Gutes noch besser machen: Neue KI-Protokolle für Fleischrinder

January 8th, 2021
Aktuelles

Fortschritte in der Technologie der künstlichen Befruchtung (KI) tragen dazu bei, die Empfängnisraten zu erhöhen, und die Forschung macht bei KI-Protokollen weiterhin Fortschritte.

Dr. Jordan Thomas, staatlicher Spezialist für Rindfleischreproduktion an der University of Missouri, sagte, dass die bestehenden Protokolle für zeitgesteuerte KI gut funktionieren. „Wir haben in den letzten 20 Jahren erstaunliche Verbesserungen erzielt. Die meisten kommerziellen Produzenten erreichen Konzeptionsraten von 50 bis 60 Prozent mit einer einzigen KI mit fester Zeit.“ Dies kann einen großen Unterschied bei der Verschiebung des Zeitrahmens machen, in dem Kühe schwanger werden und früh kalben.

Wenn die Kühe früher zum Kalben gebracht werden, haben sie mehr Zeit, sich vom Kalben zu erholen und wieder bereit zu sein, für ein frühes Kalben zu brüten. „Es ist ein Schneeballeffekt, der mit der Zeit immer besser funktioniert“, sagte er.

Gut geführte Herden haben einen hohen Prozentsatz an Kälbern, die in der ersten Hälfte der Kalbesaison geboren werden. Um dies zu erreichen, sind Selektion und Keulung sowie der Verkauf offener und später schwangerer Kühe erforderlich.

„Synchronisierung ist nur ein zusätzliches Instrument, um eine Herde auf diese Ziele hinzuarbeiten. Die Frage ist nun, wie man etwas, das bereits gut ist, besser machen kann. Darauf haben wir uns bei unserer Forschung hier in Missouri konzentriert“, sagte Thomas.

Forscher haben bereits hochwirksame Strategien für eine zeitgesteuerte KI bei Färsen und Kühen entwickelt. John Hall, Spezialist für Extension-Rindfleisch am Nancy M. Cummings Research, Extension and Education Center der University of Idaho, sagte, dass viele der zeitgesteuerten KI-Systeme, die den Eisprung in einer Gruppe von Kühen synchronisieren, zu Verbesserungen der KI-Trächtigkeitsraten führten. Dadurch wurde die Notwendigkeit einer Brunsterkennung reduziert, was den Viehzüchtern viel Zeit sparte.

„Die Brunsterkennung bietet neben der zeitlich festgelegten KI immer noch einige Vorteile, aber wir haben einige neue Protokolle, die bei Kühen sehr gut funktionieren, wie die siebentägige CO-Synchronisierung mit CIDR [kontrollierte interne Arzneimittelfreisetzung]. Wir haben mehr über das Timing gelernt – und über die Tatsache, dass bei der Verwendung von KI mit fester Zeit der Zeitpunkt von der Entnahme des CIDR und der Gabe des Prostaglandins bis zur KI der Kuh wichtig ist. Wir haben herausgefunden, wann die optimalen Zeitpunkte sind, um die Schwangerschaftsraten zu maximieren“, sagte Hall.

„Dennoch haben Tiere, die vor der künstlichen Befruchtung mit fester Zeit Brunst zeigten, viel höhere Trächtigkeitsraten als solche, bei denen dies nicht der Fall war. Hilfsmittel zur Brunsterkennung wie ESTROTECT und Kamar Heat Mount Detectors waren sehr hilfreich. Selbst in einem KI-Szenario mit fester Zeit können uns diese Zuversicht geben oder uns bei der Frage helfen, ob wir mit der KI mit fester Zeit fortfahren sollen (da Kühe besser reagieren, wenn sie bereits mit dem Zyklus begonnen haben).“

Zeitgesteuerte KI

Forscher der University of Missouri untersuchten die Frage, was mit Tieren zu tun ist, die vor der zeitlich festgelegten künstlichen Befruchtung keinen Brunst zeigten. „Sie entwickelten das, was sie Split-Time-KI nannten, ein Protokoll, das wir eher bei gesextem Sperma verwenden“, sagte Hall. „Wir haben keine großartigen, zeitlich festgelegten KI-Protokolle, die auch für gesextes Sperma funktionieren, aber mit der zeitlich versetzten KI erhalten die Tiere, die zuvor keinen Brunst gezeigt haben, weitere 20 bis 24 Stunden vor der Befruchtung – was zu einer besseren Trächtigkeit führt.“ Tarife“, sagte Hall.

