The chick chorio-allantoic membrane (CAM) contains a complex vascular network commonly used to study angiogenesis. The application of chemical factors and oxygen barrier films onto this tissue can easily influence the process of angiogenesis. In this study, oxygen barrier film patches (Krehalon, polyvinylidene chloride, 12 μm thick, O2 transmission rate = 2.19 cm3•ml/100 in2•day•atm) were applied to areas of the CAM. Holes were made in the film and alginate beads incubated in various chemical factors were placed in the holes. After 24 and 48 hours of exposure to the alginate beads, images were taken of the tissue using a stereomicroscope and then processed using ImageJ software (from the National Institue of Health (NIH)). The images were analyzed with the Fractal Analysis plugin of ImageJ (also from NIH) using four parameters. These parameters are the number of vessel segments, the number of vessel bifurcations, the total length of the vessels, and the complexity of the vascular network. From these parameters, the chemical factors can be identified as promoting angiogenesis (pro-angiogenic), inhibiting angiogenesis (anti-angiogenic), or having no effect on angiogenesis (not angiogenic). For the angiogenic beads, significant results were found in at least one of the four parameters. SNAP and H2O2 gave pro-angiogenic responses while Angiotensin II, Losartan, and Adenosine were anti-angiogenic. To test the effect of an oxygen barrier film patch on angiogenesis, images were taken of the tissue under the film patch (virtual holes) and holes exposed to atmospheric oxygen. Analysis of the virtual holes compared to the control holes gave significant results for several of the film patches. These film patches are distinguished by the chemical that was tested on each of the films. The virtual holes containing Angiotensin II, Losartan, Adenosine, and H2O2 gave pro-angiogenic results while SNAP and L-NAME virtual holes were anti-angiogenic. Thus, the chemical factors and the oxygen barrier film patches did have an effect on angiogenesis in the CAM.

In Deutschland werden jährlich über 40 Millionen männliche Eintagsküken aus Legelinien aufgrund vorrangig wirtschaftlicher Interessen getötet. Dies stellt sowohl ein ethisches als auch ein tierschutzrechtliches Problem dar (ANON. 2006, IDEL 2007). Gerade vor dem Hintergrund aktueller politischer Entscheidungen (MUNLV NRW 2013, NI MELV 2014) besteht ein Bedarf an Alternativen zur Tötung männlicher Eintagsküken. Verschiedene Lösungsansätze wie z. B. das Zweinutzungshuhn (ICKEN et al. 2013) oder aber die Mast männlicher Geschwisterhühner (KAUFMANN und ANDERSSON 2013) sind derzeit aus ökonomischen und ökologischen Gründen nicht flächendeckend realisierbar. Eine weitere Möglichkeit bietet die In-ovo-Geschlechtsbestimmung. Hierbei wird das embryonale Geschlecht bereits vor dem Schlupf identifiziert; nachfolgend können die Eier mit männlichen Embryonen aussortiert werden. Um sowohl ethischen als auch tierschutzrechtlichen Aspekten Genüge zu tun, sollte die Geschlechtsidentifikation dabei vor Einsetzen des embryonalen Schmerzempfindens stattfinden (Tag 10 + 12 h der Bebrütung; CLOSE et al. 1997). Ziel der vorliegenden Arbeit war die Entwicklung einer verlässlichen Methode zur In-ovo-Geschlechtsbestimmung anhand geschlechtsspezifischer Differenzen im Hormongehalt der Allantoisflüssigkeit sieben bis zehn Tage alter Hühnerembryonen. Nachfolgend wurde der Einfluss der Geschlechtsbestimmung auf die embryonale Entwicklung, Schlupferfolg, Aufzucht sowie die Leistungsparameter der adulten Tiere analysiert. Im Rahmen der ersten Teilstudie erfolgte die Beprobung von n = 750 Eiern des Braunlegehybrids