Overview of research projects

Funding: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung , 235.000 EUR

Project Details:
(1) Animal welfare and animal health are described in a sufficiently large and repre-sentative cohort of pig herds with help of routinely collected production data, which is processed and edited for the project.

(2) Animal welfare indicators will be collected on farms and slaughterhouses.

(3) Animal welfare indicators will be summarised into an overall evaluation that avoids the redundancies in the indicators (improving practicability), dependencies among the indicators will be considered (improving precision), an evaluative weighting of indicators is made, corresponding to the practical situation (avoidance distortions).

With the fulfilment of these objectives, the foundations for a national Monitoring can be laid.

https://ibei.tiho-hannover.de/multivis/pages

Results:

https://ibei.tiho-hannover.de/multivis/pages/1

Cooperation Partners:

- Marketing Service Gerhardy, Garbsen (MSG)

- Landwirtschaftskammer Niedersachsen, Schweinegesundheitsdienst (SGD)

- Verein zur Förderung der bäuerlichen Veredelungswirtschaft e.V. (VzF)

Funding: Thüringer Tierseuchenkasse, Tierseuchenkasse Brandenburg, Niedersächsische Tierseuchenkasse, Ministerium für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt, Natur und Digitalisierung (MELUND) des Landes Schleswig-Holstein, Tierseuchenkasse Mecklenburg-Vorpommern, Tiergesundheitsdienst Bayern

Project Details:
The existence of MAP control programs differs between the federal states in Germany. As some federal states conceptualize control programs knowledge about the MAP prevalence is required. Up to now, no methodologically consistent study on the MAP prevalence is available for Germany (Köhler und Möbius, 2012). Therefore, the aim of this study is to assess the distribution of Johnes disease in different regions in Germany.
It is unknown, if the spread of liquid manure on grass to be used as feeding stuff for cattle is a considerable risk for the spread of disease and if MAP survives the silaging process Therefore a second aim is to investigate the risk of MAP-transmission by sampling silages and liquid manure.

Cooperation Partners:

Thüringer Tierseuchenkasse, Tierseuchenkasse Brandenburg, Niedersächsische Tierseuchenkasse, Ministerium für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt, Natur und Digitalisierung (MELUND) des Landes Schleswig-Holstein, Tierseuchenkasse Mecklenburg-Vorpommern, Tiergesundheitsdienst Bayern, Klinik für Klauentiere der Freien Universität Berlin, Klinik für Wiederkäuer mit Ambulanz und Bestands-betreuung der Ludwig-Maximilians-Universität München

Funding: Nieders. Ministerium für Wissenschaft und Kultur, 215.800 EUR

Project Details:
Genetische Anpassungen an neue Umweltbedingungen z.B. in Form einer sich wandeln-den Ernährungsweise sind ein Schlüssel in der Evolution von Fischpopulationen und von großem Interesse in der Aquakultur. Denn große Teile der weltweiten Fischbestände werden nicht nachhaltig bewirtschaftet oder sind bereits jetzt überfischt. Dies führte in der jungen Vergangenheit zu plötzlichen und drastischen Änderungen in der Rationsgestaltung von Aquafeeds. Besonders Aquafeeds mit hohen Substitut-anteilen auf Pflanzen-Basis in der Fütterung karnivorer Fische können zu schlechterem Wachstum, Auswirkungen auf die Fischgesundheit und Tierwohl, als auch zu einer schlechteren Umwelteffizienz führen.
SusTAIn will daher die individuelle Variabilität in der Adaptationsfähigkeit für innovative Rohstoffe nutzen um neue Erkenntnisse auf dem Weg zu einer nachhaltig intensivierten so-wie tier- und umweltgerechte Aquakultur zu erlangen.

