Einfluss klimatischer Veränderungen auf die Fruchtbarkeit von Rindern in Niederösterreich

In dem vorliegenden Projekt soll der Effekt von Hitzestress auf die Zusammensetzung der Eileiterflüssigkeit und damit verbundene frühe embryonale Entwicklung untersucht werden. Die globale Erwärmung und die damit verbundenen negativen Auswirkungen hoher Umgebungstemperaturen auf Nutztiere sind zu einer großen Herausforderung für die Tierzucht und Tierproduktion geworden. Hitzestress ist eine der bekanntesten Manifestationen der globalen Erwärmung bei Nutztieren und ist hauptsächlich mit einer verringerten Trockenmasseaufnahme und Milchleistung verbunden und führt zwangsläufig zu einer verringerten Milchleistungseffizienz. Fruchtbarkeitsmerkmale von Milchkühen werden ebenfalls negativ beeinflusst, was schließlich zu höheren unfreiwilligen Ausscheidungsraten, einer verringerten Lebenserwartung der Kühe und enormen wirtschaftlichen Verlusten für die Landwirte führt. Die durch Hitzestress verursachten Fertilitätsprobleme werden hauptsächlich durch Einwirkungen einer erhöhten Körpertemperatur auf die Eizelle- und Embryoentwicklung verursacht. Der sowohl langfristige als auch kurzfristige Hitzestress haben einen spezifischen Einfluss auf die frühe Embryonalentwicklung sowohl direkt durch Hitzeeinfluss wie auch indirekt durch Schädigung der Fortpflanzungsorgane. Daher liegt der Schluss nahe, dass Hitzestress auch Veränderungen der embryonalen Mikroumgebung, im Eileiter, hervorruft und somit die frühe Embryonalentwicklung negativ beeinflusst und zu einem erhöhten Embryonaltod führt. Die gleichzeitige Dysregulation der Homöothermie im Eileiter und Stoffwechselstörungen bei Hochleistungsmilchkühen können zu einer intensiveren Störung der notwendigen Mikroumgebung des Embryos im Eileiter führen. Die Veränderungen im Eileiter werden durch die Proteomanalyse identifiziert. Das durch Hitzestress induzierte Proteinprofil der bovinen Eileiterflüssigkeit wird sowohl in vitro als auch in vivo untersucht. In vivo wird die Eileiterflüssigkeit durch transvaginale Endoskopie von drei verschiedenen Tiergruppen entsprechend ihrer Milchleistung (Kühe mit hohe oder niedrige Milchleistung und Kalbinnen als Kontrolltiere) in der Winterzeit und in der Sommerzeit gesammelt, in der die Tiere der wärmsten Jahreszeit ausgesetzt sind. Zum Schluss wird die Auswirkung eines veränderten Proteinprofils in der Eileiterflüssigkeit auf die frühe Embryonalentwicklung untersucht. Während der In-vitro-Kultur von Rinderembryonen wird das Serum im Kulturmedium durch Eileiterflüssigkeit, welche von Tieren mit oder ohne Hitzestress und unterschiedlichem Milchproduktionsniveau gewonnen wird, ersetzt. Der Einfluss der Zusammensetzung der Eileiterflüssigkeit unterschiedlichen Ursprungs wird durch die frühe Embryonalentwicklung und die Expressionsänderungen ausgewählter Gene beurteilt. Mit dem vorgestellten Studiendesign werden Proteine identifizieren, deren Erscheinen oder Verschwinden durch Hitzestress induziert wird und denen in der frühen Embryonalentwicklung eine besondere Rolle zukommt. Die Aufklärung des zugrundeliegenden Mechanismus globaler Erwärmung könnte der Schlüssel zur Entwicklung wirksamer Präventions- und Managementstrategien sein, um die negativen Auswirkungen auf die Reproduktion besser beurteilen zu können und notwendige Schritte einzuleiten, um die Fruchtbarkeit zu verbessern.

FTI Call 2020: Klimawandel

Zentrum für Biologische Wissenschaften
Zentrum für Systemtransformation und Nachhaltigkeit in der Veterinärmedizin
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