Lohmann Brown (LB, Lohmann Tierzucht GmbH, Deutschland). Der minimalinvasiven Entnahme von Allantoisflüssigkeit folgte die Untersuchung auf 17β-Östradiol (E2), Östronsulfat (E1S) und Testosteron mittels an das Haushuhn angepassten Enzymimmunoassays (ELISA). Es konnten sowohl für E2 als auch für E1S signifikante (p < 0,01) geschlechtsspezifische Differenzen in der Allantoisflüssigeit von neun und zehn Tage alten Embryonen nachgewiesen werden. Die Testosteronkonzentration hingegen zeigte an keinem der untersuchten Tage geschlechtsabhängige Unterschiede und erwies sich somit für die In-ovo-Geschlechtsbestimmung als ungeeignet. Die statistische Auswertung ergab, dass die Bestimmung von E1S eine frühere und genauere Geschlechtsidentifikation ermöglicht als die von E2. Der für E1S festgelegte Grenzwert erreicht bei neun Tage alten Embryonen eine 86%ige Sensitivität und 83%ige Spezifität. In der zweiten Teilstudie wurde die zuvor etablierte Technik der Geschlechtsbestimmung mittels E1S an 8 + 4 h (n = 2420) und 9 + 4 h (n = 2850) Tage alten Embryonen der Herkunft LB sowie an n = 150 9 + 4 h alten Embryonen des Weißlegehybrids Lohmann Selected Leghorn (LSL, Lohmann Tierzucht GmbH, Deutschland) überprüft. Das Geschlecht der 8 + 4 h Tage alten Embryonen konnte zu 84 % korrekt identifiziert werden. Dieser Wert stieg bei 9 + 4 h Tage alten Embryonen auf 98 % (LB) bzw. 100 % (LSL) an. Im Vergleich zu einer unbehandelten Kontrollgruppe (n = 5258) wurde die Schlupfrate durch die Entnahme von Allantoisflüssigkeit um 1,4 - 3,5 (LB) bzw. 12,7 Prozentpunkte (LSL) reduziert. Nachfolgend wurden 150 Tiere der Versuchsgruppe und 80 Tiere der Kontrollgruppe für eine Aufzuchtperiode von 17 Wochen eingestallt. Hierbei zeigten sich hinsichtlich des Körpergewichtes signifikante (p < 0,05) Unterschiede zwischen Versuchs- und Kontrollgruppe in Woche 4 und 6, wobei die Zunahmen in der Versuchsgruppe geringer waren. Anschließend wurde die Leistung von 120 Tieren der Versuchsgruppe und 60 Tieren der Kontrollgruppe bis Lebenswoche 33 bezüglich Legeleistung, Eigewicht, Körpergewicht sowie Futterverbrauch analysiert. Bei keinem der untersuchten Parameter konnten signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen festgestellt werden (p > 0,05). Die Resultate der vorliegenden Arbeit zeigen, dass eine verlässliche Geschlechtsbestimmung in ovo bei 9 + 4 h Tage alten Hühnerembryonen mithilfe einer Bestimmung der E1S-Konzentration in der Allantoisflüssigkeit möglich ist; zudem ist die beschriebene Methode bei verschiedenen Legelinien anwendbar. Die Entnahme von Allantoisflüssigkeit führt zwar zu einer minimalen Reduktion der Schlupfrate, bei adulten Legehennen kommt es jedoch zu keiner Beeinträchtigung der Produktionsleistung. Demnach erfüllt das etablierte Verfahren alle Grundvoraussetzungen für eine Anwendung in kommerziellen Brütereien. Da die Geschlechtsbestimmung vor Einsetzen des embryonalen Schmerzempfindens erfolgt, kann sie somit als Grundlage für eine ethisch vertretbare Alternative zum Töten männlicher Eintagsküken angesehen werden. / In Germany about 40 million day-old male chicks are culled each year predominantly because of economic reasons. From the animal welfare as well as the ethical point of view this is a problematic situation (ANON. 2006, IDEL 2007). Particularly with regard to current political decisions (MUNVL NRW, NI MELV 2014) alternatives to the culling of male day-old chicks are required. Different approaches such as a dual-purpose breed (ICKEN et al. 2013) or the fattening of male layer-hybrids (KAUFMANN and ANDERSSON 2013) are not ubiquitous marketable at present due to economic and ecological reasons. In ovo sexing