Overview of research projects

Funding: Industry (Veterinary pharmaceuticals/Vaccines), 55.729 EUR

Funding: Bundesamt für Naturschutz, 19.216 EUR

Project Details:
In den letzten Jahrzenten hat sich der Druck auf die marine Flora und Fauna durch anthropogene Einwirkungen insbesondere auch auf Schweinswale verstärkt. Das Sylter Außenriff ist zwar nur ein kleiner Teil des Lebensraumes von Schweinswalen im Nordseeraum, es weist jedoch eine hohe Schweinswaldichte auf. Dementsprechend ist hier ein hoher Anteil der Schweinswale, die sich in der deutschen ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ) aufhalten, zu finden. Außerdem ist das Sylter Außenriff als bekanntes Kalbungs- und Aufzuchtgebiet für die Schweinswalpopulation der Nordsee von hoher Bedeutung. Ein wichtiger Aspekt für die Abschätzung kumulativer Auswirkungen auf das Verhalten von Schweinswalen ist, welche natürlichen Faktoren unter ungestörten Bedingungen wirken und inwiefern Schallereignisse Abweichungen von diesem natürlichen Verhalten hervorrufen. 2013 wurde im Rahmen des BfN-Clusterprojektes 7 "Unterwasserschall" eine Erprobung von Schallerfassungsgeräten in Nord- und Ostsee durchgeführt. Hierbei stand die reine Erfassung des Unterwasserschalls im Vordergrund. Hierbei wurde im Schutzgebiet vor Sylt an zehn Messpunkten der Hintergrundschall über einen Zeitraum von zwei Monaten gemessen. Um zeitgleich, möglichst zu ungestörten Zeitpunkten, die Schweinswalvorkommen zu erforschen, wurden CPODs (Klickdetektoren für Schweinswalechoortungslaute) innerhalb von diesem Vorhaben ausgebracht.

Funding: Niedersächsische Landesbehörde für Straßenbau und Verkehr, 47.783 EUR

Project Details:
Forschungsprojekte im Rahmen eines Straßenbauvorhabens, hier der BAB 39/B 190n, die vor der Bauphase die Ökofunktionalität von Wildtierquerungsbauwerken über die Entwicklung eines angepassten, bauwerksspezifischen Jagd- und Wildtiermanagements optimieren und bewerten, fehlten bislang. Die geplante Trassenführung der A39 durchschneidet wesentliche Lebensräume und ökologische Wechselbeziehungen im Norddeutschen Raum. Daher wurden hier erstmalig modellhaft die Vermeidung, die Minimierung und der Ausgleich des Zerschneidungseffektes der linearen Verkehrsinfrastruktur unter Beteiligung des Bundesamtes für Naturschutz (BfN) auch in Hinblick auf die optimierte Durchlässigkeit von Querungsbauwerken entwickelt. Im Rahmen des hier beantragten anwendungsorientierten Forschungsprojektes wird an 28 geplanten Wildtierquerungsbauwerken an der BAB39 deren Ökofunktionalität unter wildtierökologischen Gesichtspunkten bei Einbeziehung des lokalen Jagd- und Wildtiermanagements erstmalig optimiert.
Ergänzend zu den bereits vorliegenden Aussagen zum Bejagungsmanagement im Bereich der Vernetzungsbauwerke werden bauwerkbezogene Anforderungen erarbeitet, die, soweit möglich, mit den Vertretern der Jagd im Vorfeld der einzelnen Planfeststellungsverfahren einvernehmlich abgestimmt werden. Ziel ist es, durch die zu entwickelnden Maßnahmen und Regelungen die Funktionen der Vernetzungsbauwerke zu optimieren.
Für die Vernetzungsbauwerke und die angrenzenden Flächen werden Zonen mit speziellen jagdlichen Beschränkungen (Mindestauflagen) ausgewiesen. Da diese im Land Niedersachsen im rechtlichen Sinne überwiegend keine Grundlage haben, werden einzelfallbezogene Regelungen erarbeitet, die möglichst im Einvernehmen mit den Jagdausübungsberechtigten (Jagdrevierinhaber bzw. Jagdrevierpächter) abgestimmt werden.

