Biologia reprodutiva das abelhas africanizadas (Apis melífera) e biotecnologias aplicadas à sua conservação / Reproductive biology of Africanized bees (Apis mellifera) and biotechnologies applied to their conservation

A biodiversidade das abelhas africanizadas (Apis melífera) encontra-se sob grande ameaça e, neste cenário as investigações acerca da biologia reprodutiva, alguns aspectos ainda incipientes, bem como métodos aprimorados para a inseminação instrumental e criopreservação de gametas podem ser ferramentas preciosas para a conservação in situ e ex situ de subespécies e ecótipos. O entendimento e adoção de ferramentas como estas mencionadas, podem auxiliar na seleção de características de interesse para os criadores, assim como, nos esforços para a conservação de populações de abelhas ameaçadas.(AU)

The biodiversity of Africanized bees (Apis mellifera) is under great threat and, in this scenario, investigations about reproductive biology, some aspects are still incipient, as well as improved methods for instrumental insemination and cryopreservation of gametes can be precious tools for ex situ and in conservation. situ of subspecies and ecotypes can be contemplated. The understanding and adoption of tools such as those mentioned can help in the selection of characteristics of interest to breeders, as well as those committed to the conservation of endangered bee populations.(AU)

Andrologia e geriatria: o que temos de novo na espécie canina? / Andrology and geriatrics: what is new in the canine specie?

Os cães, assim como os homens, passam por fases na vida chegando a idades avançadas. A senilidade é observada em diferentes processos dos sistemas do organismo incluindo o sistema reprodutivo. Fazem parte das alterações do sistema reprodutor masculino de cães senis a perda da função dos órgãos sexuais, perda de libido, alterações do sistema endócrino reprodutivo e alterações no sêmen, nos espermatozoides e resultando em infertilidade. A longevidade reprodutiva dos cães reprodutores depende de vários fatores internos e externos e sua manutenção pode ser feita com a utilização de manejo nutricional, sanitário e reprodutivo corretos, aplicação de biotecnologias aplicadas a reprodução.(AU)

Dogs, like men, go through stages in life, reaching advanced ages. Senility is observed in different processes of the body systems including the reproductive system. The changes in the male reproductive system of senile dogs include loss of function of the sexual organs, loss of libido, changes in the reproductive endocrine system and changes in semen and sperm, resulting in infertility. The reproductive longevity of the stud dogs depends on several internal and external factors and its maintenance can be done with the use of correct nutritional, sanitary, reproductive management and application of biotechnologies applied to reproduction.(AU)

Semen collection using electroejaculation and sperm parameters in pacas (Cuniculus paca, Linnaeus, 1766) / Coleta de sêmen com uso da eletroejaculação e parâmetros espermático em pacas (Cuniculus paca, Linnaeus, 1766)

Pacas (Cuniculus paca) are highly hunted animals because of the flavor of their meat, and commercial breeding is recommended. However, this species has a relatively low reproductive rate. This study aimed to collect semen from pacas through electroejaculation and obtain the sperm parameters of this species for the first time. Seven male pacas were used, submitted to an anesthetic protocol before stimulation by an electroejaculator appropriate for the species. The stimulus protocol was performed in three series: series I, 10 stimuli with 1 and 2 V; series II, 10 stimuli with 3 and 4 V; and series III, 10 stimuli with 5 V and interval between series of 2 s. The collected material was evaluated for color, volume, motility, vigor, and concentration. The sperm parameters collected showed a mean volume of 0.43±0.33 mL, concentration of 45.5±42.44×106 sperm/mL, motility of 33.33±32.14%, and mean vigor of 2.6±1.15. In this study, the anesthetic protocol did not seem to favor semen collection by electroejaculation in the pacas. The electrical stimulation protocol was able to stimulate all animals in the study; however, there were few samples with sperm cells and a low rate of motility and vigor in most ejaculates.

Pacas (Cuniculus paca) são animais altamente caçados devido ao sabor de sua carne, sendo a criação comercial delas, recomendada. Entretanto, é uma espécie com baixa taxa reprodutiva. O objetivo deste estudo foi efetuar coleta de sêmen em pacas por meio da eletroejaculação e da obtenção, pela primeira vez, dos parâmetros espermáticos dessa espécie. Foram utilizadas sete pacas machos, as quais, antes dos estímulos por eletroejaculador apropriado para a espécie, foram submetidas a protocolo anestésico. O protocolo de estímulo foi realizado em três séries: série I, 10 estímulos com 1 e 2V; série II, 10 estímulos com 3 e 4V; série III, 10 estímulos com 5V, e intervalo entre as séries de dois segundos. O material coletado foi avaliado quanto à cor, ao volume, à motilidade, ao vigor e à concentração. Os parâmetros espermáticos coletados demonstraram volume médio de 0,43±0,33mL, concentração de 45,5±42,44x106 espermatozoides/mL, motilidade de 33,33±32,14% e vigor médio de 2,6±1,15. Neste estudo, o protocolo anestésico parece não ter favorecido a coleta de sêmen por eletroejaculação em pacas. Entretanto, o protocolo de estímulos elétricos foi capaz de estimular todos os animais do estudo. Assim, chegou-se ao resultado de poucas amostras com a presença de células espermáticas, bem como baixo índice de motilidade e vigor na maioria dos ejaculados.