represents another option; the embryonic gender is determined before hatch and the eggs containing male embryos can be eliminated subsequently. To comply with ethical and animal welfare aspects, the sexing should take place before the onset of embryonic pain perception (embryonic day 10 + 12 h; CLOSE et al. 1997). Aim of this thesis was the development of a reliable method for in ovo gender identification with the help of sex-specific differences in the hormone concentration of the allantoic fluid of seven to ten day old chick embryos. Subsequently, the influence of gender identification on embryonic development, hatching rate, rearing as well as production performance of the adult hens was analysed. Within the first study n = 750 eggs of the brown layer-hybrid Lohmann Brown (LB; Lohmann Tierzucht GmbH, Germany) were sampled for allantoic fluid. After the minimally invasive withdrawal the allantoic fluid was analysed via enzyme immunoassays (ELISA) adapted to domestic chicken for 17β-oestradiol (E2), oestrone sulphate (E1S) and testosterone. With regard to E2 and E1S, significant (P < 0.01) sex-specific differences were observed in the allantoic fluid of nine and ten day old embryos. Testosterone on the other hand displayed no gender-related variances on any of the analysed days. Therefore, it proved to be unsuitable for gender identification using the method applied in this study. Statistical analysis showed that the analysis of E1S allows an earlier and more accurate sexing than the E2-assay. The limit value determined for E1S has a sensitivity of 86 % and a specificity of 83 % for nine day old embryos. The previously established method for gender identification via E1S detection in the allantoic fluid was verified with a larger number of samples in the second study. The allantoic fluid of day 8 + 4 h (n = 2420) and day 9 + 4 h (n = 2850) old LB embryos as well as n = 150 day 9 + 4 h old embryos of the white layer-hybrid Lohmann Selected Leghorn (LSL; Lohmann Tierzucht GmbH, Germany) was analysed. For day 8 + 4 h old embryos the sex was correctly identified in 84 %. The accuracy of gender prediction increased for day 9 + 4 h old embryos up to 98 % (LB) and 100 % (LSL). Compared to an untreated control group (n = 5258) sampling of allantoic fluid reduced the hatching rate by 1.4 - 3.5 (LB) and 12.7 points of percentage (LSL). In the following, 150 animals of the experimental group and 80 animals of the control group were reared for a period of 17 weeks. With regard to the body weight significant differences (P < 0.05) were observed in weeks 4 and 6, with the animals of the experimental group having a lower body weight. Subsequently the production performance of 120 hens from the experimental and 60 hens from the control group was analysed up to an age of 33 weeks. With respect to egg production, egg weight, body weight and feed consumption no significant differences (P > 0.05) were observed between the groups. The results of this thesis demonstrate that a reliable in ovo sexing of day 9 + 4 h old chicken embryos is possible via the measurement of E1S in the allantoic fluid; additionally the method is not limited to a certain layer strain. The sampling of allantoic fluid reduces the hatching rate only marginally. The production performance of adult hens on the other hand is not affected. Therefore, the described technique fulfils all the basic requirements for an alternative method to the culling of day-old male layer chicks. Because gender identification takes place before the onset of embryonic pain perception it can serve as the basis for an ethical alternative to the culling of male day-old chicks from layer-hybrids.

