Untersuchungen zu dem Einfluss verschiedener Brutbedingungen auf die embryonale und mitochondriale Stoffwechselaktivität unter besonderer Berücksichtigung der Gewichtsentwicklung, der Ausprägung histometrischer Parameter und der Fleischbeschaffenheit bei Flugenten

Abstract

Ziel der hier vorliegenden Arbeit war es zu analysieren, inwieweit es möglich ist, durch die Erfassung zellphysiologischerSekundärmerkmale, insbesondere durch Parameter, die zu einem frühestmöglichen Zeitpunkt zu ermitteln sind, speziesübergreifendAussagen über die spätere Leistungsfähigkeit der geprüften Tiere zu treffen. Im Mittelpunkt stand dabei die embryonale Atmungsaktivität,des weiteren wurden mitochondriale Stoffwechselparameter, endokrinologische Kriterien, ausgewählte Organgewichte und dieEntwicklung der Lebendmasse bestimmt. Zusätzlich erfolgte eine Modifikation der Brutbedingungen, um zu klären, ob sich bestehende Zusammenhänge durch suboptimaleBruttemperaturen und eine Halothanbehandlung deutlicher darstellen lassen. Dabei sollte durch die Inkubation bei suboptimalenBedingungen schon während der Brut eine Vorselektion auf Vitalität erfolgen. Zu diesem Zweck wurden 670 Flugenteneier der Linie R 71 des Zuchtunternehmens Grimaud und Brinkmann (Balve-Beckum) beiverschiedenen Bruttemperaturen bebrütet (36,5; 37,5 und 38,5 °C). Bei allen Bruteiern erfolgte am 25. Bruttag die Erfassung der embryonalen Atmungsaktivität, am 26. Inkubationstag wurde dann bei derHälfte der Eier eine Halothanbehandlung mit anschließender Aufzeichnung des O2-Verbrauchs durchgeführt. Die Höhe der Bruttemperaturwirkte sich nachhaltig auf die Stoffwechselaktivität und die Entwicklung der Lebendmasse aus. Insbesondere die embryonaleAtmungsaktivität variierte in Abhängigkeit von der Bruttemperatur. Zusätzlich ergaben sich deutliche Effekte durch die Halothanbehandlung. Der Sauerstoffverbrauch stieg mit zunehmender Bruttemperatur, durch die Halothan-einwirkung kam es zu einer Reduktion derAtmungsaktivität. Bei der Erfassung der embryonalen Atmung konnten deutliche Unterschiede zwischen der Stoffwechselaktivität vonschlupffähigen und nicht schlupffähigen Probanden gemessen werden. Außerdem veratmeten männliche Embryonen signifikant mehrSauerstoff als weibliche. Die alternativen Inkubationsbedingungen wirkten sich negativ auf das Schlupfergebnis aus. Insgesamt betrug die Schlupfrate 39,5 %. Diehöchste Embryonensterblichkeit ergab sich bei 36,5 °C, das beste Schlupfergebnis bei 38,5 °C. Das Halothan hatte keinen Einfluss auf dieSchlupfrate. Die Entwicklung der Lebendmasse war bei 38,5 °C bebrüteten Tieren zunächst stärker ausgeprägt als bei den übrigen Gruppen, zumEnde der Mast kompensierten die Tiere der anderen Gruppen diesen Rückstand, und die bei 36,5 °C inkubierten Enten zeigten bei derSchlachtung die höchsten Gewichte. Die Halothanbehandlung bewirkte in der zweiten Masthälfte fortschreitende Reduktionen derZunahmen. Die Höhe der Gewichtsentwicklung korrelierte in Abhängigkeit von den Brutbedingungen mit der embryonalen Atmung, endokrinologischenKriterien (Thyroxin), der mitochondrialen Stoffwechselaktivität, der mitochondrialen Enzymwirkung (SDH u. GLDH), Herz- undLebergewichten sowie mit histometrischen Merkmalen. Die Korrelationen zwischen der Entwicklung der Lebendmasse und dem embryonalen O2-Verbrauch waren bei Optimaltemperatur hochpositiv und im Vergleich zu den suboptimalen Temperaturen statistisch hochsignifikant. Mit zunehmenden Bruttemperaturen nahm die mitochondriale Stoffwechselaktivität der Enten zu. Die halothanbehandelten Tiere warendabei den unbehandelten leicht überlegen. Bei den männlichen Enten ergaben sich positive Zusammenhänge zwischen dermitochondrialen Atmung und der Mastleistung, die Effizienz der oxidativen Phosphorilierung war hingegen negativ mit dem Zuwachskorreliert. Bei den weiblichen Tieren ergaben sich im Vergleich dazu mit Ausnahme der bei 38,5 °C bebrüteten Tieren positiveZusammenhänge. Die Thyroxinkonzentrationen waren bei den weiblichen Tieren deutlich höher als bei den männlichen Tieren. Die Höhe der Bruttemperaturwirkte sich deutlich auf die Thyoxinspiegel aus. Die höchsten Gehalte zeigten die Kontrolltiere, die geringsten Werte wurden bei den bei36,5 °C inkubierten Probanden gemessen. Bei dieser Gruppe war die Höhe des Hormongehaltes signifikant positiv mit derGewichtsentwicklung der männlichen Enten verbunden. Bei den übrigen Gruppen ergaben sich dagegen negative Zusammenhänge. Fürdie