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DE102007013107A1 - Bird sex determination involves testing DNA relevant cell material of bird with light, and measuring molecule oscillations, where spectrum of molecule oscillations resulting from light is detected, and is compared - Google Patents

Bird sex determination involves testing DNA relevant cell material of bird with light, and measuring molecule oscillations, where spectrum of molecule oscillations resulting from light is detected, and is compared Download PDF

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DE102007013107A1
DE102007013107A1 DE102007013107A DE102007013107A DE102007013107A1 DE 102007013107 A1 DE102007013107 A1 DE 102007013107A1 DE 102007013107 A DE102007013107 A DE 102007013107A DE 102007013107 A DE102007013107 A DE 102007013107A DE 102007013107 A1 DE102007013107 A1 DE 102007013107A1
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light
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Petra Dr. rer. nat Rösch
Thomas Dr. rer. nat. Bartels
Mario Dipl.-Chem. Krause
Michaela Harz
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Agri Advanced Technologies GmbH
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Friedrich Schiller Universtaet Jena FSU
Universitaet Leipzig
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Abstract

Bird sex determination involves testing DNA relevant cell material of the bird with light, and measuring molecule oscillations. Spectrum of the molecule oscillations resulting from the light is detected, and is compared with provided and sex specific DNA structures of the reference spectrum. A sex classification of the bird, based on the spectral comparison, is crossed on the basis of DNA content of cell material. The molecule oscillations is measured by using UV resonance Raman spectroscopy.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Geschlechts von Vögeln anhand der Untersuchung DNA-haltigen Zellmaterials, vorzugsweise aus bebrüteten Eiern oder aus dem Schaft bzw. der Scheide von Vogelfedern.The The invention relates to a method for determining sex of birds from the study of DNA-containing cell material, preferably from incubated eggs or from the shaft or the scabbard of bird feathers.

Es ist allgemein bekannt, eine Unterscheidung des Geschlechts von Vögeln anhand äußerer Merkmale, wie Körpergröße und morphologische Unterschiede, beispielsweise Stirnhöcker, Gefiederfärbung oder Federlänge, zu treffen. In nicht seltenen Fällen bereitet dies jedoch Schwierigkeiten bzw. eine solche Unterscheidung kann (speziell bei jungen Vögeln, bestimmten Vogelarten oder auch im embryonalen Stadium) nicht oder zumindest nicht zuverlässig vorgenommen werden.It is well known, a distinction of the sex of birds based on external characteristics, such as height and morphological differences, such as frontal bumps, Plumage or feather length to hit. In not uncommon but this presents difficulties or such a distinction can be made (especially in young birds, certain bird species or even at the embryonic stage) or at least not not be done reliably.

Möglichkeiten zur Geschlechtsbestimmung beruhen aber auch auf der Untersuchung der DNA von Vögeln. So ist es bekannt (beispielsweise K. B. C. Appa Rao, D. Mohan and S. M. Totey: Polymerase chain reaction and its applications: Special emphasis an its role in embryo sexing, Biotechnology Advances 12, 1994 341–55 ), bestimmte DNA-Sequenzen durch PCR (Polymerase Ketten Reaktion) zu vervielfältigen und durch Gelelektrophorese zu differenzieren.However, sexing options are also based on the study of the DNA of birds. So it is known (for example KBC Appa Rao, D. Mohan and SM Totey: Polymerase chain reaction and its applications: Special emphasis on its role in embryo sexing, Biotechnology Advances 12, 1994 341-55 ) to amplify certain DNA sequences by PCR (polymerase chain reaction) and to differentiate by gel electrophoresis.

Es sind diesbezüglich zahlreiche Veröffentlichungen zur Untersuchung an Vögeln (beispielsweise K. K. De Mattos, S. N. Del Lama, A. R. C. Salles, M. R. Francisco, A. Medaglia, A. M. Tomasulo, F. M. S. Carmo, J. M. C. Pereira and M. A. De Oliveira: Sex determination of parrots Amazona a. aestiva and Amazona amazonica using the polymerase chain reaction, Journal of Experimental Zoology, 281, 1998, 217–219 ; T. Minematsu, M. Sugiyama, Y. Tohma, A. Tajima and Y. Kanai: Simplified DNA extraction methods for sexing chick embryos, Journal of Poultry Science, 41, 2004, 147–154 ; L. Huynen, C. D. Millar and D. M. Lambert: A DNA test to sex ratite birds, Molecular Ecology, 11, 2002, 851–856 ; L. G. Bermudez-Humaran, A. Garcia-Garcia, C. H. Leal-Garza, V. M. Riojas-Valdes, G. Jaramillo-Rangel and R. Montes-De-Oca-Luna: Molecular sexing of monomorphic endangered Ara birds, Journal of Experimental Zoology, 292, 2002 677–680 ; Y. Itoh, M. Suzuki, A. Ogawa, I. Munechika, K. Murata and S. Mizuno: Identification of the sex of a wide range of Carinatae birds by PCR using primer sets selected from chicken EE0.6 and its related sequences, Journal of Heredity, 92, 2001, 315–321 ; US 5,876,942 ) und Säugetieren (wie z. B. US 5,876,942 ; K. Makondo, G. S. Amiridis, I. A. Jeffcoate, P. J. O'Shaughnessy, J. S. Boyd, C. Paterson and L. Robertson: Use of the polymerase chain reaction to sex the bovine fetus using cells recovered by ultrasound-guided fetal fluid aspiration, Animal Reproduction Science, 49, 1997, 125–133 ) bekannt.There are numerous publications in this regard for the study on birds (for example KK De Mattos, SN Del Lama, ARC Salles, MR Francisco, A. Medaglia, AM Tomasulo, FMS Carmo, JMC Pereira and MA De Oliveira: Sex determination of parrots Amazona a. aestiva and Amazona amazonica using the polymerase chain reaction, Journal of Experimental Zoology, 281, 1998, 217-219 ; T. Minematsu, M. Sugiyama, Y. Tohma, A. Tajima and Y. Kanai: Simplified DNA extraction methods for sexing chick embryos, Journal of Poultry Science, 41, 2004, 147-154 ; L. Huynen, CD Millar and DM Lambert: A DNA test to sex ratite birds, Molecular Ecology, 11, 2002, 851-856 ; LG Bermudez-Humaran, A. Garcia-Garcia, CH Leal-Garza, VM Riojas-Valdes, G. Jaramillo-Rangel and R. Montes-de-Oca-Luna: Molecular sexing of monomorphic endangered macaw birds, Journal of Experimental Zoology, 292, 2002 677-680 ; Y. Itoh, M. Suzuki, A. Ogawa, I. Munechika, K. Murata and S. Mizuno: Identification of the wide range of Carinatae birds by PCR using primer sets EE0.6 and its related sequences , Journal of Heredity, 92, 2001, 315-321 ; US 5,876,942 ) and mammals (such as US 5,876,942 ; K. Makondo, GS Amiridis, IA Jeffcoate, PJ O'Shaughnessy, JS Boyd, C. Paterson and L. Robertson: Use of the polymerase chain reaction to sex the bovine fetus using cells recovered by ultrasound-guided fetal fluid aspiration, Animal Reproduction Science, 49, 1997, 125-133 ) known.

