PB3: Ressourcennutzung und Umweltinteraktion


Ein schonender Umgang mit der Umwelt ist eine zentrale Anforderung an die zukünftige Nutztierhaltung, wobei der prognostizierte Klimawandel eine besondere Herausforderung darstellt.

Dies erfordert einerseits eine effiziente Nutzung natürlicher Ressourcen wie Land und Wasser sowie andererseits eine möglichst geringe Beeinträchtigung der Umwelt. Beides setzt ein umfassendes Verständnis der Regulation metabolischer Prozesse im Nutztier unter verschiedenen Haltungsbedingungen voraus. Im Programmbereich werden unterschiedliche Ebenen der Steuerung von des Stoffwechsels und des Verhaltens untersucht, um einerseits Unterschiede in der Adaptationsfähigkeit der Tiere zu erkennen und andererseits die Haltungsumwelt besser an die Bedürfnisse der Nutztiere anpassen zu können. Dazu werden molekulare Mechanismen der Nährstoffaufnahme, -umwandlung und -verteilung, einschließlich intra- und extrazellulärer Signalwege sowie Mikrobiom-Wirts-Interaktionen analysiert, um die Energie-, Stickstoff- und Phosphat-Effizienz zu verbessern, die Treibhausgasemissionen zu reduzieren und entsprechende Biomarker zu entwickeln. Darüber hinaus werden Fütterungs- und Tierhaltungsstrategien zur Erleichterung der Anpassung an den Hitzestress entwickelt. Die Untersuchung der Wechselwirkungen von Nutztieren mit ihrer Umwelt zielt somit auf die Verbesserung von Gesundheit, Wohlbefinden und Leistung der Tiere bei einer Reduzierung von Umweltbelastungen ab.

Cluster 3.1: Nährstoffumsatz und Energiemetabolismus

Forschungsarbeiten in diesem Cluster widmen sich der Charakterisierung molekularer Mechanismen der Aufnahme, Transformation und Verteilung von Nährstoffen in und zwischen absorptiven und postabsorptiven Organen unterschiedlicher Stoffwechseltypen. Diese und ergänzende Untersuchungen zur Mikrobiota–Wirt-Interaktion dienen der Identifizierung von Tieren mit verbesserter Energie-, Stickstoff- und Phosphateffizienz bzw. geringeren Treibhausgasemissionen.

Cluster 3.2: Kommunikation zwischen Zellen und Geweben – Nährstoffe als Signalgeber

Reaktionen des Organismus auf Veränderungen der Umwelt und der physiologischen Gegebenheiten beinhalten die Interaktion zwischen Zellen und Geweben und beeinflussen den Stoffwechselstatus und die Immunantwort. All diese Antworten sind biologischen Rhythmen unterworfen. Sie beeinflussen unterschiedliche Signaltransduktionswege und sind abhängig vomEinbau von Nahrungsbestandteilen in spezifische Zellkompartimente. Ziel des Clusters ist es, das Wissen um diese Signalwege beim Nutztier und im Tiermodell zu verbessern. Signaltransduktionswege in Verbindung mit Fettsäureaufnahme und Lipideinlagerung stehen dabei im Fokus. Darüber hinaus werden auto-, para- und endokrin agierende Signalmoleküle aus Fett- und Muskelzellen, Adipokine und Myokine, betrachtet. Weiterhin bildet die  Kommunikation der Mitochondrien mit dem Zellkern bei der epigenetischen Programmierung und zellulären Stressantwort einen Schwerpunkt der Arbeiten.

Cluster 3.3: Tier-Umwelt-Interaktion

Die Untersuchungen der Wechselwirkungen von Nutztieren mit ihrer Umwelt zielen auf die Verbesserung von Gesundheit, Wohlbefinden und Leistung sowie die Reduzierung von Umweltbelastungen. Wie gut Nutztiere ihr Leistungspotential ausschöpfen können, hängt unter anderem von der Fähigkeit ab, sich an gegebene Umweltbedingungen anzupassen. Im Rahmen des Clusters werden Fütterungs- und Haltungsstrategien entwickelt, die die physiologische Adaptation an erhöhte Umgebungstemperaturen (Hitzestress) erleichtern. Die Untersuchungen beinhalten weiterhin die Identifizierung von indirekten Methanindikatoren, die Ausprägung der Skelettmuskulatur beim Schwein unter dem Einfluss einer n-3 PUFA-angereicherten Fütterung sowie die Entwicklung verhaltensbasierter technischer Lösungen in der Tierhaltung.