Μελέτη επίδρασης της θερμικής καταπόνησης στην αναπαραγωγή των αγελάδων γαλακτοπαραγωγής-διαφορές μεταξύ φαινοτυπικά θερμοαντοχών και θερμοευαίσθητων ατόμων

Abstract

The accomplishment of this PhD thesis required the completion of five distinct experiments, aiming at the investigation of the effect of summer heat stress (HS) on certain reproductive functions of dairy cows, and on the identification of possible variations between phenotypically thermotolerant and thermosensitive cows. These experiments focused on studying: a) the reproductive characteristics and the response to the HS of phenotypically thermotolerant and thermosensitive cows, b) the early embryonic death rates, the progesterone and pregnancy associated glycoproteins concentrations in pregnant heat-stressed cows, c) the effects of HS and pregnancy on ghrelin secretion in cows and heifers, d) the ultrasonographic characteristics of the gravid uterus and the corpus luteum of heat stressed cows, and e) the feasibility of using specific molecular markers for the selection of thermotolerant cows. This PhD thesis is separated in six chapters followed by the concluding remarks.Chapter I includes the general introduction and reviews the relevant bibliography for each scientific field of the main experiments. In chapter II, the differences between phenotypically thermotolerant and thermosensitive dairy cow are described. The experiments of this chapter were based on the observation that, under high Temperature Humidity Index (THI≥75), despite the overall reduced fertility, some cows conceive at the first artificial insemination (AI). Here, we sought to determine distinctive features of cows with conserved fertility under severe HS. From the databases of three herds, 167 lactating Holstein cows being in the 2nd or the 3rd lactation were selected; group TT cows (n=57) had conceived in the previous year at the 1st AI that was performed during summer at THI≥75), and group TS (n=110) at the same period had failed to conceive after at least 2 consecutive AIs. Τhe animals calved in spring, and in August, blood samples were collected during a hot day (THI≥81) for the determination of cortisol and HSP70concentrations. In one farm, the validity of fertility data of the previous year was re-examined. In 28 cows from group TT and in 39 cows from group TS, the conception rate was examined during July and August. In 6 cows from each group (TT and TS) the estrous cycles were synchronized with PRID and PGF2α, and ovulation was induced with GnRH (THI =80). Starting 30 min before and until 120 min after GnRH injection, 9 blood samples were collected for the determination of LH concentration; ΑΙ was performed 16 hours after the GnRH injection. The progesterone concentration in the ensuing cycle was determined in blood samples collected every other day. Overall, cortisol was significantly lower (p<0.05) in TT group compared to TS. Similarly, HSP70 was lower in TT group (p<0.001). More animals from group TT conceived at the first AI compared with those from group TS (p<0.05). The induced preovulatory LH surge peaked at higher level in group TT than in group TS (5.05 ± 0.71mIU/ml, P<0.002). No difference was recorded among groups either in mean progesterone concentrations or in the duration of the ensuing estrous cycle.In chapter III the effects of heat stress on serum pregnancy associated glycoproteins and progesterone and their involvement in embryo survival are described in three separate trials. In trial 1, blood samples collected on days 29 to 36 post insemination were examined for the comparison of PAG concentration between winter (n=3721) and summer (n=2388). In trial 2, embryo losses were assessed in winter (n=144) and in summer (n=133). Pregnancy diagnosis was carried out by ultrasonography on days 24 or 25 post insemination and it was repeated a week later; in the second occasion the serum PAG concentration was also determined. In trial 3 PAG and progesterone concentrations were assessed in a narrower time window (days 33 to 36) in winter and summer. In trial 1 no difference was detected in PAG levels between winter and summer, whereas the conception rate and the proportion of uncertain pregnancy status were significantly higher in winter compared to summer (p<0.001). The likelihood of pregnancy was 10 to 15% higher in winter. In trial 2, the embryo death rate was higher in summer, but the PAG levels of those cases in summer were higher than in winter. Embryo death was five times more likely to occur in summer than in winter and lower PAG concentrations were positively associated with higher risk of embryo loss. In trial 3 we found that in summer on days 33 to 36, mean concentration of PAG was higher and of progesterone was lower than in the respective days in winter.In chapter IV the hypothesis that heat stress and pregnancy state affect ghrelin secretion in mature dairy cows and heifers was investigated. The study was conducted in a dairy