Die DNA-Vervielfältigung gelingt mit verschiedenen Primern und muss je nach Vogelart angepasst werden.The DNA amplification succeeds with different primers and must be adapted to the species of bird.

Es ist auch ein Verfahren bekannt ( WO 9749806 ), welches mit geschlechtsspezifischen Markern das Geschlecht von Vögeln unabhängig ihrer Art differenziert.There is also known a method ( WO 9749806 ), which uses sex-specific markers to differentiate the sex of birds regardless of their species.

Die Präzision und Verifizierung der PCR-Methode an sich werden aber in neuesten Untersuchungen kritisiert ( B. C. Robertson and N. J. Gemmell: PCR-based sexing in conservation biology: wrong answers from an accurate methodology?, Conservation Genetics, 7, 2006, 267–271 ).The precision and verification of the PCR method itself are criticized in recent studies ( BC Robertson and NJ Gemmell: PCR-based sexing in conservation biology: wrong answers from an accurate methodology ?, Conservation Genetics, 7, 2006, 267-271 ).

Bekannt sind auch optische Verfahren zur Geschlechtsunterscheidung von Vögeln durch Differenzierung der Federstruktur mit UV-Licht ( US 6,396,938 ) oder des Gewebes mit NIR-Licht ( US 6,493,566 B1 ). Da es sich bei diesem Verfahren um die Dickenmessung der Dermis und der subkutanen Fettschicht handelt, können die Ergebnisse durch den Ernährungszustand der Vögel beeinflusst werden.Also known are optical methods for sex discrimination of birds by differentiation of the spring structure with UV light ( US 6,396,938 ) or tissue with NIR light ( US Pat. No. 6,493,566 B1 ). As this method involves the thickness measurement of the dermis and the subcutaneous fat layer, the results can be influenced by the nutritional status of the birds.

Endoskopische Geschlechtsbestimmungen werden heutzutage in der Regel nur durchgeführt, wenn ohnehin eine Beurteilung innerer Organe von Vögeln aufgrund einer veterinärmedizinischen Indikation durchgeführt wird. Dieses Verfahren birgt die Nachteile, dass es sich um einen operativen (wenngleich minimal invasiven) Eingriff handelt. Hierfür müssen die Tiere zuvor betäubt werden, was einerseits zusätzliche Aufwendungen erfordert; andererseits sind die Tiere bei solcher Behandlung einer extremen Stresssituation ausgesetzt ( G. TH. Kaal, Geschlechtsmerkmale bei Vögeln, Verlag M.&H. Scharper Hannover 1982 ).Nowadays, endoscopic sex determinations are usually only carried out if, in any case, an evaluation of internal organs of birds is carried out on the basis of a veterinary indication. This method has the disadvantages of being an operative (though minimally invasive) procedure. For this purpose, the animals must first be anesthetized, which on the one hand requires additional expenses; On the other hand, the animals are exposed to an extreme stress situation during such treatment ( G. TH. Kaal, sexual characteristics in birds, Verlag M. & H. Scharper Hannover 1982 ).

Des Weiteren werden Methoden angewendet zur In-ovo-Geschlechtsbestimmung, wobei die Geschlechtsdeterminierung bislang lediglich unter experimentellen Bedingungen an Entwicklungsstadien unterschiedlicher Altersstufen durchführbar ist:
Zur In-ovo-Geschlechtsbestimmung am unbebrüteten Ei mittels molekulargenetischer Verfahren werden die Keimscheibe magnetresonanztomographisch lokalisiert, einige Blastodermzellen mittels Biopsie aus der Keimscheibe entnommen und geschlechtsspezifische Sequenzen des W-Chromosoms mittels PCR oder In-situ-Hybridisierung bestimmt. Die Entwicklung praktikabler Verfahren werden jedoch allein schon aus Gründen des für die Lokalisation der Keimscheibe vergleichsweise hohen technischen und finanziellen Aufwands in Frage gestellt.
Furthermore, methods are used for in ovo sex determination, whereby the sex determination is so far only under experimental conditions at stages of development of different ages practicable:
For in ovo sex determination of the non-incubated egg by molecular genetic methods, the Keim slice is located by magnetic resonance tomography, some blastoderm cells are removed from the germinal disc by biopsy and sex-specific sequences of the W chromosome are determined by PCR or in situ hybridization. However, the development of practicable methods are questioned for the mere reason of the relatively high technical and financial expense for the localization of the germinal disc.

Für eine In-ovo-Geschlechtsdifferenzierung anhand des Hormongehalts in der Allantoisflüssigkeit (z. B. D. V. Gill, H. A. Robertson and T. W. Betz; In vivo estrogen synthesis by the developing chicken (Gallus gallus) embryo, General and Comparative Endocrinology, 49, 1983, 176–86 ; WO 9814781 ) werden beispielsweise am 15. bis 17. Bebrütungstag 20 μl Allantoisflüssigkeit entnommen. Die Estrogenbestimmung kann dabei u. a. mit einem sog. „LiveSensorTM"-Assay erfolgen. Das Verfahren ist jedoch nicht für einen kommerziellen Einsatz verfügbar. Außerdem wird der relative späte Zeitpunkt der Probenentnahme (15. bis 17. Bebrütungstag) unter Tierschutzgesichtspunkten als problematisch angesehen.For an in ovo sex differentiation based on the hormone content in the allantoic fluid (eg. DV Gill, HA Robertson and TW Betz; In vivo estrogen synthesis by the developing chicken (Gallus gallus) embryo, General and Comparative Endocrinology, 49, 1983, 176-86 ; WO 9814781 ) are taken, for example, on the 15th to 17th day of incubation 20 .mu.l allantoic fluid. Estrogen determination may be performed using a so-called "LiveSensor " assay, however, the method is not available for commercial use, and the relatively late sampling time (15-17th day of incubation) is considered problematic from an animal welfare point of view.

Darüber hinaus ist die In-ovo-Geschlechtsdifferenzierung anhand des in Zellen von männlichen und weiblichen Haushühnern unterschiedlichen DNA-Gehalts bekannt ( A. Herzog: Klinische Zytogenetik der Haustiere, JF Lehmanns Fachbuchhandlung, 1995, 200–205 ). Der DNA-Gehalt in Zellen männlicher Individuen (ZZ) ist mit ca. 2,50 pg etwa 2% höher als in Zellen weiblicher Individuen (ZW; ca. 2,45 pg), wobei offenbar rasse- bzw. linienspezifische Unterschiede zu berücksichtigen sind. Die Bestimmung des DNA-Gehalts erfolgt mittels an sich bekannter Durchflusszytometrie. Auf Grund einer bislang unbefriedigenden Präzision in der Geschlechtsbestimmung sowie der hohen Gerätekosten wurde auch dieses Verfahren bislang nicht bis zur Praxisreife weiterentwickelt.In addition, in ovo sex differentiation is known from the different DNA content in cells of male and female domestic chickens ( A. Herzog: Clinical Cytogenetics of Pets, JF Lehmann's Fachbuchhandlung, 1995, 200-205 ). The DNA content in cells of male individuals (ZZ) is about 2% higher at about 2.50 pg than in cells of female individuals (about 2.45 pg), whereby racial or line-specific differences must obviously be taken into account , The determination of the DNA content is carried out by means of known flow cytometry. Due to a hitherto unsatisfactory precision in sex determination and the high equipment costs, this method has not yet been further developed to practical maturity.