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Para avaliar o potencial de replicação viral, foram utilizados 351 ovos embrionados de codorna de casca branca (Coturnix coturnix japonica) da linhagem NISSEI e amostras dos vírus que acometem aves (vírus da doença de Newcastle, vírus da varíola aviária e vírus da bronquite infecciosa das galinhas) e também em outras espécies como vírus da influenza equina. Nos ovos inoculados com o vírus de Newcastle foi coletado o liquido alantoíde para a realização do teste de HA, que apresentou melhor resultado no tempo de 72 horas com o volume de 100μl. Na inoculação do vírus da varíola aviária foram coletadas as membranas corioalantoídes para analisar as les es po e an lise histopatol gica, sendo que todos os volumes utilizados (20, 40, 80 e 100μl) apresentaram lesões características desta enfermidade. Nos vírus da bronquite infecciosa das galinhas, de todos os volumes utilizados, somente o de 40μl produziu lesões no embrião, como nanismo e enrolamento. A replicação do vírus influenza equina, assim como aconteceu com o VDN, foi dependente da concentração e o tempo de incubação, sendo o melhor tempo o intervalo de 48 horas, utilizando o volume de 40μl. Os ovos embrionados de codornas de casca branca também foram utilizados para testar a viabilidade de uso em cultivo primário de fibroblastos, sendo que os mesmos permaneceram viáveis após quatro passagens in vitro. Este modelo biológico foi eficiente para replicação do vírus da doença de Newcastle, vírus da varíola aviária, vírus da bronquite infecciosa das galinhas e vírus da influenza equina. Estes embriões se mostraram aptos também para serem utilizados em cultivo primário de fibroblastos. / Quail embryonated eggs may be used for inoculation of several viruses by different ways, like the well-known techniques used in embryonated chicken (Gallus domesticus) eggs with some light adjustments. Some advantages may be assigned to this process like: lower production costs, reduction in incubation time, no need for large spaces and, maybe the most important one, for being a different species of Gallus domesticus and so, not carrying antigens and antibodies of interest for modern commercial poultry, it does not interfere in the diagnose or in the viral replication. To assess the viral replication potential, we used a total of 351 embryonated quail eggs of white eggshell type (Coturnix coturnix japonica) NISSEI lineage and samples of virus that affect birds (Newcastle disease virus, avipoxvirus and infectious bronchitis chickens and also, some other species like the equine influenza virus.From the eggs inoculated with Newcastle virus it was collected the allantois fluid to perform HA test which presented the better result for 72 hours period and a volume of 100μl. From the inoculation with Fowl pox we collected the chorioallantoic membrane o analyze both pox lesions and for histopathological analysis, all considered volumes (20, 40, 80 e 100μl) presented the disease characteristic lesions. For the Chicken Infectious Bronchitis Virus, from all considered volumes used only the 40μl volume produced embryo lesion like dwarfism and winding. The Equine Influenza Virus replication similar to what was observed with NDV was concentration and incubation time dependent, being the best result achieved for a 48 hours interval using a 40μl volume. White Shell quail embryonated eggs were also used to test its viability for primary cultures of fibroblasts and it was verified that they remain viable after four passages in vitro. This biological model demonstrated efficient for virus replication of Newcastle Disease, Fowl Pox, infectious bronchitis chickens and for equine influenza virus. These embryos also proved suitable for use in primary fibroblasts culture.