Assisted Reproductive Technologies (ART) and genome editing to support a sustainable livestock

This article provides an overview of assisted reproductive technologies (ART) and genome engineering to improve livestock production systems for the contribution of global sustainability. Most ruminant production systems are conducted on grassland conditions, as is the case of South American countries that are leaders in meat and milk production worldwide with a well-established grass-feed livestock. These systems have many strengths from an environmental perspective and consumer preferences but requires certain improvements to enhance resource efficiency. Reproductive performance is one of the main challenges particularly in cow-calf operations that usually are conducted under adverse conditions and thus ART can make a great contribution. Fixed-time artificial insemination is applied in South America in large scale programs as 20 to 30% of cows receive this technology every year in each country, with greater calving rate and significant herd genetic gain occurred in this region. Sexed semen has also been increasingly implemented, enhancing resource efficiency by a) obtaining desired female replacement and improving animal welfare by avoiding newborn male sacrifice in dairy industry, or b) alternatively producing male calves for beef industry. In vitro embryo production has been massively applied, with this region showing the greatest number of embryos produced worldwide leading to significant improvement in herd genetics and productivity. Although the contribution of these technologies is considerable, further improvements will be required for a significant livestock transformation and novel biotechnologies such as genome editing are already available. Through the CRISPR/Cas-based system it is possible to enhance food yield and quality, avoid animal welfare concerns, overcome animal health threats, and control pests and invasive species harming food production. In summary, a significant enhancement in livestock productivity and resource efficiency can be made through reproductive technologies and genome editing, improving at the same time profitability for farmers, and global food security and sustainability.(AU)

Seleção de reprodutores caprinos e ovinos para produção de sêmen / Selection of caprine and ovine sires for semen production

A presente revisão propôs analisar quais características são desejáveis para seleção de reprodutores caprinos e ovinos, visando à produção de sêmen. A escolha dos reprodutores deve ser feita de acordo com os padrões exigidos da raça, além da higidez reprodutiva dos animais. Biotecnologias reprodutivas oferecem oportunidades consideráveis para a produção animal, como a inseminação artificial, transferência de embriões e congelamento de sêmen. Análises da produção de espermatozoides são de grande importância, pois está diretamente relacionada com a atividade sexual. A genética do criatório é um fator crítico que influencia o resultado final e a saúde animal. A utilização de marcadores moleculares é uma ferramenta que temos para selecionar características desejáveis em uma prole, através da identificação de biomarcadores. Técnicas de genética molecular potencializam o efeito de biotécnicas reprodutivas e consequentemente a lucratividade da pecuária intensiva.(AU)

The present review proposed to analyze which characteristics are desirable for the selection of goat and sheep breeders, aiming at the production of semen. The choice of breeders must be made in accordance with the standards required for the breed, in addition to the reproductive health of the animals. Reproductive biotechnologies offer considerable opportunities for animal production, such as artificial insemination, embryo transfer and semen freezing. Analyzes of sperm production are of great importance, as it is directly related to sexual activity. Farm genetics is a critical factor that influences the end result and animal health. The use of molecular markers is a tool that we have to select desirable characteristics in an offspring, through the identification of biomarkers. Molecular genetic techniques enhance the effect of reproductive biotechniques and consequently the profitability of intensive livestock farming.(AU)

Ética e condicionamento de animais selvagens para a aplicação de técnicas de reprodução assistida / Ethics and conditioning of wild animals for the application of assisted reproduction techniques

A relação humano-animal é conhecida desde o período Mesolítico e vem evoluindo ao longo dos anos pela busca de interações cada vez mais positivas. A forma como os animais e os ambientes são tratados abre muitas discussões éticas e morais em várias correntes filosóficas. O fato é que a biodiversidade vem apresentando uma redução expressiva dentro de um contexto de sexta extinção em massa do planeta e, para muitas espécies, trabalhar manejo populacional envolvendo coleções ex situ, seria a única alternativa de sobrevivência. As informações sobre a biologia das espécies selvagens ainda são muito insipientes e, portanto, faz-se necessário desenvolver pesquisas básicas que colaborem com as Técnicas de Reprodução Assistida (ARTs). A possibilidade de se trabalhar dentro do conceito de Conservação Única possibilita uma interconexão entre os planos de ação in situ e ex situ, as ações antrópicas no meio ambiente (sustentabilidade) e as pesquisas que englobam a conservação. Para tanto, utilizar as técnicas de condicionamento, que são prática voltada ao manejo de bem-estar, associadas às biotecnologias reprodutivas tem sido um manejo cada vez mais utilizado, com sucesso para muitas espécies ameaçadas. Animais manejados dentro dos protocolos de boas práticas são grandes candidatos a fazer parte dos programas de conservação integrada.(AU)

The human-animal relationship has been known since the Mesolithic period and has evolved over the years in search of increasingly positive interactions. How animals and environments are treated opens up many ethical and moral discussions in various philosophical currents. The fact is that biodiversity has been showing a significant reduction within the context of the sixth mass extinction on the planet, and, for many species, working on population management involving ex situ collections would be the only alternative for survival. Information on the biology of wild species is still very incipient; therefore, it is necessary to develop basic research that collaborates with Assisted Reproduction Techniques (ARTs). Working within the One Conservation concept enables an interconnection between in situ and ex situ action plans, anthropic environmental actions (sustainability), and research that encompasses conservation. Therefore, using conditioning techniques­a practice aimed at welfare management­associated with reproductive biotechnologies has been increasingly used, with success for many endangered species. Animals handled within suitable practice protocols are great candidates to be part of integrated conservation programs.(AU)

