Charakterisierung genetisch bedingter Unterschiede nach experimenteller Infektion mit Haemonchus Contortus bei Kreuzungen verschiedener Fleischschafrassen mit Merinolandschaf

Abstract

Ziel der vorliegenden Untersuchung war es mittels ausgewählter Parameter genetisch bedingte Unterschiede nach experimenteller Infektion mit Haemonchus contortus an Reinzucht- und Kreuzungslämmern der Rasse Merinolandschaf zu erfassen und hinsichtlich einer möglichen praktischen Nutzung des funktionalen Merkmals Parasitenresistenz zu bewerten.Hierzu standen 2007 und 2008 insgesamt 635 Lämmer zur Verfügung, wobei 145 ML-Reinzuchttiere als Vergleichgruppe gegenüber den Kreuzungstieren dienten (IDF x ML n=155; SKF x ML n=110; SU x ML n=128; TX x ML n=97). Das Absetzen von den Mutterschafen, die probe und die experimentelle Infektion erfolgten in der 12. Lebenswoche. Hierbei wurden die Lämmer oral mit 5000 infektionsfähigen Drittlarven von H. contortus infiziert. Zudem wurde der Hämoglobintyp aller Lämmer bestimmt. Die weiteren Probennahmen wurden in der 16. und 18. Lebenswoche (entspricht vier und sechs Wochen p.i.) durchgeführt. Die Bestimmung der Eizahl pro Gramm Kot (EpG) erfolgte hierbei an zwei aufeinander folgenden Tagen als Doppelproben. Weiterhin wurden der Hämatokritwert aller Lämmer sowie der Pepsinogenwert einer Stichprobe (n=179) ermittelt und alle Lämmer mittels FAMACHA©- und Dag Score beurteilt. Nach der Geburt, beim Absetzen und zu den weiteren Probennahmen wurden alle Lämmer gewogen und die täglichen Zunahmen von der Infektion bis vier sowie sechs Wochen p.i. berechnet. Zur Erstellung von Pepsinogen-Verlaufskurven wurden zehn ML-Reinzuchttiere zusätzlich dreimal wöchentlich beprobt. Die Schlachtung einer Stichprobe (n=191) erfolgte in der 19. Lebenswoche (entspricht sieben Wochen p.i.). Das Schlachtkörpergewicht wurde dokumentiert und die Schlachtkörper durchliefen die Klassifizierung nach EUROP- und Fettgewebsklasse. Anschließend wurden die Würmer in den Labmägen gezählt und nach Geschlecht differenziert. Die Varianzanalyse erfolgte mit der GLM-Prozedur des Programms SAS. In einem linearen Modell wurden als fixe Effekte der Genotyp, das Geschlecht, der Geburtstyp, der Vater innerhalb des Genotyps, das Jahr und der Hämoglobintyp berücksichtigt, für die Merkmale EpG und Hämatokrit diente als Kovariable das Gewicht bei der Probennahme. Phänotypische Korrelationen wurden mittels der Prozedur CORR berechnet.Der Genotyp hatte einen signifikanten Effekt (p& #8804;0,01) auf die Wurmzahl und Etablierungsrate. Hierbei zeigten die ML-Reinzuchttiere die höchste mittlere Wurmzahl und unterschieden sich signifikant von den IDF- und den TX-Kreuzungstieren. Ein signifikanter Effekt des Genotyps (p& #8804;0,05) auf die EpG wurde lediglich sechs Wochen p.i. nachgewiesen, wobei die SKF-Kreuzungstiere die höchste mittlere Eiausscheidung aufwiesen und sich signifikant von den IDF-Kreuzungstieren unterschieden. Der Hämoglobintyp hatte einen signifikanten Effekt (p& #8804;0,05) auf die EpG vier Wochen p.i.. Hierbei zeigten Lämmer mit dem Hämoglobintyp BB eine höhere mittlere Eiausscheidung als diese mit den Hämoglobintypen AA und AB. Der mittlere Hämatokritwert aller Genotypen bewegte sich über die gesamte Versuchsdauer am unteren Rand des physiologischen Bereichs. Der Genotyp hatte zwar einen signifikanten Effekt (p& #8804;0,01) auf den Hämatokrit zur probe, jedoch nicht auf diesen nach der Infektion. Außerdem hatte der Vater innerhalb des Genotyps einen signifikanten Effekt (p& #8804;0,01) auf die EpG und den Hämatokrit vier und sechs Wochen p.i.. Ein signifikanter Effekt (p& #8804;0,001) des Geschlechts auf den Hämatokrit wurde zu allen Probennahmen nachgewiesen, wobei männliche Lämmer niedrigere mittlere Hämatokritwerte aufwiesen als weibliche. Der Hämoglobintyp hatte ebenfalls einen signifikanten Effekt auf den Hämatokrit zu allen Probennahmen. Hierbei zeigten Lämmer mit dem Hämoglobintyp BB niedrigere mittlere Hämatokritwerte als diese mit den Hämoglobintypen AA und AB. Die phänotypische Korrelation zwischen Wurmzahl und EpG sechs Wochen p.i. war höchst signifikant im mittleren positiven Bereich (r=0,50). Zwischen Wurmzahl und Hämatokrit vier sowie sechs Wochen p.i. bestand eine höchst signifikante negative Korrelation (r=-0,49). EpG und Hämatokrit vier sowie sechs Wochen p.i. waren ebenfalls höchst signifikant negativ korreliert (r=-0,47; r=-0,45).Der mittlere Pepsinogenwert bewegte sich vier Wochen p.i. in einem