Thomas war einer der führenden Köpfe dieser Forschung. Als Doktorand begann er, sich für die Arbeit mit gesextem Sperma zu interessieren. „Wir haben alternative zeitgesteuerte KI-Strategien entwickelt, um sie effektiver zu nutzen. Bis 2013 hatten die Menschen das Gefühl, dass die Erfolgsraten mit zeitgesteuerter KI bei der Verwendung von gesextem Sperma schlecht seien und dass eine Brunsterkennung erforderlich sei. Wir haben versucht, diese Annahme zu widerlegen, da die Brunsterkennung in vielen Fällen nicht praktikabel ist“, erklärt er.

„Vor einigen Jahren haben wir an einem etwas anderen zeitgesteuerten KI-Ansatz namens Split-Time-KI gearbeitet, der dazu beitrug, die Trächtigkeitsraten mit gesextem Sperma und herkömmlichem Sperma für Kühe zu verbessern. Wir hatten bei den Kühen nach Standardprotokollen zur Brunstsynchronisierung nicht genügend Einheitlichkeit, um mit nur einer einzigen Behandlung mit gesextem Sperma zu einem festgelegten Zeitpunkt gute Ergebnisse zu erzielen. Wir dachten, wenn wir den Brunstzyklus besser kontrollieren könnten, könnten wir vielleicht eine bessere Möglichkeit schaffen, gesextes Sperma mit zeitgesteuerter KI effektiver zu nutzen“, sagte Thomas.

Es erfordert mehr Handhabung, da den Tieren Estrotect-Pflaster aufgeklebt werden und der Zeitpunkt der Besamung abhängig davon, wann diese Pflaster aktiviert werden, aufgeteilt wird. „Es ist nicht so mühsam wie die Brunsterkennung, erfordert aber dennoch mehr Arbeit als eine echte KI mit fester Zeiteinstellung, da wir die Kühe noch einmal durch den Schacht schicken“, sagte Hall.

„Bei Färsen ist das keine große Sache, weil man diejenigen mit aktivierten Estrotect-Markern aussortiert und sie an diesem Tag durch die Rutsche wirft und die anderen zurücklässt. Aber für Kühe mit Kälbern bedeutet das eine weitere Sortierung abseits der Kälber“, erklärt Hall.

„Es ist jedoch kein großes Problem, die Kälber einen Tag lang von den Kühen fernzuhalten. Vor Jahren führten wir die so genannte 48-Stunden-Kälberentfernung durch, um die Kühe zum Radfahren anzuregen. Eine Strategie für zeitgesteuerte KI besteht also darin, die Kälber 24 Stunden lang wegzulassen und sie nicht zweimal sortieren zu müssen“, sagte er.

Neues 7 & 7-Protokoll

In jüngsten Versuchen verabreichten die Forscher aus Missouri Prostaglandin und führten eine Woche vor Beginn eines normalerweise siebentägigen CO-Synch + CIDR-Protokolls ein CIDR ein. „Durch die Gabe von Prostaglandin kommt es bei Kühen, die Rad fahren und eine auf Prostaglandin reagierende CL haben, zu einer Regression des Corpus luteum (CL),“ sagte Thomas. „Ihre Progesteronproduktion wird dann zurückgehen. Durch die anschließende Behandlung mit einem CIDR, einer weiteren Progesteronquelle, allerdings in einem niedrigeren Niveau, als sie selbst produzieren würden, erreichen Sie eine seltsame Situation: Der Follikel, der sich irgendwann umgedreht hätte, bleibt erhalten.“

Dadurch entsteht eine Situation, in der die meisten Tiere, denen dann GnRH (Gonadotropin-Releasing-Hormon) verabreicht wird, über einen Follikel verfügen, der auf dieses GnRH reagieren kann. „Das ist von Vorteil, denn in einem normalen siebentägigen CO-Synch + CIDR-Protokoll oder in ähnlichen Protokollen, die mit GnRH beginnen, gibt es einen großen Anteil an Kühen, die nicht auf GnRH reagieren, einfach weil sie es nicht getan haben.“ ein Follikel, der reagieren kann.“ Sie befinden sich in der falschen Phase ihres Zyklus.

