Auswirkung des Genes für Befiederungsrestriktion auf den Energiestoffwechsel und Thyroxinstatus in der embryonalen und adulten Phase, sowie auf die reproduktive Konstitution unter variierenden Umgebungstemperaturen beim Huhn

Abstract

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, den Einfluss des Gens für Befiederungsrestriktion auf zellphysiologischer Ebene sowie auf der Ebene der Leistungsfähigkeit zu untersuchen. Dazu wurden zum einen der Energiestoffwechsel und Thyroxinstatus in der embryonalen und adulten Phase betrachtet und zum anderen die reproduktive Konstitution überprüft. Auf zellphysiologischer Ebene wurden der embryonale sowie der mitochondriale Sauerstoffverbrauch und die Serumschilddrüsenhormonkonzentration gemessen. Außerdem wurden die Haut- und Körpertemperatur, die Gewichtsentwicklung sowie die Legeleistung im 100 - Tage - Test bestimmt. Zu diesem Zweck wurden zwei Versuchsreihen durchgeführt. Im ersten Versuch wurde die F2 - Generation (456 Bruteier) aus einer Anpaarung von Leghorntieren an Nackthalsreinzuchtiere untersucht. Die Brut erfolgte unter optimalen Brutbedingungen. Die Küken wurden in drei Befiederungstypen (homozygot restriktiv befiedert, heterozygot restriktiv befiedert, vollbefiedert) eingeteilt. Die Schlachtung erfolgte in der 12. Lebenswoche und zwischen der 38. und 41. Lebenswoche. Die Tiere des ersten Versuchs wurden nach dem Schlupf direkt in die verschiedenen Temperaturgruppen (18°C bzw. 30°C) eingeteilt. Im zweiten Versuch wurde die F2 - Generation (2049 Brutteier bei drei Brutdurchgängen) aus einer Kreuzung von Hennen der Linie Lohmann Brown an Nackthalshähne aus zwei unterschiedlichen Linien untersucht. Die Brut erfolgte unter 37,8 bzw. 38,8°C (Schlupfbrut jeweils 37,2°C). Von ausgewählten Hennen wurde die Legeleistung im 100 - Tage - Test erfasst. Dieser Versuch diente in erster Linie der Überprüfung der embryonalen Mortalität der unterschiedlichen Genotypen. Insbesondere bei Betrachtung der Thermoregulation zeigt sich unter Warmtemperaturbedingungen der Vorteil der Gefiederreduktion. Die homozygot nackthalsigen Tiere zeigen eine größere Fähigkeit zur Thermoregulation als die vollbefiederten Tiere. Unter Warmstallbedingungen zeigen Hühner mit und ohne Gen für Befiederungsrestriktion schlechtere Leistungen als unter gemäßigten Temperaturen. Es führt bei seinem Träger unter Warmstallbedingung zu einer gesteigerten Lebendmasseentwicklung und zu einer gesteigerten Legeleistung im Vergleich zu vollbefiederten Tieren. So ist die Reduktion der Lebendmasseenwticklung unter Warmstallbedingungen bei vollbefiederten Tieren ca. 10 % größer als bei homozygot nackthalsigen Tieren. Der mitochondriale Sauerstoffverbrauch unterscheidet sich für die drei Genotypen nicht signifikant. Jedoch zeigt die Erhöhung der Aktivität innerhalb der Genotypgruppen einen positiven Einfluss des Gens für Befiederungsrestriktion. Die embryonale Mortalität wurde im zweiten Versuch an einer größeren Stichprobe untersucht. Dabei konnte festgestellt werden, dass die embryonale Mortalität von homozygot nackthalsigen Tieren am Ende der Brut erhöht ist. Der Thyroxinstatus der unterschiedlichen Genotypen unterscheidet sich nicht signifikant. Jedoch zeigen die homozygot nackthalsigen Tiere tendenziell unter Warmstallbedingungen die höchsten Werte, was mit der verbesserten Leistung unter Warmstallbedingungen einhergeht. Die Steigerung des ADP/O-Quotienten von den Normal- und auf die Warmstallbedingungen ist bei den homozygot nackthalsigen Tieren am größten; der Quotient ist 21 % größer als unter Normalstallbedingungen. Bei den vollbefiederten Tieren liegt lediglich eine Steigerung von 6 % vor. Die homozygot nackthalsigen Tiere zeigen somit die größte Steigerung der Energiebereitstellung. Unter Normaltemperaturbedingungen wird von den homozygot nackthalsigen Tieren mehr Energie für Wärme benötigt als von den beiden anderen Genotypen. Daher nimmt der durchschnittliche ADP/O-Quotient mit zunehmendem Nackthalsgenanteil ab. Unter Warmstallbedingungen führt die verbesserte Thermoregulation der Tiere mit Nackthalsgenanteil dazu, dass der durchschnittliche ADP/O-Quotient mit zunehmendem Nackthalsgenanteil ebenfalls zunimmt. Die präsentierten Untersuchungsergebnisse unterstützen die aufgestellten Arbeitshypothesen, wonach das Na-Gen beim Huhn phänotypische