A lúd a gyenge szaporaságú baromfifajok közé tartozik. A baromfitenyésztés

Átírás

1 /) (I{}-Fll-a-Ity- /',, ÉS' EK fj9 A lúd a gyenge szaporaságú baromfifajok közé tartozik. A baromfitenyésztés egyik legfontosabb mutatójaként számon tartott keltethetőség 60% körül alakullúdban, míg ugyanez házityúk esetében 80-90%. A keltetés első öt-hét napján sok tojás esik ki a terméketlenség, valamint a korai embrionálís elhalás miatt. LlPTÓI KRISZTINA, HIDAS ANDRÁS KISÁLlATTENYÉSZTÉSI ÉS TAKARMÁNYOZÁSI KUTATÓiNTÉZET, 2101 GÖDÖLLŐ, PF.417. A korai embrioelhalás gyakran genetikai rendellenességekre vezethető vissza, kialakulásában autoszómális vagy ivarhoz kötött, recesszív, letális gének, kromoszóma rendellenességek vagy az osztódás korai szakaszában bekövetkező hiba (Zartmanés Smith, 1975; Savage et ai, 1988; Savage et ai, 1992) játszhatnak szerepet. A madárembriók citogenetikai vizsgálata a hatvanas évek végén kezdődött tyúkban (Bloom és Buss, 1966; Fechheimer et ai, 1977). A rendellenes fenotípusú embriókban haploid, poliploid és aneuploid kromoszóma-rendellenességeket találtak (Bloom, 1969; Mong et ai, 1974). Bizonyított az is, hogy összefüggés van az embrionális és a kromoszómális rendellenességek között különböző tyúkfajtákban (Bloom, 1970). Az elhalt embriók és a nem differenciálódott, embrió nélküli szövetek vizsgálata rámutatott arra, hogy az embrióveszteség részben a kromoszómális rendellenességeknek tulajdonítható (Fechheimer, 1990). Az elitállományok keltetése során minden embrió szülője ismert, így az embriók vizsgálatával a lúd tenyészállományokban is kiválaszthatók azok a gunarak és tojók, amelyek nagyobb arányban örökíthetik az embrionális és/vagy kromoszómális rendellenességeket (Szalay, 1989). Ismert ugyanis, hogy az említett rendellenességek kialakítására való hajlam öröklődhet (Zartman és Smith, 1975; Telloni et al., 1976). Ezek a szülők ugyanakkor általában normál feno- és genotípusúak. Jelen vizsgálat célja az volt, hogy kiválasszuk a populációból azokat az állatokat, amelyek felelősek lehetnek a kromoszómális és embrionális rendellenességek halmozódásáért a tenyészvonalakban, feltárjuk a gunarak és tojók szerepét a vizsgált rendellenességek kialakításában és meghatározzuk ezek öröklődését. A citogenetikai módszerek alkalmazása és az embriók vizsgálata, valamint az embrionális és kromoszómá Iis rendellenességek öröklődésének feltárása további lehetőséget nyújt a lúd faj szaporodási tulajdonságainak javítására, különösen azért, mert a lúd esetében nagyon kevés adattal rendelkezünk az előforduló embrionális rendellenességekről. Anyag és módszer A vizsgált állatok Három lúdvonalat vizsgáltunk Artigueres-ben (lnrf'..- Station Expérimentale des Palmipedes il Foie Gras, Benque~ France): szürke landesi (7 -es vonal), fehér lengyel (4-es vonal), valamint a 4- es és a 7-es vonal keresztezéséveilétrehozott fajta (9-es vonal). A 4-es vonalban öt tojó és egy gúnár, a 7-esben és a 9-esben négy tojó és egy gúnár alkotta a családokat. A csapófészekkel gyűjtött tojásokon szerepelt a vonal és a család (fülke) száma, valamint a tojó azonosítója. Az első évben populációanalízist végeztünk mindhárom vonalban. 25 családot vizsgáltunk a 4-es vonalban (913 feltört tojás), 33-at a 7-es vonalban (822 tojás) és 24-et a 9-esben (1112 tojás). A mintákat a tojástermelési ciklus elején (februárban), a közepén (áprilisban) és a végén Uúniusban) gyűjtöttük. Az embrionális és kromoszómális rendellenességek tekintetében a populáció (vonal) átlagához képest lényeges eltérést mutató állatokat tesztpárosításra szelektáltuk (termékenység 60%-nál alacsonyabb, az embrió mortalitás 12%-nál magasabb volt), hogy megvizsgáljuk e tulajdonságok öröklődését. A gunarakat és a tojókat külön teszteltük, hogy meghatározhassuk az ivar szerepét a vizsgált rendellenességek kialakulásában. Vizsgálatainkat testvér- és féltestvér családok analízisévei egészítettük ki, minden vonalban, X2 teszt alkalmazásával.

