Ein kürzlicher Forschungsdurchbruch in der Humanmedizin könnte einem Forscher des Texas A&M Department of Animal Science dabei helfen, einen Weg zu finden, die Rindfleischproduktion zu steigern, um den Anforderungen des globalen Bevölkerungswachstums gerecht zu werden.
Bos indicus-Rinderrassen sind aufgrund ihrer Anpassungsfähigkeit an tropische und subtropische Klimazonen, einschließlich der in Texas und anderen südlichen US-Bundesstaaten vorkommenden, für die globale Rindfleischproduktion sehr wichtig.
Aber eine große Herausforderung oder ein Nachteil für Bos indicus- oder Brahman-Rinder ist, dass ihre Gesamtreproduktionsleistung der von Bos taurus-Rinderrassen wie Angus und Hereford unterlegen ist, die im Mittleren Westen und in den nördlichen Bundesstaaten vorherrschen.
Rodolfo Cardoso, DVM, Ph.D., Assistenzprofessor und Reproduktionsphysiologe in der Abteilung für Tierwissenschaften des College of Agriculture and Life Sciences, leitet ein vierjähriges Projekt, das durch ein Stipendium in Höhe von 500.000 USD des US-Landwirtschaftsministeriums USDA finanziert wird , Nationales Institut für Ernährung und Landwirtschaft. Zu den Mitarbeitern gehören Gary Williams, Ph.D., emeritierter Professor für A&M AgriLife Research von Texas A&M, und die Doktorandinnen Viviana Garza und Sarah West.
Laut Cardoso haben revolutionäre Fortschritte in der neuroendokrinen Forschung die Mechanismen definiert, die die Sekretion des Gonadotropin-Releasing-Hormons GnRH kontrollieren. Die neuen Erkenntnisse, so glaubt er, können seinem Team helfen, neuroendokrine Unterschiede zwischen Bos taurus- und Bos indicus-Genotypen von Rindern zu bestimmen und diese zur Verbesserung der Reproduktionseffizienz bei Bos indicus-beeinflussten Rindern zu nutzen.
„Vor kurzem gab es einen wichtigen Durchbruch zum Verständnis, wie die Sekretion von GnRH bei Nagetieren und Primaten reguliert wird“, sagte er. „Unsere vorläufige Forschung legt nahe, dass ähnliche Mechanismen auch bei Rindern wichtig sind und die Unterschiede in der Fortpflanzungsleistung zwischen Bos taurus- und Bos indicus-Tieren erklären könnten.
„Wenn sich diese Ergebnisse bestätigen, können sie praktische Auswirkungen auf das Reproduktionsmanagement von Bos-indicus-Rindern haben. In der Humanmedizin wurden auf der Grundlage dieser neuartigen Ergebnisse bereits mehrere pharmakologische Strategien zur Verbesserung der Fruchtbarkeit bei Frauen entwickelt.“
Der Kalbezeitpunkt ist wichtig
Bis zu 70 % der weltweiten Rinder werden in tropischen und subtropischen Regionen aufgezogen, und etwa 30 % der US-amerikanischen Rinderherden haben einen gewissen Einfluss von Bos indicus, insbesondere in den südlichen und südöstlichen Regionen.
Eine große Herausforderung besteht darin, dass Bos-indicus- und Bos-indicus-beeinflusste Rinder die Pubertät deutlich später erreichen als Bos-taurus-Rassen. Diese späte Pubertät bedeutet im Wesentlichen ein Kalb weniger im Leben einer Kuh und stellt auch Herausforderungen dar, wenn Züchter versuchen, die Brunstzyklen für die jährliche Brutsaison zu synchronisieren.
Cardoso sagte, dass Bos-Taurus-Färsen typischerweise mit 10 bis 12 Monaten die Pubertät erreichen, während Bos-Indicus-Färsen die Pubertät oft erst mit 15 bis 17 Monaten erreichen.
„Diese fünfmonatige Verzögerung führt dazu, dass sie die Pubertät nicht rechtzeitig für ihre erste Brutsaison erreichen, und so müssen sie ein weiteres ganzes Jahr warten, um gezüchtet zu werden und ihr erstes Kalb zu bekommen“, sagte Cardoso.