Bereich, der für eine minimale Mukosa-Schädigung steht. Anhand der erstellten Verlaufskurven wurde demonstriert, dass die mittleren Pepsinogenwerte bereits drei Tage nach der Infektion anstiegen und einen maximalen Peak um den siebten Tag p.i. erreichten. Daher wird für die Bestimmung von Pepsinogen in weiterführenden Studien eine frühere erste Probennahme als vier Wochen p.i. (entspricht dem 28. Tag p.i.) empfohlen. Zudem wurde eine große Spannbreite in der Höhe und Veränderung der individuellen Pepsinogenwerte festgestellt, was die Aussagekraft einer einzelnen Bestimmung begrenzt. Der Genotyp hatte einen signifikanten Effekt (p& #8804;0,001) auf den Pepsinogenwert zu allen Probennahmen. Hierbei zeigten die ML-Reinzuchttiere die höchsten mittleren Pepsinogenwerte und unterschieden sich vier Wochen p.i. signifikant von den IDF- und den TX-Kreuzungstieren. Die phänotypische Korrelation zwischen Wurmzahl und Pepsinogenwert sechs Wochen p.i. war höchst signifikant im mittleren positiven Bereich (r=0,36).Der Genotyp hatte einen signifikanten Effekt auf den FAMACHA©-Score vier und sechs Wochen p.i., wobei die IDF-Kreuzungstiere den niedrigsten mittleren FAMACHA©-Score aufwiesen und sich signifikant von den ML-Reinzuchttieren unterschieden. Außerdem wurde ein signifikanter Effekt des Vaters innerhalb des Genotyps und des Hämoglobintyps auf den FAMACHA©-Score p.i. nachgewiesen. Zwischen FAMACHA©-Score und Wurmzahl bestand eine höchst signifikante positive Korrelation (r=0,44). Die phänotypischen Korrelationen zwischen FAMACHA©-Score und Hämatokrit vier und sechs Wochen p.i. waren höchst signifikant im hohen negativen Bereich (r=-0,59; r=-0,69).Trotz bestehender Parasitenbelastung kam es über die gesamte Versuchsdauer zu einer Steigerung der mittleren Gewichte und somit zu positiven mittleren täglichen Zunahmen. Der Genotyp hatte einen signifikanten Effekt (p& #8804;0,01) auf das Gewicht vier und sechs Wochen p.i.. Des Weiteren wurde ein signifikanter Effekt des Vaters innerhalb des Genotyps, des Geschlechts und des Geburtstyps auf das Gewicht p.i. nachgewiesen. Die ML-Reinzuchttiere zeigten das niedrigste mittlere Gewicht vier und sechs Wochen p.i. und unterschieden sich signifikant von den IDF- und den SU-Kreuzungstieren. Auf die täglichen Zunahmen hatte lediglich das Geschlecht einen signifikanten Effekt (p& #8804;0,001), wobei männliche Lämmer höhere mittlere tägliche Zunahmen erzielten als weibliche. Die phänotypischen Korrelationen zwischen EpG und Gewicht vier Wochen p.i. sowie täglicher Zunahme von der Infektion bis vier Wochen p.i. waren höchst signifikant im mittleren negativen Bereich (r=-0,25; r=-0,30). Im Vergleich der Genotypen entsprachen die Schlachtkörper der TX-Kreuzungstiere am häufigsten den Qualitätsanforderungen der EUROP-Klasse U und zeigten zudem die geringste Verfettung. Nur das Geschlecht und der Geburtstyp hatten einen signifikanten Effekt (p& #8804;0,001) auf das Schlachtkörpergewicht. Die phänotypische Korrelation zwischen EpG und Schlachtkörpergewicht war höchst signifikant im mittleren negativen Bereich (r=-0,31). The aim of the present study was to estimate genetic differences in pure- and crossbred Merino land sheep based on selected parameters following an experimental infection with Haemonchus contortus and to assess their value for practical breeding purposes.Therefore 635 lambs were evaluated in 2007 and 2008, consisting of 145 ML-purebred lambs and their crossbred counterparts (IDF x ML n=155; SKF x ML n=110; SU x ML n=128; TX x ML n=97). After weaning at the age of 12 weeks, the lambs were orally infected with 5000 infective-stage larvae (L3) of the nematode H. contortus. Further samplings were performed at 16 and 18 weeks of age (4 and 6 weeks p.i.). Blood samples were taken to determine haemoglobin-genotypes, to measure haematocrit values of all lambs and pepsinogen values of a selected group (n=179). FAMACHA©-score and Dag score were evaluated for all lambs. Individual faecal samples were taken on two consecutive days to determine faecal egg counts (FEC). All lambs were weighed at birth, time of weaning and sampling times. Daily weight gains from infection until 4 and 6 weeks p.i. were calculated. A pepsinogen curve was generated by taking additional blood samples of 10 ML-purebred lambs three times a week. A selected group of lambs (n=191) was slaughtered at the age of 19 weeks. Carcass weights were recorded and carcass quality assessed following the EUROP- and