روی
در نشریات گروه علوم دام-
مقدمه و هدف
سپتی سمی هموراژیک ویروسی (VHS) یکی از شایعترین بیماریهای ویروسی در صنعت پرورش ماهی قزل آلا رنگینکمان است که باعث خسارات اقتصادی سنگین میشود. اهمیت ماهی قزل آلای رنگینکمان در صنعت آبزیپروری ایران از یک سو و افزایش تلفات ناشی از شیوع بیماری های عفونی از سوی دیگر نیاز به شناخت بیشتر سیستم ایمنی ماهیان و همچنین دستیابی به ابزاری جهت تشخیص دقیق عوامل ایجاد بیماریهای اینگونه از ماهیان را مشخص میسازد. کنترل و پیشگیری از شیوع بیماریها در ماهیان پرورشی مستلزم اجرای یک برنامه منظم تشخیص و درمان میباشد که در این رابطه نشانگرهای مولکولی میتوانند بهعنوان یک ابزار پایش و تشخیص مفید باشند. مطالعات اخیر نشان داد که رویکردهای محاسباتی برای شناسایی واریانتهای RNA توالییابی شده، از روش های بسیار کارآمد و مقرون به صرفه جهت ردیابی تنوع ژنومیکی هستند. برخی از واریانتهای مبتنی بر چند شکلی تک نوکلئوتیدی (SNP)، از جمله مترادف، غیر مترادف و غیر کد شونده و همچنین رخداد حذف-اضافه (InDel) ناشی از دادههای RNA توالییابی شده میتوانند به عنوان یک نشانگر ژنتیکی مطلوب در آنالیزهای تفرق ژنتیکی به ویژه در بررسی بیان اختصاصی آللها مورد استفاده قرار گیرند. هدف از مطالعه حاضر شناسایی واریانتهای ژنتیکی مبتنی بر SNP و رخداد حذف-اضافه با استفاده از دادههای ترانسکریپتومی در برخی از ژنهای بیان شده در ماهی قزلآلای رنگینکمان تیمار شده با ویروس VHSV بود.
مواد و روش هادر این تحقیق از داده های حاصل از توالییابیRNA از بافت طحال ماهی قزلآلای رنگینکمان تیمار شده با ویروس VHSV استفاده شد. کنترل کیفی و همردیفی خوانشها بهترتیب با استفاده از نرمافزارهای FastQC و STAR انجام شد. برای شناساییSNP ها و InDelها از مجموعه ای از ابزارهای بیوانفورماتیکی (GATK) استفاده شد. واریانتها در مرحله نخست با استفاده ازGTAK HaplotypeCaller شناسایی و در مرحله بعد برای افزایش دقت و فیلترینگ SNPهای شناسایی شده اولیه، از ابزار GTAK Variant Filtration استفاده شد. پس از فیلترینگ، واریانتهای شناسایی شده با استفاده از نرمافزار SnpEff حاشیه نویسی و تعیین هویت شدند. در مرحله پایانی با استفاده از نرمافزار STRING ژنهای مرتبط با سه ژن اصلی TLR8، IRF10 و GAPDH شناسایی و شبکه ژنی برمبنای این سه ژن ترسیم و ژن GAPDH به عنوان ژن اصلی در نظر گرفته شد.
یافته هادر این تحقیق واریانتهای ژنومیکی از نوع چندشکلی تک نوکلئوتیدی و رخداد حذف -اضافه در سه ژن TLR8، IRF10b و GAPDH که از ژن های مرتبط با سیستم ایمنی هستند در ماهی قزل آلای رنگین برای اولین بار شناسایی و گزارش شدند. در این پژوهش تعداد 72SNP و 15 InDel در ژن TLR8، 20SNP و 3 InDel در ژن IRF10 و 21 SNP و 8 InDel در ژن GAPDH شناسایی شد. در جایگاه ژنی TLR8، بهترتیب 9/7 و 2/8 درصد از واریانتهای SNP در بالادست و پائیندست این ژن و نیز رخداد InsDel برابر با 26/7 درصد در بالادست و 26/7 درصد در پائیندست این ژن شناسایی شدند. در جایگاه ژنی IRF10 به ترتیب 10 و 65 درصد از واریانتهای SNP در بالا دست و پائین دست و تنها 33/3 درصد از رخداد InsDel در پائیندست این ژن شناسایی شدند. در جایگاه ژنی GAPDH هریک از واریانتهای SNP و InsDel به ترتیب برابر با 47/6 و 12/5 درصد تنها در پائیندست این ژن شناسایی شدند. هیچیک از این نوع واریانتها در بالادست جایگاه ژنی GAPDH شناسایی نشده است.