Die Nachteile bekannter Verfahren zur Geschlechtsbestimmung von Vögeln lassen sich wie folgt zusammenfassen:

  • – unzureichende Präzision der DNA-Vervielfältigung
  • – hohe Verbrauchskosten in der Routineanalytik (PCR-Primer, Elektrophorese-Gel)
  • – späte Diagnose bei bisherigen optischen Verfahren erst nach der Geburt
  • – Stresssituation für das Tier bei endoskopischen Untersuchungen
  • – hohe Gerätekosten bei der NMR-Analyse
  • – Flüssigkeitsentnahme in ovo für die Hormonbestimmung unter Tierschutzgesichtspunkten zu einem problematischen Zeitpunkt
The disadvantages of known methods for sexing birds can be summarized as follows:
  • - insufficient precision of DNA duplication
  • - high consumption costs in routine analysis (PCR primer, electrophoresis gel)
  • - late diagnosis in previous optical procedures only after birth
  • - Stress situation for the animal during endoscopic examinations
  • - high equipment costs in the NMR analysis
  • - Taking liquid in ovo for the purpose of animal hormone determination at a problematic time

Ferner ist die Raman-Spektroskopie als Untersuchungsmethode zur Charakterisierung von DNA an sich schon seit Jahrzehnten bekannt (beispielsweise J. M. Benevides and G. J. Thomas Jr.: Raman spectral studies of nucleic acids. Part XXV. Characterization of DNA structures by Raman spectroscopy: high-salt and low-salt forms of double helical poly(dG-dC) in water and D2O solutions and application to B, Z and A-DNA, Nucleic Acids Research, 11, 1983, 5747–61 ).Furthermore, Raman spectroscopy has been known as a method of investigation for the characterization of DNA per se for decades (for example JM Benevides and GJ Thomas Jr .: Raman spectral studies of nucleic acids. Part XXV. Characterization of DNA structures by Raman spectroscopy: high-salt and low-salt forms of double helical poly (dG-dC) in water and D2O solutions and application to B, Z and A-DNA, Nucleic Acids Research, 11, 1983, 5747 -61 ).

Diese wird auch zur Untersuchung von Geschlechtsumwandlungen in der Erbfolge anhand isoliertem SRY-HMG:DNA-Komplex im humanen Bereich eingesetzt (beispielsweise J. M. Benevides, G. Chan, X.-J. Lu, W. K. Olson, M. A. Weiss and G. J. Thomas: Protein-Directed DNA Structure, I. Raman Spectroscopy of a High-Mobility-Group Box with Application to Human Sex Reversal, Biochemistry, 39, 2000, 537–547 ). Damit werden spezielle Gene auf das Vorhandensein von an sich bekannten geschlechtsspezifischen Marker für die Erbfolge geprüft. Eine weitere Anwendung umschließt die Bestimmung des Protein/DNA-Gehalts in B- und T-Zellen (beispielsweise WO 2006130728 ).It is also used to investigate sex transpositions in the succession using isolated SRY-HMG: DNA complex in the human domain (for example JM Benevides, G. Chan, X.-J. Lu, WK Olson, MA Weiss and GJ Thomas: Protein-Directed DNA Structure, I. Raman Spectroscopy of a High Mobility Group Box with Application to Human Sex Reversal, Biochemistry, 39, 2000, 537-547 ). This examines specific genes for the presence of gender-specific markers of inheritance. Another application involves determination of protein / DNA content in B and T cells (e.g. WO 2006130728 ).

Die Raman-Spektroskopie dient außerdem der Lebensmittelkontrolle von Fleisch ( D. I. Ellis, D. Broadhurst, S. J. Clarke and R. Goodacre: Rapid identification of closely related muscle foods by vibrational spectroscopy and machine learning, Analyst (Cambridge, United Kingdom), 130, 2005, 1648–1654 ) oder auch Pigmentuntersuchungen von Vögeln ( M. Veronelli, G. Zerbi and R. Stradi: In situ resonance Raman spectra of carotenoids in bird's feathers, Journal of Raman Spectroscopy, 26, 1995, 683–92 ).Raman spectroscopy is also used for food control of meat ( DI Ellis, D. Broadhurst, SJ Clarke and R. Goodacre: Rapid identification of closely related muscle foods by vibrational spectroscopy and machine learning, Analyst (Cambridge, United Kingdom), 130, 2005, 1648-1654 ) or also pigment studies of birds ( M. Veronelli, G. Zerbi and R. Stradi: Raman spectra of carotenoids in situ in bird's feathers, Journal of Raman Spectroscopy, 26, 1995, 683-92 ).

Über Untersuchungen des DNA-Gehalts des Zellmaterials von Vögeln mit der Raman-Spektroskopie, um das Geschlecht zu bestimmen, ist in der Fachwelt nichts bekannt geworden.about Studies on the DNA content of the cell material of birds with Raman spectroscopy to determine gender is nothing has become known in the professional world.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, das anhand äußerer Merkmale nicht oder wenig erkennbare Geschlecht von Vögeln auf möglichst einfache Weise, schnell, zuverlässig sowie ohne nennenswerte und auch aus Tierschutzgründen problematische Belastung der Tiere (beispielsweise durch Betäubung) zu bestimmen.Of the Invention is based on the object, the basis of external Features not or little recognizable gender of birds in the simplest possible way, fast, reliable as well as without appreciable and also for animal welfare reasons problematic loading of the animals (for example by stunning) to determine.

Erfindungsgemäß wird das Geschlecht der Vögel bestimmt, indem DNA-relevantes Zellmaterial des Vogels (nicht einzelne Chromosomen) durch Lichteinwirkung, beispielsweise eines Laserstrahls, untersucht und die Molekülbewegungen gemessen werden. Das Spektrum der durch die Molekülbewegungen entstehenden Strahlung wird erfasst und mit vorgegebenen sowie geschlechtsspezifische DNA-Strukturen der zu untersuchenden Vogelart repräsentierenden Referenzspektren verglichen. Diese Referenzspektren, die beispielsweise in einer Datenbank vorliegen, beinhalten insbesondere eine statistisch erfasste geschlechtsspezifische Zuordnung von DNA-Merkmalen der jeweils zu untersuchenden Vogelart.According to the invention the sex of birds is determined by DNA-related Cellular material of the bird (not individual chromosomes) by exposure to light, For example, a laser beam, examined and the molecular movements be measured. The spectrum of the molecule movements resulting radiation is detected and given as well as gender-specific Representing DNA structures of the bird species to be examined Reference spectra compared. These reference spectra, for example in a database, include in particular a statistical recorded gender-specific assignment of DNA features of the each to be examined bird species.

Aus dem spektralen Vergleich des auszuwertenden Zellmaterials mit den besagten Referenzdaten wird vorzugsweise rechentechnisch eine auf Grundlage des DNA-Gehalts des Zellmaterials basierende Geschlechtszuordnung des Vogels getroffen.Out the spectral comparison of the evaluated cell material with the said reference data is preferably a computational on Based on the DNA content of the cell material based sex allocation hit the bird.