2 il A következő évben kilenc családot alakítottunkkia kiválasztottegyedekből és ezek utódaiból. A vizsgálatokban természetes pároztatást és csapófészkes tojásgyűjtést alkalmaztunk. A családok egy gúnárból és négy tojóból álltak.a párosítás a következő módon történt: eredeti párok(cp x cp), apák a saját lányaikkal (cp x F1) és nem rokon, egyéves tojókkal(cp x nrf1), fiúk a saját testvéreikkel(f1 x F1) és nem rokon, egyéves tojókkal(f1 x nrf1). Az F1 gunaraknemvoltakrokonok.(cp - hordozó szülők - azok az egyedek, amelyek az előzetes vizsgálatok szerint hordozók lehettek). A harmadik évben eltérő párosításokat alkalmazva ismételtük meg a fenti kísérletet abból a célból, hogy teszteljük a feltételezhetően hordozó állatokat. A rokon egyedek párosításátelkerültük.nyolc családot természetes pároztatással (cp x cp, cp x ncp, cp x nrcf1, ncp x nrcf1), hat családot pedig mesterséges termékenyítéssei szaporítottunk, az egyéves gunarakteljesítményének vizsgálatára (nrcf1 x cp, nrcf1 x nrcf1, cp x nrcf1). Az embriók és az embrionális szövetek vizsgálati módszere Azokat a tojásokat törtükfel, amelyek az 5. napon végzett lámpázás során 1. táblázat A vizsgálatok során alkalmazott tesztpárosítások összefoglaló táblázata Első év (1997) Második év (1998) Harmadik év (1999) párosítás keresztezés párosítás keresztezés párosítás keresztezés természetes PXP természetes cpxep természetes cpxcp cpxf1 cpxncp F1xeP cpxnref1 cpxnrf1 ncpxnref1 F1xF1 F1xnrF1 mesterséges nref1xep termékenyítés nrcf1 xnref1 cpxnrcf1 Jelmagyarázat: e- hordozó (azok az állatok,amelyék 12%-ot meghaladó arányban mutattakembrionálisrendellenességeket) ne - nem hordozó (azok az állatok,amelyék az embrionális rendellenességék tekintetében a populációs átlagnálkisebb, legfeljebb 6%-os aránytmutattak) P - szülő nr- nem rokon egyedek,.,. 1. kép: PD (Positive development); ekto- és entodermális szövetek embriókialakulás nélkül ben nagyon koránelhalt embrionális szöveteket tartalmazhatnak. Ezek csak a tojások feltörésévei észlelhetők. A korán elhalt embriókból és az embrionális szövetekből nyert mintákat kimetszés után O,9%-os NaCl oldatba helyeztük a fenotípus meghatározására. A vizsgálatot sztereomikroszkóp (Olympus) segítségével végeztünk Szalay (1989) módszere szerint. A rendellenes embriófejlődés leírására az alábbi kategóriákat alkalmaztuk:. PD (positive development) A tojás termékeny, azonban az embrionális szövetek differenciálódása terméketlennek bizonyultak, illetve elhalt embriókat tartalmaztak. A látszólag terméketlen tojások sok esetkoraistádiumban leáll. A membrán csak ekto- és entodermális szöveteket tartalmaz. rgfil1j;) --=t. BWE (blastoderm without embryo) Embrió ebben az esetben sem alakulki, viszont a differenciálódás eredményeképpen mezodermális szövetek is létrejönnek,így a feltört tojásban vérerekláthatók..d1-5 (dead embryo) Az embrió mérete, fejlettsége alapján megállapítható, hogy az inkubáció melyiknapján halt el..ae (abnormal embryo) A tojás feltörésekor élő embrió rendellenes (alakja a normálistói eltérő, pl. nincs szeme), vagy a tojás feitörésekor mérete nem éri el az inkubációs időnek megfelelő fejlettségi szintet (Iassú fejlődésű). Az embriófejlettség meghatározását követően a kromoszóma rendellenességek vizsgálatára az embrionális szövetmintákat O,56%-os KCI oldatba helyeztük, és 0,1 %-os colchicinenel való injektálásután 20 percig inkubáltuk37,s oc-on, a mitózisok arányának növelése érdekében. A szövetmintákat végül ecetsav:abszolút etanol 1:3 arányú elegyének többszöri cseréjéve I fixáltuk. A minták 50%-os ecetsavas szuszpenzióját tárgylemezre cseppentettük és szobahőmérsékleten szárítottuk, végül 5% Giemsa oldattal festettük. w