halothanbehandelten Enten konnten im Vergleich zu den unbehandelten deutlich positive Korrelationen berechnet werden. Die Enzymaktivität wurde nur in geringem Umfang von den Brutbedingungen beeinflusst. Die Korrelationen zwischen der Enzymaktivitätund der Mastleistung waren überwiegend negativ, und ließen sich bei Optimaltemperatur inkubierten Tieren auch statistisch belegen.Deutlicher hervorheben ließen sich die Zusammenhänge bei halothanhandelten Enten. Die Höhe der Bruttemperatur beeinflusste signifikant die Lebergewichte, keine deutlichen Unterschiede ergaben sich bei den Herzmassenin Abhängigkeit von der Vorbruttemperatur. Bei den männlichen Enten wurden die höchsten Lebergewichte bei 36,5 °C inkubierten Tierenbestimmt. Bei den weiblichen Tieren nahmen die Gewichte mit zunehmenden Bruttemperaturen ab. Die Halothanbehandlung wirkte sichlediglich auf die Leber- und Herzgewichte aus. Behandelte Tiere zeigten geringere Organgewichte als unbehandelte. Die Lebendmasseentwicklung war bei den männlichen Tieren, die bei 37,5 °C inkubiert wurden, positiv mit den absoluten Herzgewichtenverbunden, bei den suboptimal inkubierten Tieren dagegen erst gegen Ende der Mast. Für die weiblichen Enten konnten überwiegend positive Zusammenhänge berechnet werden. Die Lebergewichte korrelierten nahezuausschließlich positiv mit der Gewichtsentwicklung. Hier konnten die bestehenden Zusammenhänge jedoch nicht durch dieHalothaneinwirkung verdeutlicht werden. Die Ausprägung der histometrischen Parameter wurde signifikant von der Bruttemperatur beeinflusst. Optimal inkubierte Tiere zeigtensignifikant größere Faserabmessungen als die Tiere der anderen Gruppen. Die Halothaneinwirkung hatte dagegen nur einen geringenEinfluss. Bruttemperaturunabhängig ergaben sich negative Zusammenhänge zwischen der Lebendmasseentwicklung und dem pH-Wert.Bei den männlichen Tieren bestanden positive Korrelationen zwischen dem Gewichtszuwachs und der Größe der Faserflächen. Bei denweiblichen Enten wurden hingegen positive Korrelationen zwischen der Faseranzahl und der Gewichtsentwicklung und negative zumAusmaß der Faserfläche berechnet. Anhand der embryonalen Atmung ließen sich Aussagen über die Schlupffähigkeit und das Geschlecht treffen. Zusätzlich ergaben sichpositive Korrelationen zur Gewichtsentwicklung der betreffenden Tiere. Die Erfassung von die Stoffwechselaktivität beeinflussenden zellphysiologischen Merkmalen, insbesondere der embryonalen Atmung,könnte demnach zu einer frühzeitigen Selektion eingesetzt werden, um zusätzlich zu den bestehenden züchterischen Methoden denZuchtfortschritt noch stärker voranschreiten zu lassen, und die Aufwendungen für die Zuchtarbeit durch eine effizientere Nutzung vonKapazitäten senken zu können. The main objective of this paper was to analyse how far it is possible to predict the later performance of the muscovy duck in a very earlystage of development using cell-physiological traits. The main focus was put on the embryonic oxygen consumption as well as on someparameters which describe the metabolic activity, the endocrinological function, the organ growth, the growth performance and histometriccharacteristics were also investigated. In addition to this the hatching conditions were modified in order to investigate whether the given correlations could be demonstrated evenmore clearly by using suboptimal temperatures and halothan treatment during the hatching period. For the present study 670 eggs of the genetic line R 71 were produced and collected by the breeding company ´Grimaud Brinkmann. Theeggs were divided into three equal groups which were then incubated under different conditions (36,5, 37,5 and 38,5 °C.). On the 25th dayof hatching the embryonic oxygen consumption was measured. One day later half of the eggs were assessed again after they had beenexposed to a halothan treatment. The variation in incubation temperature had a different effect on embryonic oxygen consumption (for each group). Higher hatchingtemperatures resulted in enhanced O2-uptake rates. Every group which had been exposed to halothan appeared to have a reduced oxygenconsumption. Embryos which turned out to be male had an increased O2-uptake compared to female embryos. Hatchable embryosrespirated more oxygen than embryos with no ability to hatch. The different incubation temperatures had a negative impact on the success of hatching. Only 39,5 % of all embryos were able to hatch. Thehighest