farm without any artificial cooling measures. The animals were fed a total mixed ration twice daily; each morning the leftovers were removed and weighted. Lactating cows and heifers were used during the winter and the summer; in each season 4 groups were formed as following: non pregnant cows (n=10) and heifers (n=10) and pregnant cows (in each group n=8) and heifers (in each group n=10), being at the 1st (days 65 to 90), the 2nd (days 114 to 144) and the 3rd (dry cows, days 198 to 220; heifers, days 192 to 230) trimester of gestation. All animals were bled on the same day (winter Temperature Humidity Index (THI) =58, and summer THI=73). Blood samples were collected one hour prior to morning feeding. Acidified and normal sera stored at -20oC were assayed for acylated and total ghrelin levels, respectively. Feed refusals were higher in summer compared to winter (p<0.01). In cows, total ghrelin levels differed between gestation stages in winter and summer (p<0.04), while acylated ghrelin levels differed by gestation stage in winter but not in summer (p<0.001). There was an effect of season by the gestational stage in the pattern of acylated (p<0.001), but not of total ghrelin. In heifers, the pattern of total and acylated ghrelin secretion was not affected by season or gestation stage (p>0.05). Both in cows and heifers, acylated ghrelin levels were lower in summer compared to winter, (p<0.002).The objectives of chapter V were το assess possible differences in, echogenic appearance, size and blood flow of corpus luteum, placentomes, umbilical and uterine arteries in pregnant cows during winter or during summer. Nineteen cows being at the 90th to the 110th day of gestation, were allocated in two groups and the corpora lutea and the gravid uteri were examined during the winter (group W, n=9) or the summer (group S, n=10). Scanning of the ovaries and placentomes were carried out by a B-mode linear transducer, while spectral Doppler ultrasonographic examinations were performed by a microconvex transducer. The grey-scale intensity and color- flow of the corpus luteum and placentome, the length of placentome, the umbilical and uterine artery diameters and haemodynamic parameters in the vessels were calculated. Progesterone and cortisol concentrations were determined at the time of ultrasonographic examination in both groups. Cortisol and progesterone levels were lower in group S compared to group W (p<0.02 and p=0.065, for cortisol and progesterone, respectively). The grey-scale of corpora lutea and placentomes was lower in group S compared to group W (P<0.001 and P=0.016 respectively). The diameter of umbilical artery and the total blood flow in the vessel were smaller in group S than in group W (P=0.001 and P=0.042 respectively). No difference was detected in diameter, and in haemodynamic parameters of blood flow in uterine artery.In chapter VI, we used data from a comparative genomics analysis between 40 tolerant and 40 susceptible animals. Out of the total polymorphic sites, those mapped in the 3’ untranslated regions of HSPs genes were chosen, in order to confirm their capability of characterizing the animals as thermotolerant or susceptible. A total of 275 blood samples were collected from three farms and the animals were characterized by their thermotolerance. A total of 21 SNPs mapped in 9 different genes were genotyped CCT6A, DNAJA4, DNAJB1, DNAJB6, DNAJC21, DNAJC27, DNAJC6, HSPA1A, HSPA1L) using the iPlex Mass Array system. These SNPs are mapped in 5 genes (DNAJC27, DNAJA4, DNACJ21,DNAJB1, HSPA1A).The main findings of the present PhD Thesis are summarized as following:1.The thermotolerance of dairy cows is an inherent characteristic that is manifested by increased upper thermoneutral threshold.2.The maintenance of combined increased levels of P4 and PAG are prerequisite determinants for the early embryo survival in heat stressed cows. The early embryos that survive under HS conditions have a highly functional placenta.3.Heat stress suppresses ghrelin release in dairy cows, this is a plausible explanation for the reduced dry matter intake during heat stress periods. Moreover, ghrelin concentrations are significantly affected by the pregnancy stage and the existing milk production.4.The structural and functional integrity of the corpus luteum and the placentomes of pregnant lactating cow are compromised during HS period. The detected differences only in umbilical diameter and blood volume imply that either the intense cooling prevents other alterations from occurring, or adaptive alterations in the microvascularization in the uterus mitigate the effects of HS on hemodynamic characteristics of main vessel.5.Between phenotypically thermotolerant and thermosensitive dairy cows, polymorphisms mapped in regions of HSPs genes, and significant differences in their frequencies do exist; this could be used in the future for the accurate identification of genetically thermotolerant individuals.

