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Untermodul 4 - 11 Andrologie und KB 6. Semester (Sommersemester) 2009 Die instrumentelle Samenübertragung beim Schwein 1.

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1 Untermodul Andrologie und KB 6. Semester (Sommersemester) 2009 Die instrumentelle Samenübertragung beim Schwein 1

2 Allgemeines Besamungsstationen Zuchtwertschätzung der KB-Eber Tierseuchenrechtliche und zuchthygienische Anforderungen an Besamungseber Sexualverhalten des Ebers Spermagewinnung Spermabeurteilung Spermaverarbeitung und –konservierung Insemination 2

3 Allgemeines Mit der Intensivierung der Schweinehaltung gewinnt die KB beim Schwein weltweit mehr und mehr an Bedeutung. Unter den modernen Produktionsbedingungen stellt sie einen wesentlichen Bestandteil des Reproduktionsprogramms dar. Auch in kleinen Betrieben (beispielsweise ohne Zyklus- steuerung der Sauen) spielt sie eine wichtige Rolle. Erst ab fand die Schweinebesamung in Deutschland ihre Anwendung in der Praxis, vorwiegend im ehemaligen Gebiet der DDR (Rothe). 3

4 Eberbesamungsstationen Betriebe der Schweinezuchtorganisationen Das Prinzip der Einrichtungen entspricht dem der Bullenstationen Bereiche Stallbereich Absamraum Laborbereich Verwaltungsbereich Neben den Besamungsstationen gibt es betriebseigene Besamungsstationen. 4

5 Eberbesamungsstationen Stallbereich - Einzelhaltung in Boxen (Fläche: mindestens 6 m2), Einstreu: Stroh- oder Sägemehlmatten - Bewegungsmöglichkeit durch Auslaufhaltung Absambereich - Absamraum mit Absamboxen - Wasch- und Behandlungsraum (mit Behandlungsstand) - Trocknungsraum - Vaginenlabor Laborbereich - Labor - Wasch- und Sterilisationsraum - Depotlagerung der Besamungsportionen - Materiallagerräume - Pausenraum und Sanitärräume fürs Laborpersonal 5

6 Zuchtwertschätzung beim Eber Top-Genetik-Programme: Selektion von KB-Ebern mit überdurchschnittlichen Zuchtwerten (seit 1990) 6 Busch/Waberski, 2007

7 Selektion von Besamungsebern Selektionskriterien: - körperliche Gesundheit - Rücken– und Seitenspeckdicke (US-Verfahren) - tägliche Zunahmen - Futteraufwand je kg Zuwachs von 100 ausgewählten Ebern werden 3 – 5 Zuchteber Abgangsursachen: - mangelhafte Zunahmen < 400 g pro Tag - Mängel im Sexualverhalten - Mängel in der Spermaqualität - Erkrankungen 7

8 Besamungsdichte: % Erstbesamungen:5,6 Mio. Besamungen nach Rasse bzw. Zucht-Herkunft der Eber (2007), in % : Schweinebesamung in Deutschland 2007 PI deutsches Piétrain BHZPPICDL deutsche Landrasse LW Large White DE deutsches Edelschwein) Sonstige 72,014,75,22,31,60,73,5 8 ZBS – Schweineproduktion 2009

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12 Abstammungsicherheit: Gewährfrist 12 Wochen Seuchenfreiheit: Gewährfrist 6 Wochen ab Einstallungsdatum Geschlechtsgesundheit: Verkäufer haftet dafür, dass der Eber normal entwickelte Geschlechtsorgane aufweist Deckvermögen: Gewährfrist 6 Wochen ab Einstallungsdatum (guter Geschlechtstrieb, einwandfreie Annahme des Phantoms und Samenabgabe) Spermaqualität: Gewährfrist 4 Monate; Beurteilungsgrundlage: 2 Ejakulate (Entnahmeabstand: mind. 4 d, max. 10 d) Gewährschaftsbestimmungen über Anforderungen an Besamungseber 1 1 Zentralverband der Deutschen Schweineproduktion (ZDS e.V.),