Cooperation Partners:

Universität Göttingen,Department für Agrarökonomie, Department für Nutztierwissenschaften, Abteilung für Aquakultur und Gewässerökologie sowie Abteilung Tierernährungsphysiologie

BIOCARE Gesellschaft für biologische Schutzmittel, Dassel

Pronusent AG, Luzern, Schweiz

Funding: Landwirtschaftliche Rentenbank; DAAD-CAPES, 124.431 EUR

Project Details:
Mit dem Projektvorhaben soll ein aktiver Beitrag zur Deutschen Antibiotika-Resistenzstrategie (DART) der Bundesregierung geleistet werden. Ziel ist es, ein innovatives Konzept zur Minimierung des Antibiotikaeinsatzes und zur Verhinderung der Entstehung von multiresistenten Keimen in der Schweinebesamung zu entwickeln und in die Praxis einzuführen. In einem ganzheitlichen Projektansatz von Wissenschaft, Besamungszuchtorganisationen, Industrie und Landwirtschaft wird ein neuartiges Verfahren zur Niedrigtemperaturkonservierung von Ebersperma unter Verwendung von Prototypen-Konservierungsmedien erprobt. Die Entwicklung und Praxistest betrifft sowohl ein Verfahren (5°C-Konservierung von Ebersperma) als auch ein Produkt (antimikrobiell wirksamer 5°C-Verdünner).

Results:

Jäkel H et al: (2021): Assessment of chilling injury in hypothermic stored boar spermatozoa by multicolor flow cytometry. Cytometry A. 2021 Jan 2. doi: 10.1002/cyto.a.24301.

 

Paschoal AFL et al:(2020):Determination of a cooling-rate frame for antibiotic-free preservation of boar semen at 5 °C. PLoS ONE 15(6): e0234339. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0234339.

 

Scheinpflug K, et al. (2020): Relevance of Leptospira for artificial insemination in pigs and the development of novel antimicrobial concepts in boar semen preservation Porcine Health Manag. 6(1):31. doi: 10.1186/s40813-020-00169-9.

 

Waberski D, et al: (2019) Sperm function in vitro and fertility after antibiotic-free, hypothermic storage of liquid preserved boar semen. Sci. Rep. 9(1):14748

Cooperation Partners:

Institut für Fortpflanzung landwirtschaftlicher Nutztiere (IFN) Schönow e.V.

Institut für Zoo- und Wildtierforschung e.V.(IZW)Berlin

Förderverein für Bioökonomieforschung e.V.(FBF) Bonn

Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Algre, Br

Minitüb GmbH

Funding: AGRIA og Svensk Kennel Klub, 29.167 EUR

Project Details:
Dystocia and consequently caesarean section (c-section) is a major issue in many breeds and in brachycephalic breeds in particular. One of the non-brachycephalic breeds that has the highest frequency of c-section deliveries is the Scottish Terrier (Evans, Adams 2010) with 58% (22 of 38) of Scottish Terrier litters registered in Denmark in 2012 and 2013 being born by c-section. Fetopelvic disproportion can be due to either absolute or relative fetal oversize meaning that either the fetus is too large or the pelvis is too small for an uncomplicated birth. In cases where the pelvis is the cause it is not always the area of the pelvic inlet and outlet, which causes problems, it may instead be the proportions of the pelvis (Blood, Studdert et al. 2007, Freak 1948, Jackson 2004). A Swedish study from 1999 concluded that the reason for the high dystocia rate among Scottish Terriers is most likely a dorsoventral flattening of the pelvis causing problems (Eneroth, Linde-Forsberg et al. 1999) and our own data from 2014 (Singers 2014) confirmed this in a small Danish study. In the same project a correlation between height of the bitches at the withers and way of birth of the litters was identified with naturally whelping bitches being higher within the standard than bitches that had given birth solely by caesarean section. Additionally, puppies in c-section bitches were bigger, whereas litter size did not differ. A major limitation is the small number of animals included resulting in the lack of statistical significant differences regarding some of the results.
Consequently, our aim of the current project is to better understand the etiology of dystocia in Scottish Terriers in general and the role of dorsoventral flattening of the pelvis, but also litter and puppy size specifically. Additionally, a possible correlation between external measurements, radiographic pelvimetry and the way of delivery is to be investigated. To be able to identify significant differences between bitches that delivered naturally and those requiring c-section, we aim to include 100 dogs with known reproductive history.