Cooperation Partners:

NLStBV, CoNatur-Wildtiermanagement

Funding: Verein der Förderer des Instituts für Wildtierforschung e. V., 12.000 EUR

Project Details:
Der anhaltende Rückgang von Fasanen- und Rebhuhnbeständen im nordwestlichen Niedersachsen und NRW wurde zum Anlass genommen, der Frage eines möglichen Krankheitsgeschehens in den Beständen nachzugehen. Nach eingehender Literaturrecherche wurde ein Untersuchungskonzept erstellt, das der Fragestellung bereits teilweise nachgekommen ist. Mithilfe mehrerer Kooperationspartner ist der serologische Nachweis von Erkrankungen, insbesondere AEV und IBV sowie H. meleagridis, im niedersächsischen Untersuchungsgebiet gelungen. Diese Ergebnisse lassen den Verdacht auf das Vorkommen eines Jungtierkrankheitsgeschehens in den Beständen zu. Da es sich aufgrund geringer Probenzahlen in der als Vorstudie konzipierten Untersuchung um Vermutungen handelt, wird eine dreijährige Studie zur Klärung der Thematik empfohlen.
Bis zum Start einer solchen Studie wird es als notwendig erachtet, im Frühjahr 2013 Jungtiere zu beproben, um einen Erregernachweis zu ermöglichen. Hierzu sind die Kosten für die Projektdurchführung und den Fang sowie die sofortige Sektion der Tiere zu tragen. Für die weiterführenden Untersuchungen kann das Probenmaterial bis zum Beginn einer mehrjährigen Studie asserviert werden.

Project Details:
In Zusammenarbeit mit dem ECVN und der ESVN wird in einer modifizierten Delphistudie ein Lernzielkatalog für die Aus- und Weiterbildung erstellt

Cooperation Partners:

ECVN

ESVN

Funding: BMBF (FERTHIK)

Project Details:
In qualitativen und quantitativen Untersuchungen werden die Anforderungen an ein zu errichtendes Skills Lab und die bereits bestehenden Komptenzen und Fertigkeiten der Studierenden ermittelt.

Funding: Bundesinstitut für Risikobewertung, 24.750 EUR

Project Details:
Glyphosat ist als Wirkstoff in zahlreichen seit ca. 30 Jahren weltweit und in großem Umfang eingesetzten Breitbandherbiziden enthalten. Nach einem enzymatischen Prinzip hemmt der Wirkstoff die Synthese aromatischer Aminosäuren und verursacht auf diese Weise das Absterben von Pflanzen. In transgenen Pflanzen der neuen Generation wird die gentechnisch induzierte Toleranz gegenüber Glyphosat mittlerweile häufig genutzt, um den Wirkungsgrad der Herbizide gegenüber den unerwünschten Pflanzen zu erhöhen. Während im Vergleich mit anderen herbiziden Wirkstoffen dem Glyphosat über lange Zeit eine geringe Toxizität bei hoher Umweltverträglichkeit zugeschrieben wurde, werden in jüngster Zeit Konzepte entwickelt und über die Medien kommuniziert, nach denen Rückstände von Glyphosat-haltigen PSM bei Wiederkäuern nach oraler Aufnahme Veränderungen des mikrobiellen Vormagenstoffwechsels verursachen könnten. Dies soll über die Stimulation von Wachstum und Vermehrung potenziell pathogener Clostridien in den Vormägen induziert werden, was zu Erkrankungen bei Rindern führen könnte, woraus in der Lebensmittelkette ein erhebliches Gefährdungspotenzial für den Menschen entstehen könnte. Der Einfluss von glyphosathaltigen Pflanzenschutzmitteln auf mikrobielle Stoffwechselprozesse und die Diversität der mikrobiellen Population in den Vormägen von Wiederkäuern unter besonderer Berücksichtigung der Clostridien wurde mit Hilfe der semi-kontinuierlichen Rumen-Simulationstechnik (RUSITEC) in vitro untersucht. Darüber hinaus erfolgten In-vivo-Messungen zur Aufnahme und renalen und faecalen Ausscheidung von Glyphosat bei Kühen. Die Untersuchung wurde in drei Versuche gegliedert. In Versuch 1 wurde der Einfluss eines glyphosathaltigen Pflanzenschutzmittels auf biochemische Parameter des Vormagenstoffwechsels und mikrobielle Diversität untersucht, in Versuch 2 der Einfluss von glyphosathaltigen Pflanzenschutzmittels auf Wachstum und Vermehrung von C. botulinum (bzw. Surrogat C. sporogenes)und in Versuch 3 die quantitative Bestimmungen zur Aufnahme, renalen und faecalen Ausscheidung von Glyphosat bei laktierenden Kühen.