Effects of oxygen supplementation in ewes subjected to laparoscopic ovum pick-up under total intravenous anesthesia / Efeitos da suplementação de oxigênio em ovelhas submetidas à aspiração de folículos por laparoscopia sob anestesia intravenosa total

Laparoscopy procedures are useful tools to perform some assisted reproductive biotechnologies in ewes, it requi-res general anesthesia and manoeuvres that might result in alteration of the cardiopulmonary function. For this reason, this study aimed to investigate the effects of oxygen supplementation as a therapeutic measure to mitigate these alterations in ewes submitted to laparoscopic ovum pick-up (LOPU) under total intravenous anesthesia (TIVA). Twenty-four healthy adult ewes were submitted to two LOPUs with a 21 days interval, under ketamine-midazolam anesthesia, and receiving each of the two experimental in random order, oxygen treatment (OT) 50 mL/kg/min of oxygen via endotracheal tube and control treatment (CT) not receive any inhalation treatment. Heart rate (HR), respiratory rate (fR), peripheral oxygen saturation (SpO2), mean arterial pressure (MAP), rectal temperature (RT), end-tidal CO2 concentration (EtCO2) and recovery anesthesia time were evaluated during LOPU, arterial blood gases and electrolytes were evaluated after induction of anesthesia and at the end of the LOPU. Variables were compared between groups and moments using ANOVA. MAP, SpO2, PaO2, SaO2 and pH were higher in OT, while EtCO2, PaCO2, temperature loss and recovery time were lower. These results allow to conclude that oxy-gen supplementation in ewes submitted to LOPU under TIVA provides benefits in order to mitigate physiological alterations.(AU)

Os procedimentos de laparoscopia são ferramentas úteis para realizar algumas biotecnologias de reprodução assistida em ovelhas, requer anestesia geral e manobras que podem resultar em alteração da função cardiopulmonar. Por esse motivo, este estudo teve como objetivo investigar os efeitos da suplementação de oxigênio como medida terapêutica para atenuar as alterações em ovelhas submetidas à Aspiração Folicular guiada por Laparoscopia (LOPU) sob anestesia venosa total (TIVA). Vinte e quatro ovelhas adultas saudáveis foram submetidas a duas LOPUs com intervalo de 21 dias, sob anestesia com cetamina-midazolam, recebendo cada um dos dois experimentos em ordem aleatória, tratamento com oxigênio (OT) 50 mL/kg/min de oxigênio via tubo endotraqueal e tratamento de controle (CT) não recebem nenhum tratamento por inalação. Frequência cardíaca (FC), frequência respiratória (FR), saturação periférica de oxigênio (SpO2), pressão arterial média (PAM), temperatura retal (TR), concentração expirada de CO2 (EtCO2) e tempo de recuperação da anestesia foram avaliados durante LOPU, arterial gasometria e eletrólitos foram avaliados após a indução da anestesia e ao final da COL. As variáveis foram comparadas entre grupos e momentos por meio de ANOVA. PAM, SpO2, PaO2, SaO2 e pH foram maiores no TO, enquanto EtCO2, PaCO2, perda de temperatura e tempo de recuperação foram menores. Estes resultados permitem concluir que a suplementação de oxigênio em ovelhas submetidas a LOPU sob TIVA proporciona benefícios no sentido de atenuar as alterações fisiológicas.(AU)

Can we use reproductive biotechniques in cats like it is used in dogs?

In recent years, there has been a great interest of purebred cat breeders in the possibilities and benefits of implementing of consistent veterinary care on reproduction. This includes tools available in the field of Assisted Reproductive Technologies (ART). As in dogs before, there is a tendency to reduce the reproductive potential of purebred cats, which is partly due to the nature of the selection of animals for reproduction on the basis of phenotypic features, omitting the control of their fertility. It is worthy to note hazardous specificity of this selection where inbreeding is commonly used. If all this is imposed on the frequent occurrence of infectious diseases in a domestic cat, then the population of purebred cats appears as a group of animals, which is a kind of challenge for a specialist of reproduction. This is a paradoxical phenomenon, because regarding non-purebred cats, the main challenge for the veterinary community is to limit their population. Some of the most important barriers to the implementation of advanced control of reproduction of purebred cats over the years have been: 1) difficulties with sperm collection, 2) technically troublesome artificial insemination, 3) numerous and difficult to recognize and treat forms of fertility disorders. In recent years, progress has been observed within each of these areas. It is possible to implement into practice extremely valuable tools that are helpful in monitoring the reproductive status of these animals. The breakthrough was the development of effective methods of semen collection, its evaluation and preservation and the development of increasingly effective methods of artificial insemination. Therefore, there is a real prospect of organizing cat reproduction centers operating within veterinary facilities dealing with small animals. The time is coming to carry out veterinary care for cat reproduction at such an advanced level as it has been developed in recent decades for dogs. Development in this area is facilitated by progress in research on the field of the use of ART in programs of rescue of endangered feline species where domestic cat is treated as model animal.(AU)

Avances en el manejo de gametos caninos in vitro / Advance in handling canine gametes in vitro