Mit mehr als 4 Millionen Ersatz-Färsen, die jährlich in die US-Kuhherde kommen, kann der Unterschied zwischen einem Kalb, wenn die Färse zwei oder drei Jahre alt ist, einen großen Unterschied in der Rindfleischproduktion ausmachen. In Texas und Florida erreichen aufgrund des Einflusses von Bos indicus weniger als 50 % der Fleischfärsen das Ziel, im Alter von zwei Jahren zu kalben.
Cardoso sagte, dass Färsen, die im Alter von zwei Jahren zum ersten Mal kalben, im Laufe ihres Lebens etwa 300 Pfund mehr an abgesetztem Kalbsgewicht oder einen Unterschied von 500 US-Dollar produzieren, verglichen mit Färsen, die im Alter von drei Jahren kalben.
Dieses Projekt wird die jüngsten Entdeckungen nutzen, um festzustellen, ob deutliche Unterschiede, die in der Fortpflanzungsfunktion bei Bos-indicus- und Bos-taurus-Rassen beobachtet wurden, auf funktionelle Unterschiede im Gehirnbereich zurückgeführt werden können, der die Sekretion des GnRH-Hormons steuert.
Vorbestimmte Brutzeiten sind der Schlüssel zur Effizienz
Eine festgelegte Zuchtsaison dauert in der Regel zwischen 45 und 90 Tagen und ermöglicht eine effizientere Verwaltung eines Rinderbetriebs, sagte Cardoso.
„Sie können eine sehr einheitliche Kälberernte haben, was es viel einfacher macht, diese Kälber zu verwalten – zu impfen und alle Gesundheitsprotokolle gleichzeitig durchzuführen“, sagte er. „Sie können die Kälber gleichzeitig absetzen und verkaufen, weil Sie eine einheitliche Gruppe haben, was das Management in einem Kuh-Kälber-Betrieb viel, viel effizienter macht. Es ermöglicht auch das Keulen von Tieren, die nicht effizient sind.“
Neben dem besseren Verständnis der Reproduktionsfunktion der Rinder, sagte Cardoso, sei ein zweites Ziel einer pharmakologischen Strategie die Entwicklung von Synchronisationsprotokollen für die künstliche Befruchtung, die auf Bos-indicus-Färsen zugeschnitten sind. Die meisten Protokolle, die derzeit in den USA verwendet werden, wurden speziell für die Bos-Taurus-Rassen entwickelt.
„Diese Bos-indicus-Färsen haben bereits im Alter von 12 bis 14 Monaten die Skelettgröße und -reife, die für eine sichere und gesunde Trächtigkeit erforderlich sind“, sagte er. „Das steht außer Frage. Sie radeln einfach noch nicht. Wir wollen diese Färsen nicht dazu bringen, das zu erreichen, was wir als vorzeitige Pubertät bezeichnen (Pubertät vor dem 10. Lebensmonat). Das ist nicht wünschenswert, und das ist nicht das, was wir tun.“ Ich versuche hier etwas zu erreichen.“
Laut Cardoso besteht ein wesentlicher Vorteil einer effizienteren Synchronisierung der Brutsaison darin, dass bei Rindern, die von Bos indicus beeinflusst sind, verstärkt künstliche Befruchtung eingesetzt werden kann.
„Künstliche Befruchtung ist das wirksamste Werkzeug, das uns zur Verfügung steht, um die Genetik in Rinderherden zu verbessern“, sagte er. „Künstliche Befruchtung ist eine Möglichkeit, wie ein Mastrinderproduzent im Laufe der Zeit damit beginnen kann, die Genetik der Herde zu verbessern.“
Aber derzeit ist die Fähigkeit der Züchter, die Brunst von Bos indicus-beeinflussten Tieren für die künstliche Befruchtung zu synchronisieren, nicht optimal, sagte Cardoso.
„Wir hoffen, dass wir am Ende dieses vierjährigen Projekts ein sehr gutes Verständnis der neuroendokrinen Unterschiede zwischen Bos taurus- und Bos indicus-beeinflussten Färsen haben werden“, sagte er. „Und was noch wichtiger ist, wir glauben, dass wir an diesem Punkt einige gute Strategien haben werden, um den Brunstzyklus bei von Bos indicus beeinflussten Färsen pharmakologisch zu kontrollieren.“