In Deutschland werden jährlich über 40 Millionen männliche Eintagsküken aus Legelinien aufgrund vorrangig wirtschaftlicher Interessen getötet. Dies stellt sowohl ein ethisches als auch ein tierschutzrechtliches Problem dar (ANON. 2006, IDEL 2007). Gerade vor dem Hintergrund aktueller politischer Entscheidungen (MUNLV NRW 2013, NI MELV 2014) besteht ein Bedarf an Alternativen zur Tötung männlicher Eintagsküken. Verschiedene Lösungsansätze wie z. B. das Zweinutzungshuhn (ICKEN et al. 2013) oder aber die Mast männlicher Geschwisterhühner (KAUFMANN und ANDERSSON 2013) sind derzeit aus ökonomischen und ökologischen Gründen nicht flächendeckend realisierbar. Eine weitere Möglichkeit bietet die In-ovo-Geschlechtsbestimmung. Hierbei wird das embryonale Geschlecht bereits vor dem Schlupf identifiziert; nachfolgend können die Eier mit männlichen Embryonen aussortiert werden. Um sowohl ethischen als auch tierschutzrechtlichen Aspekten Genüge zu tun, sollte die Geschlechtsidentifikation dabei vor Einsetzen des embryonalen Schmerzempfindens stattfinden (Tag 10 + 12 h der Bebrütung; CLOSE et al. 1997). Ziel der vorliegenden Arbeit war die Entwicklung einer verlässlichen Methode zur In-ovo-Geschlechtsbestimmung anhand geschlechtsspezifischer Differenzen im Hormongehalt der Allantoisflüssigkeit sieben bis zehn Tage alter Hühnerembryonen. Nachfolgend wurde der Einfluss der Geschlechtsbestimmung auf die embryonale Entwicklung, Schlupferfolg, Aufzucht sowie die Leistungsparameter der adulten Tiere analysiert. Im Rahmen der ersten Teilstudie erfolgte die Beprobung von n = 750 Eiern des Braunlegehybrids Lohmann Brown (LB, Lohmann Tierzucht GmbH, Deutschland). Der minimalinvasiven Entnahme von Allantoisflüssigkeit folgte die Untersuchung auf 17β-Östradiol (E2), Östronsulfat (E1S) und Testosteron mittels an das Haushuhn angepassten Enzymimmunoassays (ELISA). Es konnten sowohl für E2 als auch für E1S signifikante (p < 0,01) geschlechtsspezifische Differenzen in der Allantoisflüssigeit von neun und zehn Tage alten Embryonen nachgewiesen werden. Die Testosteronkonzentration hingegen zeigte an keinem der untersuchten Tage geschlechtsabhängige Unterschiede und erwies sich somit für die In-ovo-Geschlechtsbestimmung als ungeeignet. Die statistische Auswertung ergab, dass die Bestimmung von E1S eine frühere und genauere Geschlechtsidentifikation ermöglicht als die von E2. Der für E1S festgelegte Grenzwert erreicht bei neun Tage alten Embryonen eine 86%ige Sensitivität und 83%ige Spezifität. In der zweiten Teilstudie wurde die zuvor etablierte Technik der Geschlechtsbestimmung mittels E1S an 8 + 4 h (n = 2420) und 9 + 4 h (n = 2850) Tage alten Embryonen der Herkunft LB sowie an n = 150 9 + 4 h alten Embryonen des Weißlegehybrids Lohmann Selected Leghorn (LSL, Lohmann Tierzucht GmbH, Deutschland) überprüft. Das Geschlecht der 8 + 4 h Tage alten Embryonen konnte zu 84 % korrekt identifiziert werden. Dieser Wert stieg bei 9 + 4 h Tage alten Embryonen auf 98 % (LB) bzw. 100 % (LSL) an. Im Vergleich zu einer unbehandelten Kontrollgruppe (n = 5258) wurde die Schlupfrate durch die Entnahme von Allantoisflüssigkeit um 1,4 - 3,5 (LB) bzw. 12,7 Prozentpunkte (LSL) reduziert. Nachfolgend wurden 150 Tiere der Versuchsgruppe und 80 Tiere der Kontrollgruppe für eine Aufzuchtperiode von 17 Wochen eingestallt. Hierbei zeigten sich hinsichtlich des Körpergewichtes signifikante (p < 0,05) Unterschiede zwischen Versuchs- und Kontrollgruppe in Woche 4 und 6, wobei die Zunahmen in der Versuchsgruppe geringer waren. Anschließend wurde die Leistung von 120 Tieren der Versuchsgruppe und 60 Tieren der Kontrollgruppe bis Lebenswoche 33 bezüglich Legeleistung, Eigewicht, Körpergewicht sowie Futterverbrauch analysiert. Bei keinem der untersuchten Parameter konnten signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen festgestellt werden (p > 0,05). Die Resultate der vorliegenden Arbeit zeigen, dass eine verlässliche Geschlechtsbestimmung in ovo bei 9 + 4 h Tage alten Hühnerembryonen mithilfe einer Bestimmung der E1S-Konzentration in der Allantoisflüssigkeit möglich ist; zudem ist die beschriebene Methode bei verschiedenen Legelinien anwendbar. Die Entnahme von Allantoisflüssigkeit führt zwar zu einer minimalen Reduktion der Schlupfrate, bei adulten Legehennen kommt es jedoch zu keiner Beeinträchtigung der Produktionsleistung. Demnach erfüllt das etablierte Verfahren alle Grundvoraussetzungen für eine Anwendung in kommerziellen Brütereien. Da die Geschlechtsbestimmung vor Einsetzen des embryonalen Schmerzempfindens erfolgt, kann sie somit als Grundlage für eine ethisch vertretbare Alternative zum Töten männlicher Eintagsküken angesehen werden. / In Germany about 40 million day-old male