Reproduction biotechnology in buffaloes: optimization of synchronization protocol for target breeding

The achievement of early cyclicity after calving is of vital importance in maintaining a dairy industry. Post-partum anoestrous in buffalo is a major cause of long calving interval and infertility resulting in economic loss to buffalo breeders. For sustainable breeding program it is necessary to identify an oestrous synchronization treatment that is more reliable for successful pregnancy after artificial insemination (AI) with frozen semen. Two experiments were carried out to evaluate the efficacy of an Ovsynch protocol (GnRH + PGF 2α + GnRH) for oestrous synchronization and subsequent AI fertility in water buffaloes of two countries (Italy and Bangladesh). The aim of the first experiment was to evaluate the efficacy of an Ovsynch protocol with two GnRH analogues (Buserelin and Gonadorelin acetate) and at two times of administration (AM and PM) for synchronization of ovulation and fixed–timed AI using sexed frozen semen in Italian Mediterranean buffalo cows. Thirty-two Mediterranean postpartum buffaloes cows were used for this study. All animals were inseminated by AI with 2.5 million live (4million total) sex-sorted frozen thawed spermatozoa (X-chromosome bearing spermatozoa) within 18 to 21 hours after using of 2nd GnRH. Vaginal electrical impedance (VEI), vulvar and perivulvar temperatures were recorded at different stages of synchronization protocol to asses oestrous. Pregnancy was confirmed by transrectal ultrasonography after 42 days of AI. The pregnancy rate was 37.50 % when Buserelin was used for synchronization, whereas the pregnancy rate was 50% when hormones were administered at morning. Vaginal Electric Impedance decreased and vulvar temperature, recorded with thermocamera, increased during administration of second dose of GnRH, when buffaloes were supposed to be in oestrous. However, the first study served as a basis for further study on time and type of treatment with GnRH on synchronization of estrus and ovulation to improve pregnancy rate as well as reproductive quality in Mediterranean buffalo cows. 6 In second experiment, a total of 114 lactating Bangladeshi Indigenous buffalo cows were used to study the efficiency of Ovsynch protocol for oestrous and fertility after AI with frozen semen of Italian Mediterranean buffaloes. The effect of some factors such as follicles and corpus luteum numbers, postpartum period on the fertility of synchronized Bangladeshi water buffaloes was also studied. Buffaloes were selected from two different areas in Bangladesh and were divided into three groups. Buffaloes of each group were subdivided as AM and PM according to time of administration of hormones of synchronization protocols. Among three groups, higher pregnancy rate (78% in AM) was observed in buffaloes of Group-3 where Ovsynch protocol was combined with a third GnRH injection at the time of AI. Similar to first experiment, we observed higher pregnancy rate (74 %) in buffaloes received induction treatment and insemination at AM time than that of PM counterpart (63%). Regarding the post–partum days, pregnancy rate was higher (77%) in buffaloes received induction treatment at 90 to 180 days between calving to ovulation induction than that of more than 180 days (66%). We did not observe any significant difference in pregnancy rate in buffaloes with (59%) or without (57.1%) CL at the time of synchronization. In addition, this study did not show any significant in regards to follicles and CL numbers in both pregnant and non-pregnant buffaloes. This study results that time of day should considered during administration of hormones for Ovsynch protocols. The findings of the study suggests that Ovsynch protocol can be successfully used for selective breeding program of Bangladeshi Water buffaloes and a third injection of GnRH during AI could help to improve pregnancy rate of water buffaloes when inseminated with frozen-thawed semen. The genetic improvement resulting from AI with frozen-thawed semen in synchronized buffaloes could bring a significant economic gain for farmers of dairy industry