Η παρούσα διατριβή εκπονήθηκε στην Κλινική Μαιευτικής και Αναπαραγωγής του Τμήματος Κτηνιατρικής, σε συνεργασία με το Εργαστήριο Γενετικής, Συγκριτικής και Εξελικτικής Βιολογίας (ΒΙΟΖ) του Τμήματος Βιοχημείας και Βιοτεχνολογίας, του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας. Οι πειραματισμοί της διδακτορικής διατριβής αποτελούσαν μέρος των μελετών που ολοκληρώθηκαν στo πλαίσιo του ερευνητικού έργου με τίτλο «Βελτίωση της γονιμότητας των αγελάδων γαλακτοπαραγωγής μέσω εντοπισμού και αξιοποίησης ατόμων με γενετικά καθοριζόμενη θερμοαντοχή –The summer cow» με κωδικό ΕΕ 5719, που χρηματοδοτήθηκε από την δράση ΕΡΕΥΝΩ – ΔΗΜΙΟΥΡΓΩ – ΚΑΙΝΟΤΟΜΩ. Ο υποψήφιος διδάκτορας χρηματοδοτήθηκε από το Ίδρυμα Κρατικών Υποτροφιών (ΙΚΥ), στα πλαίσια του επιχειρησιακού προγράμματος «Ανάπτυξη Ανθρώπινου Δυναμικού, Εκπαίδευση και Διά Βίου Μάθηση», στο πλαίσιο της Πράξης «Ενίσχυση του ανθρώπινου ερευνητικού δυναμικού μέσω της υλοποίησης διδακτορικής έρευνας» (MIS-5000432), που υλοποιεί το Ίδρυμα Κρατικών Υποτροφιών (ΙΚΥ). Για την ολοκλήρωση της διδακτορικής διατριβής διενεργήθηκαν πέντε πειραματισμοί, που στόχο είχαν τη μελέτη της επίδρασης της θερμικής καταπόνησης (ΘΚ) του θέρους σε λειτουργίες της αναπαραγωγής σε αγελάδες γαλακτοπαραγωγής και τον εντοπισμό πιθανών διαφοροποιήσεων μεταξύ φαινοτυπικά θερμοάντοχων και θερμοευαίσθητων ατόμων. Οι πειραματισμοί εστιάστηκαν: α) στη μελέτη των αναπαραγωγικών χαρακτηριστικών και της ανταπόκρισης στη ΘΚ των φαινοτυπικά θερμοάντοχων και θερμοευαίσθητων ατόμων, β) στη μελέτη των πρώιμων εμβρυικών θανάτων, της προγεστερόνης και των ειδικών γλυκοπρωτεϊνών της εγκυμοσύνης σε αγελάδες που εκτίθενται σε ΘΚ, γ) στη μελέτη της επίδρασης της ΘΚ και της εγκυμοσύνης στην έκκριση της γκρελίνης σε αγελάδες και μοσχίδες, δ) στη μελέτη των υπερηχογραφικών χαρακτηριστικών της κυοφορούσας μήτρας και των ωοθηκών κατά τη διάρκεια ΘΚ και ε) στη διερεύνηση της δυνατότητας πρώιμης ανίχνευσης της γενετικά καθοριζόμενης θερμοαντοχής, με χρήση μοριακών δεικτών. Η διδακτορική διατριβή χωρίζεται σε έξι κεφάλαια.Το Κεφάλαιο Ι αποτελεί τη γενική εισαγωγή, στην οποία γίνεται ανασκόπηση της διεθνούς βιβλιογραφίας των πεδίων στα οποία εκτείνονται οι βασικοί πειραματισμοί της διατριβής. Στο κεφάλαιο ΙΙ, περιγράφονται διαφορές μεταξύ φαινοτυπικά θερμοάντοχων και θερμοευαίσθητων ζώων. Οι πειραματισμοί που πραγματοποιήθηκαν στηρίχθηκαν στην κλινική παρατήρηση ετών, σύμφωνα με την οποία, παρά την γενικευμένη μείωση της γονιμότητας των αγελάδων γαλακτοπαραγωγής κατά τους καλοκαιρινούς μήνες, υπάρχουν συγκεκριμένα άτομα, τα οποία παραμένουν