Evidence of a Ca(2+)-(center dot)NO-cGMP signaling pathway controlling zoospore biogenesis in the aquatic fungus Blastocladiella emersonii

The sporulation stage of the aquatic fungus Blastocladiella emersonii culminates with the formation and release to the medium of a number of zoospores, which are motile cells responsible for the dispersal of the fungus. The presence in the sporulation solution of 1H-[1,2,4]Oxadiazolo[4,3-a]quinoxalin-1-one (ODQ), a potent and selective inhibitor of nitric oxide-sensitive guanylyl cyclases, completely prevented biogenesis of the zoospores. In addition, this compound was able to significantly reduce cGMP levels, which increase drastically during late sporulation, suggesting the existence of a nitric oxide-dependent mechanism for cGMP synthesis. Furthermore, increased levels of nitric oxide-derived products were detected during sporulation by fluorescence assays using DAF-2 DA, whose signal was drastically reduced in the presence of the nitric oxide synthase inhibitor N omega-Nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME). These results were confirmed by quantitative chemiluminescent determination of the intracellular levels of nitric oxide-derived products. A putative nitric oxide synthase (NOS) activity was detected throughout sporulation, and this enzyme activity decreased significantly when L-NAME and 1-[2-(Trifluoromethyl)phenyl]imidazole (TRIM) were added to the assays. NOS assays carried out in the presence of EGTA showed decreased enzyme activity, suggesting the involvement of calcium ions in enzyme activation. Additionally, expressed sequence tags (ESTs) encoding putative guanylyl cyclases and a cGMP-phosphodiesterase were found in B. emersonii EST database (http://blasto.iq.usp.br), and the mRNA levels of the corresponding genes were observed to increase during sporulation. Altogether, data presented here revealed the presence and expression of guanylyl cyclase and cGMP phosphodiesterase genes in B. emersonii and provided evidence of a Ca(2+)-(center dot)NO-cGMP signaling pathway playing a role in zoospore biogenesis. (C) 2009 Elsevier Inc. All rights reserved.

Global Gene Expression Analysis during Germination in the Chytridiomycete Blastocladiella emersonii

Blastocladiella emersonii is an aquatic fungus of the Chytridiomycete class. During germination, the zoospore, a motile nongrowing cell, goes through a cascade of morphological changes that culminates with its differentiation into the germling cell, capable of coenocytic vegetative growth. Transcriptome analyses of B. emersonii cells were carried out during germination induced under various environmental conditions. Microarray data analyzing 3,563 distinct B. emersonii genes revealed that 26% of them are differentially expressed during germination in nutrient medium at at least one of the time points investigated. Over 500 genes are upregulated during the time course of germination under those conditions, most being related to cell growth, including genes involved in protein biosynthesis, DNA transcription, energetic metabolism, carbohydrate and oligopeptide transport, and cell cycle control. On the other hand, several transcripts stored in the zoospores are downregulated during germination in nutrient medium, such as genes involved in signal transduction, amino acid transport, and chromosome organization. In addition, germination induced in the presence of nutrients was compared with that triggered either by adenine or potassium ions in inorganic salt solution. Several genes involved in cell growth, induced during germination in nutrient medium, do not show increased expression when B. emersonii zoospores germinate in inorganic solution, suggesting that nutrients exert a positive effect on gene transcription. The transcriptome data also revealed that most genes involved in cell signaling show the same expression pattern irrespective of the initial germination stimulus.

Potassium Current in Mature Bovine Spermatozoa

Ion channels have been assigned a pivotal importance in various sperm functions and are therefore promising targets for contraceptive development. The lack of data on channel functionality and pharmacology has hampered this goal. This is a consequence of technical problems of applying electrophysiological techniques to spermatozoa due to their small size and form. By using a laminin coating to increase adherence of spermatozoa and nystatin in the patch pipette for pore formation, we have adapted the whole-cell recording technique to study currents in mature uncapacitated bovine spermatozoa. Employing these conditions, in the head region, patched spermatozoa could be transferred into the whole-cell configuration. For the first time we document an outward rectifying current in mature bovine spermatozoa was blocked by tetraethyl ammonium (TEA) chloride. The observation of a shift in the reversal potential as a response to changes in the extracellular concentration of K+ ions allowed us to identify this current as K+ selective. This result shows that K+ channels in the head region of mature uncapacitated bovine spermatozoa can be suitably investigated using the whole-cell recording patch-clamp technique.