نتیجه گیریاز کارهای تحقیقاتی ضروری در رمزگشایی نقشه های فنوتیپی و ژنوتیپی در دامهای اهلی، شناسایی آللهای خاص در تنطیم بیان ژنهاست. در این راستا اولین گام، ردیابی واریانتهای ژنومیکی در ژنهای بیان شده است. آنالیز نتایج این تحقیق نشان داد که موقعیت مکانی، نوع و وفور واریانتهای ژنتیکی در هریک از جایگاههای نشانگر مورد مطالعه متفاوت بودند. با توجه به شناسایی واریانتهای مبتنی بر SNP و رخداد InDel در سه ژن TLR8، IRF10b و GAPDH میتوان از این یافته ها در برنامه های اصلاح نژادی با استفاده از روش انتخاب به کمک نشانگر در برابر عفونتهای ویروسی از جمله VHS و همچنین در طراحی اسنیپ چیپها در گونه ماهی استفاده نمود. از آنجاییکه واریانتهای مختلف شناسایی شده در هریک از جایگاه های نشانگری مورد مطالعه نقش تنظیمی در بیان ژنها دارند، فلذا بررسی تاثیر هریک از آنها در بیان اختصاصی آللها بسیار حائز اهمیت است. همچنین با داشتن اطلاعات ژنهای درگیر در سیستم ایمنی و با شناسایی نشانگرهای مولکولی مرتبط به این جایگاه ها و از طرفی مطالعه همبستگی بین این جایگاهها با صفات کمی میتوان از آنها در طراحی برنامه های اصلاح نژاد در صنعت پرورش ماهی برای تولید سویه های مقاوم در مقابل بیماری ها بهره برد.
کلید واژگان: بیماری سپتی سمی هموراژیک ویروسی، توالی یابی RNA، قزل آلای رنگین کمان، واریانت های ژنتیکی، SNP، IndelBackgroundViral hemorrhagic septicemia (VHS) is one of the most common viral diseases in the rainbow salmon farming industry, which causes heavy economic losses. Rainbow trout’s importance in the Iranian aquaculture industry, on the one hand, and the increase in deaths due to the spread of infectious diseases, on the other hand, highlight the need for further understanding of the fish immune system and obtaining a tool to accurately diagnose the causes of diseases in this fish species. The control and prevention of disease outbreaks in farmed fish requires the implementation of a regular diagnosis and treatment program, for which molecular markers can be useful as a monitoring and diagnostic tool. Recent studies have shown that computational approaches to identify sequenced RNA variants are very efficient and cost-effective methods for tracking genomic diversity. Some variants based on single nucleotide polymorphisms (SNPs), including synonymous, non-synonymous, and non-coding, as well as insertion-deletion (InDel) events resulting in RNA sequencing data, can be used as a desirable genetic marker in genetic differentiation analysis, especially in investigating allele-specific expression. The present study aimed to identify genetic variants based on SNP and InDel occurrence using transcriptomic data in some genes expressed in rainbow trout treated with the VHS virus.
MethodsRNA sequencing data from the spleen tissue of rainbow trout treated with the VHS virus was used in this research. Quality control and alignment of readings were done using FastQC and STAR software, respectively. A set of bioinformatics tools (GATK) was used to identify SNPs and InDels. Variants were identified in the first step using GTAK HaplotypeCaller, and the GTAK Variant Filtration tool was used in the next step to increase the accuracy and filtering of the initially identified SNPs. After filtering, the detected variants were annotated and identified using SnpEff software. In the final step, the genes related to the three main genes (TLR8, IRF10, and GAPDH) were identified using STRING software, and the gene network was drawn based on these three genes. The GAPDH gene was considered the main gene.
ResultsIn this research, genomic variants of SNPs and InDel events in three TLR8, IRF10b, and GAPDH genes, which are related to the immune system, were identified and reported in rainbow trout for the first time. In total, 72 SNPs and 15 InDels in the TLR8 gene, 20 SNPs and 3 InDels in the IRF10 gene, and 21 SNPs and 8 InDels in the GAPDH gene were identified in this study. In the TLR8 gene locus, 9.7 and 2.8% of SNP variants were detected upstream and downstream of this gene, respectively, and the occurrence of InDel was equal to 26.7%, which was detected in both upstream and downstream of this gene. In the IRF10 gene locus, 10 and 65% of SNP variants were detected upstream and downstream, respectively, and only 33.3% of InDel events were detected downstream of this gene. In the GAPDH downstream gene position, each of the SNP and InsDel variants was detected with frequencies equal to 47.6% and 12.5%, respectively, only in the downstream site of this gene. None of these types of variants were identified in the upstream site of the GAPDH gene.
ConclusionOne of the essential research works in deciphering phenotypic and genotypic maps in domestic animals is to identify specific alleles in gene regulation. In this regard, the first step is to track the genomic variants in the expressed genes. The analysis of the results in this research showed that the location, type, and frequency of genetic variants were different in each of the studied marker sites. According to the identification of variants based on SNP and the occurrence of InDel in the three TLR8, IRF10b, and GAPDH genes, the results can be used in breeding programs using the MAS technique against viral infections, such as VHS, and in the design of SNP chips in fish species. Since the different variants identified in each of the studied marker sites have a regulatory role, it is very important to investigate the effect of each of them on allele-specific expression. Furthermore, acquiring information on genes involved in the immune system, identifying molecular markers associated with these loci, and studying the correlation between these loci and quantitative traits can be used in designing breeding programs in the fish farming industry to produce disease-resistant strains.