fatness-classification. All worms from the abomasums were counted and sexed. Statistic analysis was performed using the GLM-procedure of the program SAS. A linear model was applied to the fixed effects genotype, sex, birth type, father within genotype, year and haemoglobin-genotype. For FEC and haematocrit, weight at sampling time was used as covariable. Phenotypic correlations were calculated with the CORR-procedure.Number of worms and establishment rate were significantly affected by genotype (p≤0,01). ML-purebred lambs showed the highest number of worms and differed significantly from IDF- and TX-crossbred lambs. A significant effect of genotype (p≤0,05) on FEC was only detected 6 weeks p.i., when SKF-crossbred lambs showed higher mean FEC than IDF-crossbred lambs. The haemoglobin-genotype significantly influenced FEC 4 weeks p.i. (p≤0,05). Lambs with haemoglobin-genotype BB had higher mean FEC compared to those with haemoglobin-genotype AA and AB. After infection mean haematocrit values remained slightly below the physiological range. No significant effect of genotype was detected for haematocrit after infection. Significant sex differences (p≤0,001) in haematocrit were observed at all sampling times, as male lambs showed lower mean haematocrit values than their female counterparts. The haemoglobin-genotype significantly influenced the haematocrit at all sampling times, when lambs with haemoglobin-genotype BB had lower mean haematocrit values compared to those with haemoglobin-genotype AA and AB. Furthermore father within genotype had a significant effect (p≤0,01) on FEC and haematocrit 4 and 6 weeks p.i.. The phenotypic correlation between number of worms and FEC 6 weeks p.i. was highly significant and positive (r=0,50). Number of worms and haematocrit 4 and 6 weeks p.i. were highly significantly negatively correlated (r=-0,49). FEC and haematocrit 4 and 6 weeks p.i. showed highly significant negative phenotypic correlations (r=-0,47; r=-0,45). After infection mean pepsinogen values stayed within the range for minimal abomasal damage. The present study demonstrated that pepsinogen values began to increase by day 3 after infection and reached maximal peaks around day 7 p.i.. According to these observations, an earlier first sampling time than 4 weeks p.i. (28. day p.i.) is recommended for pepsinogen determination in following studies. Pepsinogen responses in individual sheep varied a lot hence limiting the value of a single determination. Pepsinogen value was significantly affected by genotype (p≤0,01) at all sampling times. ML-purebred lambs showed the highest mean pepsinogen values and differed significantly from IDF- and TX-crossbred lambs. The phenotypic correlation between number of worms and pepsinogen value 6 weeks p.i. was highly significant and positive (r=0,36). FAMACHA©-score 4 and 6 weeks p.i. was significantly influenced by genotype. IDF-crossbred lambs showed the highest mean FAMACHA©-score and differed significantly from ML-purebred lambs. Additionally, significant effects of father within genotype and haemoglobin-genotype were detected for FAMACHA©-score p.i.. The phenotypic correlation between number of worms and FAMACHA©-score 6 weeks p.i. was highly significant and positive (r=0,44). FAMACHA©-score and haematocrit 4 and 6 weeks p.i. were significantly negatively correlated (r=-0,59; r=-0,69). Despite the worm burden, body weight development of all lambs after infection was positive leading to positive mean daily weight gains. Body weight 4 and 6 weeks p.i. was significantly influenced by genotype (p≤0,01). ML-purebred lambs showed the lowest mean body weight and differed significantly from IDF- and SU-crossbred lambs. In addition to that father within genotype, sex and birth type had significant effects on body weight p.i.. Daily weight gains were only significantly affected by sex (p≤0,001). Male lambs had higher mean daily weight gains compared to their female counterparts. The phenotypic correlations between FEC and body weight 4 weeks p.i. and daily weight gain from infection until 4 weeks p.i. were highly significant and negative (r=-0,25; r=-0,30). TX-crossbred lambs showed the best carcass quality, having the most carcasses assessed EUROP-class U and the least carcasses assessed fatness-class 4. Carcass weight was only influenced significantly by sex and birth type (p≤0,001). The phenotypic correlation between FEC and carcass weight was highly significant and negative (r=-0,31).