Überraschend wurde festgestellt, dass auf Grund des unterschiedlichen DNA-Gehalts zwischen männlichen und weiblichen Vögeln bei der Anwendung von schwingungsspektroskopischen Verfahren spezifische und unterscheidbare Spektren zwischen beiden Geschlechtern auftreten, die von hoher diagnostischer Relevanz sind. Als schwingungsspektroskopische Verfahren finden insbesondere die Raman-Spektroskopie, die UV-Resonanz-Raman-Spektroskopie, die IR-Spektroskopie und die Absorptionsmethode der Terahertz-Spektroskopie Anwendung, wobei das DNA-relevante Zellmaterial jeweils durch Licht entsprechender Wellenlänge zur Molekül- bzw. Gerüstschwingung angeregt wird.Surprised was found to be due to the different DNA content between male and female birds the application of vibrational spectroscopic methods specific and distinguishable spectra occur between both sexes, which are of high diagnostic relevance. As a vibrational spectroscopic In particular, Raman spectroscopy, UV resonance Raman spectroscopy, IR spectroscopy and the absorption method of terahertz spectroscopy Application, wherein the DNA-relevant cell material in each case by light corresponding wavelength to molecular or skeletal vibration is stimulated.

Das Zellmaterial kann auf einfache und für das Tier verträgliche Weise aus dem Schaft einer jungen Feder des Vogels entnommen und auf einem Träger, vorzugsweise einem Quarzglas oder einem CaF2-Glas, präpariert werden. Auf die Trägeroberfläche mit dem besagten Präparat wird das Licht zur Messung der Molekülbewegung fokussiert. Vorteilhaft erscheint hier die Fokussierung eines Laserstrahls über das Objektiv eines Mikroskops. Die Fokussierung kann jedoch auch Faser-gekoppelt erfolgen, was besonders für eine In-ovo-Geschlechtsbestimmung interessant ist.The cell material can be removed from the shaft of a young bird's feather in a simple and animal-compatible manner and prepared on a support, preferably a quartz glass or a CaF 2 glass. On the support surface with the said preparation, the light is focused to measure the molecular motion. Advantageously, the focusing of a laser beam appears here via the objective of a microscope. However, the focus can also be fiber-coupled, which is particularly interesting for an in-ovo sex determination.

Bei ungeschlüpften Vögeln kann das Licht durch einen kleinen Zugang durch die Eierschale unmittelbar auf die Keimscheibe als Zellmaterial fokussiert werden. Durch den gleichen oder einen anderen Zugang geringer Öffnungsgröße wird eine Sonde geführt, mittels derer das Spektrum der durch die vorgenannte Molekülbewegung im Innern vom Ei gemessen wird.at Unbroken birds can see the light through one small access through the eggshell directly to the germinal disc be focused as cell material. By the same or one other access small opening size a probe is guided, by means of which the spectrum of by the aforementioned molecular movement in the interior of the egg is measured.

Die erhaltenen spektralen Informationen werden in einem zweiten Schritt mit Referenzdaten einer Datenbank verglichen. Diese repräsentieren vorzugsweise statistisch gewonnene Daten über die zu untersuchende Spezies. Aus diesem Vergleich wird erfindungsgemäß die Geschlechtszuordnung des untersuchten DNA-Materials getroffen.The obtained spectral information in a second step compared with reference data of a database. These represent preferably statistically obtained data on the examined Species. From this comparison, the invention Gender assignment of the examined DNA material taken.

Im Gegensatz zum Stand der Technik ist die Geschlechtsbestimmung mit hoher Zuverlässigkeit, Spezifität, Sensitivität, Schnelligkeit und vergleichsweise geringem Aufwand durchführbar.in the Contrary to the state of the art sexing is with high reliability, specificity, sensitivity, Speed and comparatively little effort feasible.

Mit der Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, welches eine wesentlich verbesserte und spezifischere Bestimmung des Geschlechts von Vögeln wie Ziervögeln (Papageien, etc.), Greifvögel oder Lege- bzw. Masthennen sogar in ovo erlaubt und damit eine immens verbesserte Diagnosemöglichkeit bietet.With The invention provides a method which is an essential improved and more specific determination of the sex of birds like ornamental birds (parrots, etc.), birds of prey or Laying or masthead even allowed in ovo and therefore an immense offers improved diagnostics option.

Die vorliegende Erfindung beruht auf Messergebnissen des DNA-Materials, die durch Anwendung an sich bekannten Verfahren der Schwingungsspektroskopie (vorzugsweise UV-Resonanz-Raman-Spektroskopie, Raman-Spektroskopie, IR-Spektroskopie und THz-Spektroskopie) gewonnen wurden, sowie auf einem vorzugsweise rechentechnischen Vergleich der ermittelten spektroskopischen Daten des DNA-Zellmaterials mit Referenzwerten einer Datenbank.The present invention is based on measurement results of the DNA material, the known by application of vibration spectroscopy (preferably UV resonance Raman spectroscopy, Raman spectroscopy, IR spectroscopy and THz spectroscopy), and on a preferably computational comparison of the determined spectroscopic Data of the DNA cell material with reference values of a database.

Es zeigte sich, dass in DNA reichem Zellmaterial von Vögeln, mit hoher Sensitivität und Spezifität im Unterschied zur selben Vogelart des anderen Geschlechts veränderte Signale im Spektrum gefunden wurden. Die spezifischen Referenzspektren sind damit von hoher Relevanz zur Geschlechtsbestimmung, was dieses Verfahren für die Geschlechtsunterscheidung (selbst in ovo) prädestiniert. Diese Unterschiede im Raman-Spektrum zwischen männlichen und weiblichen Vögeln derselben Art, waren der Fachwelt bisher nicht bekannt.It showed that in DNA rich cell material of birds, with high sensitivity and specificity in difference changed to the same species of the opposite sex Signals were found in the spectrum. The specific reference spectra are thus of high relevance to sexing what this procedure is for the sex distinction (even in ovo) predestined. These differences in the Raman spectrum between males and female birds of the same species, were the experts not known yet.

Im Folgenden wird das spezielle Verfahren der schwingungsspektroskopischen Methoden beispielhaft anhand der bereits erwähnten UV-Resonanz-Raman-Spektroskopie erläutert. Die Raman-Spektroskopie bietet vorteilhaft die Möglichkeit, biologisches Material zerstörungsfrei zu untersuchen.in the Following is the special procedure of the vibrational spectroscopic Methods exemplified by the already mentioned UV resonance Raman spectroscopy explained. Raman spectroscopy advantageously offers the Possibility of biological material non-destructive to investigate.