Keywords: Genetic Markers, Indel, Rainbow Trout, RNA-Sequencing, SNP, Viral Hemorrhagic Septicemia (VHS) -
مقدمه و هدف
غلات بخش اعظم جیره های خوراکی در صنعت طیور را تشکیل می دهند. مهم ترین غله ای که امروزه در صنعت طیور مورداستفاده قرار می گیرد، دانه ذرت می باشد. مشکلاتی از قبیل تغییرات و نوسانات قیمت ذرت و همچنین کمبود غله ذرت در برخی شرایط و همچنین در کشور ما، مرغداران را مجبور به استفاده از غلات جایگزین نظیر گندم می کند. دانه گندم در مقایسه با دانه ذرت دارای مزایایی است که ازجمله آن ها میتوان به موارد زیر اشاره کرد: این غله کیفیت پلت را بهبود میبخشد و همچنین مقدار پروتئین خام و همینطور اسیدهای آمینه لیزین، متیونین، آرژنین، فنیل آلانین، تریپتوفان، ترئونین والین بالاتری نسبت به دانه ذرت دارد. با اینوجود در گندم دو خصوصیت منفی وجود دارد که مصرف آنرا توسط طیور در بعضی شرایط محدود میکند. از یک سو گندم انرژی قابل متابولیسم پایین تری به ازای واحد وزن نسبت به ذرت دارد. از سوی دیگر پلیساکاریدهای غیر نشاسته ای در گندم مانع از در دسترس قرار گرفتن کل انرژی موجود در آن و کاهش عملکرد جوجه های گوشتی می شوند. عمده پلیساکارید غیر نشاستهای موجو در گندم آرابینوزایلان میباشد که تا 10 درصد این غله را شامل میشود. این پلیمرهای طویل دارای ظرفیت بالای نگهداری آب هستند به طوریکه تا 10 برابر وزن خود آب جذب میکنند. همچنین قرار گرفتن آرابینوز در زنجیر جانبی به پلیساکاریدهای غیر نشاسته ای طبیعت محلول در آب میبخشد. این عوامل باعث میشوند تا محیط چسبندهای در روده ایجاد شود. افزایش چسبندگی مواد هضمی ژژنوم منجر به کاهش رویگرد آنزیم- سوبسترا می شود و در نتیجه هضم و جذب نشاسته، پروتئین و چربی و درنهایت انرژی مصرفی حیوان کاهش مییابد که این امر منجر به کاهش عملکرد در طیور می شود یکی از روش های مناسب بهبود عملکرد طیور و کاهش اثرات منفی پلیساکاریدهای غیر نشاسته ای در غله گندم استفاده از مولتی آنزیم ها هست. روش سنتی استفاده از آنزیم بهصورت سربار (سرک) می باشد. روش دیگر و مناسب تر جهت مصرف آنزیم توجه به معادل ارزش تغذیه ای آن ها می باشد که بدینوسیله می توان هزینه مصرف آنزیم و خوراک را کاهش داد. هدف از انجام این آزمایش این است تا با به کارگیری معادل ارزش تغذیه ای سه نوع مولتی آنزیم، اثرات این آنزیم ها را بر عملکرد رشد، مصرف آب، رطوبت بستر، گران روی محتویات ژژنوم و برخی از خصوصیات دستگاه گوارش جوجه های گوشتی تغذیه شده با جیره بر پایه گندم-سویا مورد مقایسه قرار دهد تا نسبت به انتخاب بهترین آنزیم واقعی ترین معادل ارزش تغذیه ای معیار مناسبی در دست باشد.
مواد و روش هاتعداد 300 قطعه جوجه گوشتی نر یک روزه (راس 308) در 4 تیمار، 5 تکرار و تعداد 15 قطعه در جوجه در هر واحد آزمایشی اختصاص یافتند و داده های به دست آمده در قالب طرح کامل تصادفی آنالیز شدند. تیمارهای آزمایشی عبارت بودند از: جیره بر پایه گندم-کنجاله سویا بدون آنزیم (گروه شاهد) و سه جیره بر پایه گندم-کنجاله سویا دیگر بهترتیب حاوی آنزیم های A، B و C بر اساس میزان توصیه شده شرکت های سازنده که بهترتیب بهمیزان 0/017، 0/06 و 0/05 درصد جیره مورداستفاده قرار گرفتند. قابل ذکر است که معادل ارزش تغذیه ای برای آنزیم ها مطابق جداول توصیه شده شرکت های سازنده آنزیم ها در نظر گرفته شد. اثر تیمارها در پایان دوره 42 روزه پرورش، بر عملکرد، ویژگیهای لاشه، طول و وزن قطعات روده، وزن اندام های هضمی، نسبت آب به خوراک مصرفی، رطوبت بستر، گران روی محتویات ژژنوم مورد ارزیابی قرار گرفت.