13 Deckvermögen : Gewährfrist 6 Wochen ab Einstallungsdatum (guter Geschlechtstrieb, einwandfreie Annahme des Phantoms und Samenabgabe) 13 Busch/Holzmann, 2001

14 Nach EU-Richtlinien zu untersuchenden Infektionen Ursprungsbestand Status Untersuchung auf Quarantäne Untersuchung auf Station Untersuchung auf Bestand ist amtlich frei von: -Brucellose - Aujeszkyscher Krankheit - Klassischer Schweinepest keine Impfung gegen MKS -Brucellose - Aujeszkysche Krankheit - Klassischer Schweinepest -Brucellose - Aujeszkysche Krankheit -Brucellose - Aujeszkysche Krankheit - Klassischer Schweinepest 14

15 Paarungsvorgang beim Eber Vorspiel Erektion und Ausschachten Aufsprung und Umklammerung Suchbewegungen Einführen des Gliedes in die Scheide Friktionsbewegungen Ejakulation (mehrphasig) Absprung Busch/Holzmann, 2001 Begattungsdauer: 5 – 20 min Ejakulationsdauer: 2-4 min 15

16 Samengewinnung Sie erfolgt mit einem Phantom als Sprungpartner Methoden: Mit Hilfe einer künstlichen Vagina Mit der Hand ("gloved hand methode") Automatisierte Samengewinnung 16 Minitüb, 2003

17 Samengewinnung mit Hilfe der künstlichen Vagina (KV) Die Gestaltung der KV muss die Besonderheit der Ejakulation beim Eber berücksichtigen: geeignete Wasser-Luft-Polster und Temperatur ( °C) Druckregulierung auf die Penisspitze: entscheidender ejakulationsauslösender Faktor (Blasebalg) 17 Minitüb, 1996 Schaetz, 1963

18 Handmethode der Samengewinnung wenig aufwendig keimarme Ejakulatgewinnung fraktionierte Samengewinnung 18 Busch/Waberski, 2007

19 Samengewinnung mit der Hand Technik Glans penis erfassen und ausziehen Kontinuierlicher Druck auf die Glans penis Fehler: Präputialöffnung erfassen Zu wenig oder zu starker Druck auf den Penis 19

20 Bakterien im Ebersperma Bedeutung - Herabsetzung der Lagerungsfähigkeit - Verbrauch von Nährstoffen - Veränderung des Milieus - Spermienschädigung - herabgesetzte Motilität (v. a. durch E. coli) - Zunahme der Spermienagglutination - Membranschädigungen - Entwicklung von Antibiotikaresistenzen - USA: Nachweis von multiresistenten Keimen im Ebersperma - schlechte Erfahrungen mit Streptomycin (One-step-Type) - meist eingesetztes Antibiotikum zur Zeit Gentamicin (Multiple- step-Type) 20

21 AutoMate Automatisierte Samengewinnung, im Hochstand Ziel der neuen Methode: standardisierte Samenentnahme Gewinnung keimarmer Ejakulate 1. Der Penis wird mechanisch durch eine enge Manschette komprimiert, 21

22 Collectis Automatisierte Samengewinnung, im Hochstand 2. Der Penis wird elektronisch gesteuert komprimiert Die Ejakulat- hauptfraktion wird getrennt aufgefangen 22

23 VorsekretSpermienreiche Fraktion Spermienarme Fraktion Sekret der Bulbourethraldrüsen Ejakulatfraktionen ml 40 – 80 ml 80 – 200 ml 20 – 40 ml ml 40 – 80 ml 80 – 200 ml 20 – 40 ml Weitze