ιδιαιτέρως γόνιμα στις αντίξοες συνθήκες που επικρατούν τους θερινούς μήνες. Στηριζόμενοι σε αυτή την παρατήρηση μελετήθηκαν συγκεκριμένα χαρακτηριστικά αυτών των αγελάδων. Από τα αρχεία τριών εκτροφών επιλέχθηκαν, με βάση του αναπαραγωγικό τους ιστορικό, 57 αγελάδες που συνέλαβαν σε συνθήκες ΘΚ, με την 1η τεχνητή σπερματέγχυση (ΤΣ) (Θερμοάντοχες, ομάδα ΤΤ) και 110 αγελάδες που συνέλαβαν μετά από τουλάχιστον 2 ΤΣ (θερμοευαίσθητες, ομάδα TS). Tα ζώα που επιλέχθηκαν είχαν γεννήσει κατά την άνοιξη του προηγούμενου έτους και η έναρξη των σπερματεγχύσεων έγινε κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού. Στα ζώα της μελέτης πραγματοποιήθηκαν αιμοληψίες υπό συνθήκες έντονης ΘΚ (ΤΗΙ≥81) για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης της κορτιζόλης και της HSP70. Σε 28 ζώα της ομάδας ΤΤ και σε 39 ζώα της ομάδας TS, επιβεβαιώθηκε η επαναληψιμότητα των δεδομένων γονιμότητας του προηγούμενου έτους με τον υπολογισμό του ποσοστού των ζώων που γονιμοποιήθηκαν με την 1η ΤΣ κατά τη διάρκεια του νέου καλοκαιριού. Σε 6 ζώα της κάθε ομάδας (ΤΤ και TS) πραγματοποιήθηκε συγχρονισμός οίστρου σε συνθήκες ΘΚ (ΤΗΙ=80) με τη χρήση ενδοκολπικής συσκευής απελευθέρωσης προγεστερόνης (PRID) και τη χορήγηση προσταγλαδίνης (PGF2α), ενώ η ωοθυλακιορρηξία προκλήθηκε με έγχυση απελευθερωτικής ορμόνης των γοναδοτρόπων ορμονών (GnRH). Ξεκινώντας από τη χρονική στιγμή 30 λεπτών πριν και τελειώνοντας 120 λεπτά μετά την έγχυση της GnRH , συλλέχθηκαν διαδοχικά 9 δείγματα αίματος με σκοπό τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης της LH. Η ΤΣ πραγματοποιήθηκε 16 ώρες μετά την έγχυση της GnRH, και για τις επόμενες 21 ημέρες γινόταν προσδιορισμός της προγεστερόνης σε δείγματα που συλλέγονταν κάθε δεύτερη ημέρα. Η ανάλυση των δειγμάτων έδειξε ότι η συγκέντρωση της κορτιζόλης ήταν χαμηλότερη (p<0.05) στην ομάδα ΤΤ σε σύγκριση με την ομάδα ΤS. Ομοίως, η συγκέντρωση της HSP70 ήταν χαμηλότερη (p<0.001) στην ομάδα ΤΤ σε σύγκριση με τη ομάδα ΤS. Περισσότερα ζώα της ομάδας ΤΤ (p<0.05) γονιμοποιήθηκαν με την 1η ΤΣ σε σχέση με τα ζώα της ομάδας ΤS. Η προωθυλακιορρηκτική κορύφωση της συγκέντρωσης της LH ήταν υψηλότερη (p<0.002) στην ομάδα ΤΤ σε σύγκριση με την ομάδα TS, ενώ δεν παρατηρήθηκαν διαφορές στη συγκέντρωση της προγεστερόνης μεταξύ των δύο ομάδων. Στο κεφάλαιο ΙΙΙ, μελετήθηκαν α) η επίδραση της ΘΚ στη συγκέντρωση των ειδικών γλυκοπρωτεϊνών της εγκυμοσύνης (PAGs) και της προγεστερόνης και β) η συσχέτισή τους με την επιβίωση του εμβρύου. Η μελέτη περιλάμβανε τρεις πειραματισμούς. Στον 1ο πειραματισμό αναλύθηκαν δείγματα αίματος, που