Results:

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jam.13190/pdf

Project Details:
Die Anpassung an veränderte metabolische Situationen (Trächtigkeit und Milchproduktion) ist vor allem bei der Milchkuh von besonderer Bedeutung. Die somatotrope Achse ist im Hinblick auf die metabolische Regulation ein wichtiger endokriner Schlüsselregelkreis (Breier et al. 1999).
Die Ausschüttung von Wachstumshormon bewirkt in der Leber nach Bindung an den entsprechenden Rezeptor eine Signaltransduktion über den Januskinase- und Stat5-Pathway, der dann wiederum zur Bildung von IGF-I führt (Renaville et al. 2002).
Es ist bekannt, dass Steroidhormone, wie Östradiol intrazelluläre Proteine induzieren, die diesen Signaltransduktionsweg blockieren (Leong et al (2004)). Diese Proteine werden als Suppressors of Cytokine Signaling (SOCS) bezeichnet und blockieren die Phosphorylierung der Januskinase. Sowohl in vivo als auch in vitro wurde bereits beim Menschen und in humanen Zelllinien dieser Einfluss von Östradiol beschrieben. Östradiol induziert vor allem die Bildung von SOCS-2 und inhibiert so die Wachstumshormonsignaltransduktion.
Bei der Milchkuh wurde zwar bereits beschrieben, dass es zu einem Anstieg der SOCS-2 mRNA nach Geburt kommt (Winkelmann et al. 2007), es ist allerdings nicht klar, inwieweit die in der Plazenta gebildeten Östrogene bzw. 17b-Östradiol dafür verantwortlich sind.
In dieser Arbeit soll untersucht werden, inwieweit die Steroidhormone, die während eines natürlichen Zyklus vom Gelbkörper bzw. vom Follikel gebildet werden, ebenfalls zu einer veränderten Wachstumshormonrezeptorsignaltransduktion führen und inwieweit dieser Mechanismus auch in-vitro nachzustellen ist.

Funding: Pfizer Animal Health

Project Details:
Das Insulin-like Growth Factor System setzt sich zusammen aus den Liganden Insulin, IGF-I und IGF-II, den korrespondierenden Rezeptoren (IGF-IR, IGF-IIR, Insulin-R), sowie den bisher entdeckten sieben hochaffinen Bindungsproteinen (IGFBP-1 bis -7)(Gibson et al., 1999; Baumrucker und Erondu,2000).
Der Insulin-ähnliche Wachstumsfaktor (IGF-I) wird vor allem unter Wachstumshormoneinfluss in der Leber gebildet und wirkt insbesondere als Mediator für Wachstum, Entwicklung und Differenzierung von Zellen, kann aber auch deren Apoptose verhindern (Baumrucker und Erondu, 2000). Die Synthese von IGF-I wird sowohl vom Wachstumshormon (GH) als auch von Prolaktin und anderen Zytokinen reguliert (Sara und Hall, 1990). Zahlreiche wachstumsfördernde Effekte des GH werden durch IGF-I vermittelt (Coleman et al., 1994), wobei allerdings auch eine negative Rückkopplung zwischen IGF-I und der GH-Ausschüttung in der Adenohypophyse (Elsaesser und Parvizi, 1996) besteht. IGF-I besitzt eine ähnliche metabolische Wirkung wie das Insulin. Es fördert die Glukoseaufnahme und senkt die Glukoseproduktion in den Hepatozyten (Sjöberg et al., 1994).
Zwar ist der Hauptsyntheseort des IGF-I die Leber, daneben wird es aber in fast allen Geweben des Körpers produziert. Bei frühtragenden Milchkühen ist nicht nur das Endometrium ein entscheidendes Gewebe für die IGF-I-Synthese, denn auch der Throphoblast und der Embryo selbst produzieren IGF-I, und tragen somit entscheidend zur Etablierung der Frühträchtigkeit bei (Lynch et al. 2010). Zur lokalen Wirkung von IGF-I sind die Bindungsproteine von ausschlaggebender Bedeutung. So wurde beispielweise bereits nachgewiesen, dass das Endometrium vor allem IGFBP-2 und wenig IGFBP-3 produziert. Auch konnte gezeigt werden, dass tragende Tiere im Vergleich zu nicht tragenden Tieren viel mehr IGF-I mRNA im Endometrium besitzen. Es ist bisher hingegen nicht bekannt, inwieweit auch in der Leber Änderungen im GH-IGF-I System bei Tieren auftreten, die an Tag 7 einen Embryo übertragen bekommen und die Trächtigkeit aufrechterhalten, im Vergleich zu Tieren, die durch diesen Transfer nicht tragend werden. Nicht bekannt ist weiterhin, inwieweit bereits bestehende Unterschiede in der GH-IGF-I Achse prädiktiv für die Etablierung einer Trächtigkeit nach einem Embryotransfer sind.