Durch Ausnutzen des Resonanz-Effekts unter Anregung im UV-Wellenlängenbereich lassen sich wichtige Signale der DNA und Proteine selektiv verstärken und das Signalrausch-Verhältnis aufgrund einer Intensitätserhöhung um etwa 106 verbessern. Somit reichen bereits geringe Konzentrationen von DNA-haltigen Zellbestandteilen aus, um diese UV-Resonanz-Raman-spektroskopisch zu untersuchen. Demzufolge eignet sich diese Methode, um Raman-Spektren von DNA-haltigem Zellmaterial der zu untersuchenden Vögel zu charakterisieren. Obwohl sich die Raman-Spektren des untersuchten DNA-haltigen Zellmaterials sehr ähnlich sehen, enthält die komplexe Schwingungsstruktur wichtige Informationen, die sich zwischen den Geschlechtern unterscheiden. Die wesentlichen Schwingungsbanden zur Geschlechtsbestimmung sind im Wellenzahlbereich unter 1800 cm–1 (fingerprint-Bereich) zu finden.By exploiting the resonance effect under excitation in the UV wavelength range, important signals of the DNA and proteins can be selectively amplified and the signal-to-noise ratio improved by about 10 6 due to an increase in intensity. Thus, even low concentrations of DNA-containing cell components are sufficient to investigate these UV resonance Raman spectroscopy. Accordingly, this method is suitable for characterizing Raman spectra of DNA-containing cell material of the birds to be examined. Although the Raman spectra of the investigated DNA-containing cell material are very similar, the complex vibrational structure contains important information that varies between the sexes. The main vibrational bands for gender determination can be found in the wavenumber range below 1800 cm -1 (fingerprint area).

Es konnte gezeigt werden, dass die Komponenten, die hauptsächlich zum Raman-Spektrum von DNA-haltigen Zellmaterial beitragen, von DNA-Basen, wie Guanin, Adenin, Cytosin und Thymin, resultieren. Da im untersuchten Zellmaterial außerdem Proteine vorhanden sind, ergeben sich weitere wichtige Banden im Raman-Spektrum von Signalen der aromatischen Aminosäuren, wie Tryptophan, Tyrosin und Phenylalanin, sowie von Amid I, II und III Schwingungen.It could be shown that the components are mainly contribute to the Raman spectrum of DNA-containing cell material, from DNA bases such as guanine, adenine, cytosine and thymine result. There In addition, proteins are present in the investigated cell material are, other important bands in the Raman spectrum of Signals of aromatic amino acids, such as tryptophan, Tyrosine and phenylalanine, as well as amide I, II and III vibrations.

Aufgrund der Komplexität der Spektren sind Unterschiede im Spektrum zwischen den Geschlechtern nur schwer zu visualisieren, weshalb insbesondere chemometrische Methoden zum Einsatz gebracht wurden. Chemometrik beinhaltet die Anwendung statistischer und mathematischer Methoden zur Datenanalyse. Chemometrische Methoden können angewendet werden, um chemische Verfahren und Experimente zu planen, zu entwickeln oder mit maximaler Information auszuwerten. Insbesondere bei sehr großen oder sehr ähnlichen Datensätzen sind chemometrische Methoden hilfreich. So werden derartige Verfahren zur Klassifizierung von Proben anhand analytischer Daten, wie beispielsweise der Erkennung von Krankheiten mit Hilfe der Raman-Spektren des Gewebes, genutzt. Hierbei können sowohl überwachte und unüberwachte Klassifizierungsmethoden zum Einsatz kommen. Unüberwachte Klassifizierungsmethoden sind die hierar chische Clusteranalyse (HCA) und die Hauptkomponentenanalyse (PCA – Principal Component Analysis). Bei überwachten Klassifizierungsmethoden wird im Gegensatz zu den unüberwachten Methoden die Klassenzugehörigkeit berücksichtigt. Diese Verfahren werden in der Regel eingesetzt, wenn im Anschluss an die Klassifizierung unbekannte Proben identifiziert werden sollen. Hierzu muss das Modell zuerst mit bekannten Proben erstellt und anschließend validiert werden. Dabei könnten vorzugsweise die bekannten Verfahren K-Nearest-Neighbour-Klassifikation (KNN), Nearest Mean Classifier (NMC), lineare Diskriminanzanalyse (LDA), künstliche neuronale Netze (ANN – Artificial Neural Networks) sowie Support-Vector-Maschinen (SVM) zum Einsatz kommen.by virtue of the complexity of the spectra are differences in the spectrum difficult to visualize between the sexes, which is why in particular chemometric methods have been used. chemometrics involves the application of statistical and mathematical methods for data analysis. Chemometric methods can be applied will develop to plan chemical processes and experiments or to evaluate with maximum information. Especially at very large or very similar records chemometric methods are helpful. Such are the methods for the classification of samples using analytical data, such as the detection of diseases using the Raman spectra of the tissue, used. This can be both monitored and unattended classification methods are used. Unmonitored classification methods are the hierarchical ones Cluster Analysis (HCA) and Principal Component Analysis (PCA Principal Component Analysis). For supervised classification methods in contrast to the unsupervised methods, the class membership considered. These procedures are usually used if unknown samples are identified after classification should be. For this the model must first with known samples created and then validated. It could preferably the known methods K Nearest Neighbor Classification (KNN), Nearest Mean Classifier (NMC), linear discriminant analysis (LDA), artificial neural networks (ANN - Artificial Neural Networks) and Support Vector Machines (SVM) come.

Für eine Klassifizierung zur erfindungsgemäßen Auswertung ist es notwendig, einen großen Datensatz von DNA-haltigen Zellmaterial von Vogelarten unterschiedlichen Geschlechts UV-Resonanz-Raman-spektroskopisch zu untersuchen, wobei diese Spektren als Referenzwerte in einer Datenbank verwendet werden. Dabei wird ein chemometrisches Modell aufgestellt, um zwischen diesen Proben zu unterscheiden. Nach Komplettierung der Spektrensammlung in der Datenbank und der Erstellung eines Klassifikationsmodells, wird dies als Grundlage genutzt, nach der Aufnahme eines UV-Resonanz-Raman-Spektrums einer unbekannten Probe unter Verwendung des ausgearbeiteten Modells das Spektrum dieser Probe unmittelbar als männlich oder weiblich zu klassifizieren.For a classification for the evaluation according to the invention It is necessary to have a large record of DNA-containing Cell material of bird species of different sex UV resonance Raman spectroscopy to examine these spectra as reference values in a Database to be used. This will be a chemometric model placed to distinguish between these samples. After completion the collection of spectra in the database and the creation of a classification model, this is used as a basis after recording a UV resonance Raman spectrum an unknown sample using the elaborated model the spectrum of this sample directly as male or to classify female.

Die vorliegende Erfindung liefert somit eine schnelle und zuverlässige Methode zur Geschlechtsbestimmung von Vögeln auch in ovo.The The present invention thus provides a fast and reliable Method for sexing of birds also in ovo.

Die Molekül- bzw. Gerüstschwingungen des untersuchten DNA-Materials können insbesondere durch die UV-Resonanz-Raman-Spektroskopie, Raman-Spektroskopie, IR-Spektroskopie und die THz-Spektroskopie erfasst werden.The Molecular or skeletal vibrations of the examined DNA materials can be detected in particular by UV resonance Raman spectroscopy, Raman spectroscopy, IR spectroscopy and THz spectroscopy be recorded.