είχαν συλλεχθεί τις ημέρες 29 έως 36 μετά την ΤΣ, στα οποία έγινε σύγκριση της συγκέντρωσης των PAGs μεταξύ χειμώνα (n=3721) και καλοκαιριού (n=2388). Στον 2ο πειραματισμό εκτιμήθηκε το ποσοστό των πρώιμων εμβρυικών θανάτων σε 144 αγελάδες το χειμώνα και σε 133 αγελάδες το καλοκαίρι. Για τη μελέτη αυτή, η διάγνωση της εγκυμοσύνης πραγματοποιήθηκε με υπερηχογραφία την ημέρα 24 ή 25 μετά την ΤΣ και επαναλήφθηκε μια εβδομάδα αργότερα. Κατά την ημέρα της δεύτερης εξέτασης, προσδιορίσθηκε και η συγκέντρωση των PAGs. Στον 3ο πειραματισμό συγκρίθηκαν οι συγκεντρώσεις των PAGs και της προγεστερόνης μεταξύ χειμώνα και θέρους, τις ημέρες 33 έως 36. Στον 1ο πειραματισμό δεν βρέθηκαν διαφορές στην συγκέντρωση των PAGs μεταξύ χειμώνα και καλοκαιριού, ενώ ο ρυθμός γονιμοποίησης και το ποσοστό των εγκυμοσυνών που, με βάση την συγκέντρωση των PAGs, χαρακτηρίστηκαν ως αμφίβολες, ήταν υψηλότερο το χειμώνα σε σύγκριση με αυτό του θέρους (p˂0.001). Στον 2ο πειραματισμό το ποσοστό των εμβρυικών θανάτων ήταν υψηλότερο (p<0.001) κατά τους καλοκαιρινούς μήνες σε σύγκριση με τον χειμώνα. Στα περιστατικά των εμβρυικών θανάτων του θέρους, η συγκέντρωση των PAGs ήταν υψηλότερη των αντιστοίχων του χειμώνα (p<0.02). Η πιθανότητα εμβρυικού θανάτου κατά το καλοκαίρι ήταν πέντε φορές μεγαλύτερη σε σύγκριση με αυτήν του χειμώνα. Στον 3ο πειραματισμό κατά τις ημέρες 33 έως 36 της εγκυμοσύνης βρέθηκε ότι κατά το καλοκαίρι η συγκέντρωση των PAGs ήταν αυξημένη (p=0.044) σε σύγκριση με την αντίστοιχη του χειμώνα, ενώ , αντιθέτως, η προγεστερόνη ήταν μειωμένη (p=0.041).Στο Κεφάλαιο IV μελετήθηκε η επίδραση της ΘΚ στην έκκριση της γκρελίνης, και η συσχέτισή της με την κατανάλωση ξηράς ουσίας σε αγελάδες και μοσχίδες, σε συγκεκριμένα στάδια της εγκυμοσύνης. Οι πειραματισμοί πραγματοποιήθηκαν κατά την διάρκεια του χειμώνα και του καλοκαιριού, σε μια εκτροφή της Θεσσαλίας, στην οποία δεν υπήρχε εγκατεστημένο σύστημα ψύξης των ζώων. Η παροχή τροφής γινόταν δύο φορές την ημέρα, και κάθε πρωί ζυγίζονταν τα υπολείμματα τροφής της προηγούμενης ημέρας. Σε κάθε εποχή τα ζώα κατανεμήθηκαν σε 4 ομάδες, ως εξής: μη έγκυες αγελάδες (n=10) και μη έγκυες μοσχίδες (n=10), και έγκυες αγελάδες και μοσχίδες (σε κάθε ομάδα, αγελάδες n=8, και μοσχίδες, n=10). Τα έγκυα ζώα βρίσκονταν στο 1ο (65-90 ημέρες), στο 2ο (114-144 ημέρες) και στο 3ο τρίμηνο εγκυμοσύνης (198-220 ημέρες και 192-230 ημέρες, για τις αγελάδες και τις μοσχίδες αντίστοιχα). Σε κάθε εποχή, πραγματοποιήθηκε αιμοληψία την ίδια ημέρα από όλα τα ζώα των ομάδων, μία ώρα πριν την προγραμματισμένη παράθεση της τροφής, σε συνθήκες