Cooperation Partners:

Olivier Sandra, INRA, UMR1198 Biologie du Développement et Reproduction, F-78352 Jouy-en-Josas, France

Martin Sheldon, Institute of Life Science, School of Medicine, Swansea University, Singleton Park, Swansea SA2 8PP, United Kingdom

Project Details:
Das größte Risiko der Milchkuh an einer sogenannten Produktionserkrankung zu erkranken besteht in der so genannten Transitperiode (DRACKLEY 1999; DEGARIS u. LEAN 2008; F. J. MULLIGAN u. DOHERTY 2008b) welche den Zeitraum von drei Wochen vor bis drei Wochen nach Geburt bei der Kuh umfasst (GRUMMER 1995).
Für diesen Zeitraum werden Erkrankungsraten von etwa 65% beschrieben (FLEISCHER et al. 2001; PIECHOTTA et al. 2012) und für Problembetriebe zudem eine Merzungsrate von bis zu 35% dargelegt (J. W. SMITH et al. 2000; RAJALA-SCHULTZ u. FRAZER 2003). Dieser Umstand ist zum einen aus finanziellen Gründen bedeutsam, da durch die Therapie der Erkrankung selbst sowie durch Milchverluste Kosten entstehen und außerdem der Ersatz einer Kuh durch ein anderes Rind bis zu 20% der Kosten eines Milchviehbetriebes ausmacht (GROHN et al. 2003). Zum anderen sind diese Erkrankungsraten aufgrund eines geringeren Wohlbefindens erkrankter Tiere (F. J. MULLIGAN et al. 2006; F. MULLIGAN u. DOHERTY 2008a) und insbesondere die Merzungsraten bei Milchkühen unter dem Gesichtspunkt des Tierschutzes kritisch zu bewerten (BOOGAARD B.K. 2006; VANHONACKER F. 2007).
Als ein diagnostischer Parameter, mit dem bei Holstein Milchkühen mit einem höheren Risiko für eine Produktionserkrankung bereits zu Beginn der Transit Periode erkannt werden, erwies sich die Plasma Konzentration an Insulin-ähnliche Wachstumsfaktor (Insulin-like Growth Factor, IGF-I) als geeignet. Kühe, die in der Transit Phase erkrankten, wiesen bereits drei Wochen vor dem errechneten Geburtstermin niedrigere IGF-I Konzentrationen auf (PIECHOTTA et al. 2012).
Die IGF-I Produktion wird über die Bindung von hypophysär ausgeschüttetem Wachstumshormon an Wachstumshormonrezeptoren, deren Anzahl in der Leber am höchsten ist, entsprechend zu 80% in der Leber gebildet (FRAGO u. CHOWEN 2005). Außerdem ist von Bedeutung das 95% des IGF-I an Bindungsproteine (IGFBP) gebunden vorliegt (ETHERTON 2004) da diese über ihre Bindung für ein Verbleiben des IGF-I in den Gefäßen sorgen, die Rezeptor abhängigen Wirkungen des IGF-I modulieren und über ihre eigene Bindung an Zelloberflächen ebenso eine vermehrte IGF-I Freisetzung hervorrufen können (Jones und Clemmons 1995).
Es ist derzeit wenig über den Zusammenhang niedriger antpartaler IGF-I und IGFBP Werte und dem Auftreten einzelner Produktionserkrankungen und im Speziellen der metabolischen Erkrankung der Milchkuh, wie beispielweise der Ketose, bekannt. Auch bei der Ketose spielt die Leber welche nicht mehr in der Lage ist, im Überschuss anfallendes Acetyl Co in den Citratzyklus einzuschleusen, eine zentrale Bedeutung (T. F. DUFFIELD et al. 2009).
Allerdings liegen sowohl für IGF-I (SPICER et al. 1993; LUCY 2000; KAWASHIMA et al. 2007) als auch IGFBP2 und IGFBP3 (M. L. RHOADS et al. 2008; RODRIGUEZ et al. 2011) bereits Studien über ihre konzentrationsabhängigen Wirkungen am Ovar des Rindes vor. Aus diesen Gründen soll in der vorliegenden Arbeit die Eignung des Insulin-like Growth Factor I Systems zur Prognose der Gesundheit und Fertilität bei pluriparen Milchkühen untersucht werden.

Cooperation Partners:

Prof. Akio Miyamoto, Graduate School of Animal and Food Hygiene, Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine, Inada-machi, Obihiro, Hokkaido, 080-8555, Japan