3 2. táblázat A termékenység, az embrionális- és a kromoszómális rendellenességek aránya különböző lúd tenyészvonalakban (az első év vizsgálatai alapján) Vonal Tojók Összes Termé- Embrionális Kromoszóma Kromoszóma száma tojás kenység rendellenes- rendellenes- rendellenes- % ségek sége k ségek a termékeny az elhalt a termékeny tojásban embriókban tojásokban % % % ,36 5,48 7,14 0, ,46 12,29 16,83 0, ,46 4,56 12,73 0,99 2. kép: BWE (Blastoderm without embryo); ekto-, ento- és mezodermális szövetek embriókialakulás nélkül Eredmények A három vonalban végzett populációanalízis eredményét a 2. táblázat muta~a. Minden kromoszómális rendellenesség számbeli eltérést mutatott. Haploid, triploid és haploid/diploid, diploid/triploid, diploid/poliploid kariotípusokat határoztunk meg. Minden vonalban találtunk olyan tojókat, amelyek tojásaiban igen magas arányban fordult elő embronális rendellenesség. A vonalakban végzett testvér- és féltestvér családok analízise alapján megállapítható, hogy néhány családban a kromoszómális és/vagy embrionális rendellenesség előfordulási gyakorisága a populációs átlagnál lényegesen nagyobb (4 család a 4-es vonalban, 4 a 7-es vonalban és 2 a 9-es vonalban) (3. táblázat). A vizsgálat második évében a következő eredményeket kaptuk:. A 4-es vonalban a kromoszómális rendellenességek aránya 1,2-1,8% volt, míg az embrionális rendellenességek aránya a különböző családokban 12-14% között alakult a termékeny tojások számához viszonyítva. A 7-es vonalban az összes termékeny tojás 2-4%-ában fordult elő kromoszóma-rendellenesség, ami 8-20% között mozgott a rendellenes embriókban. Az embrionális rendellenességek aránya 13 és 21 % között változott (4. táblázat). A termékenység és az embrionális rendellenességek a következő megoszlást mutatták a különböző típusú párosításokban:. F1 x nrf1: Három tojó mutatott alacsony fertilitást magas embrió mortalitás mellett, egy tojó nagyon alacsony fertilitás mellett nem produkált rendellenes embriót.. F1 x rf1: Három tojó mutatott alacsony fertilitást magas mortalitás mellett, egy tojónak egyáltalán nem volt termékeny tojása.. cp x rf1: Hét tojó mutatott magas fertilitást magas mortalitás mellett, egy pedig magas mortalitást alacsony termékenységgel. Két tojó elpusztult.. cp x cp: Három tojó mutatott magas mortalitást alacsony termékenység mellett, kettő magas mor- 3. táblázat A termékenység, az embrionális- és a kromoszómális rendellenességek aránya különböző lúd elitcsaládokban, tenyészvonalanként (a populációs átlagot lényegesen meghaladó arányban előfordult embrionális és/vagy kromoszómális rendellenesség esetén) Vizsgált vonalak! Tojók száma Elhalt embriók Rendellenes Rendellenes családok előfordulása a kariotípusú kariotípusú termékeny embriók embriók tojásokban (%) előfordulása előfordulása a termékeny az elhalt tojásokban (%) embriókban (%) 4-es vonal Populációs átlas (6 testvér és 70 9,66 0,69 7,14 16 féltestvér család) Testvér családok (al) 3 20,00 5,00 25,00 (a2) 5 28,57 9,52 33,33 Féltestvér családok (b1) ,00 0,00 (b2) B 15 4,00 25,00 7-es vonal Populációs átlas (6 testvér és 119 4,97 0,78 15,60 1 féltestvér család) Testvér családok (a) 2 19,23 7,69 40,00 Féltestvér családok (bl) 4 20,69 6,90 33,33 (b2) 3 12,96 0,00 0,00 (b3) 3 5,88 5,88 100,00 9-es vonal Populációs átlas (3 testvér és 89 7,80 0,99 12,73 17 féltestvér család) Féltestvér családok (bl) 2 23,53 11,76 50,00 (b2) 2 20,00 10,00 50,00