ΤΗΙ=58 και ΤΗΙ=73 το χειμώνα και το καλοκαίρι, αντίστοιχα. Μετά την κατάλληλη επεξεργασία, τα δείγματα αποθηκεύτηκαν μέχρι τον προσδιορισμό των συγκεντρώσεων της ολικής και της ακυλιωμένης γκρελίνης. Το ποσοστό της τροφής που δεν καταναλωνόταν το καλοκαίρι ήταν αυξημένο σε σύγκριση με αυτό του χειμώνα (P<0.01). Στις αγελάδες, η συγκέντρωση της ολικής γκρελίνης διέφερε μεταξύ των σταδίων εγκυμοσύνης το χειμώνα και το καλοκαίρι (p<0.04), ενώ η ακυλιωμένη γκρελίνη διέφερε μεταξύ των σταδίων εγκυμοσύνης τον χειμώνα (p<0.001), αλλά όχι το καλοκαίρι. Οι συγκεντρώσεις της ακυλιωμένης γκρελίνης στα διάφορα στάδια της εγκυμοσύνης έδειξε να επηρεάζονται από την εποχή (p<0.001), κάτι το οποίο δεν παρατηρήθηκε για την ολική γκρελίνη. Στις μοσχίδες, οι συγκεντρώσεις της ολικής και της ακυλιωμένης γκρελίνης δεν επηρεάστηκαν από την εποχή ή το στάδιο εγκυμοσύνης (p>0.05). Γενικώς, η συγκέντρωση της ακυλιωμένης γκρελίνης στις αγελάδες και στις μοσχίδες ήταν χαμηλότερη το καλοκαίρι σε σχέση με τον χειμώνα (p<0,002).Στο Κεφάλαιο V με την χρήση υπερηχοτομογραφίας B-mode και Doppler εξετάσθηκαν, η ηχογένεια, το μέγεθος και η αιματική ροή στο ωχρό σωμάτιο (ΩΣ) και στα πλακούντια, και επιπλέον, η ροή στην ομφαλική και στη μητριαία αρτηρία σε έγκυες αγελάδες γαλακτοπαραγωγής (στις 90 και 110 ημέρες εγκυμοσύνης) κατά τη διάρκεια θερμοουδέτερων περιόδων (ομάδα W, n=9) και περιόδων ΘΚ (ομάδα S, n=10). Οι ωοθήκες και τα πλακούντια εξετάστηκαν με υπερηχοτομογραφία B-mode, ενώ η μητριαία και η ομφαλική αρτηρία με υπερηχοτομογραφία Spectral-Doppler. Στα πλακούντια και τα ΩΣ όλων των ζώων προσδιορίσθηκαν, το μήκος τους, η ένταση της φωτεινότητας του γκρι (gray-scale) και η έγχρωμη φασματική απεικόνιση (color flow imaging), ενώ στην ομφαλική και τη μητριαία φλέβα υπολογίστηκαν η διάμετρος και οι αιμοδυναμικές παράμετροι της ροής του αίματος. Την στιγμή της υπερηχοτομογραφικής εξέτασης από όλα τα ζώα πραγματοποιήθηκε αιμοληψία για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης της κορτιζόλης και της προγεστερόνης. Στην ομάδα S η συγκέντρωση της κορτιζόλης ήταν υψηλότερη (p=0.016) ενώ η συγκέντρωση της προγεστερόνης έτεινε να είναι χαμηλότερη (p=0.065) σε σύγκριση με την ομάδα W. Το gray-scale των πλακουντίων και των ΩΣ ήταν χαμηλότερο (p<0.005 και p<0.001 αντίστοιχα) στην ομάδα S σε σύγκριση με την ομάδα W. Η διάμετρος της ομφαλικής αρτηρίας όπως επίσης και ο συνολικός όγκος παροχής αίματος στην ομάδα S υπολείπονταν (p=0.001 και p=0.042 αντίστοιχα) σε σχέση με αυτά της ομάδας W. Δεν παρατηρήθηκαν διαφορές στη διάμετρο και τον όγκο παροχής αίματος της μητριαίας αρτηρίας.