In vitro embryo production in buffaloes: from the laboratory to the farm

Transvaginal follicular aspiration technique together with in vitro embryo production are the biotechnological alternatives currently available to support genetic improvement breeding programs in buffalo species. However, aspects related to animal management, lack of knowledge of the metabolic needs and biochemical peculiarities of gametes and embryos, as well as the reproductive physiology characteristics have hampered progress in the results. Despite the low availability of good quality oocytes collected after OPU in donors as a physiological characteristic of buffalo species, high rates of oocyte maturation, modest embryo cleavage, blastocyst production and pregnancy rates after transvaginal embryo transfer in recipients could be obtained in buffalo in vitro embryo production programs. The results of implementing an in vitro embryo production program in buffaloes in the northern region of Pará state, Brazil, and results published by other groups demonstrate the feasibility of implementing this biotechnology in the routine of breeding programs. Nevertheless, in order to achieve better and consistent results, it is necessary to deepen the knowledge on the peculiarities of reproductive biology in this specie. Selection of donor animals based on ovarian size and ovarian follicular reserve and on the rate of blastocyst production is presented as an effective alternative to increase the efficiency of the in vitro embryo production technique applied to the buffalo species.

In vitro embryo production in buffaloes: from the laboratory to the farm

Transvaginal follicular aspiration technique together with in vitro embryo production are the biotechnological alternatives currently available to support genetic improvement breeding programs in buffalo species. However, aspects related to animal management, lack of knowledge of the metabolic needs and biochemical peculiarities of gametes and embryos, as well as the reproductive physiology characteristics have hampered progress in the results. Despite the low availability of good quality oocytes collected after OPU in donors as a physiological characteristic of buffalo species, high rates of oocyte maturation, modest embryo cleavage, blastocyst production and pregnancy rates after transvaginal embryo transfer in recipients could be obtained in buffalo in vitro embryo production programs. The results of implementing an in vitro embryo production program in buffaloes in the northern region of Pará state, Brazil, and results published by other groups demonstrate the feasibility of implementing this biotechnology in the routine of breeding programs. Nevertheless, in order to achieve better and consistent results, it is necessary to deepen the knowledge on the peculiarities of reproductive biology in this specie. Selection of donor animals based on ovarian size and ovarian follicular reserve and on the rate of blastocyst production is presented as an effective alternative to increase the efficiency of the in vitro embryo production technique applied to the buffalo species.(AU)

A importância dos estudos transcriptômicos de gametas e embriões para o avanço e consolidação da Produção In Vitro de Embriões (PIVE) em bubalinos na Amazônia / The importance of the transcriptomic studies of gametes and embryos for the advance and consolidation of In Vitro Production (IVP) in buffaloes in the Amazon

A produção de búfalos está se expandindo na Amazônia, sendo assim o uso de biotecnologias reprodutivas em programas de melhoramento genético tornou-se uma estratégia para melhorar a produtividade dos rebanhos sem a necessidade de aumentar as áreas de pastagens. A Produção In Vitro de Embriões (PIVE) é uma das biotecnologias disponíveis, a qual é contiuamente aperfeiçoada através da pesquisa de novos componentes para os meios de cultivo e da pesquisa de protocolos espécie específicos que resultem em maior número de embriões de boa qualidade. Contudo, a falta de informações sobre os requerimentos metabólicos de gametas e embriões têm dificultado a consolidação de protocolos de PIVE específicos para búfalos. Neste artigo discutimos as abordagens transcriptômicas que estão ajudando a preencher esta falta de informações, as limitações destas abordagens e os tópicos de pesquisa que ainda precisam ser investigados em búfalos.(AU)

Buffalo production is expanding in the Amazon region therefore the use of reproductive biotechnologies in breeding programs became a strategy to improve the herd productivity without a need for increasing pasture areas. In Vitro Production (IVP) is one of the available biotechnologies, which is continuously being improved through the research of novel components of culture media and the research of specie-specific protocols to obtain an increased number of good quality embryos. However, the lack of information about the metabolic requirements of gametes and embryos have delayed the consolidation of buffalos IVP specific protocols. Herein, we discussed the transcriptomic approaches that are helping to fill the lack of information, the limitations of these approaches and the research topics that still needs further investigations in buffaloes.(AU)

A importância dos estudos transcriptômicos de gametas e embriões para o avanço e consolidação da Produção In Vitro de Embriões (PIVE) em bubalinos na Amazônia / The importance of the transcriptomic studies of gametes and embryos for the advance and consolidation of In Vitro Production (IVP) in buffaloes in the Amazon

A produção de búfalos está se expandindo na Amazônia, sendo assim o uso de biotecnologias reprodutivas em programas de melhoramento genético tornou-se uma estratégia para melhorar a produtividade dos rebanhos sem a necessidade de aumentar as áreas de pastagens. A Produção In Vitro de Embriões (PIVE) é uma das biotecnologias disponíveis, a qual é contiuamente aperfeiçoada através da pesquisa de novos componentes para os meios de cultivo e da pesquisa de protocolos espécie específicos que resultem em maior número de embriões de boa qualidade. Contudo, a falta de informações sobre os requerimentos metabólicos de gametas e embriões têm dificultado a consolidação de protocolos de PIVE específicos para búfalos. Neste artigo discutimos as abordagens transcriptômicas que estão ajudando a preencher esta falta de informações, as limitações destas abordagens e os tópicos de pesquisa que ainda precisam ser investigados em búfalos.