Wie die IR- und THz-Spektroskopie ist die Raman-Spektroskopie eine schwingungsspektroskopische Untersuchungsmethode. Während jedoch bei der IR-Spektroskopie die Licht-Absorption beim Durchgang durch eine Probe gemessen wird, wird bei der Raman-Spektroskopie das Streulicht analysiert. Wenn das Streulicht dieselbe Frequenz und damit dieselbe Energie hat wie das Anregungslicht, liegt ein elastischer Lichtstreuprozess, Rayleigh-Streuung vor. Daneben werden einige wenige Lichtquanten des Laserlichts inelastisch gestreut. Hierbei erfahren die Lichtquanten eine Wechselwirkung mit den Molekülen einer Probe in der Weise, dass die Streustrahlung eine höhere oder niedrigere Energie besitzt als das Anregungslicht. Man beobachtet dann neben dem elastisch gestreuten Licht der Rayleigh-Streuung auf beiden Seiten der Anregungslinie eine frequenzverschobene inelastische Streustrahlung, die Raman-Streuung.As IR and THz spectroscopy is Raman spectroscopy, a vibrational spectroscopic investigation method. However, during IR spectroscopy, the light absorption when passing through a sample is measured in Raman spectroscopy analyzed the scattered light. When the stray light is the same frequency and that it has the same energy as the excitation light, is included elastic light scattering process, Rayleigh scattering before. Beyond that a few light quanta of the laser light are inelastically scattered. Here, the light quanta undergo an interaction with the molecules a sample in such a way that the scattered radiation is higher or lower energy than the excitation light. You then watch next to the elastically scattered light of Rayleigh scattering on both Sides of the excitation line a frequency-shifted inelastic Scattered radiation, the Raman scattering.

Die Energie der THz-Strahlung oder des fernen Infrarot entspricht der Energie schwacher intramolekularer Wechselwirkungen, wie beispielsweise der Gerüstschwingungen von Proteinen, die wesentlich für deren Faltung und Funktion sind. Bei der THz-Spektroskopie unterscheidet man die Absorptionsspektroskopie und die Emissionsspektroskopie. Bei der Emissionsspektroskopie misst man die Strahlung, die jeder Körper ausstrahlt. Hierbei muss keine weitere Anregung stattfinden. Die Zustände sind bereits thermisch angeregt und müssen mit einem sehr empfindlichen Detektor gemessen werden. Dies wäre eine passive Messung. Das Ganze kann auch aktiv erfolgen in Form eines Absorptionsexperimentes mit Hilfe einer Strahlungsquelle (vorzugsweise mit Germaniumlasern und Quantenkaskadenlasern) und Detektor. Hierbei ist es auch möglich, durch die Schale eines bebrüteten Eies zu messen.The Energy of the THz radiation or the far infrared corresponds to the Energy of weak intramolecular interactions, such as the skeletal vibrations of proteins that are essential for whose folding and function are. Differentiates in THz spectroscopy one the absorption spectroscopy and the emission spectroscopy. Emission spectroscopy measures the radiation that everyone has Body radiates. There is no need for further stimulation occur. The states are already thermally excited and must be measured with a very sensitive detector become. This would be a passive measurement. The whole thing can also take place actively in the form of an absorption experiment with help a radiation source (preferably with germanium lasers and quantum cascade lasers) and detector. It is also possible through the shell of a hatched egg.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels mit UV-Resonanz-Raman-spektroskopischer Untersuchung näher erläutert werden.The Invention will be described below with reference to an illustrated in the drawing Embodiment with UV resonance Raman spectroscopic Investigation will be explained in more detail.

Es zeigen:It demonstrate:

1: 1. Ableitung von UV-Resonanz-Raman-Spektren aus Federpulpamaterial von männlichen (hell dargestellten) und weiblichen (dunkel dargestellten) Legehybriden. 1 : 1. Derivation of UV resonance Raman spectra from spring pulp material of male (bright) and female (dark) leybridges.

2: Dendrogramm als Ergebnis der Hierarchischen Clusteranalyse hell: männlich – dunkel: weiblich. 2 : Dendrogram as a result of Hierarchical Cluster Analysis light: male - dark: female.

3: Hauptkomponentenanalyse 3D-Darstellung: x – PC1; y – PC2; z – PC3, hell: männlich – dunkel: weiblich. 3 : Principal Component Analysis 3D Rendering: x - PC1; y - PC2; z - PC3, light: male - dark: female.

Die UV-Resonanz-Raman-spektroskopischen Untersuchungen werden exemplarisch an aus der Federscheide gewonnenen Federpulpa von verschiedenen Vogelarten unterschiedlichen Geschlechts bei einer Laseranregungswellenlänge von 244 nm aufgezeigt. Die Probenpräparation der Federpulpa erfolgt durch Ausquetschen aus der Federscheide auf einen Substratträger aus Quarz. In 1 sind die 1. Ableitungen verschiedener UV-Resonanz- Raman-Spektren von Federpulpa männlicher und weiblicher Legehybride dargestellt. Für die Spektren wurde jeweils eine Integrationszeit von 60 s gewählt, wobei die verwendete Laserleistung bei etwa 1 mW liegt.The UV resonance Raman spectroscopic examinations are shown by way of example on feather-sheath-derived spring pulp of different bird species of different sex at a laser excitation wavelength of 244 nm. The sample preparation of the spring pulp is carried out by squeezing out of the spring sheath on a substrate carrier made of quartz. In 1 the 1st derivatives of various UV resonance Raman spectra of spring pulp of male and female leybrids are shown. For each spectra, an integration time of 60 s was chosen, with the laser power used being about 1 mW.

Die Bestimmung des Geschlechts anhand des Raman-Spektrums erfolgt mit Hilfe von chemometrischen Methoden. Unüberwachte Verfahren, wie die Hierarchische Clusteranalyse und die Hauptkomponentenanalyse, liefern dabei Informationen über natürliche Gruppierungen im Datensatz. Daneben werden auch überwachte Klassifizierungsmethoden wie beispielsweise eine Support-Vektor-Maschine zur Geschlechtsbestimmung verwendet, mit der es möglich ist, im Anschluss an die Klassifizierung unbekannte Proben zu identifizieren.The Determination of sex based on the Raman spectrum is carried out with Help of chemometric methods. Unmonitored procedures, such as the hierarchical cluster analysis and the principal component analysis, provide information about natural groupings in the record. In addition, there are also supervised classification methods such as a support vector machine for sexing used, with which it is possible, following the Classification to identify unknown samples.

In 2 ist das von einer Hierarchischen Clusteranalyse resultierende Dendrogramm dargestellt. Als Datenvorbehandlung wird eine Ableitung der 1. Ordnung sowie eine Vektornormierung durchgeführt. Zur Berechnung der spektralen Distanzen dient die Methode Factorization. Die Clusterbildung erfolgt mit Ward's Algorithmus. Es wurde der Spektralbereich von 1140 bis 1730 cm–1 verwendet. Je geringer die spektralen Abstände (Heterogenität) zwischen zwei Spektren oder Cluster sind, desto ähnlicher sind sich diese. Anhand der Gruppierung wird deutlich, dass eine gute Unterscheidung zwischen Spektren von weiblichen und männlichen Legehybriden anhand von DNA-Material der Federpulpa möglich ist.In 2 is the dendrogram resulting from a hierarchical cluster analysis. As a data pretreatment, a derivation of the 1st order as well as a vector normalization is performed. The Factorization method is used to calculate the spectral distances. The clustering is done with Ward's algorithm. The spectral range from 1140 to 1730 cm -1 was used. The smaller the spectral distances (heterogeneity) between two spectra or clusters, the more similar they are. The grouping makes it clear that a good distinction between spectra of female and male laying hybrids based on DNA material of the spring pulp is possible.

