Relationship between Fertility Traits and Kinematics in Clusters of Boar Ejaculates

Abstract

The aim was to determine the relationship between kinematic parameters of boar sper- matozoa and fertility rates of sow, as well as to assess the effect of sperm clusters on the fertility

capacity of the ejaculate. Semen samples were collected from 11 sexually mature boars. Samples were analyzed by an ISAS®v1 CASA-Mot system for eight kinematic parameters. Ejaculate clusters were characterized using multivariate procedures, such as principal factors (PFs) analysis and clustering methods (the k-means model). Four different ejaculate clusters were identified from two kinematic PFs which involved linear trajectory and velocity. There were differences (p < 0.05) between the sperm kinematic variables by sire line. There was no statistical difference (p > 0.05) between dam lines and ejaculate clusters in fertility variables. The discriminant ability of the different kinematics of sperm variables to predict litter size fertility was analyzed using receiver operating characteristics (ROC) curve analysis. Curvilinear velocity (VCL), average path velocity (VAP), amplitude of lateral head displacement (ALH), and beat-cross frequency (BCF) showed significant, albeit limited, predictive capacity for litter size fertility variables (range: 0.55–0.58 area under curve, AUC). The kinematic analysis of the ejaculates in clusters did not have a predictive capacity for litter size variables.

El objetivo era determinar la relación entre los parámetros cinemáticos de los espermatozoides del verraco y las tasas de fertilidad de la cerda, así como evaluar el efecto de los grupos de espermatozoides en la capacidad de fertilidad del eyaculado. Se recogieron muestras de semen de 11 verracos sexualmente maduros. Las muestras se analizaron mediante un sistema CASA-Mot ISAS®v1 para ocho parámetros cinemáticos. Las agrupaciones de eyaculados se caracterizaron mediante procedimientos multivariantes, como el análisis de factores principales (FP) y métodos de agrupación (el modelo k-means). Se identificaron cuatro grupos de eyaculados diferentes a partir de dos FPs cinemáticos que implicaban la trayectoria lineal y la velocidad. Se observaron diferencias (p < 0,05) entre las variables cinemáticas de los espermatozoides por línea de parentesco. No hubo diferencias estadísticas (p > 0,05) entre las líneas maternas y los grupos de eyaculados en las variables de fertilidad. La capacidad discriminante de las diferentes variables cinemáticas del esperma para predecir la fertilidad por tamaño de camada se analizó mediante el análisis de la curva de características operativas del receptor (ROC). La velocidad curvilínea (VCL), la velocidad media de trayectoria (VAP), la amplitud del desplazamiento lateral de la cabeza (ALH) y la frecuencia de cruce de latidos (BCF) mostraron una capacidad predictiva significativa, aunque limitada, para las variables de fertilidad del tamaño de camada (rango: 0,55-0,58 área bajo la curva, AUC). El análisis cinemático de los eyaculados en racimos no tuvo capacidad predictiva para las variables de tamaño de camada.