Στο κεφάλαιο VI χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από συγκριτική γονιδιωματική ανάλυση ανάμεσα σε 40 θερμοάντοχα και 40 θερμοευαίσθητα ζώα. Από την ανάλυση, προέκυψαν γονιδιακοί πολυμορφισμοί, από τους οποίους επιλέχθηκαν πολυμορφισμοί που χαρτογραφούνται σε ρυθμιστικές περιοχές γονιδίων που κωδικοποιούν για πρωτεΐνες θερμικού σοκ (3’ αμετάφραστες περιοχές HSPs γονιδίων) για να ελεγχθεί η καταλληλότητά τους ως μοριακοί δείκτες για τον χαρακτηρισμό των ζώων ως γενετικά θερμοάντοχα. Από τις τρείς συνεργαζόμενες εκτροφές, συλλέχθηκαν δείγματα από 275 χαρακτηρισμένα ζώα με βάση τον φαινότυπο τους. Συνολικά, επιλέχθηκαν 21 πολυμορφισμοί που χαρτογραφούνται σε εννέα διαφορετικά γονίδια (CCT6A, DNAJA4, DNAJB1, DNAJB6, DNAJC21, DNAJC27, DNAJC6, HSPA1A, HSPA1L) και έγινε γονοτύπησή τους με το σύστημα iPlex Mass Array. Για τη διερεύνηση της καταλληλότητάς τους ως μοριακοί δείκτες, πραγματοποιήθηκε ανάλυση συσχέτισης για κάθε πολυμορφισμό, ώστε να ελεγχθεί εάν οι συχνότητες τους διαφέρουν στατιστικά σημαντικά ανάμεσα στις δύο ομάδες. Από την ανάλυση αυτή, προέκυψαν στατιστικά σημαντικές διαφορές σε πολυμορφισμούς που χαρτογραφούνται σε 5 γονίδια (DNAJC27, DNAJA4, DNACJ21,DNAJB1, HSPA1A).Τα κυριότερα ευρήματα της παρούσας διατριβής συνοψίζονται ως ακολούθως:1.Η θερμοαντοχή στις αγελάδες γαλακτοπαραγωγής φαίνεται ότι αποτελεί εγγενές χαρακτηριστικό που συσχετίζεται με αυξημένο ουδό της θερμοουδέτερης ζώνης.2.Η διατήρηση της προγεστερόνης και των PAGs σε υψηλά επίπεδα κατά τη διάρκεια της ΘΚ, αποτελεί καθοριστικό παράγοντα για την διατήρηση της εγκυμοσύνης. Τα νεαρά έμβρυα που επιβιώνουν υπό συνθήκες ΘΚ έχουν ιδιαίτερα λειτουργικό πλακούντα.3.Οι συγκεντρώσεις της γκρελίνης μειώνονται από τη ΘΚ, γεγονός που ερμηνεύει την περιορισμένη κατανάλωση τροφής το καλοκαίρι. Επιπλέον, στα βοοειδή, οι συγκεντρώσεις της ορμόνης επηρεάζονται σημαντικά από το στάδιο της εγκυμοσύνης, την ηλικία και την υφιστάμενη ή όχι γαλακτοπαραγωγή.4.Η ΘΚ επιδρά στη δομή και λειτουργία του ΩΣ και των πλακουντίων των αγελάδων γαλακτοπαραγωγής. Επιπλέον, οι παρατηρήσεις που αφορούν αλλαγές στη διάμετρο και την αιματική ροή στην ομφαλική αρτηρία κατά τη διάρκεια της ΘΚ, δείχνουν κάποιου βαθμού διαταραχή στην εμβρυική κυκλοφορία του αίματος.5.Μεταξύ φαινοτυπικά χαρακτηρισμένων θερμοάντοχων ή θερμοευαίσθητων αγελάδων γαλακτοπαραγωγής, παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές σε πολυμορφισμούς που χαρτογραφούνται σε περιοχές που αφορούν τις πρωτεΐνες θερμικού σοκ, καθιστώντας εφικτή τη μελλοντική γενετική ταυτοποίηση των ζώων.