Das Dendrogramm zeigt die Aufspaltung in zwei Cluster, wobei eine Gruppe von Spektren aus weiblichen Legehybriden (dunkel dargestellt) gebildet wird, während die andere Gruppe hauptsächlich aus Spektren von männlichen Legehybriden stammt. Allerdings wurden einige Spektren dem anderen Geschlecht zugeordnet. Es ist festzustellen, dass Probe 9 und 13 als männlich deklariert, aber immer – auch mit diversen Datenvorbehandlungen – im Cluster „weiblich" eingeordnet werden. Weiterhin wird Probe 27 als weiblich deklariert aber immer im „männlichen" Cluster eingeordnet.The Dendrogram shows the splitting into two clusters, with one group of spectra from female laying hybrids (shown in dark) while the other group is mainly derived from spectra of male laying hybrids. Indeed some spectra were assigned to the opposite sex. It is determine that Sample 9 and 13 are declared male, but always - also with various data pretreatments - in Cluster "female" are classified 27 declared as female but always in the "male" Clustered.

Das Ergebnis der Clusteranalyse konnte mit Hilfe einer Hauptkomponentenanalyse (PCA) bestätigt werden. Auch hier wird die Ableitung der Spektren verwendet und es erfolgt eine Vektornormierung. In 3 ist ein dreidimensionaler Scores-Plot dargestellt, wobei die erste Hauptkomponente auf der x-, die zweite auf der y- und die dritte auf der z-Achse aufgetragen ist. Es wird deutlich, dass sich Federpulpapräparate von weiblichen Legehybriden (dunkel dargestellt) zu denen männlicher (heller dargestellt) unterscheiden. Mit wenigen Hauptkomponenten lassen sich die beiden Geschlechter separieren, wobei die Streuung jeder Gruppe hoch ist und sich auch teilweise überschneidet.The result of the cluster analysis was confirmed by a principal component analysis (PCA). Again, the derivative of the spectra is used and there is a vector normalization. In 3 a three-dimensional score plot is shown with the first major component plotted on the x, the second on the y and the third on the z-axis. It becomes clear that feather pulp preparations differ from female laying hybrids (shown in dark) to those of the male (shown lighter). With few major components, the two sexes can be separated, with the scattering of each group high is and partially overlaps.

Weiterhin wurden die Spektren mit Hilfe einer Support-Vector-Maschine (SVM; Kernel-Funktion: Radialbasisfunktion (RBF); Cost-Faktor 1.5·106, γ = 1·10–6) ausgewertet. Dabei werden die Spektralbereiche von 3545–2532 cm–1 und 1809–913 cm–1 einbezogen. Bei dieser Klassifizierungsmethode werden den Spektren Attribute zugeordnet, in diesem Fall das Attribut "Geschlecht". Der Rechenalgorithmus versucht die Spektren, die durch die Attribute in die festgelegten Klassen unterteilt werden müssen, optimal durch eine Trennebene zu separieren. Dazu wird die Datenmatrix in den höherdimensionalen „Hyperspace" überführt. Eine bildliche Darstellung der Ergebnisse ist wegen der höheren Dimensionen nicht mehr möglich.Furthermore, the spectra were evaluated using a support vector machine (SVM; kernel function: radial basis function (RBF); cost factor 1.5 × 10 6 , γ = 1 × 10 -6 ). The spectral ranges of 3545-2532 cm -1 and 1809-913 cm -1 are included. In this classification method, attributes are assigned to the spectra, in this case the attribute "gender". The computational algorithm optimally tries to separate the spectra, which have to be subdivided by the attributes into the specified classes, by a separation plane. For this purpose, the data matrix is transferred to the higher-dimensional "hyperspace." A visual representation of the results is no longer possible because of the higher dimensions.

Als Ergebnis erhält man ein Modell, das durch die Leave-one-out-Methode validiert wird. Dabei wird ein Spektrum bei Modellerstellung herausgelassen und durch das berechnete Modell wieder eine Zuordnung versucht. Das Resultat ist in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1: Ergebnis der SVM-Analyse mittels Leave-one-out Methode Haushuhn männlich Haushuhn weiblich correct wrong Haushuhn männlich 168 3 98.3 1.7 Haushuhn weiblich 10 145 93.6 6.4 95.9 4.1 The result is a model that is validated by the leave-one-out method. In the process, a spectrum is left out when the model is created and an assignment is attempted again using the calculated model. The result is shown in Table 1. Table 1: Result of the SVM analysis using the leave-one-out method Domestic chicken male Domestic chicken female correct wrong Domestic chicken male 168 3 98.3 1.7 Domestic chicken female 10 145 93.6 6.4 95.9 4.1

Eine andere Art der Validierung des Modells gelingt mit einem Test-Datensatz. Der Originaldatensatz wird zufällig in einen Datensatz zur Erstellung des Modells (215 Spektren) und in einen Datensatz zur Validierung des Modells (111 Spektren) geteilt. Das Ergebnis der Validierung ist in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2: Ergebnis der SVM-Analyse mittels Testset Methode Haushuhn männlich Haushuhn weiblich correct wrong Haushuhn männlich 56 1 98.2 1.8 Haushuhn weiblich 4 48 92.3 7.7 95.4 4.6 Another type of validation of the model succeeds with a test record. The original data set is randomly divided into a model building record (215 spectra) and a model validation record (111 spectra). The result of the validation is shown in Table 2. Table 2: Result of the SVM analysis using test set method Domestic chicken male Domestic chicken female correct wrong Domestic chicken male 56 1 98.2 1.8 Domestic chicken female 4 48 92.3 7.7 95.4 4.6

Die beschriebene Methode, welche auf die Anwendung an sich bekannter schwingungsspektroskopischen Methoden sowie chemometrischen Verfahren zurückgreift (hier beispielhaft anhand der Hierarchischen Clusteranalyse, Hauptkomponentenanalyse und Support-Vektor-Maschine von UV-Resonanz-Raman-Spektren), bietet somit die Möglichkeit, aufgrund spektraler Unterschiede von DNA-Material (im vorliegenden Beispiel Federpulpapräparate von Legehybriden) zwischen den Geschlechtern von Vögeln zu unterscheiden.The described method, which is based on the application known per se vibration spectroscopic methods and chemometric methods (here by way of example using the hierarchical cluster analysis, Principal component analysis and support vector machine of UV resonance Raman spectra), thus offers the possibility due to spectral differences of DNA material (in the present example Federpulpapräparate of laying hybrids) between the sexes of birds to distinguish.