24 Merkmale der einzelnen Ejakulationsphasen beim Eber 24

25 Spermaqualität von Besamungsebern 1, Teil 1 MerkmalMindestanforderung Farbegrauweiß, weiß, gelbweiss Konsistenzmolkig bis milchig Beimengungen (Harn, Blut, Eiter) keine Verschmutzungen (Kot, Haare)keine Geruchneutral Volumen ohne Bulbourethralsekret (ml) 100 Spermienkonzentration (10 6 /ml) Alter d. Ebers: 9 Mo.:150 Mio. > 9 Mo.: 200 Mio. 2 Spermiengesamtzahl SGZ- (10 9 /Ejakulat) Alter d. Ebers: 9 Mo.: 15 Mrd. > 9 Mo.: 20 Mrd. 2 Wenn Volumen > 250 ml ist, kann dieser Wert bis zu 20% unterschritten werden 25

26 MerkmalMindestanforderung Motile Spermien (%)70 Morphologisch anomale Spermien + Spermien mit Plasmatropfen (%) 25 Spermien mit Kopfveränd. (%) 5 Spermien mit Kopfkappenveränd.(%) 10 Spermien mit Plasmatropfen (%) 15 Spermien mit Schleifen (%) 15 Andere morphol. Abweichungen (%) 15 Keimgehalt im ersten untersuchten Ejakulat keine für Tier und Mensch spezif. pathogenen Keime Spermaqualität von Besamungsebern 1, Teil 2 1 Gewährschaftsbestimmungen des ZBS e.V. (Stand ) 26

27 Spermaaufbereitung und -konservierung Flüssigkonservierung (Standardverfahren) Tiefgefrierkonservierung Verfahren: 27

28 Flüssigkonservierung des Eberspermas Glucose-Natriumcitrat mit zahlreichen Modifikationen + Antibiotika Verdünner: 28

29 Bestandteile (g/l) Beltsville Thawing Solution (BTS) Kiew/ Merkt I + II Androhep 1 Glucose EDTA Natriumcitrat Natriumhydro- gencarbonat Kaliumchlorid HEPES Bovines Serum- Albumin 37,0 1,25 6,0 1,25 0,75 60,0 3,7 1,2 26,0 2,4 8,0 1,2 9,0 2,5 Zusammensetzung von Verdünnern laolaolaolao 1 Langzeitverdünner 29

30 Flüssigkonservierung des Eberspermas Glucose-Natriumcitrat mit zahlreichen Modifikationen + Antibiotika Verdünner: wichtiger Bestandteil: EDTA bindet toxische Stoffwechselprodukte und Schwermetallionen wirkt membranstabilisierend wirkt antimikrobiell 30

31 31 Verdünnungsvorgang

32 Spermaportionen oder Spermatuben Besamungsvolumen Spermiendosis ml 1,5 – 2,5 Mrd. Spermien Aufbewahrung · Temperatur · Lebensdauer °C Tage ("Langzeitverdünner": 6 Tage)... Citrate Bicarbonate EDTA Glucose 32

33 Klimabox für Ebersamen 33

34 Tiefgefrierkonservierung Nur spermienreiche Fraktion des Ejakulates genutzt Vorverdünnung mit Flüssigspermaverdünner langsame T°-Anpassung und Zentrifugation Resuspension mit eigelbhaltigem Kühlverdünner weitere Abkühlung auf 5°C und Zusatz von Glycerin und Ovus ES Paste Inseminationsportion: Pailletten oder Flag bags Inseminationsdosis: 4 Mrd. Spermien Auftauen der Besamungsportion: aufwendig Inseminationszeitpunkt: möglichst ovulationsnah (4 h davor) Gründe für geringen Einsatz: Niedrigere Abferkelrate (55-60%) Große Variation der Eberfertilität 34

35 Problematik des TG-Spermas Ursachen für die geringe Akzeptanz des tiefgefrorenen Spermas in der Schweinezucht sind vor allem: Aufwendiges Konservierungsverfahren: Das große Ejakulat- volumen muss vor dem Einfrieren verringert werden. Niedrige Ausbeute an Besamungsportionen pro Ejakulat: Eine Besamungsdosis beträgt 4 Mrd. Samenzellen. 30% der Spermien sollten nach dem Auftauen beweglich sein. Hohe Kälteschocksensibilität: Bei der Kühlung des Samens unter +15°C stirbt ein hoher Anteil der Spermien ab (etwa 50%). Rolle des Seminalplasmas: zusätzliche Seminalplasmazugaben können die Befruchtungsergebnisse positiv beeinflussen. 35

