Ausschuss für Genetik, Salzburg, 16. März 2006 Fürst-Waltl und Gredler
Bedeutung der Samenqualität für die Fruchtbarkeit
Birgit Fürst-Waltl und Birgit Gredler
Institut für Nutztierwissenschaften
Universität für Bodenkultur Wien
Ausschuss für Genetik, Salzburg, 16. März 2006 Fürst-Waltl und Gredler
Hintergrund
Zuchtwerte für paternale und maternale Fruchtbarkeit
Paternaler Fruchtbarkeitszuchtwert beschreibt Befruchtungsfähigkeit des Stieres, die stark von Samenqualität abhängt
Samenqualität wird routinemäßig in den Besamungsstationen bestimmt
Samenqualität als zusätzliches Merkmal in der Fruchtbarkeitszuchtwertschätzung berücksichtigen??
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Übersicht
Kurze Beschreibung der im Routinebetrieb erhobenen Merkmale
Umwelteinflüsse auf Samenqualitätsmerkmale
Genetische Einflüsse – Heritabilitäten und genetische Korrelationen
Beziehungen zum paternalen Fruchtbarkeitszuchtwert (Non-Return-Rate)
Einfluss der Samencharge
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Samenqualitätsmerkmale
Ejakulatvolumen in ml: ca. 6 ml
Konzentration oder Dichte: ca. 1,2 Mrd Spermien/ml
Gesamtanzahl Spermien: Produkt aus Ejakulatvolumen und Konzentration; ca. 7 Mrd Spermien
Anteil lebender Spermien: Beurteilung der vorwärtsbeweglichen Spermien unter dem Mikroskop; auch als progressive Motilität bezeichnet; ca 65%
Motilität: Beurteilung der Massen- (und Vorwärtsbewegung) unter dem Mikroskop mit Noten von 1 (schlecht) bis 4 bzw. 5 (sehr gut)
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SamenqualitätsmerkmaleUmwelteinflüsse
Saisonale Einflüsse: - verschieden je nach Region, Rasse- Temperatureinfluss bis ca. 65 Tage vor der Absamung- optimaler Temperaturbereich 15-20ºC - Futterzusammensetzung, Luftfeuchte, Tageslänge….
Absamungsteam
Absamungsintervall: Tage zwischen Absamungen
Absamungsnummer: 1., 2., 3. Absamung
Alter des Stieres: i. A. ansteigende Qualität mit Alter
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SamenqualitätsmerkmaleÖsterreichische Daten
Umweltbedingte Einflüsse auf die Samenqualität (Oberösterreichische Besamungsstation GmbH Hohenzell, NÖ Genetik Rinderbesamungs GmbH Wieselburg ) Analyse von je ca. 3000 Absamungsdatensätzen
Umweltbedingte und genetische Einflüsse auf die Samenqualität (Oberösterreichische Besamungsstation GmbH Hohenzell) Analyse von ca. 12.700 Absamungsdatensätzen
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Umwelteinflüsse - Alter Österreichische Daten
Hohenzell
Wieselburg
Altersklasse der Stiere (Monate)
Mrd
Spe
rmie
n im
Ges
amte
jaku
lat
0
1
2
3
4
5
6
7
8
16-18 >18-20 >20-22 >22-24 >24-36 >36-48 >48-72 >72
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Umwelteinflüsse-AbsamungsnummerÖsterreichische Daten
Mrd
Spe
rmie
n im
Ges
amte
jaku
lat
Absamungsnummer
Hohenzell
Wieselburg
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 2 3
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Umwelteinflüsse-AbsamungsintervallÖsterreichische Daten
Mrd
Spe
rmie
n im
Ges
amte
jaku
lat
Absamungsintervall in Tagen
Hohenzell
Wieselburg
0
1
2
3
4
5
6
7
1-3 4-6 7-9 >=10
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Umwelteinflüsse - TemperaturÖsterreichische Daten
Abw
eich
ung
vom
Mitt
el in
Mrd
Spe
rmie
n im
Ges
amte
jaku
lat
Temperatur während der Spermienbildung 12-65 Tage vor der Absamung
Hohenzell
Wieselburg
-2,5
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
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Genetische EinflüssePhänotypische Varianz, Heritabilität
Grundvoraussetzung für züchterische Bearbeitung ist Varianz mit entsprechendem erblichen Anteil (Heritabilität)
0
5
10
15
20
25
30
Ant
eil (
%)
50 55 60 65 70 75 80
Non-Return-Rate 90
Durchschnittliche Non-Return-Raten von FV-Stieren mit mehr als 1000 Belegungen
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Genetische Einflüsse
Zwar phänotypische Varianz relativ hoch, jedoch Heritabilität mit 2% sehr niedrig