Las características fisiológicas de los gametos caninos que los hace especiales respecto a los de otras especies han dificultado los estudios tendientes a incrementar los porcentajes de éxito en diversas biotecnologías reproductivas. Entre estas características está el inicio de la meiosis de los ovocitos posterior al nacimiento y la ovulación de un gameto inmaduro como ovocito primario, lo que ha complejizado la maduración in vitro de estos ovocitos y, por parte de los espermatozoides, una gran diferencia en la sobrevivencia de los espermatozoides eyaculados versus los congelados-descongelados, que hace imprescindible evaluar la biología reproductiva de estos gametos tendiente a optimizar nuevos protocolos haciendo énfasis previamente en una adecuada evaluación del crecimiento del ovocito in vivo y de la viabilidad espermática en aquellos sometidos a criopreservación(AU)

The physiological characteristics of canine gametes that make them unique compared to those of other species have hindered studies aimed at increasing the success rates in various reproductive biotechnologies. Among these characteristics is the meiosis of the oocytes after birth and the ovulation of an immature gamete as a primary oocyte, which has made the in vitro maturation of these oocytes more complex and, on the part of the spermatozoa, a significant difference in the viability of ejaculated versus frozen-thawed spermatozoa, which makes it essential to evaluate the reproductive biology of these gametes in order to optimize new protocols, previously emphasizing an adequate evaluation of in vivo oocyte growth and sperm viability in those subjected to cryopreservation.(AU)

Vaginal cytology in mares in the different stages of the estral cycle associated with the seasons of the year / Citologia vaginal em éguas nas diferentes fases do ciclo estral associadas as estações do ano

The reproductive biotechnologies directly assist in the development of different methods of reproductive evaluation. The objective of this study was to develop a new method to determine the estrous cycle phase in equine females through vaginal cytology throughout the seasons, as well as to establish an estimate of inflammatory cells present in the vagina. Six mares were evaluated at different ages without a defined breed and reproductive activity and were subjected to ultrasound evaluation of the reproductive system and cytological analysis of the vaginal region. In the summer, there was a predominance of keratinized epithelial cells in the estrus and intermediate in the diestrus. In the autumn, there was a predominance of keratinized cells in estrus and parabasal cells in estrus and diestrus. In anestrus (winter), a greater number of parabasal cells was identified in relation to the other cell types. In estrus (spring), there was a predominance of parabasal and intermediate cells. Conversely, in diestrus, parabasals were found in greater numbers. The evaluation of inflammatory cells of the vaginal epithelium of mares showed greater activity in the summer; however, there are no reference values for healthy animals in the literature, and it is necessary to conduct studies on the subject. It is concluded that there is an influence of cyclicity on the vaginal epithelium of the equine species, varying according to the season. Additionally, vaginal cytological evaluation is an important complementary tool in the diagnosis of vaginitis in mares, requiring further research on the subject.(AU)

As biotecnologias reprodutivas auxiliam diretamente no desenvolvimento de diferentes métodos de avaliação repro-dutiva. O objetivo deste estudo foi desenvolver um novo método para determinar a fase do ciclo estral em fêmeas equinas através da citologia vaginal ao longo das estações, bem como estabelecer uma estimativa das células inflamatórias presentes na vagina. Seis éguas foram avaliadas em diferentes idades, sem raça definida e em atividade reprodutiva, e foram submetidas à avaliação ultrassonográfica do aparelho reprodutor e análise citológica da região vaginal. No verão, houve predomínio de células epiteliais queratinizadas no estro e intermediárias no diestro. No outono, houve predomínio de células queratinizadas no estro e células parabasais no estro e diestro. No anestro (inverno), foi identificado maior número de células parabasais em relação aos demais tipos celulares. No estro (primavera), houve predomínio de células parabasais e intermediárias. Por outro lado, no diestro, os parabasais foram encontrados em maior número. A avaliação das células inflamatórias do epitélio vaginal de éguas mostrou maior atividade no verão; entretanto, não há valores de referência para animais saudáveis na literatura, sendo necessário a rea-lização de estudos sobre o assunto. Conclui-se que há influência da ciclicidade no epitélio vaginal da espécie equina, variando de acordo com a estação do ano. Além disso, a avaliação citológica vaginal é uma importante ferramenta complementar no diagnóstico da vaginite em éguas, necessitando de mais pesquisas sobre o assunto.(AU)

Biotecnologias na preservação de espermatozoides felinos / Biotechnologies in the preservation of feline sperm

O gato doméstico é a única espécie da família Felídea sem risco ou iminência de extinção, diferente da maior parte dos felinos selvagens. Desta forma, o desenvolvimento e aprimoramento de diferentes biotécnicas reprodutivas, são essenciais para a manutenção da qualidade reprodutiva, tendo em vista a preservação de espécies mais vulneráveis. Além disso, as biotécnicas do sêmen são para as tecnologias reprodutivas, como a inseminação artificial (IA) e a fertilização in vitro (FIV). Sendo assim, o objetivo deste compilado bibliográfico foi abordar as principais técnicas de colheita, análise e preservação de sêmen/espermatozoides felino, assim como o uso dessas células em IA e FIV. Para a colheita do sêmen felino, diferentes métodos têm sido aplicados: ejaculação farmacológica, eletroejaculação e vagina artificial. Em caso de óbito do reprodutor, os espermatozoides recuperados do epidídimo também apresentam viabilidade reprodutiva. Ademais, a cinética espermática avaliada pelo sistema CASA, a morfologia e a morfometria são as principais análises que demonstram a qualidade espermática e refletem na fertilidade do ejaculado. O sistema CASA também avalia a trajetória individual de cada espermatozoide, que ao se agrupar em clusters, demonstra a heterogeneidade do ejaculado nas subpopulações. Contudo, os diluentes para a conservação e refrigeração dos espermatozoides felinos e as curvas de congelação ainda não estão totalmente estabelecidos e influenciam diretamente a viabilidade dos espermatozoides criopreservados. Diante disso, os resultados da utilização do sêmen felino após criopreservação são inconsistentes, sendo necessários mais estudos para elucidar melhores curvas de congelação e meios de diluentes para viabilizar a preservação do material genético dos gatos.