Results:

https://www.researchgate.net/publication/338788675_Comparison_of_radiographic_pelvimetric_dimensions_in_Scottish_Terriers_of_different_countries

Funding: Förderverein Bioökonomieforschung (FBF e.V.), 42.500 EUR

Project Details:
Der Langzeitkontakt von Spermatozoen mit hohen Konzentrationen an autologem Seminalplasma (SP) kann kritisch für die Qualität von flüssigkonserviertem Ebersperma sein. Dabei besteht eine Interaktion zwischen Spermien- und Seminalplasmakonzentration mit einfluss auf die Spermienmotilität und andere Qualitätsparameter. Das Ziel dieser Studie lag in der Untersuchung, ob eine eberspezifische Toleranz von Spermatozoen für autologes SP in flüssigkonservierten und für 144 h bei 17 °C gelagerten Besamungsportionen besteht. Weitere Ziele lagen in der Identifizierung von potenziellen Biomarkern im SP mittels Proteomics und Lipidomics sowie in der Untersuchung von Kompensationsmöglichkeiten für den schädigenden SP-Effekt auf langzeitkonservierte Spermien.

Results:

Höfner,L et al. (2020):Tolerance of stored boar spermatozoa to autologous seminal plasma: a proteomic and lipidomic approach

International Journal of Molecular Science 2020, 21(18), 6474

https://doi.org/10.3390/ijms21186474

 

Höfner L et al. (2020): The role of seminal plasma in the liquid storage of spermatozoa Animal Reproduction Science 2020 (220) 106290, https://doi.org/10.1016/j.anireprosci.2020.106290

 

Luther,A-M & D. Waberski (2019):In vitro aging of boar spermatozoa: role of sperm proximity and seminal plasma.

Andrology 7, 382-390

https://doi.org/10.3390/ijms21186474; https://doi.org/10.1016/j.anireprosci.2020.106290;

Cooperation Partners:

Labor für funktionelle Genomanalyse (LAFUGA), Gen Center; Ludwig-Maximilians-Universität München;

Paul Langerhans Institut Dresden, Helmholtz Zentrum München, Technische Universität Dresden;

Deutsches Zentrum für Diabetes Forschung (DZD e.V.), Neuherberg

Funding: Fritz-Ahrberg-Stiftung, 60.000 EUR

Project Details:
Das Zubereiten von Wildfleisch bei niedrigen Gartemperaturen über vergleichsweise längere Zeiträume, das sogenannte LTLT-Verfahren (low temperature long time), gewinnt immer mehr an Bedeutung. Es wird bisher vorrangig von Köchen in der professionellen Gastronomie verwendet, aber auch der Verbraucher bedient sich zunehmend dieser schonenden Garmethode. Fleisch wird dazu bei Kerntemperaturen unter 60 °C für mehrere Stunden erhitzt. Dabei kommen sowohl die Erhitzung in Kombidämpfern, als auch die Garung im Wasserbad unter Vakuum-Verpackung zum Einsatz. Als Vorteile werden eine gesteigerte Saftigkeit durch geringere Wasserverluste, sowie ein Zartheitsgewinn durch Zerstörung kollagener Strukturen bei entsprechend langer Erhitzungsdauer, genannt. Es gibt allerdings bisher keine einheitlichen Empfehlungen bezüglich optimaler Temperatur-Zeit-Kombinationen für Wildfleisch. Zudem stellt sich die Frage der Unbedenklichkeit der gegarten Erzeugnisse hinsichtlich ihrer mikrobiologischen und parasitären Sicherheit.