Genauigkeiten der geschätzten Fruchtbarkeitszuchtwerte bei Teststieren sehr niedrig
Erweiterung des Testumfanges unrealistisch
Möglichkeit der Erhöhung der Genauigkeit durch Berücksichtigung von Samenqualitätsmerkmalen
Voraussetzung: bekannte Heritabilitäten und genetische Korrelationen
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Heritabilitäten und Korrelationen
Volumen Konz. % leb Total Motilität
1. Volumen 0,18
2. Konz. -0,17 0,14
3. % leb -0,13 0,27 0,10
4. Total 0,70 0,52 0,07 0,22
5. Motilität -0,12 0,23 0,55 0,06 0,04
Wied.holbk. 0,29 0,35 0,21 0,24 0,08
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Volumen Konz. % leb Total Motilität
1. Volumen 0,18 0,06 0,31 0,83 0,21
2. Konz. -0,17 0,14 0,41 0,60 0,48
3. % leb -0,13 0,27 0,10 0,54 0,90
4. Total 0,70 0,52 0,07 0,22 0,50
5. Motilität -0,12 0,23 0,55 0,06 0,04
Wied.holbk. 0,29 0,35 0,21 0,24 0,08
Heritabilitäten und Korrelationen
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Beziehung zur Non-Return-Rate
Heritabilitäten für Samenqualitätsmerkmale im Verhältnis zu einigen anderen funktionalen Merkmalen rel. hoch
Auch genetische Korrelation zwischen diesen Merkmalen günstig
Rückschlüsse auf die Non-Return-Raten trotzdem schwierig
Zuchtwertkorrelationen zwischen ZW für Samenqualitätsmerkmale und ZW für paternale Fruchtbarkeit (Non-Return-Rate) nur 0,08-0,16
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Beziehung zur Non-Return-Rate
Kompensierbare Merkmale: Schlechtere Qualität hinsichtlich dieser Merkmale kann durch geringere Verdünnung ausgeglichen werdenBsp. Motilität
Nicht kompensierbare Merkmale: z.B. morphologische Mängel, die die Vorwärtsbewegung nicht beeinträchtigen
Routinemäßig erfasst werden üblicherweise kompensierbare Merkmale, dienen auch als Grundlage zur Verdünnung
Gewisser Ausgleich der Qualität durch die Besamungsstationen möglich
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Von Absamung bis Besamung
Ca.
jew
eils
400
Pai
llette
n
Unt
ersu
chun
g Sa
men
qual
itätCa. 7 Mrd
Spermien/Ejakulat
??
Erfassung der Samencharge nötig!!
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Erfassung der Samencharge
Erfassung der Samencharge in NÖ ab 1. 1. 2004 Etwa 50.000 Erstbesamungen von Stieren mit mehr als 100
Belegungen 93 FV-Stiere mit 484 Samenchargen Untersuchte Einflussfaktoren:
Laktationszahl (0 bis 7+)
Besamungsmonat
Besamer (571 Besamer mit mehr als 15 Besamungen)
Alter des Stieres (<= 3 Jahre, >3 Jahre)
Verdünnungsstufe (17, 20, 23 Mio.)
Lebende Spermien in Paillette (6,8 – 17,25 Mio.)
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Einfluss der Laktation auf die NRR
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 1 2 3 4 5 6 7
Laktationsnummer
No
n-R
etu
rn-R
ate
in %
NR56
NR90
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Einfluss des Besamungsmonats auf die NRR
0
10
20
30
40
50
60
70
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Monat
No
n-R
etu
rn-R
ate
in %
NR56
NR90
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Einfluss des Besamers – NRR 90
0,8
6,1
21,1
0,51,6
8,8
19,7
24,8
3,5
13,1
0 0 0 00,7
6,0
12,6
3,3
38,4 39,1
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
NRR 90
Pro
zen
t
EB
TA
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Einfluss der Anzahl Spermien – NRR
0
10
20
30
40
50
60
70
80
8 10 12 14 16
Anzahl lebender Spermien in Millionen
No
n-R
etu
rn-R
ate
in %
NR56
NR90
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Schlussfolgerungen und weitere Schritte
Verbesserung der Genauigkeit der paternalen Zuchtwerte durch Berücksichtigung der Routine-Samenqualitätsuntersuchung nur begrenzt möglich
Hauptgrund dürfte am Fehlen der Samenchargeninformation liegen – welches Ejakulat führt zu welchem Befruchtungsergebnis??
Zukünftig möglicherweise kostensparende Erhebung möglich?
Nächster Schritt: Heritabilitätsschätzung für NRR mit Einbeziehung der Information der Samencharge
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Danke für die Aufmerksamkeit!