Wirkungen entfaltet, die deutlich über die Befiederungsrestriktion hinausgehen. Im Sinne einer Gen-Umwelt-Interaktion lassen sich diese Wirkungen in der reproduktiven (Legeleistung), der adaptiven (embryonale Mortalität und Thermoregulation) und in der zellphysiologischen (oxidative Phosphorylierung) Konstitution identifizieren. The objective of this assignment was to examine the influence of the naked neck gene on the cell physiologically as well as on the efficiency level. This not only entailed the observation of energy metabolism and thyroxin status during the embryonic and adult phases but also a review on the reproductive constitution. The embryonic, as well as the mitochondrial oxygen consumption and the serum thyroid hormone concentration, were measured on cell physiological level. Furthermore, skin and body temperature, weight development and laying performance in a 100 - day test were determined. The examination was divided into two trials. For the first trial the F2 - generation (456 breeding eggs) of a cross breeding of white Leghorn and Naked Necks was examined. The brood took place on optimal breeding conditions. The chicks were divided in three genotypes (NaNa, Nana, nana). The slaughtering took place in the 12th and 38th to 41st week of living. For the second trial the F2 - generation (2049 breeding eggs with three breeding passages) of a cross breeding of Lohmann Brown hens and Naked Necks cocks from two lines was examined. The brood took place under 37,8 or 38,8 °C (eclosion brood in each case 37,2 °C). The laying performance in a 100 - day test was determined. This attempt served the examination of the embryonalen mortality of the different genotypes primarily. In particular with view of the thermal regularization the advantage of the plumage reduction shows up under warm temperature conditions. Chicken with homozygote feather restrictive gene shows a larger temperature difference between body and skin than the non restrictive feathered chickens. Their ability for thermal regularization is increased opposite the normal chickens. Chicken with or without the feather restrictive gene demonstrated an inferior performance under warm stable conditions when compared to those under moderate temperatures. Under warm stable conditions, the gene leads to increased live weight development and increased laying performance in comparison to fully feathered animals. So the reduction of the body mass development on warm stable conditions 10 % more largely for the fully feathered chickens than with homozygote naked necks. Mitochondrial oxygen consumption in the three genotypes is not significantly different. However, the increase of activity within the genotypic groups demonstrates the feather restrictive gene s positive influence. Embryonic mortality of homozygote naked neck animals is increased towards the end of the brood. The thyroxin status of the various genotypes does not differ significantly. However, the homozygote animals with naked necks tend to demonstrate the highest values, associated with the improved performance under warm stable conditions. The increase of the ADP/O quotient from normal to warm stable conditions is for the homozygote nacked neck animals most largely; the quotient is 21 % more largely than on normal stable conditions. With the fully feathered animals an increase of 6 % is only present. The homozygote nacked necks show the largest increase of the energy supply. On standard temperature conditions the homozygote Nacked necks need more energy for warmth than of the two other Genotypen. Therefore the average ADP/O quotient decreases with increasing naked neck gene portion. On warm stable conditions the improved thermal regularization of the animals with naked neck gene portion leads to the fact that the average ADP/O quotient with increasing naked neck gene portion likewise increases. The presented results support the set up working hypotheses, according to which the naked neck gen leads to phaenotypic effects, which go clearly beyond the defeathering of the chicken. In the sense of a gene-environmental-interaction these effects leave themselves identify in the reproduktiven (putting achievement), the adaptive (embryonical mortality and thermoregulation) and in the cellphysiological (oxidative phosphorylation) constitution.