hatching rate was attained at 38,5 °C the lowest at 36,5 °C. The halothan treatment had no effect on hatchability. The different incubation conditions did also have consequences on the ducks performances after hatching. In comparison to all othergroups the ducks incubated at 38,5 °C showed the highest weight gain in the early stage. However, after the first half of the fattening periodthe two other groups compensated this difference. At the end of the fattening period ducks which were hatched at 36,5 °C had the highestweight. During the second half of the fattening period halothan exposure resulted in decreased weight gain. According to the different conditions during incubation we observed relationships between growth rate and embryonic O2-uptake,endocrinological parameters (thyroxine), mitochondrial enzyme activities, heart/liver weights and histometrical traits. The weight gain was positively related to the embryonic O2-consumption. Especially for the chickens incubated at 37,5 °C strong positivecorrelations were calculated. An increase in incubation temperature resulted in higher mitochondrial O2-consumptions. In addition to this halothan treated ducks had anenhanced oxygen-uptake. Male ducks with a high O2-consumption attained a better growth performance. The efficiency of thephosphorilation was negatively correlated to the weight gain. In contrast to that female ducks had a positive relation except for animals whowere hatched at 38,5 °C. The measured thyroxine concentrations were higher in females than in males. Again the incubation conditions played an important role.Highest thyroxine levels were obtained for the group incubated at 37,5 °C. The lowest levels were observed in ducks hatched at 36,5 °C. Inthis group there was strong evidence that thyroxine yield and liveweight gain were positively correlated. Meanwhile the correlation betweenthese parameters were negative for the two other groups. Halothan treated groups showed positive significant correlations. The incubation temperatures had only a small effect on enzyme activities. Correlations between enzyme activity and liveweight gain weremainly negative. Halothan treated groups confirmed these finding. Liver weights were significantly related to variation in incubation temperature. In comparison there were no such observations for heartweights. In male ducks highest liver weights were obtained for the group hatched at 36,5 °C. In female ducks weights were decreasing withincreasing incubation temperature. The treatment with halothan had an effect on heart weights only. Halothan-treated groups showed higherheart weights than untreated ones. For male ducks which were incubated at 37,5 °C liveweight changes seemed to be positively correlatedto heart weights in contrast to those who were incubated subnormal. Subnormal hatched female ducks appeared to have positivecorrelations. Halothan-treated eggs showed these relationships more distinctively. In almost every group liver weights were correlated positively with changes in liveweights. The halothan-treatment could not make it clearer. Histometrical traits are said to be influenced by incubation temperature. There was strong evidence for larger fibres in animals incubatedunder optimum conditions. In comparison to that halothan treatment had just a small impact. The relationship between liveweight and pH turned out to be negative. Correlations between growth rate and size of fibre areas areperceived as positive in male ducks. Whereas in female ducks we estimated positive correlations between the number of fibres andliveweight. Negative correlations are found for the number of fibres and size of fibre areas. Part of these results between liveweight and histometrical traits are highlighted by changes in incubation temperature. We assume that theinferior results in hatching are most likely due to only the most vital embryos being hatched. The O2-uptake rates recorded in eggs seemed to be correlated to the ability to hatch and also to the sex determined further on. Moreover apositive correlation between the embryonic respiration and the growth rate was found. Recording cell-physiological traits which have an effect on metabolic activity. In particular the embryonic respiration could be used for anearly-stage selection. Therefore cell-physiological traits could be added to the classical approaches of genetic selection to enhance thegenetic gain and breeding efficiency.