Global Gene Expression Analysis during Sporulation of the Aquatic Fungus Blastocladiella emersonii

The Blastocladiella emersonii life cycle presents a number of drastic biochemical and morphological changes, mainly during two cell differentiation stages: germination and sporulation. To investigate the transcriptional changes taking place during the sporulation phase, which culminates with the production of the zoospores, motile cells responsible for the dispersal of the fungus, microarray experiments were performed. Among the 3,773 distinct genes investigated, a total of 1,207 were classified as differentially expressed, relative to time zero of sporulation, at at least one of the time points analyzed. These results indicate that accurate transcriptional control takes place during sporulation, as well as indicating the necessity for distinct molecular functions throughout this differentiation process. The main functional categories overrepresented among upregulated genes were those involving the microtubule, the cytoskeleton, signal transduction involving Ca(2+), and chromosome organization. On the other hand, protein biosynthesis, central carbon metabolism, and protein degradation were the most represented functional categories among downregulated genes. Gene expression changes were also analyzed in cells sporulating in the presence of subinhibitory concentrations of glucose or tryptophan. Data obtained revealed overexpression of microtubule and cytoskeleton transcripts in the presence of glucose, probably causing the shape and motility problems observed in the zoospores produced under this condition. In contrast, the presence of tryptophan during sporulation led to upregulation of genes involved in oxidative stress, proteolysis, and protein folding. These results indicate that distinct physiological pathways are involved in the inhibition of sporulation due to these two classes of nutrient sources.

Morfologia do cromossomo Y, função gonadal e extragonadal em touros de raças sintéticas com alterações na qualidade do sêmen

O motivo deste estudo foi o percentual elevado de descarte de touros por alterações reprodutivas, precisamente qualidade de sêmen, que se apresenta em determinados sistemas produtivos nos quais estão inseridas as raças sintéticas. Através de cinco experimentos foi permitido observar o comportamento da espermatogênese de touros de raças sintéticas do nível cromossômico ao funcional do epitélio seminífero. O experimento I, avaliou por seis meses as características seminais de 12 touros, seis de uma raça pura e seis de uma sintética, contendo em cada grupo touros aptos e inaptos a reprodução classificados por qualidade de sêmen. Os animais do grupo sintético não apresentaram recuperação das características seminais durante o período de avaliação, como os puros, indicando um quadro degenerativo permanente neste conjunto de indivíduos. O experimento II buscou identificar uma relação entre a morfologia do cromossomo Y e tipos de cruzamentos, com a qualidade seminal de touros de duas raças sintéticas, Braford e Brangus-Ibagé. A relação da morfologia do Y com a condição reprodutiva não foi comprovada, no entanto considerando os tipos de cruzamentos para obtenção de touros 3/8, os cruzamentos que utilizam fêmea ¼ com macho ½ sangue filho de Nelore proporcionam um maior percentual de animais considerados inaptos ao exame de sêmen. Este experimento sugere medidas práticas para evitar o cruzamento que traz maiores prejuízos econômicos. O experimento III foi proposto para a avaliar a intensidade de redução de células espermáticas anômalas ao longo do epidídimo em touros de uma raça sintética. A redução da freqüência de gota citoplasmática proximal foi distinta entre os grupos de touros classificados quanto a morfologia espermática e entre as regiões do epidídimo, sendo portanto um indicador sensível da qualidade espermática e classificação da fertilidade potencial de animais de raças híbridas. O experimento IV avaliou a freqüência dos túbulos seminíferos nos diferentes estádios do ciclo espermatogênico em touros de duas raças sintéticas. Nas fases iniciais do ciclo espermatogênico, todos os touros apresentam gametogênese semelhante. Nas fases em que ocorrem as divisões meióticas, os touros inaptos apresentaram maior freqüência e a na fase de maturação das espermátides os touros aptos apresentaram maior freqüência. Estes resultados indicam que nos touros inaptos ocorre um bloqueio na fase das meioses, diminuindo a freqüência dos estádios de maturação das espermátides. O experimento V identificou a expressão diferencial de um fator de crescimento (transforming growth factor alpha- TGFα) no epitélio seminífero de touros Braford e Brangus-Ibagé, aptos e inaptos à reprodução, e também avaliou a freqüência de células de Sertoli nestes animais, como um estudo inicial do controle parácrino da espermatogênese. A maior freqüência da expressão de TGFα foi observada nos estádios I e III, e também na raça Brangus-Ibagé. O número médio das células de Sertoli foi semelhante entre estádios e raças dos touros. Em todos experimentos em que as raças Braford e Brangus-Ibagé foram confrontadas, os resultados obtidos foram diferentes. As maiores freqüências de alterações na qualidade seminal não podem ser extrapoladas para todas as raças sintéticas, cabendo a prerrogativa para cada raça de um estudo específico e ajustado às suas condições de criação.