یافته هادر دوره های آغازین، پایانی و در کل دوره مصرف خوراک تحت تاثیر مصرف آنزیم قرار نگرفت. این در حالی است که تنها در دوره رشد و تنها افزودن آنزیم B به جیره بر پایه دانه گندم موجب افزایش میانگین مصرف خوراک روزانه را به صورت معنی داری در مقایسه با جیره شاهد شد (p<0/05). در دوره آغازین، تنها افزودن آنزیم A به جیره بر پایه گندم موجب افزایش میانگین افزایش روزانه پرندگان شد (p<0/05). در دوره های رشد، پایانی و در کل دوره نیز آنزیم های A و B میانگین افزایش وزن روزانه را بهبود داد (p<0/05). ضریب تبدیل خوراکی در دوره آغازین تحت تاثیر مصرف آنزیم قرار نگرفت اما در دوره های رشد، پایانی و در کل دوره استفاده از معادل ارزش تغذیه ای برای آنزیم های A و B ضریب تبدیل را بهبود بخشید (p<0/05) درحالی که آنزیم C تاثیر معنی داری بر این صفات نداشت. استفاده از آنزیم تاثیر معنی داری بر وزن نسبی پانکراس، کبد، طول وزن نسبی دودونوم، ژژونوم، ایلیوم و سکوم، نسبت آب مصرفی و رطوبت بستر نداشت (p>0/05). در مقایسه با جیره گندم-سویا بدون آنزیم، پرندگانی که با جیره های حاوی آنزیم های A و B تغذیه شدند، در سن 23 روزگی به صورت معنی داری گران روی کمتری در محتویات ژژنوم و در سن 42 روزگی چربی محوطه بطنی بیشتری نشان دادند (p<0/05). درحالی که در 42 روزگی درصد لاشه و وزن نسبی ران تحت تاثیر آنزیم قرار نگرفت، وزن نسبی سینه در جیره حاوی آنزیم A به صورت معنی داری کمتر از گروه شاهد و تیمارهای حاوی آنزیم C بود، درحالی که بین تیمار حاوی آنزیم A و B تفاوت معنی داری وجود نداشت.
نتیجه گیرینتایج کلی نشان داد که استفاده از معادل ارزش تغذیه ای برای آنزیم های A و B عملکرد جوجه های گوشتی تغذیه شده با جیره بر پایه گندم-سویا را بهبود داد و می توان از معادل ارزش تغذیه ای این آنزیم ها جهت جیره نویسی و کاهش هزینه خوراک حاوی گندم استفاده کرد. همچنین، نتایج آزمایش حاضر نشان داد که استفاده از معادل ارزش تغذیه ای برای آنزیم C تاثیر معنی داری بر عملکرد جوجه های گوشتی نداشت و می توان برای اطمینان بیشتر به آزمایش ها دیگری طراحی شود تا معادل ارزش تغذیه ای این آنزیم ارزشیابی شود.
کلید واژگان: جوجه گوشتی، عملکرد، معادل ارزش تغذیه ای، مولتی آنزیمBackgroundCereal gains form the largest portion of the poultry industry. The most important cereal in this industry is corn grain, but the presence of some issues, including the change and fluctuation of corn prices accompanied by a shortage of corn gain in some conditions in our country, have forced poultry farmers to explore different substitutional grains, such as wheat. Compared with corn, wheat grain has some advantages over corn, including improving the pellet quality and having more crude protein along with higher lysine, methionine, arginine, phenylalanine, tryptophan, threonine, and valine. However, two drawbacks to wheat grain have limited its usage in poultry diets in some conditions. On the one hand, wheat has lower metabolizable energy than corn. On the other hand, non-starch polysaccharides in wheat grain prevent energy availability and impede the growth performance of boilers. The most prominent non-starch polysaccharide known in wheat is arabinoxylan, which includes almost 10% of this cereal; these particular polymers have a great water-holding capacity of around 10 times their weight. Furthermore, having arabinose in the lateral chain has made it possible for non-starch polysaccharides to become water-soluble. These factors make a high-viscosity condition in the gastrointestinal tract causing a low enzyme-substrate interaction, resulting in weaker digestion and absorption of starch, protein, and fat and, consequently, lower energy retention, which reduces the growth performance of birds. One of the most appropriate methods to improve broiler chickens' performance and decline the negative effects of non-starch polysaccharides (NSPs) in wheat is to apply multi-enzymes. The classic method for enzyme supplementation is to add enzymes over a formulated diet (over the top). Another way for enzyme addition is to consider the nutrient matrix values for the enzyme, which is the most suitable method to decrease the cost of both enzyme and feed consumption. The current study aimed to apply the nutrient matrix values for three different multi-enzymes and evaluate their effects on the performance, water consumption, litter moisture, jejunal viscosity, and some characteristics of the gastrointestinal tract in broilers fed wheat-soybean meal to find an appropriate criterion for the most realistic nutrient matrix values for enzymes.
MethodsThree-hundred-day-old male broiler chicks of commercial strain (Ross 308) were studied with four treatments, five replications, and 15 chicks in each replicate in a floor pen. All data were analyzed using a randomized complete design. The four dietary treatments consisted of a wheat-soybean meal-based diet without enzyme (control group) and three wheat-soybean-based diets supplemented with enzymes A, B, and C, which were added at 170, 600, and 500 mg/kg DM, respectively. The nutrient matrix values were considered for enzymes. The effects of treatments on the performance, carcass characteristics, length and weight of intestinal segments, digestive organs weight, water-to-feed intake ratio, and jejunal viscosity were investigated at the end of 42 days.