Results:

"Inactivation of Listeria monocytogenes in game meat applying sous vide cooking conditions"

https://doi.org/10.1016/j.meatsci.2020.108164

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0309174019311702

Funding: QS-Wissenschaftsfonds, 21.000 EUR

Project Details:
Campylobacter ist ein bedeutender Infektionserreger beim Menschen. Mit ca. 70.000 gemeldeten Erkrankungen handelt es sich aktuell um den bedeutendsten bakteriellen Lebensmittelinfektionserreger. Geflügel- und Geflügelfleisch wird als wichtigste Quelle für die Erreger der Campylobacteriose des Menschen angesehen. In dem Projekt werden Kulturen aus Lebensmitteln und Masthühnern auf ihre Hemmwirkung gegenüber Campylobacter untersucht, um so Kandidaten für den Einsatz in Minimierungsstrategien entlang der Lebensmittelkette identifizieren zu können. Es wurden jeweils etwa 50 Isolate aus den Gruppen der sporenbildenden Bakterien, milchsäurebildenden Bakterien und der Spezies E. coli auf ihre Hemmwirkung untersucht. Die bisher bekannten Labormethoden für die Auswahl wurden weiterentwickelt. Um die ausgewählten, wirksamen Kulturen zukünftig in der Lebensmittelkette anwenden zu können, sind weitere Forschungsarbeiten notwendig.

Results:

https://www.q-s.de/services/files/qs-wissenschaftsfonds/Antimikrobielle%20Wirkung%20von%20Lebensmittel-Kulturen%20auf%20Campy.pdf

Funding: Bundesministerium für Bildung und Forschung, 241.235 EUR

Project Details:
This sub-projekt on Campylobacter reduction along the food production chain within the Pac-Campy-Consortium aims at finding the optimal combination of the presently available measures to effectively reduce Campylobacter in chickens. This approach of a successful synergistic large scale arrangement shall reduce Campylobacter on broiler carcasses in order to improve human health in a sustainable way and according to the idea of a "One- Health" approach.The system will be tested under controlled conditions and in field trials. The effect of the applied measures on Campylobacter colonisation, resistance and pathogenicity will be monitored. This sub-project aims at closing the gap of effective measures against Campylobacter for use in commercial broiler production and livestock farming

Results:

Publikationen:

1. Peh E, Kittler S, Reich F, Kehrenberg C. Antimicrobial activity of organic acids against Campylobacter spp. and development of combinations-A synergistic effect?. PLoS One. 2020;15(9):e0239312. Published 2020 Sep 17. doi:10.1371/journal.pone.0239312

 

2. Mousavi S, Escher U, Thunhorst E, et al. Vitamin C alleviates acute enterocolitis in Campylobacter jejuni infected mice. Sci Rep. 2020;10(1):2921. Published 2020 Feb 19. doi:10.1038/s41598-020-59890-8

 

3. Mousavi S, Schmidt AM, Escher U, et al. Carvacrol ameliorates acute campylobacteriosis in a clinical murine infection model. Gut Pathog. 2020;12:2. Published 2020 Jan 8. doi:10.1186/s13099-019-0343-4

 

4. Peh E, Kittler S, Seinige D, Valero A, Kehrenberg C (2021) Adaptation of Campylobacter field isolates to propionic acid and sorbic acid is associated with fitness costs. J. Appl. Microbiol. doi: 10.1111/jam.15057

 

5. Lobo de Sà FD, Butkevych E, Nattramilarasu PK, Fromm A, Mousavi S, Moos V, Golz JC, Stingl K, Kittler S, Seinige D, Kehrenberg C, Heimesaat MM, Bereswill S, Schulzke JD, Bücker R (2019) Curcumin Mitigates Immune-Induced Epithelial Barrier Dysfunction by Campylobacter jejuni. Int. J. Mol. Sci., doi: 10.3390/ijms20194830

 

6. Heimesaat MM, Mousavi S, Escher U, Lobo de Sá FD, Peh E, Schulzke JD, Kittler S, Bücker R, Bereswill S (2020) Resveratrol alleviates acute Campylobacter jejuni induced enterocolitis in a preclinical murine intervention study. Microorganisms 8(12):1858, doi: 10.3390/microorganisms8121858

 

7. Kittler S, Shakeri G, Peh E, Plötz M (2021) A One Health perspective on a multi-hurdle approach to combat Campylobacter spp. in broiler meat. Curr Clin Micro Rpt (2021). https://doi.org/10.1007/s40588-021-00167-7

 

8. Kittler S, Steffan S, Peh E, Plötz M (2021) Phage biocontrol of Campylobacter: a One Health approach. In: Backert S, editor. Fighting Campylobacter Infections. Springer International Publishing