Buffalo production is expanding in the Amazon region therefore the use of reproductive biotechnologies in breeding programs became a strategy to improve the herd productivity without a need for increasing pasture areas. In Vitro Production (IVP) is one of the available biotechnologies, which is continuously being improved through the research of novel components of culture media and the research of specie-specific protocols to obtain an increased number of good quality embryos. However, the lack of information about the metabolic requirements of gametes and embryos have delayed the consolidation of buffalo’s IVP specific protocols. Herein, we discussed the transcriptomic approaches that are helping to fill the lack of information, the limitations of these approaches and the research topics that still needs further investigations in buffaloes.

Produção in vitro de embrião (PIVE) na espécie bubalina / In vitro embryo production of water buffalo (Bubalus bubalis)

Nos últimos anos a biotécnica de produção in vitro de embrião (PIVE) em bubalino passou porimportantes modificações, possibilitando a sua aplicação ao nível comercial. Entretanto, a taxa de produção deembrião por doadora ainda é muito baixa, refletindo diretamente no custo da prenhez, o qual é cerca de 3-4 vezesmais elevado que aquele observado em bovino zebuíno. Essa baixa taxa de embrião ocorre em função de váriosfatores, dentre os mais importantes podemos citar os fatores intrínsecos relacionados aos animais, como a baixaquantidade e qualidade dos oócitos obtidos por doadora; mas também a fatores extrínsecos, como a falta demeios de cultivo específicos para o oócito/embrião da espécie, as deficiências nas condições de manejo(nutricional e sanitário). Portanto, para a aplicação comercial mais abrangente, é necessário baixar o custo daprenhez, bem como, disponibilizar animais de comprovada produtividade (teste de progênie) para utilização emprogramas de PIVE e que do ponto de vista custo / benefício compense a utilização dessa técnica.(AU)

In recent years, the biotechnology of in vitro embryo production (IVP) in buffalo has undergone a greatimprovement, allowing its application at the commercial level. However, the rate of embryo production perdonor is still very low, reflecting directly on the cost of pregnancy that is about 3-4 times higher than zebu cattle.This low embryo rate occurs due to several factors. Among the most important are the intrinsic factors related tothe animals such as the low quantity and quality of the oocytes obtained by the donor, but also to extrinsicfactors such as the lack of specific culture media for the oocyte/embryo, and deficiencies in the managementconditions, that could be nutritional or sanitary. Therefore, for the expansion in commercial application, it isnecessary to reduce the cost of pregnancy, as well as to provide animals of proven productivity (progeny test) foruse in PIVE programs and that from the cost / benefit point of view compensate the use of a high cost techniquesuch as PIVE.(AU)

Produção in vitro de embrião (PIVE) na espécie bubalina / In vitro embryo production of water buffalo (Bubalus bubalis)

Nos últimos anos a biotécnica de produção in vitro de embrião (PIVE) em bubalino passou porimportantes modificações, possibilitando a sua aplicação ao nível comercial. Entretanto, a taxa de produção deembrião por doadora ainda é muito baixa, refletindo diretamente no custo da prenhez, o qual é cerca de 3-4 vezesmais elevado que aquele observado em bovino zebuíno. Essa baixa taxa de embrião ocorre em função de váriosfatores, dentre os mais importantes podemos citar os fatores intrínsecos relacionados aos animais, como a baixaquantidade e qualidade dos oócitos obtidos por doadora; mas também a fatores extrínsecos, como a falta demeios de cultivo específicos para o oócito/embrião da espécie, as deficiências nas condições de manejo(nutricional e sanitário). Portanto, para a aplicação comercial mais abrangente, é necessário baixar o custo daprenhez, bem como, disponibilizar animais de comprovada produtividade (teste de progênie) para utilização emprogramas de PIVE e que do ponto de vista custo / benefício compense a utilização dessa técnica.

In recent years, the biotechnology of in vitro embryo production (IVP) in buffalo has undergone a greatimprovement, allowing its application at the commercial level. However, the rate of embryo production perdonor is still very low, reflecting directly on the cost of pregnancy that is about 3-4 times higher than zebu cattle.This low embryo rate occurs due to several factors. Among the most important are the intrinsic factors related tothe animals such as the low quantity and quality of the oocytes obtained by the donor, but also to extrinsicfactors such as the lack of specific culture media for the oocyte/embryo, and deficiencies in the managementconditions, that could be nutritional or sanitary. Therefore, for the expansion in commercial application, it isnecessary to reduce the cost of pregnancy, as well as to provide animals of proven productivity (progeny test) foruse in PIVE programs and that from the cost / benefit point of view compensate the use of a high cost techniquesuch as PIVE.