ResultsResults of this trial showed that in the starter, finisher, and the whole period, feed intake was not affected by enzyme addition whereas only in the grower period of rearing and only adding enzyme B to the wheat-soybean meal-based diet significantly improved Average Daily Feed Intake (ADFI) (p < 0.05). In the starter period, only the enzyme A addition to a wheat-based diet improved Average Daily Gain (ADG) (p < 0.05). However, in the grower, finisher, and the whole period, ADG was improved by enzyme A and B supplementation (p < 0.05). However, feed conversion ratio (FCR) was not affected by enzyme addition in the starter period (p > 0.05), but using nutrient matrix values for enzymes A and B significantly improved FCR in the grower, finisher, and in the entire period (p < 0.05). Results showed that enzyme supplementation did not significantly affect the relative weight of the pancreas, liver, relative weight and length of the duodenum, jejunum, ileum, and cecum, water to feed intake ratio, and litter moisture (p > 0.05). Birds that received enzyme A and B had lower jejunal content viscosity at day 23 and higher abdominal fat at day 42 (p < 0.05). While carcass yield and thigh relative weight did not change by enzyme supplementation (p > 0.05), breast relative weight for birds that received enzyme A was significantly lower than control treatment and the enzyme C containing group (p < 0.05), and there was no significant difference among enzymes A and B (p > 0.05).
ConclusionThe results of the present study showed that the application of nutrient matrix values for enzymes A and B improved the performance of broiler chickens fed a wheat-soybean meal-based diet, and their matrix values could be used for feed formulation to reduce the cost of each kilogram feed. Moreover, the results of the current study showed that using the nutrient matrix value for enzyme C did not significantly affect broiler performance. For assurance, more experiments are needed to be designed to evaluate the nutrient matrix value of this enzyme.
Keywords: Broiler Chicken, Multi-Enzyme, Nutrient Matrix Values, Performance, Wheat -
مقدمه و هدف
در برنامه های تولیدمثلی دام و طیور تکنیک تلقیح مصنوعی به عنوان یک تکنیک پایه کابرد فراوانی دارد. لازمه استفاده از این تکنیک، انجماد اسپرم میباشد. انجماد اسپرم فرآیندی است که طی آن ژن های برتر به طور وسیعی گسترش یافته و می توان از یک دام نر با خصوصیات ژنتیکی بالا به تعداد نتاج بیشتری دست پیدا کرد. اما طی فرآیند سردسازی و انجماد، در اثر افت دما و شوک سرما و به دنبال آن تولید بیش از حد رادیکالهای آزاد، آسیبهای زیادی به اسپرم وارد میشود. پراکسیداسیون لیپیدی غشای پلاسمایی اسپرم (LPO) در نتیجه تولید گونه های اکسیژن فعال (ROS) رخ میدهد که به ساختار غشای اسپرم آسیب میرساند. حمله رادیکال های آزاد به اندامک های داخل سلولی به خصوص میتوکندری و DNA اسپرم می تواند اغلب عملکردهای اسپرم را مختل کرده و تاثیر بسیار منفی بر باروری اسپرم ها داشته باشد. از این رو افزودن ترکیبات آنتی اکسیدانی به رقیق کننده اسپرم یک امر ضروری جهت انجماد و حفظ کیفیت اسپرم ها محسوب می شود. کورکومین به عنوان یک ترکیب آنتی اکسیدانی طبیعی حاصل از ریشه زردچوبه با ویژگی داشتن حلقه فنلی و بخش بتا دی- کتونی در ساختمان خود قادر به خنثی سازی رادیکال های آزاد و در نتیجه حفظ کیفیت سلول های اسپرم می باشد. این ترکیب در اغلب مطالعات دارویی، پزشکی و صنایع غذایی به عنوان یک ترکیب آنتی اکسیدانی بسیار قوی معرفی شده و حتی در برخی مطالعات، هم پایه ترکیبات آنتی اکسیدانی شناخته شده مانند ویتامین های E و C و آنزیم سوپر اکسید دیسموتاز گزارش شده است. هدف از این آزمایش، بررسی اثرات افزودن سطوح مختلف کورکومین به رقیق کننده ها بر فراسنجه های جنبایی، ساختاری و بیوشیمیایی (تنش اکسیداتیو) اسپرم اپیدیدمی قوچ پس از فرآیند انجماد- یخگشایی بود.
مواد و روش هادر این آزمایش بافت بیضه از کشتارگاه جمع آوری و به آزمایشگاه منتقل شد و با برش دم اپیدیدیم سلول های اسپرم جمع آوری شد. نمونه های اسپرم پس از ارزیابی اولیه انتخاب و در رقیق کننده بر پایه تریس- زرده تخم مرغ با غلظت 50 میلیون اسپرم در هر میلی لیتر رقیق شدند. در دمای 37 درجه سانتی گراد غلظت های مختلف کورکومین شامل 0، 10، 25 و 50 میکرومولار به رقیق کننده حاوی اسپرم اضافه شد. نمونه های حاوی غلظت های مختلف کورکومین در گروه های آزمایشی مختلف در فالکون 15 میلی لیتری ریخته و در داخل آب هم دما به دمای 5 درجه سانتی گراد برای سردسازی منتقل شدند. پس از حدود دو ساعت نمونه ها در این دما به تعادل رسیدند. سپس گروه های آزمایشی در همان دما در پایوت های یک چهارم هم دما پر شده و مهر و موم شدند. پایوت ها در فاصله چهار سانتی متری از سطح ازت مایع به وسیله بخار ازت به مدت هفت دقیقه منجمد شده و سپس در داخل ازت مایع غوطه ور شدند. پایوت های منجمد شده تا زمان ارزیابی (حدود یک ماه) در داخل تانک ازت نگهداری شدند. پس از یخگشایی در دمای 37 درجه سانتیگراد بهمدت 30 ثانیه، فراسنجه های جنبایی، زنده مانی و وضعیت آپوپتوزیس، سلامت غشای پلاسمایی، درصد ناهنجاری ها، فراسنجه های بیوشیمیایی شامل سنجش غلظت مالون دیآلدهید (MDA)، فعالیت آنزیم های سوپر اکسید دیسموتاز (SOD)، گلوتاتیون پراکسیداز (GPX)، کاتالاز (CAT) و سنجش غلظت H202 ارزیابی شدند. داده های حاصل از ارزیابی ها توسط نرمافزار SAS و رویه GLM در سطح معنی داری 0/05 واکاوی شدند.