The domestic cat is the only species of the Felidea family without risk or imminence of extinction, unlike most wild cats. Therefore, the development and improvement of different reproductive biotechnologies are essential for the maintenance of reproductive quality for the preservation of the most vulnerable species. Furthermore, semen biotechnologies are the basis for reproductive technologies such as artificial insemination (AI) and in vitro fertilization (IVF). Thus, the objective of this bibliographic compilation was to approach the main techniques of collection, analysis, and preservation of feline semen/sperm, as well as the use of these cells in AI and IVF. For feline semen collection, different methods have been applied: pharmacological ejaculation, electroejaculation, and artificial vagina. In case of death of the sire, sperm recovered from the epididymis also show reproductive viability. Moreover, the sperm kinetics evaluated by the CASA system, the morphology, and the morphometry are the main analyzes that demonstrate sperm quality and reflect on ejaculate fertility. The CASA system also evaluates the individual path of each sperm, which, when grouped into clusters, demonstrates the heterogeneity of the ejaculate in the subpopulations. However, diluents for the conservation and refrigeration of feline sperm and freezing curves are not yet fully established and directly influence the viability of cryopreserved sperm. Therefore, the results of using feline semen after cryopreservation are inconsistent, and further studies are needed to elucidate better freezing curves and diluents to enable the preservation of the genetic material of cats.

The sperm mitochondria: clues and challenges

Sperm cells rely on different substrates to fulfil thei energy demand for different functions and diverse moments of their life. Species specific mechanism involve both energy substrate transport and their utilization: hexose transporters, a protein family of facilitative passive transporters of glucose and other hexose, have been identified in spermatozoa of different species and, within the species, their localization has been identified and, in some cases, linked to specific glycilitic enzyme presence. The catabolism of hexose sources for energy purposes has been studied in various species, and recent advances has been made in the knowledge of metabolic strategies of sperm cells. In particular, the importance of aerobic metabolism has been defined and described in horse, boar and even mouse spermatozoa; bull sperm cells demonstrate to have a good adaptability and capacity to switch between glycolysis and oxidative phosphorylation; finally, dog sperm cells have been demonstrated to have a great plasticity in energy metabolism management, being also able to activate the anabolic pathway of glycogen syntesis. In conclusion, the study of energy management and mitochondrial function in spermatozoa of different specie furnishes important base knowledge to define new media for preservation as well as newbases for reproductive biotechnologies.(AU)

Biobancos para a conservação da vida silvestre: desafios e perspectivas / Biobanks for wildlife conservation: challenges and prospects

Um repositório de amostras biológicas, ou biobanco, pode ser definido como uma coleção-base de amostras orgânicas de origem humana, animal, vegetal ou microbiana, destinados para a conservação da ampla variabilidade dos recursos genéticos, apresentando-se como uma alternativa para a manutenção da biodiversidade. Esses repositórios são instrumentos indispensáveis no proposito de salvaguardar e coordenar um conjunto de informações da fauna silvestre, dando origem a uma rede de dados para o desenvolvimento de estratégias para a conservação de espécimes com genótipos raros ou ameaçados. Portanto, esta revisão tem como objetivo ressaltar a importância e aplicabilidade dos biobancos para a conservação da vida silvestre, destacando o estado da arte, e enfatizando os aspectos técnicos, procedimentos necessários para sua implementação e quais os principais desafios e pespectivas para o aprimoramento e utilização desse recurso na biotecnologia reprodutiva.(AU)

A repository of biological samples or biobanks can be defined as a base collection of organic samples of human, animal, plant or microbial origin, intended for the conservation of the wide variability of genetic resources, presenting itself as an alternative for the maintenance of the biodiversity. These repositories are indispensable instruments for the purpose of safeguarding and coordinating a set of information on wildlife, giving rise to a data network for the development of strategies for the conservation of specimens with rare or endangered genotypes. Therefore, this review aims to highlight the importance and applicability of biobanks for the conservation of wildlife, highlighting the state of the art, and emphasizing the technical aspects, as well as the necessary procedures for its implementation and what are the main challenges and perspectives for the improvement and use of this resource in reproductive biotechnology.(AU)

Perspectives of gene editing for cattle farming in tropical and subtropical regions

Cattle productivity in tropical and subtropical regions can be severely affected by the environment. Reproductive performance, milk and meat production are compromised by the heat stress imposed by the elevated temperature and humidity. The resulting low productivity contributes to reduce the farmer's income and to increase the methane emissions per unit of animal protein produced and the pressure on land usage. The introduction of highly productive European cattle breeds as well as crossbreeding with local breeds have been adopted as strategies to increase productivity but the positive effects have been limited by the low adaptation of European animals to hot climates and by the reduction of the heterosis effect in the following generations. Gene editing tools allow precise modifications in the animal genome and can be an ally to the cattle industry in tropical and subtropical regions. Alleles associated with production or heat tolerance can be shifted between breeds without the need of crossbreeding. Alongside assisted reproductive biotechnologies and genome selection, gene editing can accelerate the genetic gain of indigenous breeds such as zebu cattle. This review focuses on some of the potential applications of gene editing for cattle farming in tropical and subtropical regions, bringing aspects related to heat stress, milk yield, bull reproduction and methane emissions.(AU)