chicks are culled each year predominantly because of economic reasons. From the animal welfare as well as the ethical point of view this is a problematic situation (ANON. 2006, IDEL 2007). Particularly with regard to current political decisions (MUNVL NRW, NI MELV 2014) alternatives to the culling of male day-old chicks are required. Different approaches such as a dual-purpose breed (ICKEN et al. 2013) or the fattening of male layer-hybrids (KAUFMANN and ANDERSSON 2013) are not ubiquitous marketable at present due to economic and ecological reasons. In ovo sexing represents another option; the embryonic gender is determined before hatch and the eggs containing male embryos can be eliminated subsequently. To comply with ethical and animal welfare aspects, the sexing should take place before the onset of embryonic pain perception (embryonic day 10 + 12 h; CLOSE et al. 1997). Aim of this thesis was the development of a reliable method for in ovo gender identification with the help of sex-specific differences in the hormone concentration of the allantoic fluid of seven to ten day old chick embryos. Subsequently, the influence of gender identification on embryonic development, hatching rate, rearing as well as production performance of the adult hens was analysed. Within the first study n = 750 eggs of the brown layer-hybrid Lohmann Brown (LB; Lohmann Tierzucht GmbH, Germany) were sampled for allantoic fluid. After the minimally invasive withdrawal the allantoic fluid was analysed via enzyme immunoassays (ELISA) adapted to domestic chicken for 17β-oestradiol (E2), oestrone sulphate (E1S) and testosterone. With regard to E2 and E1S, significant (P < 0.01) sex-specific differences were observed in the allantoic fluid of nine and ten day old embryos. Testosterone on the other hand displayed no gender-related variances on any of the analysed days. Therefore, it proved to be unsuitable for gender identification using the method applied in this study. Statistical analysis showed that the analysis of E1S allows an earlier and more accurate sexing than the E2-assay. The limit value determined for E1S has a sensitivity of 86 % and a specificity of 83 % for nine day old embryos. The previously established method for gender identification via E1S detection in the allantoic fluid was verified with a larger number of samples in the second study. The allantoic fluid of day 8 + 4 h (n = 2420) and day 9 + 4 h (n = 2850) old LB embryos as well as n = 150 day 9 + 4 h old embryos of the white layer-hybrid Lohmann Selected Leghorn (LSL; Lohmann Tierzucht GmbH, Germany) was analysed. For day 8 + 4 h old embryos the sex was correctly identified in 84 %. The accuracy of gender prediction increased for day 9 + 4 h old embryos up to 98 % (LB) and 100 % (LSL). Compared to an untreated control group (n = 5258) sampling of allantoic fluid reduced the hatching rate by 1.4 - 3.5 (LB) and 12.7 points of percentage (LSL). In the following, 150 animals of the experimental group and 80 animals of the control group were reared for a period of 17 weeks. With regard to the body weight significant differences (P < 0.05) were observed in weeks 4 and 6, with the animals of the experimental group having a lower body weight. Subsequently the production performance of 120 hens from the experimental and 60 hens from the control group was analysed up to an age of 33 weeks. With respect to egg production, egg weight, body weight and feed consumption no significant differences (P > 0.05) were observed between the groups. The results of this thesis demonstrate that a reliable in ovo sexing of day 9 + 4 h old chicken embryos is possible via the measurement of E1S in the allantoic fluid; additionally the method is not limited to a certain layer strain. The sampling of allantoic fluid reduces the hatching rate only marginally. The production performance of adult hens on the other hand is not affected. Therefore, the described technique fulfils all the basic requirements for an alternative method to the culling of day-old male layer chicks. Because gender identification takes place before the onset of embryonic pain perception it can serve as the basis for an ethical alternative to the culling of male day-old chicks from layer-hybrids.