یافته هانتایج این آزمایش نشان داد که در مورد فراسنجه های جنبایی مانند جنبایی کلی (TM) رقیق کننده حاوی 10 و 25 میکرومولار کورکومین، جنبایی پیش رونده (PM) رقیق کننده حاوی هر سه غلظت کورکومین (10، 25 و 50 میکرومولار) و سرعت در مسیر میانگین (VCL) رقیق کننده حاوی 25 میکرومولار کورکومین به طور معنی داری نسبت به گروه شاهد عملکرد بهتری داشتند (0/05 <p). اما برای سایر فراسنجه های جنبایی مانند سرعت در مسیر منحنی (VAP)، سرعت در مسیر مستقیم (VSL)، حرکت عرضی سر (ALH)، خطی بودن جنبایی (LIN) و درصد حرکت مستقیم (STR) بین گروه های آزمایشی تفاوت معنی داری مشاهده نشد (0/05 >p). در بررسی فراسنجه های ساختاری مشخص شد که رقیق کننده حاوی هر سه سطوح کورکومین (10، 25 و 50 میکرومولار) درصد سلامت غشای پلاسمایی اسپرم را پس از یخ گشایی به طور معنی داری افزایش داده بود و در مورد درصد زنده مانی، رقیق کننده حاوی 25 میکرومولار کورکومین به طور معنی داری نسبت به سایر گروه های تیماری عملکرد بهتری داشت و افزودن همین سطح درصد آپوپتوزیس اولیه را نسبت به سایر گروه ها به طور معنی داری کاهش داد (0/05>p). در مورد صفات درصد آپوپتوزیس ثانویه، نکروز و ناهنجاری ها در میان تیمارها تفاوت معنی داری مشاهده نشد (0/05 >p). نتایج ارزیابی فراسنجه های بیوشیمیایی (تنش اکسیداتیو) نشان داد که غلظت MDA و فعالیت آنزیم CAT در میان گروه های آزمایشی تفاوت معنی داری ندارد (0/05 >p)، ولی در مورد فعالیت آنزیم SOD رقیق کننده حاوی 10 و 25 میکرومولار کورکومین و برای GPX رقیق کننده حاوی 25 میکرومولار کورکومین به طور معنی داری موجب افزایش فعالیت این آنزیم های آنتی اکسیدانی شد (0/05>p). همچنین افزودن هر سه غلظت کورکومین (10، 25 و 50 میکرومولار) غلظت H202 را به طور معنی داری نسبت به گروه شاهد کاهش داد (0/05<p).
نتیجه گیرینتایج این آزمایش نشان داد که استفاده از کورکومین در رقیق کننده انجمادی می تواند موجب بهبود کیفیت اسپرم اپیدیدمی قوچ پس از فرآیند انجماد- یخ گشایی شود. از این رو استفاده از غلظت 25 میکرومولار کورکومین در رقیق کننده انجمادی توصیه می شود.
کلید واژگان: آنتی اکسیدان، اسپرم، انجماد- یخ گشایی، رادیکال آزاد، کورکومینBackgroundArtificial insemination is widely used as a basic technique in livestock and poultry breeding programs. The use of this technique requires sperm freezing, a process during which superior genes are widely expanded and more progeny can be obtained from a male animal with high genetic characteristics. However, sperm undergoes much damage during the cooling and freezing process due to the drop in temperature and cold shock and the subsequent excessive production of free radicals. Lipid peroxidation (LPO) of the sperm plasma membrane occurs due to the production of reactive oxygen species (ROS), which damages the structure of the sperm membrane. The attack of free radicals on intracellular organelles, especially mitochondria and sperm DNA, can often disrupt sperm functions and have a very negative effect on sperm fertility. Therefore, adding antioxidant compounds to sperm thinners is considered essential for freezing and maintaining sperm quality. Curcumin, as a natural antioxidant compound obtained from turmeric root, with the characteristic of having a phenolic ring and a beta-di-ketone part in its structure, is capable of neutralizing free radicals and thus maintaining the quality of sperm cells. This compound has been introduced as a very strong antioxidant compound in most pharmaceutical, medical, and food industry studies, and even in some studies, it has been reported to be the co-base of known antioxidant compounds, such as vitamins E and C, and the superoxide dismutase enzyme. This experiment aimed to investigate the effects of adding different levels of curcumin to diluents on the physical, structural, and biochemical parameters (oxidative stress) of ram epididymal sperm after the freezing-thawing process.