 

9. Gölz G, Kittler S, Malakauskas M, Alter T (2018) Survival of Campylobacter in the Food Chain and the Environment. Curr. Clin. Micro. Rpt. 5: 126, doi: 10.1007/s40588-018-0092-z

 

10. Severin Michael Steffan, Golshan Shakeri, Corinna Kehrenberg, Elisa Peh, Manfred Rohde, Madeleine Plötz, Sophie Kittler (2022) Campylobacter bacteriophage cocktail design based on an advanced selection scheme Antibiotics 2022, 11, accepted

 

 

Tagungen/Kongresse/Beiträge:

DVG Annual working group meeting on Food Hygiene Garmisch-Patenkirchen 28.9.-30.9.2021, "Campylobacter control along the food chain-quo vadis"

 

BfR-Forum on consumer protection: Bacteriophages Federal Institute for Risk assessment, Berlin, 7th-8th November 2019 "Bacteriophages to combat Campylobacter in broiler meat production"

 

DVG Annual working group meeting on Food Hygiene Garmisch-Patenkirchen 25.9.-28.9.2018, "PAC-CAMPY - Prävention and control of Campylobacter infektions: A One Health-Approach."

 

Campylobacter - enough attention payed? Center for science and information on sustainable poultry farming, Vechta, 5th December 2018 "Mitigation strategies for Campylobacter in broiler meat production"

 

Workshop Campylobacter, Arcobacter & related Organisms (CARO) 5 FU Berlin, 19th -20th October 2017 "Untersuchungen zur Anwendung von Bakteriophagen zur Reduktion von Campylobacter in der Hähnchenmast"

Funding: LVL Lebensmittel und Veterinärlabor GmbH, 115.500 EUR

Project Details:
Campylobacter ist der häufigste Erreger bakterieller Durchfallerkrankungen in Deutschland und der EU. Er ist ein kommensaler Besiedler des Hähnchendarmes und gelangt bei der Schlachtung auf den Schlachtkörper und das Hähnchenfleisch. Der Einsatz von Bakteriophagen wird im Rahmen von Minimierungsstrategien zur Reduktion von Campylobacter in der Primärproduktion von Hähnchenfleisch diskutiert. Für eine Zulassung und für den Einsatz von Bakteriophagen in der Lebensmittelproduktion ist es notwendig, eine Charakterisierung der für die Anwendung geeigneten Stämme vorzunehmen. Für die Beurteilung der Sicherheit für einen Einsatz von Bakteriophagen im Lebensmittelbereich ist es insbesondere wichtig auszuschließen, dass der Bakteriophage sein Genom in das des Wirtsbakteriums integriert. Damit würde er in den lysogenen Lebenszyklus übergehen und könnte eine Verbreitung von bakteriellen Genen begünstigen.
Im Rahmen des Projektes wurden acht neu isolierte Bakteriophagen bezüglich ihrer Stabilität, Effektivität und Genomsequenz näher charakterisiert. Vier der ausgewählten Bakteriophagen gehören dem Genus der Firehammerviren und vier dem Genus der Fletcherviren an. Diese unterscheiden sich in ihrem Wirtsspektrum und in ihrer Genomorganisation.

Results:

Publikationen:

Steffan SM, Shakeri G, Hammerl JA, Kehrenberg C, Peh E, Rohde M, Jäckel C, Plötz M, Kittler S (2021) Isolation and characterization of group III Campylobacter jejuni-specific bacteriophages from Germany and their potential use in food production. Front. Microbiol., 09 December 2021 | https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.761223

 

Severin MS, G Shakeri, C Kehrenberg, E Peh, M Rohde, M Plötz, S Kittler (2022) Campylobacter bacteriophage cocktail design based on an advanced selection scheme. Antibiotics 2022, 11(2), https://doi.org/10.3390/antibiotics11020228

 

 

Tagung/Kongresse/Beiträge:

DVG Annual working group meeting on Food Hygiene Garmisch-Patenkirchen 28.9.-30.9.2021, "Campylobacter control along the food chain-quo vadis"