4 talitást alacsony termékenységgel, három alacsony mortalitást magas fertilitással. Két tojó rendkívül alacsony termékenységet produkált..cp x nrf1: Két tojó magas mortalitást mutatott alacsony fertilitás mellett, egy pedig alacsony mortalitást magas termékenységgel. Valamennyi kimutatottkromoszómarendellenesség számbeli eltérést mutatott. Haploid, haploid/diploid, triploid, triploid/diploid, diploid/poliploid kariotípusokathatároztunkmeg. A kromoszóma-rendellenességek öröklődése nem volt követhető. Néhány tesztpárosítás utódainál megfigyelhető volt a rendellenességek nagyobb számú előfordulása, ezek azonban sem arányukban,sem típua argfjz[j) ;..::c... /' ~, I w II.. /,;.. 4. táblázat Az embrionális és kromoszóma-rendellenességek aránya a vizsgált vonalakból szelektált csoportokban a második évi vizsgálatokban Tojó (Vonal) Embrionális Kromoszóma- Kromoszóma- Termékenység rendellenességek rendellenességek rendellenességek % előfordulása a előfordulása előfordulása termékeny a termékeny az elhalt tojásokban tojásokban embriókban % % % ep 12,93 1,72 13,33 46,LO O-es vonal) F1 (ep x ep) 21,21 1,66 8,33 41,27 O-es vonal) F1 (nep x nep) 17,11 2,42 11,43 40,15 O-es vonal) ep 12,64 1,15 9,09 81,31 (4-es vonal) JelmagYéfázat: ep: hordozónak feltételezett szülő F1 (ep x ep): hordozónak feltételezett szülő utóda F1(neP x nep): nem hordozá szülő utóda ti.' I~:",.. If'.~ ~ 3. kép: D3 (Dead -3); az inkubáció 3. napján elhalt embrió I.. sukban nem feleltek meg a szüleik esetében tapasztaltaknak. A harmadikévben, természetespárosítással és mesterséges termékenyítéssei kialakítotttesztpárok vizsgálata során a következő eredményeket kaptuk: Természetes párosítás.cp x ncp: Öt pár mutatott magas mortalitást alacsony fertilitással, egy pár magas fertilitást alacsony mortalitással..cp x cp: Három pár mutatott alacsony mortalitást magas fertilitással, két pár magas mortalitástalacsony fertilitással..cp x cnrf1: Négy pár mutatott magas egy pedig nagyon alacsony morta Iitást..ncP x cp: Kilenc pár mutatott magas mortalitást magas fertilitás mellett, három pár alacsony fertiiitást. Mesterséges termékenyítés.f1 x F1: Hét család mutatott magas, hat pedig alacsony mortalitást,de az utóbbi hat családban a fertilitás is rendkívülalacsonyan alakult. Az embrionális rendellenességek között négy fenotípust tudtunk meg- 4. kép: AE (Abnormal embryo); lassú fejlődésű, élő embrió BfJ

5 J::-: 1} ~ : 1:.' I ~ 5. kép: Gyűrűs (5 mm átmérőjű blasztoderma egy fehér- és egy vérgyűrűvel) különböztetni ebben a vizsgálatban: pd, bwe, ae és d1-5 (1-4. kép). Ezen kívülkét gyűrűselhalás is megfigyelhető volt, amelyeket már korábban leírtak.az egyik a vérgyűrűs mutáció, amely az inkubáció 2-3. napján okozza az embrió elhalását, és amelyet Savage et al. (1988) recesszív letális tulajdonságként határozott meg. A másikegy megközelítőleg 5 mm átmérőjű blasztoderma, amelyet belül egy fehér- és egy vérgyűrű határol. Egy esetben egy kétnapos elhalt embriót tudtunk egy ilyentípusú rendellenességet mutató szövetből kipreparálni, amely csak sztereomikroszkóp segítségével vált