„Das ist wie eine Vorsynchronisationsbehandlung. Molkereien verwenden Vorsynchronisierungsansätze, die jedoch in der Regel eine Reihe von Injektionen beinhalten, die für die meisten Rindfleischbetriebe nicht praktikabel wären. Unser Ansatz ist ein einfacher Ansatz, bei dem man nur einmal durch die Rutsche muss und eine deutliche Verbesserung bietet.“ Dies sorgt für mehr Konstanz in einer Gruppe von Kühen und ein größerer Anteil kommt vor der festgelegten Zeit in die brünstige Kühe. Kühe, die einen stehenden Brunst zeigen, haben bessere Empfängnisraten, selbst mit zeitgesteuerter KI.

„Mit diesem Protokoll, das wir als 7 & 7 Synch bezeichnen, hatten wir 82 Prozent Express-Stehwärme vor der KI mit fester Zeit, was extrem gut ist. Wenn die Befruchtung zum richtigen Zeitpunkt erfolgt, sind die Schwangerschaftsraten also hoch“, sagte Thomas.

In dieser Studie betrugen die Schwangerschaftsraten bei zeitlich begrenzter AI mit dem standardmäßigen siebentägigen CO-Synch + CIDR-Protokoll 61 Prozent bei konventionellem Sperma und 44 Prozent bei gesextem Sperma. Mit dem neuen 7 & 7 Synch-Protokoll konnten die Schwangerschaftsraten bei konventionellem Sperma auf 72 Prozent und bei gesextem Sperma auf 52 Prozent verbessert werden.

„Im Jahr 2018 haben wir mit einer kleinen Anzahl von Kühen zusammengearbeitet, um Ultraschalluntersuchungen der Eierstöcke durchzuführen und Blutproben zu entnehmen, um zu sehen, ob sie so reagierten, wie wir es uns vorgestellt hatten. Das haben sie getan, und jetzt sehen wir gute Ergebnisse bei den Trächtigkeitsraten auf dem Bauernhof in kommerziellen Herden“, sagte Thomas.

Wenn es jedoch das erste Mal ist, dass ein Erzeuger die Synchronisierung bei einer Gruppe von Kühen mit einer langen Kalbesaison einsetzt, werden einige nicht bereit sein, darauf zu reagieren. „Es gibt gute Kandidaten in der Herde für zeitgesteuerte KI und einige schlechtere Kandidaten. Das erste Jahr kann eine Herausforderung sein. Möglicherweise gibt es Kühe in der Herde, die Sie nicht für die KI synchronisieren, oder vielleicht verwenden Sie bei einigen nur eine leichte Synchronisierung, um die natürliche Leistung zu unterstützen. Das Ziel besteht darin, mehr aus der Herde zu guten Kandidaten zu machen, und letztendlich werden es alle sein, nachdem sie dies ein paar Jahre lang getan haben“, sagte Thomas.

Er ist gespannt, was dieser Ansatz den Produzenten ermöglichen könnte. „Wenn ich sehe, dass 72 Prozent einer Gruppe von Kühen am ersten Tag der Decksaison trächtig werden, frage ich mich, wie kurz wir diese Decksaison verkürzen können. Kann ich auf eine 30- oder 40-tägige Kalbesaison umsteigen? Vielleicht lassen wir die Bullen etwas länger bei ihnen, aber achten Sie auf Trächtigkeit und vermarkten Sie die später gezüchteten Kühe“, sagte er.