Efeitos da progesterona injetável em vacas de corte com diferentes escores de cio antes do início do protocolo de IATF / Effects of injectable progesterone in beef cows with different etrus scores before the start of the FTAI protocol / Efectos de la progesterona inyectable en vacas de carne con diferentes puntuaciones de estro antes del inicio del protocolo IATF

A IATF é uma biotecnologia da reprodução que permite o melhoramento genético dos rebanhos de corte, pois possibilita a sincronização da ovulação e realização da inseminação artificial sem necessidade de detecção do cio. O objetivo deste estudo, foi avaliar a eficiência da pré-sincronização com a utilização prévia de progesterona (P4) injetável, sua influência e efeitos na taxa de prenhez, por meio da realização de um protocolo de IATF em vacas de corte multíparas, em quatro fazendaslocalizadas no Mato Grosso do Sul-SP. Para o estudo foram utilizadas 396 vacas nelores, os animais de cada fazenda foram alocados em grupos distintos experimental e controle. Foram avaliadas 196 vacas pertencentes ao grupo controle, e 200 vacas tratadas com progesterona no total, sendo as fazendas descritas neste estudo como fazenda A, B, C e D. Dez dias antes do início do protocolo (D-10), foi aplicado progesterona injetável, via intramuscular em animais do mesmo lote, no D0 foi aplicado benzoato de estradiol e colocado o dispositivo intravaginal com liberação de progesterona, além da classificação dos animais que apresentavam ou não o corpo lúteo. No D8 o dispositivo foi retirado e aplicado uma dose de gonadotrofina coriônica equina, e cipionato de estradiol e de prostaglandina. A inseminação artificial em tempo fixo foi realizada no D10, com a utilização de sêmen de touros provados. O diagnóstico de gestação foi feito no D40, comparando os resultados das taxas de prenhez das vacas dos diferentes grupos, que foram tratadas ou não com progesterona de forma prévia ao protocolo. Sobre as taxas de prenhez dos animais tratados com progesterona, foram encontrados os resultados da fazenda A= 6,60%, fazenda B=10,80%, fazenda C= 3,90% e fazenda D= 3,70%, assim ficando evidente que essa biotecnologia da reprodução é lucrativa e contribui positivamente para a cadeia de produção de bovinos de corte. Baseado nos resultados, pode-se concluir que o uso da P4 (injetável) obteve êxito no índice de prenhez.(AU)

The IATF is a reproduction biotechnology that allows the genetic improvement of beef herds,as it allows the synchronization of ovulation and artificial insemination without the need for heat detection. The objective of this study was to evaluate the efficiency of pre-synchronization with the previous use of injectable progesterone (P4), its influence and effects on the pregnancy rate, through the performance of an IATF protocol in multiparous beef cows, in four farms located in Mato Grosso do Sul-SP. For the study, 396 Nelore cows were used, the animals from each farm were allocated into different experimental and control groups. A total of 196 cows belonging to the control group were evaluated, and 200 cows treated with progesterone in total, being the farms described in this study as farms A, B, C and D. Ten days before the beginning of the protocol (D-10), injectable progesterone was administered , intramuscularly in animals of the same batch, on D0 estradiol benzoate was applied and the intravaginal device was placed with progesterone release, in addition to the classification of animals that had or did not have the corpus luteum. On D8, the device was removed and a dose of equine chorionic gonadotropin, estradiol and prostaglandin cypionate was applied.Fixed-time artificial insemination was performed on D10, using semen from proven bulls. The pregnancy diagnosis was made on D40, comparing the results of the pregnancy rates of the cows of the different groups, which were treated or not with progesterone prior to the protocol. From the pregnancy rates of animals treated with progesterone, the results were found for farm A= 6.60%, farm B= 10.80%, farm C= 3.90% and farm D= 3.70%, thus becoming evident that this reproductive biotechnology is profitable and contributes positively to the beef cattle production chain. Based on the results, it can be concluded that the use of P4 (injectable) was successful in the pregnancy rate.(AU)

La IATF es una biotecnología de la reproducción que permite la mejora genética de rebaños de carne, ya que permite sincronizar la ovulación y la inseminación artificial sin necesidad de detección de celo. El objetivo de este estudio fue evaluar la eficiencia de la presincronización con el uso previo de progesterona inyectable (P4), su influencia y efectos en la tasa de preñez, mediante la realización de un protocoloIATF en vacas de carne multíparas, en cuatro fincas ubicadas en Mato Grosso do Sul-SP. Para el estudio se utilizaron 396 vacas Nelore, los animales de cada finca se distribuyeron en diferentes grupos experimentales y de control. Se evaluaron un total de 196 vacas pertenecientes al grupo control, y 200 vacas tratadas con progesterona en total, siendo las fincas descritas en este estudio como fincas A, B, C y D. Diez días antes del inicio del protocolo (D-10), se administró progesterona inyectable, por vía intramuscular en animales del mismo lote, sobre D0 se aplicó benzoato de estradiol y se colocó el dispositivo intravaginal con liberación de progesterona, además de la clasificación de animales que tenían o no cuerpo lúteo. El D8 se retiró el dispositivo y se aplicó una dosis de gonadotropina coriónica equina, estradiol y cipionato de prostaglandina. Se realizó inseminación artificial a tiempo fijo en D10, utilizando semen de toros probados. El diagnóstico de preñez se realizó el D40, comparando los resultados de las tasas de preñez de las vacas de los diferentes grupos, que fueron tratadas o no con progesterona previo al protocolo. A partir de las tasas de preñez de los animales tratados con progesterona se encontraron los resultados para la finca A= 6.60%, finca B= 10.80%, finca C= 3.90% y finca D= 3.70%, evidenciándose así que esta biotecnología reproductiva es rentable y contribuye positivamente a la cadena productiva del ganado vacuno de carne. Con base en los resultados, se puede concluir que el uso de P4 (inyectable) fue exitoso en la tasa de embarazo.(AU)