láthatóvá(5. kép). Ezt a rendellenességet csak egyetlen tojó esetében tapasztaltuk, ott azonban az állat termékeny tojásainak 25%-ában fordult elő. Az eredmények következtetések értékelése, Populációszintű vizsgálatot végeztünk három lúd tenyészvonal teljes és féltestvér családjaiban. Néhány család tojásaiban a populáció átlagához képest lényegesen magasabb arányban fordult elő embrionális és/vagy kromoszóma-rendellenesség. Ez arra utal, hogy egyes családok hajlamosabbak ezen rendellenességek kialakítására. Az, hogyarendellenességeket a tojók, a gunarak, esetleg mindkét ivar okozza, az eredmények alapján egyértelműen nem adható meg. Az embrionális elhalások hátterében korábbi vizsgálatok eredményei alapján genetikai rendellenességek állhatnak ( Zartman és Smith, 1975i Savage et al., 1988i Savage et al., 1992). Házityúk esetében úgy találták, hogy az inkubáció első néhány napján bekövetkező embrionális elhalások nagy részét kromoszómális rendellenességek okozzák (Abbott és Yee, 1975i Throne et al., 1985). Jelen vizsgálat eredménye ettől eltérő volt, mivel a rendellenesen fejlődő embrionális szövetek csupán töredékükben mutattak egyidejűleg kromoszómális eltérést is. Bár a mintákegy része technikai okokból kromoszóma-vizsgá latra alkaimatlan volt, a kimutatott kromoszómarendellenességek nem ismétlődtek a hordozónak minősített családokban. A feltételezett hordozóknak minősített tojók és gunarak egymással párosítva ismét magas embrionális mortalitást mutattak. Az egyéves gunarak párosítása egyéves tojókkal alacsony fertilitást eredményezett, magas embrionális mortalitás mellett. Ez arra utalhat, hogya hipoprolifikus szülők hím utódainak ferti litása örökletesen alacsony. Azokban a családokban, amelyekben a nőivarú utódokat saját apjukkal párosítottuk, mind az embrionális mortalitás, mind a fertilitás magas volt. Úgy tűnik, hogya hordozó szülőktől származó tojók hordozhatják a magas embrionális mortalitásra való hajlamot. A feltételezett hordozó állatokból kialakított családokban a hím utódok alacsony fertilitást mutattak, magas embrió mortal itás mellett. Ezen utódok további vizsgálata során azt tapasztaltuk, hogya gunarak 46%-ának fertilitása- alacsony embrió mortalitás mellett - rendkívül csekély. Elképzelhető ugyanakkor, hogy az igen alacsony fertilitási mutatók tulajdonképpen nagyon korai embrionális (még az ovipositio előtt bekövetkezett) elhalásokra vezethetők vissza. Több szerző véleménye szerint a baromfiembriókban előforduló kromoszómális rendellenességek túlnyomó részét az anyai genotípus okozza (Fechheimer, 1980). A rendellenességek egyedi nyilvántartása lehetővé teszi, hogy meghatározzuk és kiválasszuk azokat a tojókat, amelyek tojásaiban rendszeresen fordul elő rendellenes embrió. Ez hasznos eszköz lehet a víziszárnyas tenyészvonalak szelekciójában is (Szalay et al., 1999). Az itt bemutatott vizsgálatok eredményei alapján feltételezhető, hogya lúd fajban a gunarak is felelősek az utódoknál jelentkező korai embrionális rendellenességek kialakulásáért. A lúd elitállományok