Testicular volume and reproductive status of Wild Callithrix jacchus

ARAÚJO, Arrilton ; SOUSA, Maria Bernardete Cordeiro . Testicular volume and reproductive status of Wild Callithrix jacchus. International Journal of Primatology, v.29, p.1355–1364, 2008. DOI 10.1007/s10764-008-9291-4

A microestrutura e o desenvolvimento dos órgãos genitais masculinos de preás (Galea spixii) criados em cativeiro

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Influência da estação do ano nas características do sêmen e na concentração de hormônios em touros Nelore e Simental

Estudou-se a influência das quatro estações do ano nas características do sêmen e nas concentrações de testosterona e cortisol em touros. Cinco touros Nelore e cinco Simental entre 48 e 72 meses de idade, criados extensivamente, foram avaliados andrologicamente por meio de exames físicos das características morfológicas do sêmen e das concentrações séricas de testosterona e cortisol. Houve redução na motilidade e no vigor do sêmen no inverno (P<0,05) na raça Simental. Observou-se correlação (P<0,01) entre testosterona x motilidade (0,69) e testosterona x vigor (0,57) na raça Simental, e cortisol x motilidade (0,68) e cortisol x vigor (0,65) na raça Nelore. O efeito das estações do ano modificou a qualidade do sêmen com aumento da motilidade e vigor espermáticos na primavera e verão nos touros Simental. A concentração de cortisol diminuiu no outono nos touros Nelore.

Spermathecae of the mangrove crab Ucides cordatus: a histological and histochemical view

Ucides cordatus is the most commercially, important mangrove crab in Brazil. In spite of its economic importance, there are few studies of its reproduction, in particular the female reproductive system. The present study describes the histology and histochemistry of the spermathecae of U. cordatus. Adult females were can lit monthly from July 2004 through June 2005, at Iguape, State of São Paulo. The crabs were anaesthetized, and their spermathecae removed and fixed in Davidson's fluid, following the histological routine for paraffin. The slides were stained with HE, xylidine Ponceau, PAS, alcian blue (pH 1.0 and 2.5), Sudan black B and picrosirius-haematoxylin. Histologically, the spermathecae possesses a capsule of conjunctive tissue, rich in collalgen fibres, which surrounds the secretory columnar epithelium. In the lumen, individual sperm packets are not observed; the spermatophores are intermixed with the seminal fluid and secretions of the spermathecae itself. A large proportion of the free spermatozoids and spermatophores are arranged in homogeneous masses in the proximal part of the spermathecae. The secretion produced by the columnar epithelium appears to promote the movement of the gametes to the fertilization chamber, in a ventral position, allowing fertilization of the oocytes. Histochemically, the secretion produced by the columnar epithelium was strongly positive for neutral polysaccharides, positive for acid polysaccharides, and weakly positive for proteins and lipids. Tills secretion forms a glycoprotein matrix which is associated with maintenance of the spermatophores, which can remain stored for long periods.

Relative abundance and population biology of the non-indigenous crab Charybdis hellerii (Crustacea: Brachyura: Portunidae) in a southwestern Atlantic estuary-bay complex

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Abordagem multivariada envolvendo características físicas e morfológicas do sêmen bovino, idade dos touros e época de colheita de sêmen

Avaliaram-se as relações entre características físicas e morfológicas do sêmen de bovinos das subespécies Bos taurus taurus e Bos taurus indicus com a idade dos touros e a época de colheita do sêmen. Utilizaram-se observações feitas durante o período de 1993 a 1999, em 42 touros com 12 a 174 meses de idade, divididos em cinco classes: Bos taurus taurus - 12 a 36 meses; 37 a 60 meses; 61 a 84 meses; 85 a 108 meses; e 109 a 138 meses; e Bos taurus indicus - 12 a 42 meses; 43 a 72 meses; 73 a 102 meses; 103 a 132 meses; e 133 a 174 meses. As características analisadas foram: volume, turbilhonamento espermático, concentração espermática, motilidade espermática, vigor espermático, anormalidades espermáticas e integridade do acrossoma. No processamento das análises, utilizaram-se as médias das características em cada classe de idade e o mês de colheita de sêmen durante o período de 1993 a 1999. As técnicas estatísticas multivariadas de componentes principais e de agrupamento hierárquico mostraram resultados que podem contribuir na escolha de sêmen de melhor qualidade. As classes 103 a 132 meses e 133 a 174 meses para a subespécie Bos taurus indicus e a classe de idade 109 a 138 meses para a subespécie Bos taurus taurus foram as mais contrastantes. Para ambas as subespécies, nos meses mais úmidos, o sêmen apresentou menor qualidade, principalmente na subespécie Bos taurus taurus. As características do sêmen mais contrastantes no estudo por classes e no período de coleta de sêmen foram: vigor espermático, motilidade espermática, concentração espermática, integridade do acrossoma e anormalidades terciárias no sêmen.

