Phylogenic versus selection effects on growth development, egg laying and egg quality in purebred laying hens

Lieboldt, Marc-Alexander GND; Halle, Ingrid GND; Frahm, Jana GND; Schrader, Lars GND; Baulain, Ulrich GND; Henning, Martina GND; Preisinger, R.; Dänicke, Sven GND; Weigend, Steffen GND

The aim of the present study was to assess the performance traits of chicken lines with different performance level and phylogenetic origin. Selection for high performances may change unselected traits related to animal health and well-being. However, long before intense selection started to act leading to contemporary high performing genotypes, founder populations on egg laying breeds with white and brown egg shell had been separated for many generations and have evolved independently. We have started to set up a comprehensive collaborative effort at the Friedrich-Loeffler-Institut to approach research question related to the capacity of high selected chicken lines to cope with limited metabolic resources. As a first step, four genotypes of purebred laying hens (WLA, BLA, R11 and L68) were used, which were divided by their divergence in performance and phylogeny. For the first time these genotypes were characterized according to their performance and growth development in the first 16 weeks of age in a rearing trial, a pre-laying period of 6 weeks and a following performance trial of 13 laying months (23 rd to 74 th week of age). The investigated performance traits were significantly affected by genotype, age and their interaction (p ≤ 0.001). As a result of selection for high laying performance, selected strains showed a significantly higher performance than the non-selected ones. The high performing genotypes had an average laying intensity of 85 to 90%, a daily egg mass production of approximately 50 g/hen/d and a feed to egg mass ratio of 2.1 to 2.3 kg/kg. However, the low performing genotypes had an average laying intensity of 52 to 56%, a daily egg mass production of approximately 26 to 31 g/hen/d and a feed to egg mass ratio of approximately 3.0 kg/kg. Concerning average egg weight only R11 (50 g/egg) differed from the other experimental lines (55 to 58 g/egg). Independently of their performance brown hens showed a significantly higher body weight than white hens during the whole trial. Egg quality analyses showed that high performing lines had a significantly higher albumen proportion (57.1 to 62.4%) and a significantly lower yolk proportion (26.8 to 29.8%) than the low performing lines (albumen: 55.3 to 57.4%, yolk: 30.3 to 33.5%). White hens (10.8 to 13.6%) had significantly higher proportion of egg shells than brown hens (10.3 to 12.9%). In summary, the studied genotypes showed clear differences in performance level that made them well suitable for the established experimental design. With that design further studies should be carried out under varying environmental conditions (e.g. feeding, housing, infectious diseases). Thereby the studies will examine the question whether selection on high performance (WLA, BLA) leads to a reduced adaptability to varying environmental conditions.

Das Ziel der vorliegenden Untersuchung war die Entwicklung eines Versuchsdesign zur Beurteilung von Leistungsmerkmalen bei Hühnerlinien unterschiedlicher Leistungsniveaus und phylogenetischer Herkunft. Selektion auf hohe Leistung könnte nicht-selektierte Eigenschaften bezüglich Tiergesundheit und Wohlbefinden verändern. Lange bevor eine intensive Selektion zu den gegenwärtigen hochleistenden Genotypen hin durchgeführt wurde, trennte man Gründerpopulationen von Legezuchten mit weißer und brauner Eischale für mehrere Generationen, die sich daraufhin unabhängig voneinander entwickelten. Daher haben wir eine umfangreiche Zusammenarbeit am Friedrich-Loeffler-Institut begonnen, um uns Forschungsfragen zu nähern, die sich mit der Leistungsfähigkeit stark selektierter Hühnerlinien im Umgang mit begrenzten metabolischen Ressourcen befassen. Als erster Schritt wurden vier Genotypen von Reinzuchtlegehennen (WLA, BLA, R11 und L68) ausgewählt, die hinsichtlich ihrer Divergenz in Leistung und Phylogenie unterteilt wurden. Zum ersten Mal wurden diese Genotypen bezüglich ihrer Leistung und Wachstumsentwicklung in den ersten 16 Lebenswochen in einem Aufzuchtversuch, einer sechswöchigen Vorlegephase und einem angeschlossenen Leistungsversuch über 13 Legemonaten (23. – 74. Lebenswoche) charakterisiert. Die untersuchten Leistungsmerkmale wurden durch den Genotyp, das Alter sowie deren Interaktion höchst signifikant beeinflusst (p ≤ 0.001). Als Folge der Selektion auf hohe Legeleistung zeigten selektierte Linien eine signifikant höhere Leistung als Nichtselektierte. Die hochleistenden Genotypen hatten eine Legeintensität von durchschnittlich 85 bis 90%, eine tägliche Eimasseproduktion von ca. 50 g/Henne/d sowie eine Futterverwertung von 2.1 bis 2.3 kg/kg. Die minderleistenden Genotypen hatten hingegen eine Legeintensität von durchschnittlich 52 bis 56%, eine tägliche Eimasseproduktion von 26 bis 31 g/Henne/d sowie eine Futterverwertung von ca. 3.0 kg/kg. Hinsichtlich des durchschnittlichen Eigewichtes unterschied sich lediglich R11 mit 50 g/Ei von den übrigen Versuchslinien mit 55 bis 58 g/Ei. Unabhängig von ihrer Leistung zeigten braune Hennen über den gesamten Versuch eine signifikant höhere Lebendmasse als weiße Hennen. Untersuchungen der Eiqualität zeigten, dass hochleistende Linien einen signifikant höheren Eiklaranteil (57.1 bis 62.4%), gleichzeitig aber einen signifikant niedrigeren Eidotteranteil (26.8 bis 29.8%) aufwiesen als minderleistende Linien (Eiklar: 55.3 bis 57.4%, Dotter: 30.3 bis 33.5%). Weiße Hennen (10.8 bis 13.6%) besaßen einen signifikant höheren Schalenanteil als braune Linien (10.3 bis 12.9%). Zusammenfassend zeigten die untersuchten Genotypen deutliche Unterschiede hinsichtlich des Leistungsniveaus, welche sie für das etablierte Versuchsdesign sehr gut geeignet machen. Mit diesem Design sollen weitere Studien unter variierenden Umweltbedingungen (z.B. Fütterung, Haltung, Infektionen) durchgeführt werden. Dabei soll der Frage näher nachgegangen werden, ob eine Selektion auf hohe Leistung (WLA, BLA) zu einer verminderten Anpassungsfähigkeit an variierende Umweltbedingungen führt.

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Lieboldt, Marc-Alexander / Halle, Ingrid / Frahm, Jana / et al: Phylogenic versus selection effects on growth development, egg laying and egg quality in purebred laying hens. 2015.

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