La precoce ripresa della ciclicità ovarica nel periodo post-partum è di fondamentale importanza per le produzioni di latte. L’anaestro post-partum nelle bufale è la maggior causa del lungo interparto, della bassa fertilità e determina una perdita economica da parte dell’allevatore. Per un’ottimale gestione della riproduzione è necessario identificare il metodo migliore di sincronizzazione dell’estro per ottenere un buon tasso di gravidanza dopo inseminazione artificiale con seme congelato. Con questo obiettivo, sono stati condotti due esperimenti per valutare l’efficacia del protocollo Ovsynch (GnRH + PGF 2α + GnRH) per la sincronizzazione degli estri e la fertilità successiva all’inseminazione artificiale in bufale di due nazioni (Italia e Bangladesh). Lo scopo del primo esperimento è stato quello di valutare l’efficacia di un protocollo Ovsynch utilizzando due analoghi del GnRH (Buserelina e Gonadorelina), a due orari di somministrazione (mattutino e pomeridiano), per la sincronizzazione dell’ovulazione e per la fertilità successiva ad inseminazione con seme sessato in bufale mediterranee allevate in Italia. Sono state utilizzate trentadue bufale di razza Mediterranea Italiana. Tutti i soggetti hanno risposto positivamente alla seconda somministrazione di GnRH del protocollo Ovsynch presentando l’estro e sono state inseminate artificialmente con 2.5 milioni di spermatozoi sessati (Spermatozoi X), vivi allo scongelamento (4 milioni in totale), entro le 18-21 ore dopo la seconda somministrazione dell’analogo del GnRH. L’impedenza elettrica del muco vaginale, la temperatura vulvare e quella perivulvare sono state misurate in diversi stadi della sincronizzazione per monitorare l’induzione dell’estro. La gravidanza è stata accertata tramite ecografia trans-rettale a 42 giorni dall’inseminazione. Il tasso di gravidanza è stato del 37.5 % quando è stata utilizzata la Buserelina ed ha raggiunto il 50 % quando il trattamento ormonale è stato mattutino. I valori d’impedenza elettrica sono diminuiti e la temperatura vulvare è aumentata al tempo di somministrazione della seconda dose di GnRH, quando le bufale hanno avuto l’estro 3 indotto. I risultati del primo esperimento forniscono le basi per futuri studi sull’ottimizzazione della cronologia e della tipologia di trattamento per la sincronizzazione dell’estro e dell’ovulazione con analoghi del GnRH. L’ottimizzazione porterebbe ad un sensibile aumento del tasso di gravidanza così come delle capacità produttive delle bufale Mediterranea italiana. Nel secondo esperimento, sono state utilizzate 114 bufale indigene del Bangladesh per studiare l’efficienza del protocollo Ovsynch per la sincronizzazione dell’ovulazione e la fertilità post inseminazione con seme congelato di razza Bufala Mediterranea Italiana. È stato valutato anche l’effetto di parametri come il numero di follicoli, la presenza di corpi lutei e i giorni di lattazione al momento del reclutamento dei soggetti. Le bufale sono state selezionate in due aree del Bangladesh e sono stati suddivisi in tre gruppi in dipendenza del tipo di protocollo. Ogni gruppo è stato suddiviso in AM e PM in dipendenza dell’orario di somministrazione (mattutino o pomeridiano) degli ormoni nel protocollo di sincronizzazione. Tra i tre gruppi, il più alto tasso di gravidanza (78% in AM) è stato osservato nel gruppo di trattamento 3 che era caratterizzato da un’ulteriore somministrazione di GnRH al momento dell’inseminazione. Simile a quanto osservato nell’esperimento 1, si è osservato un più alto tasso di gravidanza quando il trattamento è stato mattutino (74%) rispetto al trattamento pomeridiano (63%). Per ciò che riguarda il periodo post-partum, si è osservato un più alto tasso di gravidanza nelle bufale che si trovavano in un periodo tra il 90 e i 180 giorni (77%) rispetto a quelle che si trovavano a più di 180 giorni di lattazione (66 %). Non sono state riscontrate differenze significative nel tasso di gravidanza tra bufale con (59%) o senza (57,1%) corpo luteo al momento dell’inizio del protocollo Inoltre, non sono state evidenziate significati effetti del numero di follicoli e di corpi lutei. Lo studio indica che la cronologia del trattamento dovrebbe essere preso in considerazione per i protocolli Ovsynch. I risultati suggeriscono che i protocolli ormonali possono migliorare I programmi di selezione delle bufale indigene e 4 che la terza somministrazione di GnRH al momento dell’inseminazione può aumentare il tasso di gravidanza quando si usa seme congelato. Il miglioramento genetico risultante dall’applicazione dell’inseminazione artificiale con seme congelato in bufale sincronizzate potrebbe apportare un significativo guadagno economico degli allevatori del settore lattiero