Verfahren zur frühen in ovo Geschlechtsbestimmung
Zurzeit werden allein in Deutschland jährlich ca. 40 Millionen männliche Nachkommen aus Legehennenlinien unmittelbar nach dem Schlupf aussortiert und gemäß der Tierschutz-Schlachtverordnung mittels CO2-Begasung oder im Homogenisator getötet. Die Problematik des Tötens unerwünschter männlicher Eintagsküken betrifft dabei sämtliche Bereiche der Legehennenhaltung, inklusive des Bio-Sektors, stößt jedoch zunehmend auf ethische und rechtliche Bedenken. Praxistaugliche Alternativen zur Merzung der männlichen Eintagsküken standen in der Legehennenvermehrung bislang allerdings nicht zur Verfügung. Unser Forschungsvorhaben hat das Ziel, ein praxistaugliches Verfahren zu entwickeln, welches bereits vor dem Schlupf der Küken eine sichere Geschlechtsbestimmung erlaubt. Dazu soll zukünftig am Tag 3 der Bebrütung, an dem noch kein Schmerzempfinden der Embryos besteht, das Geschlecht optisch spektroskopisch bestimmt werden.
Bei der Ramanspektroskopie wird monochromatisches Licht auf das Untersuchungs-objekt eingestrahlt und das Spektrum des gestreuten Lichtes analysiert. Aus den Banden des Ramanspektrums lässt sich die Struktur von Molekülen eindeutig bestimmen. Nutzt man ultraviolettes (UV) Licht zur Anregung der Ramanstreuung, werden besonders DNA- und Proteininformationen durch den sogenannten Resonanzeffekt verstärkt. Durch Einsatz von energieärmerem Nahinfrarotlicht lässt sich jedoch auch dieses Messprinzip für eine in ovo Geschlechtsbestimmung nutzbar machen. Hierzu wird das Ramanstreulicht von Blut etwa 72 Stunden bebrüteter Embryonen registriert und spektral zerlegt. Die Ramanspektren männlicher Blutzellen weisen gegenüber denen weiblicher Blutzellen geringfügig stärkere Signale im Bereich der Nukleinsäuren auf. Diese Signale differieren signifikant und können somit zur Geschlechtsidentifikation herangezogen werden.
Bereits vor einigen Jahren konnten wir ein optisch-spektroskopisches Verfahren zur frühen Erkennung des Geschlechts von Hühnerembryonen entwickeln. Das Geschlecht wird am Bruttag 4 automatisiert und mit hoher Genauigkeit von ca. 95 % bestimmt. Grundlage dafür bilden molekulare Marker in den embryonalen Blutgefäßen. Der kontaktlose optische Zugang zu den Gefäßen erfolgt über eine Öffnung der Eischale von wenigen Millimetern innerhalb der Luftblase, sodass der Embryo durch die innere Schalenmembran geschützt bleibt. Mehrere Studien haben zudem gezeigt, dass die Schlupfrate und auch die spätere Entwicklung der Hühner in keiner Weise beeinflusst wird.
Aktuell wird die Geschlechtsbestimmung am Hühnerei ohne Einbringen eines Loches in der Eischale entwickelt. Dafür werden moderne bildgebende Methoden der UV/VIS und NIR Spektroskopie eingesetzt. Biochemische Grundlage der Geschlechtsbestimmung ist wiederum das embryonale Hämoglobin und assoziierte metabolische Prozesse.
Für die Aufklärung geschlechtsspezifischer metabolischer Prozesse und Zustände im embronalem Blut werden u.a. molekularen Oxygenierungsmechanismen im frühzeitigen Hühnerembryo und deren Geschlechtsspezifik untersucht. (Förderprojekt des Niedersächsisches Ministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz: „Molekulare Mechanismen für die Geschlechtsbestimmung am geschlossenen Hühnerei“.
Kooperationen
Agri Advanced Technologies GmbH, Visbek
Institut für Tierschutz und Tierhaltung, Friedrich-Loeffler-Institut, Bundesforschungsinstitut für Tiergesundheit, Celle, Dr. rer. nat. habil. Thomas Bartels
Kontakt
© Jonas Golde, KSM
Herr apl. Prof. Dr. rer. nat. habil. Gerald Steiner
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