MethodsIn this experiment, testicular tissue was collected from a slaughterhouse and transferred to the laboratory. Sperm cells were collected by cutting the tail of the epididymis. Sperm samples were selected after an initial evaluation and diluted in a Tris-egg yolk-based diluent with a concentration of 50 million sperm per milliliter. Different concentrations of curcumin, including 0, 10, 25, and 50 μM, were added to the sperm-containing diluent at 37 °C. Samples containing different concentrations of curcumin in different experimental groups were poured into a 15 ml Falcon and transferred to 5 °C in isothermal water for cooling. After about 2 hours, the samples reached equilibrium at this temperature. Then, the experimental groups were filled and sealed at the same temperature in one-quarter straws at the same temperature. The peyotes were frozen at a distance of 4 cm from the surface of liquid nitrogen by nitrogen vapor for 7 minutes and then immersed in liquid nitrogen. The frozen peyotes were kept in a nitrogen tank until the evaluation (about 1 month). Physical parameters, survival, apoptosis status, plasma membrane health, abnormality percentage, biochemical parameters (including measurement of malondialdehyde (MDA) concentration, activity of superoxide dismutase enzymes (SOD), glutathione peroxidase (GPX), and catalase (CAT), and H2O2 concentration assay were evaluated after thawing at 37 °C for 30 seconds. The data obtained from the evaluations were analyzed by SAS software and the GLM procedure at a significance level of 0.05.
ResultsThe results of kinematic parameters, such as the total kinematics (TM) of the diluent containing 10 and 25 μM curcumin, the progressive kinematics (PM) of the diluent containing all three concentrations of curcumin (10, 25, and 50 μM), and the speed in the mean path (VCL) diluent containing 25 μM of curcumin, showed significantly better performance than the control group (p < 0.05). However, no significant differences were observed between the experimental groups for the other kinematic parameters such as velocity in a curved path (VAP), velocity in a straight path (VSL), transverse head movement (ALH), linearity of kinematics (LIN), and the percentage of straight movement (STR) (p > 0.05). The analysis of structural parameters indicated that the diluent containing all three levels of curcumin (10, 25, and 50 µM) significantly increased the percentage of sperm plasma membrane health after thawing. Moreover, the diluent containing 25 µM of curcumin significantly increased the viability percentage compared to the other treatment groups, with better performance. The addition of the same level significantly reduced the percentage of early apoptosis compared to the other groups (p < 0.05). No significant differences were observed among the treatments in the percentage of secondary apoptosis, necrosis, and abnormalities (p > 0.05). The results of the evaluation of biochemical parameters (oxidative stress) showed that the MDA concentration and CAT enzyme activity did not differ significantly among the experimental groups (p > 0.05). In the case of SOD activity, dilutions containing 10 and 25 μM of curcumin, and for GPX, dilutions containing 25 μM of curcumin significantly increased the activity of these antioxidant enzymes (p < 0.05). Furthermore, the addition of all three concentrations of curcumin (10, 25, and 50 μM) significantly reduced the H2O2 concentration compared to the control group (p < 0.05).
ConclusionThe results of this experiment show that the use of curcumin in the freezing diluent can improve the quality of ram epididymal sperm after the freezing-thawing process. Therefore, it is recommended to use a curcumin concentration of 25 μM in the freezing diluent.
Keywords: Antioxidant, Curcumin, Free Radical, Freezing-Thawing, Sperm -
مقدمه و هدف
شناسایی مناطق ژنومی که هدف انتخاب بوده اند، یکی از راهکارهای اصلی تحقیقات زیستی است. به عبارت دیگر اهلی سازی و انتخاب بهشدت در خصوصیات ظاهری و رفتاری حیوانات اهلی امروز تغییر ایجاد کرده است. در این مسیر انتخابهای انجام شده توسط انسان نشانه های قابل شناسایی را در ژنوم بزهای امروزی به جا گذاشته است که شناسایی این نشانه ها میتواند به اصلاح و بهبود ژنتیکی صفات مهم اقتصادی در این حیوانات کمک کند. طی دهه های اخیر تمایل به شناسایی مناطق ژنومی که حاوی ژنهای کاندیدایی که هدف انتخاب بودهاند روبه افزایش بوده است. شناسایی نشانه های انتخاب میتواند دیدگاه های ارزشمندی در مورد ژنها و یا مناطق ژنومی که تحت انتخاب مثبت بوده و یا هستند فراهم کند که بهنوبه خود منجر به درک بهتر ارتباط ژنوتیپ با فنوتیپ میشود. هدف از این مطالعه، شناسایی ژن های کاندیدا و مناطق ژنومی تحت انتخاب مثبت در بزهای نژاد بیتال از طریق روش های شناسایی ردپای انتخاب و هستی شناسی ژن میباشد.
