:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1186/BF03547107