Estrutura populacional e aspectos reprodutivos do Octopus insularis Cephalopodas: Octopodidae: implicações para o manejo da pesca de polvo no município de Rio de Fogo-RN

In northeastern Brazil, Octopus insularis is the most commercially important cephalopod species and its capture has been performed for several years by the lobster fishermen in the region. In order to obtain information about the reproductive biology, 1108 specimens were collected between November 2009 and September 2011 in the landings and fish markets of Rio do Fogo (RN). For each specimen the mantle length (CM) and total fresh weight (PT) were recorded. Gonads of 264 males and 295 females were examined macroscopically and histologically to assess sexual maturation and determine reproductive indices. Four reproductive stages were determined for males (immature, maturing, mature and post-mature) and females (immature, early maturing, late maturing and mature). The average of eggs recorded in the female s gonads was 93.820 and 39 was the average of spermatophores found in male Needham s complex. Spermathecae with sperm were found in females with 69 mm CM (immature). Males and females become sexually mature at 64.41 and 98.50 mm of CM, respectively. The weight at sexual maturity was 270 g for males and 630 g for females. The values of the size and weight at sexual maturity found in this study show that males mature at smaller sizes than females. For both sexes the maturation peaks occurred in February and November 2010 and also in September 2011. The periods of maximum reproductive activity lasted about 3 months and it seems to occur every 7 10 months. Only one spent female (stage V) was found and the number of mature females was low. Presumably, mature females migrate to deep waters with complex habitat to protect the offspring, indicating that fishery by snorkeling with maximum depth of 15 meters is not reaches this part of the stock. Finally, it is noticeable the importance of the establishment of management strategies for the exploitation of O. insularis different of the ones used for O. vulgaris, once the species have distinct biological features

Induction of the acrosome reaction test to in vitro estimate embryo production in Nelore cattle

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Fecundação in vitro de ovócitos bovinos com sêmen submetido a diferentes diluidores

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência do diluidor do sêmen no desenvolvimento in vitro de ovócitos bovinos após a maturação e fecundação in vitro. Ejaculado de um reprodutor foi fracionado e submetido a três diluidores: Lactose/gema de ovo (LG), Citrato/gema de ovo (CG) e Tris/gema de ovo (TG). Amostras deste material foram envasadas, congeladas e estocadas em N² e, posteriormente, descongeladas; a fração móvel foi separada por gradiente descontínuo de Percoll. A concentração espermática foi ajustada para 10 x 10(6)/mL e a capacitação espermática, induzida com 10 µg/mL de heparina. Após 24 horas de cultura para maturação in vitro, os ovócitos, aspirados de folículos ovarianos, foram inseminados com sêmen diluído em meio TALP e, após 48 horas de cultura, os zigotos foram transferidos para gotas de meio TCM 199, com 5% de soro fetal bovino, 5% de soro de vaca em estro e suspensão de células epiteliais do oviduto bovino, cobertas com óleo de silicone, e mantidos em cultura por nove dias. Todas as culturas foram realizadas a 38,5ºC em atmosfera com 5% de CO2. Os dados foram analisados pelo teste do qui-quadrado e houve diferença com relação à taxa de clivagem (TC), sendo as médias de 66,0; 69,3; e 54,4% para LG, CG e TG, respectivamente. Não houve diferença entre tratamentos com relação às taxas de mórulas/blastocistos ou de eclosão. O diluidor do sêmen não teve efeito sobre o desenvolvimento in vitro de embriões bovinos, embora a TC tenha sido afetada.

Comparative validation using quantitative real-time PCR (qPCR) and conventional PCR of bovine semen centrifuged in continuous density gradient

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)