36 Auftauen von TG-Sperma Verdünner im Wasserbad bis auf 20°C erwärmen TG-Sperma (Makrotüb oder Tubette) im Wasserbad bei 50°C 45 sec lang erwärmen Aufgetautes Sperma dem Verdünner zugeben 36

37 37 Paarungszeitpunkt

38 Zeitpunkt der Besamung Hintergrund: - Ovulationen ( Dauer. 4-6 Std.) erfolgen im letzten Brunstdrittel - Kapazitation der Spermien: Std. - Befruchtungs- u. Entwicklungsfähigkeit d. Eizellen: Std. - Besamung sollte 0 – 16 Std. vor den Ovulationen erfolgen befruchtungsfähige Spermien sollen auf die Eizellen im Eileiter warten 38

39 Bestimmung des optimalen Besamungszeitpunktes Exakte Sauenbeobachtung ist Voraussetzung Brunstkontrolle mit geschlechtsaktivem Eber zweimal täglich (Abstand Stunden) Bestimmung des Duldungseintrittes Einsatz von Ebergeruchsspray anstatt des Ebers: positiver Stimulationseffekt während der Brunstkontrolle und bei der Insemination 39

40 Festlegung des Inseminationszeitpunktes Duldungsorientierte Insemination KB 1 24 Std. nach Feststellung des Duldungsreflexes KB 2 12 – 18 Std. nach KB 1 wenn Duldungsreflex 48 Std. anhält, KB 3 12 Std. nach KB 2 Terminorientierte Insemination (OS-Verfahren) KB 1 24 Std. nach ovulationsauslösender Injektion KB 2 12 – 16 Std. nach KB - bei Jungsauen nicht später als 40 Std. nach Injektion! - bei Altsauen nicht später als 42 Std. nach Injektion! 40

41 Zeitpunkt der Besamung bei Altsauen nach dem Ferkelabsetzen Duldungsorientierte Besamung frühzeitiger Brunsteintritt - vermutlich lange Brunstdauer - KB 1 – KB 3 - KB 1: später als 24 Stunden nach Brunstbeginn mittlerer Brunsteintritt - KB 1 – KB 2 - KB 1: Stunden nach Brunstbeginn später Brunsteintritt - häufig nur KB 1 - KB 1: unmittelbar nach Brunstbeginn 41

42 Spiralkatheter Gummi Melrose Spirette, Spiralkatheter Andere Katheter-Modelle 42

43 Insemination 43 Senger, 2001 Belstra, 2002

44 Inseminationstechnik Deponierung der Spermaportion im kranialen Teil der Zervix (konventionelles Verfahren) Wenn die Sau richtig steht (also duldet), wird das Sperma von der Gebärmutter angesaugt. 44

45 Besamungsgurte: - Gurte, die um die Flanke geschnürt werden verstärken den Duldungsreflex - Halterung für die Besamungspipette Besamungsbügel - werden von oben auf die Sau gesteckt - verstärken den Duldungsreflex - Halterung für die Besamungspipette 45

46 Ort der Deponierung einer Besamungsportion 46 Belstra, 2002

47 47 Belstra, 2002

48 48 Verschiedene Modelle von Besamungskathetern mit Innenkatheter für die intrauterine Insemination

49 Ursachen für einen mangelhaften Besamungserfolg unzureichende Brunstkontrolle zu geringe Anzahl von Besamungen pro Rausche falscher Besamungszeitpunkt Fehler in der Besamungstechnik Mängel der Besamungsportion (Lagerungstemperatur, Keime) zu geringes Volumen der Besamungsportion 49


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