Hall sagte, dieses neue Wärmesynchronisierungsprotokoll scheine den Anstieg der Schwangerschaftsraten den zusätzlichen Weg durch die Rutsche wert zu sein, wenn eine Person weitere 10 oder 11 Prozent schwanger machen könne, um KI zu erreichen. „Eine Herausforderung bei diesem 7 & 7-Protokoll besteht bei Herden, die noch keine Synchronisierungsprogramme verwendet haben, darin, dass sie möglicherweise keinen optimalen Erfolg haben, wenn ihre Kalbesaison noch lange dauert und einige der später kalbenden Kühe noch nicht zyklisch sind.

„Wenn ein Erzeuger dagegen ein paar Jahre lang Protokolle wie 10-Tage-CO-Synchronisierung + CIDR verwendet hat und die Herde auf kürzere Abkalbungen umgestellt hat (mehr Zeit zur Erholung nach der Abkalbung), werden diese längerfristigen Protokolle einfacher und effektiver erfolgreich. Das 7-Tage-CO-Synch-CIDR-Protokoll ist ein 7-Tage-Protokoll und das 17 & XNUMX-Protokoll ist ein XNUMX-Tage-Protokoll. Das sind sieben Tage mehr“, erklärt Hall. Dies kann dazu führen, dass mehr Kühe den optimalen Zeitrahmen nicht erreichen, wenn sie nicht früh genug gekalbt haben.

Kontinuierlicher Fortschritt

„Während Forscher neue Protokolle entwickeln oder die von uns bereits verwendeten optimieren, ist die Tatsache, dass die Beef Reproductive Task Force in vielen Bundesstaaten/Standorten in verschiedenen Tierarten und Umgebungen zusammenarbeitet, um diese Systeme zu testen, hilfreich. Sie testen neue Protokolle, um zu sehen, ob sie gut genug funktionieren, um ganz hinten in das KI-Buch aufgenommen zu werden“, sagte Hall.

„Eine weitere Sache, worüber wir lernen – mit der Arbeit von Reinaldo Cooke und George Perry an der Texas A&M University – ist die Bedeutung der Ernährung dieser Tiere direkt nach der AI, während der nächsten Tage, bis die Trächtigkeit vom Tier erkannt und etabliert wird.“ Gebärmutter. Dies ist eine entscheidende Zeit. Dr. Perry untersucht Veränderungen in der Ernährung nach der AI und welche Auswirkungen diese auf die Schwangerschaftsrate haben könnten. Dr. Cooke beschäftigt sich mit essentiellen Fettsäuren in der Ernährung. Ihre Forschung liefert weitere gute Informationen.“

Forscher optimieren weiterhin Synchronisationssysteme und/oder suchen nach besseren, konzentrieren sich aber auch auf die Untersuchung von Managementverfahren, die wir entweder vor oder nach der KI durchführen können, um die Schwangerschaftsraten zu optimieren. Dies ist möglicherweise ein Bereich, in dem wir in Zukunft die größten Fortschritte erzielen können.

Hall war an mehreren Studien beteiligt; Seine Forschungseinrichtung ist einer von vielen Standorten, an denen er bei einigen dieser Projekte mit der University of Missouri, der Washington State University, der Texas A&M und/oder der Colorado State University zusammenarbeitet. „Texas A&M hat einige Arbeiten durchgeführt, an denen wir zusammengearbeitet haben. Dabei haben wir uns mit der Vorsynchronisation befasst, insbesondere bei der Verwendung von gesextem Sperma, und dabei Vorteile gefunden“, sagte er.

Die in den letzten 20 Jahren entwickelten Protokolle haben den Rindfleischproduzenten dabei geholfen, die Trächtigkeitsraten der künstlichen Befruchtung besser zu erreichen und ihre Kalbesaison zu verkürzen. „Wir haben viel gelernt, aber die neuen Möglichkeiten noch nicht ausgeschöpft. Aktuelle Protokolle erfüllen genau das, was wir von ihnen erwarten – nämlich das Follikelwachstum und den Eisprung zu synchronisieren. Wir werden wahrscheinlich einige dieser Dinge weiter optimieren, aber einige der Managementoptionen, die wir jetzt prüfen, werden ebenfalls von entscheidender Bedeutung sein“, sagte Hall.

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