Uma visão integrada das biotecnologias reprodutivas com o conceito de One Conservation / An integrated view of reproductive biotechnologies with the One Conservation's concept

O preocupante status de conservação de milhares de espécies desencadeia uma força tarefa de conservação integrada para evitar o colapso da biodiversidade em muitos nichos ecológicos. A possibilidade de se trabalhar dentro do conceito de one conservation possibilita uma interconexão entre os planos de ação in situ e ex situ, as ações antrópicas no meio ambiente (sustentabilidade) e as pesquisas que englobam a conservação. Associar agricultura e a pecuária às formas sustentáveis de produção é uma maneira efetiva de contribuir com conservação da biodiversidade e dos recursos naturais, além de ofertar melhores meios de vida e bem-estar humano. As populações de fauna mantidas ex situ também são alvo dos programas de conservação integrada. É preciso trabalhar protocolos de manejo de bem-estar para que estes animais sejam viáveis dentro dos programas de reprodução que visam aumento da variabilidade genética para a espécie. Além disto, desafios constantes permeiam a reprodução destes animais, como o desconhecimento de informações comportamentais, fisiológicos, bem como seus mecanismos adaptativos frente a situações de mudanças. A possibilidade de armazenar informações genéticas de espécies silvestres, através dos bancos de germoplasma é uma forma de salvaguardar espécies até que as biotécnicas reprodutivas estejam com delineamentos bem eficazes para serem aplicadas.

The worrying conservation status of thousands of species triggers an integrated conservation task force to prevent biodiversity from collapsing in many ecological niches. The possibility of working within the One Conservation concept enables interconnection between in situ and ex situ action plans, anthropogenic actions in the environment (sustainability), and research that encompasses conservation. Associating agriculture and livestock with sustainable forms of production is an effective way to contribute to the conservation of biodiversity and natural resources and offer better livelihoods and human well-being. Integrated conservation programs also target ex situ fauna populations. It is necessary to work on welfare management protocols to make these animals viable within breeding programs to increase genetic variability for the species. In addition, constant challenges permeate the reproduction of these animals, such as the lack of behavioral and physiological information and their adaptive mechanisms in changing situations. The possibility of storing genetic information of wild species through germplasm banks is a way of safeguarding species until reproductive biotechniques have very effective designs to be applied.

Advances and Challenges in Understanding and Assisting Reproduction of Wild Animal Species / Avanços e desafíos na compreensão e reprodução assistida de espécies selvagens

Studying reproduction in wild animals is complex as there are as many biological traits as there are species. What we currently know is minimal compared to the large number of species that remain unstudied. In addition to the impressive diversity of natural mechanisms, other complexities limit the progress of wildlife reproductive science - little interest in animal reproduction, difficult access to animals, lack of expertise, hard working conditions, and insufficient funding. Despite those challenges, some species are being saved from extinction with the help of a precise understanding of reproduction, development of assisted reproductive technologies, and creations of cryo-banks. Those advances originate from huge progresses in non-invasive measurements of steroid metabolites in urine or fecal samples to study and monitor reproductive functions and pregnancies. Progresses in cryobiology also have been impactful in animal conservation. Importantly, emerging technologies (transcriptomics, microfluidics) and additional research areas (reproductive aging, microbiomes) could lead to more successes and address current challenges in the reproduction of rare and endangered species. However, while some emerging approaches like stem cell technologies may sound promising, it is necessary to design holistic strategies considering all available tools to optimize investments, time, and efforts in conservation.

Importância dos índices reprodutivos e fundamentos do programa de IATF em sistemas de cria / The importance of reproductive indexes and concepts of TAI in breeding programs

Os sistemas de cria da bovinocultura de corte do país apresentam índices reprodutivos insatisfatórios, fator limitante para uma maior lucratividade e sustentabilidade. As ineficiências reprodutivas ocorridas desde a puberdade da fêmea ao desmame podem refletir negativamente na sustentação da atividade. Uma das formas de otimizar os resultados reprodutivos e a lucratividade dos rebanhos de corte é a incorporação de programas reprodutivos. No entanto, percebe-se dificuldades em adesão da implantação de biotécnicas reprodutivas, como a inseminação artificial em tempo fixo (IATF). A falta de domínio dos índices reprodutivos da própria atividade e da falta de informação sobre a implantação da IATF são aspectos críticos. O objetivo desta revisão é reunir e apresentar informações sobre índices reprodutivos e fundamentos do programa de IATF.