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Claims (16)

Verfahren zur Bestimmung des Geschlechts von Vögeln, dadurch gekennzeichnet, dass DNA-relevantes Zellmaterial des geschlechtlich zu bestimmenden Vogels mit Licht untersucht und die Molekülschwingungen gemessen werden, dass das durch das Licht entstehende Spektrum der Molekülschwingungen erfasst und mit vorgegebenen sowie geschlechtsspezifische DNA-Strukturen der zu untersuchenden Vogelart repräsentierenden Referenzspektren verglichen wird und dass aus diesem Spektralvergleich eine auf Grundlage des DNA-Gehalts des Zellmaterials basierende Geschlechtszuordnung des Vogels getroffen wird.Method for determining the sex of birds, characterized in that DNA-relevant cell material of the sexually determined bird is examined with light and the molecular vibrations are measured, that detects the spectrum of molecular vibrations resulting from the light and with predetermined and gender-specific DNA structures of comparing the reference spectra representing the species of interest and that based on the DNA content of the cell material based on the DNA content of the genetic material of the bird is taken from this spectral comparison. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Molekülschwingungen durch Anwendung der Raman-Spektroskopie gemessen werden.Method according to claim 1, characterized in that that the molecular vibrations by application of Raman spectroscopy be measured. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Molekülschwingungen durch Anwendung der UV-Resonanz-Raman-Spektroskopie gemessen werden.Method according to claim 1, characterized in that that the molecular vibrations by application of the UV resonance Raman spectroscopy be measured. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Molekülschwingungen durch Anwendung der IR-Spektroskopie gemessen werden.Method according to claim 1, characterized in that that the molecular vibrations by application of IR spectroscopy be measured. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Molekülschwingungen durch Anwendung der Absorptionsmethode der Terahertz-Spektroskopie gemessen werden.Method according to claim 1, characterized in that that the molecular vibrations by applying the absorption method terahertz spectroscopy. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das DNA-relevante Zellmaterial aus dem Schaft einer jungen Feder des Vogels entnommen wird.Method according to claim 1, characterized in that that the DNA-relevant cell material from the shaft of a young Feather of the bird is taken. Verfahren nach Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das DNA-relevante Zellmaterial auf einem Träger, beispielsweise einem Quarzsubstrat, einem CaF2-Substrat bzw. Silizium-Träger für Raman-spektroskopische Untersuchungen oder KRS5, CaF2-Substrat, ZnSe-Träger bzw. Silizium-Träger für IR-spektroskopische Untersuchungen, präpariert wird, auf dessen Oberfläche das Licht zur Messung der Molekülschwingungen fokussiert wird.A method according to claims 2 to 5, characterized in that the DNA-relevant cell material on a support, for example a quartz substrate, a CaF 2 substrate or silicon carrier for Raman spectroscopic studies or KRS5, CaF 2 substrate, ZnSe carrier or silicon carrier for IR spectroscopic investigations, is prepared on the surface of which the light is focused to measure the molecular vibrations. Verfahren nach Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Lichtquelle zur Messung der Molekülschwingungen Laserstrahlung für Raman-spektroskopische Untersuchungen und MIR-Globar bzw. Nernst-Stift für IR-spektroskopische Untersuchungen eingesetzt wird.Process according to claims 2 to 5, characterized characterized in that as a light source for measuring the molecular vibrations Laser radiation for Raman spectroscopic investigations and MIR-Globar or Nernst-Stift for IR-spectroscopic Investigations is used. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht zur Messung der Molekülschwingungen des DNA-relevanten Zellmaterials von ungeschlüpften Vögeln durch die Eierschale hindurch auf den Embryo bzw. die Keimscheibe fokussiert wird und dass das Spektrum der durch die Molekülschwingungen entstehenden Strahlung im Ei mit einer durch dessen Schale hindurchgeführten Sonde gemessen wird.Method according to claim 1, characterized in that that the light is used to measure the molecular vibrations of the DNA-relevant cell material from unsheathed birds through the eggshell to the embryo or the germinal disc is focused and that the spectrum of the through the molecular vibrations resulting radiation in the egg with a guided through the shell Probe is measured. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass für das Licht zur Messung der Molekülschwingungen des DNA-relevanten Zellmaterials sowie für die Hindurchführung der Sonde zur Messung des Spektrums wenigstens ein mikroskopisch kleines Loch durch die Eierschale gebohrt wird.Method according to claim 9, characterized in that that for the light to measure the molecular vibrations of the DNA-relevant cell material and for the passage the probe for measuring the spectrum at least a microscopic small hole is drilled through the eggshell. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung der Molekülschwingungen des DNA-relevanten Zellmaterials Laserstrahlung mit einer Wellenlänge vorzugsweise von 244 nm oder 257 nm verwendet wird.Method according to claim 3, characterized that for measuring the molecular vibrations of the DNA-relevant Cell material laser radiation having a wavelength preferably of 244 nm or 257 nm is used. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das DNA-relevante Zellmaterial zur Vermeidung dessen thermischer Überbeanspruchung während der Messung der Molekülschwingungen, beispielsweise durch Drehung und Verschiebung oder Schwingung, bewegt wird.Method according to claim 1, characterized in that that the DNA-relevant cell material to avoid its thermal overload during the measurement of the molecular vibrations, for example by rotation and displacement or vibration, is moved. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das gemessene Spektrum des DNA-relevanten Zellmaterials mit Referenzspektren verglichen wird, die in Bezug auf die zu treffende Geschlechtszuordnung statistisch ermittelt wurden.Method according to claim 1, characterized in that that the measured spectrum of the DNA-relevant cell material with Reference spectra compared with the one to be taken Gender assignment were determined statistically. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleich des gemessenen Spektrums mit den Referenzspektren sowie die Geschlechtszuordnung rechentechnisch erfolgen.Method according to claim 1, characterized in that that the comparison of the measured spectrum with the reference spectra as well as the gender assignment computationally done. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale, (das Signalmuster) der Spektren des DNA-relevanten Zellmaterials zum Vergleich mit den Referenzspektren mit Hilfe unüberwachter Klassifizierungsmethoden, die insbesondere die Hierarchische Clusteranalyse und die Hauptkomponentenanalyse beinhalten, analysiert werden.A method according to claim 1, characterized in that the signals, (the signal pattern) of the spectra of the DNA-relevant cell material for comparison with the reference spectra by means of unmonitored Klas analysis methods, which include, in particular, the hierarchical cluster analysis and the principal component analysis. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale, (das Signalmuster) der Spektren des DNA-relevanten Zellmaterials zum Vergleich mit den Referenzspektren mit Hilfe überwachter Klassifizierungsmethoden, die insbesondere die Verfahren K-Nearest-Neighbour-Klassifikation (KNN), Nearest Mean Classifier (NMC), lineare Diskriminanzanalyse (LDA), künstliche neuronale Netze (ANN – Artificial Neural Networks) sowie Support-Vector-Maschinen (SVM) beinhalten, analysiert werden.Method according to claim 1, characterized in that that the signals, (the signal pattern) of the spectra of the DNA-relevant Cell material for comparison with the reference spectra using monitored Classification methods, in particular the methods K Nearest Neighbor Classification (KNN), Nearest Mean Classifier (NMC), linear discriminant analysis (LDA), artificial neural networks (ANN - Artificial Neural Networks) as well as Support Vector Machines (SVM), to be analyzed.
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