6 o. _~~'Qfl~ LD ilyen jellegű ellenőrzése tehát mindkét ivar tekintetében indokolt. Az ellenőrzés alapján selejtezhetők azok a tojók és gunarak (esetleg családok), melyek rendszeresen rendellenes embriókat produkálnak, ami végeredményben lényegesen javíthatja a lúd tenyészvonalak keltethetőségét. KöszönetnyiIvánítás Ezt a kutatást a "BALATON" project (F- 35/96), FVM KUT-346/99 és az INRA - Station Experimentale des Palmipedes a Foie Gras, Benquet, Franciaország támogatta. A szerzők külön köszönik Lipcsei Józsefné, Do thi Dong Xuan, Nadine Sellier, LionelMillion, Monique Rouinaut, Michel Lague technikai és szervezési munkáját, valamint Daniel Rousselot és Szalay István igazgatóknak munkánk intézményi hátterének megteremtését. "roda /omjepy.;:é k 1. Abbot, UK., Yee, G.W (1975) Avían Genetics. In, Handbook of Genetics. VolA. R.C.King,Ed. Plenum, New York. pp Blazak,WF, Fechheimer, N.S. (1979) Gonosome - autosome transiocatíon in fowl. J. Hered. 60,35-3B. 3. Bloom, S.E. (1969) Chromosome abnormalities in early chicken (Gallus domesticus) embryos. Chromosoma (Berlín) 28, Bloom, SE. (1970) Haploid chicken embryos, Evidence for diploíd and triploid cell populations. J. Hered. 61, Bloom, SE., Buss, E.G. (1966) Triploid-diploid mosaic chicken embryo. Science 153, Fechheimer, NS (1977) Frequency and source of chromosome abnormalities in chicken embryos. Ann. Genet. Sei, Anim (Abstract) 7. Fechheimer, NS (1980) Origins of heteroploidy in chicken embryos. Pou/try Sci. 60, Fechheimer, N.S. (1990) Chromosomes of chickens. In, Advances in Vetenary SCience and Comparative Medicine. 9. Mong, S.J., Snyder, MD., Fechheimer, NS, Jaap, R.G. (1974) The origin of triploidy in chick (Gallus domesticus) embryos Can. J. Genet. Cyto/. 16, Savage, U, DeFrank,M.P., Brean S.E. (1988) Blood ring, An early embryonic lethal condition in chicken. J. Hered. 79, Savage, U, Mirosh, L.W, Jones, J.L Schneiderman,E.T. (1992) Blastoderm degeneration, an early embryonic failure in dwarf single comb White " Leghorn chickens. J. Hered 83, Som es, RG, Jr. (1967) Prenatal, a sex-linked lethal mutation of the fowl. J. Hered. 58, Szalay, 1.(1989) Cytogenetic aspects of early embryonic development in meat type poultry. Kandidátusi értekezés, MTA, Budapest 14. Szalay, 1., Hidas A., Liptói K., Do thi Dong Xuan, Barna J. (1999) Effect of choromosome aberrationson early embryonic mortalityingoose and duck. Proe. 1stWorld Waterfow/ Conferene.e,Taichung,Taiwan, ROC, pp Telioni, R.v., Jaap, R.G., Fechheimer, NS (1976) Cytogenetic and phenotypic effects of chromosomal rearrangement involving the Z-chromosome and microchromosome. Pou/try Sci. 56, Thorne, M.H., COllins, R.K., Sheldon, B.L. (1985) A cytogenetic survey of early embryonic mortality in Australian layer and meat chickens. Prae. {f' Austra/ian Pou/try and Stockfeed Canv., Melbourne, Zartman, D.L., Smith, A.L. (1975) The effect of five different chromosome mutationson embryonic survival studied in chicken. Genetics 80, INVESTIGATION ON THE HERI- TABILlTY OF EARLY EMBRYONIC ABNORMALITlES IN GOOSE A three generation study was performed to determine the inheritance of early embryonic abnormalities in goose. Threelines of a goose breeding stock were studied for the occurrence of early embryonic mortality. Dead embryos were c/assified phenotypically and karyotyped to reveal chromosome abnormalities as possible causes of death. Animals producing embryos with chromosome and/or phenotypic abnormalities in high proportion were selected for the study. Results show that selected layer5 and ganders may inherit high rate of embryonic abnormalities in their progenies. It is assumed that ganders are responsible for the majority of embryonic abnormalities of their offsprings. -- Q...-- fm