The breeding systems of beef cattle farming in the country have unsatisfactory average reproductive rates, which has been limiting it in terms of greater profitability and sustainability. Reproductive inefficiencies occur from the female's puberty to weaning. The bad results of the offspring may reflect negatively on sustaining the activity. One of the ways to optimize the reproductive results and profitability of beef herds is the incorporation of reproductive programs. However, there are difficulties in adherence to the implementation of reproductive biotechniques, such as timed artificial insemination (TAI). A major concern about that is the lack of mastery of the reproductive indexes of the activity itself and the lack of information on the implementation of the TAI. Therefore, the purpose of this review is to gather and present information about reproductive rates and the fundamentals of the TAI program.

Cultivo in vitro de folículos pré-antrais bovinos: revisão, desafios, conquistas e perspectivas futuras / In vitro culture of bovine preantral follicles: review, challenges, achievements and future perspectives

A reprodução animal incide diretamente na eficiência e rentabilidade econômica de um rebanho, sendo considerada um dos fatores de maior importância para os sistemas de produção. Consequentemente, o desenvolvimento e a utilização de biotecnologia são indispensáveis para o aumento da eficiência reprodutiva, do melhoramento genético, da produção de alimentos e geração de riquezas. Nas últimas décadas várias foram as biotécnicas associadas à reprodução animal que apresentaram um grande potencial para a geração de genética, especialmente, ao que se referem aos avanços da reprodução assistida. Estes progressos possibilitaram a utilização de folículos pré-antrais como fonte de oócitos para biotecnologias reprodutivas. Deste modo, a técnica de cultivo in vitro proporciona a retomada do desenvolvimento dos folículos presente na reserva ovariana pela ativação in vitro forçada simulando a ocorrência de distúrbios na foliculogênesse. Até então, apenas a especie murina obteve descendentes vivos através dos folículos primordiais cultivados in vitro. Infelizmente, não há relatos de sucesso em outras espécies, tornando o desenvolvimento de sistemas ideias de cultivo in vitro um desafio. Portanto, o objetivo desta revisão é descrever e discutir os principais avanços da situação atual da pesquisa com folículos pré-antrais inclusos em folículos ovarianos.(AU)

Animal reproduction directly affects the efficiency and economic profitability of a herd, being considered one of the most important factors for production systems. Consequently, the development and use of biotechnology are indispensable for increasing reproductive efficiency, genetic improvement, food production and wealth generation. In the last few decades, biotechnologies associated with animal reproduction have shown great potential for the generation of genetics, especially with regard to advances in assisted reproduction. These advances have enabled the use of pre-antral follicles as a source of oocytes for reproductive biotechnologies. Thus, the in vitro culture technique provides the resumption of the development of follicles present in the ovarian reserve by forced in vitro activation, simulating the occurrence of disturbances in folliculogenesis. Until then, only the murine species obtained living descendants through primordial follicles cultivated in vitro. Unfortunately, there are no reports of success in other species, making the development of ideal in vitro culture systems a challenge.Therefore, the purpose of this review is to describe and discuss the main advances in the current research situation with preantral follicles included in ovarian follicles.(AU)

Cultivo in vitro de folículos pré-antrais bovinos: revisão, desafios, conquistas e perspectivas futuras / In vitro culture of bovine preantral follicles: review, challenges, achievements and future perspectives

A reprodução animal incide diretamente na eficiência e rentabilidade econômica de um rebanho, sendo considerada um dos fatores de maior importância para os sistemas de produção. Consequentemente, o desenvolvimento e a utilização de biotecnologia são indispensáveis para o aumento da eficiência reprodutiva, do melhoramento genético, da produção de alimentos e geração de riquezas. Nas últimas décadas várias foram as biotécnicas associadas à reprodução animal que apresentaram um grande potencial para a geração de genética, especialmente, ao que se referem aos avanços da reprodução assistida. Estes progressos possibilitaram a utilização de folículos pré-antrais como fonte de oócitos para biotecnologias reprodutivas. Deste modo, a técnica de cultivo in vitro proporciona a retomada do desenvolvimento dos folículos presente na reserva ovariana pela ativação in vitro forçada simulando a ocorrência de distúrbios na foliculogênesse. Até então, apenas a especie murina obteve descendentes vivos através dos folículos primordiais cultivados in vitro. Infelizmente, não há relatos de sucesso em outras espécies, tornando o desenvolvimento de sistemas ideias de cultivo in vitro um desafio. Portanto, o objetivo desta revisão é descrever e discutir os principais avanços da situação atual da pesquisa com folículos pré-antrais inclusos em folículos ovarianos.

Animal reproduction directly affects the efficiency and economic profitability of a herd, being considered one of the most important factors for production systems. Consequently, the development and use of biotechnology are indispensable for increasing reproductive efficiency, genetic improvement, food production and wealth generation. In the last few decades, biotechnologies associated with animal reproduction have shown great potential for the generation of genetics, especially with regard to advances in assisted reproduction. These advances have enabled the use of pre-antral follicles as a source of oocytes for reproductive biotechnologies. Thus, the in vitro culture technique provides the resumption of the development of follicles present in the ovarian reserve by forced in vitro activation, simulating the occurrence of disturbances in folliculogenesis. Until then, only the murine species obtained living descendants through primordial follicles cultivated in vitro. Unfortunately, there are no reports of success in other species, making the development of ideal in vitro culture systems a challenge.Therefore, the purpose of this review is to describe and discuss the main advances in the current research situation with preantral follicles included in ovarian follicles.