مواد و روشها:
در این پژوهش اطلاعات ژنوتیپی مربوط به 631 راس بزهای نژاد بیتال تعیین ژنوتیپ شده توسط آرایه های Caprine 50K BeadChip شرکت ایلومینا استفاده شد. ابتدا جهت اطمینان از کیفیت داده های تعیین ژنوتیپ، مراحل مختلف کنترل کیفیت روی دادههای اولیه تعیین ژنوتیپ شده قبل از آنالیزهای ژنومی انجام شد. برای فیلتراسیون دادههای ژنوتیپ شده، ابتدا نمونه هایی که فراوانی نرخ تعیین ژنوتیپ آنها کمتر از 90% بود، شناسایی و حذف شد. در مرحله بعد نشانگرهایی که حداقل فراونی آللی در آنها کمتر از 5% بود حذف شدند. سپس نشانگرهایی که نرخ تعیین ژنوتیپ آنها در نمونه ها کمتر از 95% بود شناسایی و حذف شدند. در نهایت برای SNPهای باقیمانده آنهایی که بر روی کروموزوم جنسی بودند و یا در تعادل هاردی-واینبرگ قرار نداشتند کنار گذاشته شدند. پس از کنترل کیفیت دادههای اولیه تعیین ژنوتیپ شده با استفاده از نرمافزار PLINK (v1.90; http://pngu.mgh.harvard.edu/purcell/plink) نهایتا 36861 نشانگر SNP و 594 راس دام وارد آنالیزهای بعدی شدند. برای شناسایی نشانه های انتخاب از روش مبتنی بر عدم تعادل پیوستگی ژنی و آزمون نمره هاپلوتیپ تمایز یافته (iHS) با استفاده از بسته نرمافزاری REHH در نرمافزار R انجام شد. ژن های کاندید با استفاده از SNPهایی که در بازه ی 1% بالای iHS واقع شده بودند، با استفاده از نرم افزارPLINK و توسط لیست ژنی شرکت ایلومینا در محیط R شناسایی شدند. همچنین، برای بررسی وجود QTLهای مرتبط با صفات مربوط به صفات مهم اقتصادی در مناطق شناسایی شده معنی دار، از آخرین نسخه ی منتشر شده پایگاه genome Animal استفاده شد. به منظور شناسایی مراحل بیولوژی ژنهای شناسایی شده از آنالیز هستیشناسی استفاده شد. برای تجزیه و تحلیل هستی شناسی ژنهای شناسایی شده از پایگاه برخط DAVID (http://david.abcc.ncifcrf.gov) استفاده گردید. همچنین برای تفسیر بهتر عملکرد ژنهای بهدست آمده از پایگاه های اطلاعاتی آنلاین (GeneCards http://www.genecards.org) و (http://www.uniprot.org) UniProtKB استفاده شد.
یافته ها:
از مجموع 53347 نشانگر SNP بهکار رفته در این تحقیق، 36861 نشانگر توانستند مراحل مختلف کنترل کیفیت را بگذرانند. بهطور کلی 3963 نشانگر بهدلیل حداقل فراوانی آللی کمتر از 05/0، 1342 نشانگر بهدلیل نرخ تعیین ژنوتیپ کمتر از 95% در هر نمونه، 9761 نشانگر بهدلیل عدم تعادل هاردی واینبرگ و 1420 نشانگر با موقعیت ناشناخته و همچنین 37 نمونه بهدلیل فراوانی تعیین ژنوتیپ کمتر از 90% حذف شدند. نتایج این پژوهش منجر به شناسایی ده منطقه ژنومی روی کروموزومهای 4، 6، 7، 11 (دو منطقه)، 13، 14، 15، 17 و 18 با بالاترین ارزش آزمون آماره iHS شد. ژنهای شناسایی شده در مناطق مورد انتخاب با اندازه بدن (SPP1, TNPO2)، متابولیسم چربی (SDCBP)، رشد و توسعه استخوان (IBSP, MEPE) و متابولیسم انرژی (TRPC3, UCP2, FBP1) مرتبط بودند. برخی از این ژنها در مناطق تحت انتخاب با مطالعات قبلی همخوانی داشتند. بررسی QTLهای گزارش شده در مناطق انتخابی و اورتولوگوس گاوی در مناطق شناسایی شده، QTLهای مرتبط با میانگین خوراک مصرفی، وزن لاشه و اندازه بدن قرار داشتند. از بین مسیرهای زیستی شناسایی شده، مسیرهای skeletal system development و calcium channel complex و مسیرهای KEGG شامل Glucagon signaling pathway و AMPK signaling pathway نقش مهمی در تنظیم یون کلسیم، متابولیسم مواد غذایی، هموستازی گلوکز و رشد و توسعه عضلات اسکلتی داشتند.
نتیجه گیری:
در هر صورت، ژنهای متعددی که در نواحی شناسایی شده بر اساس عملکرد میتوانند بهعنوان کاندیداهای تحت انتخاب مطرح باشند. برخی از این ژنها در مناطق تحت انتخاب با مطالعات قبلی همخوانی داشتند و بیشتر در مسیرهای بیولوژیکی مرتبط با رشد، وزن بدن، فرآیندهای متابولیکی، صفات تیپ نقش دارند. همچنین، بررسی QTLهای موجود در مناطق تحت انتخاب نشان داد که این QTLها با بعضی صفات اقتصادی مهم از قبیل وزن بدن، عمق بدن، وزن و ترکیبات لاشه ارتباط دارند. در هر حال نیاز به بررسیهای پیوستگی و عملکردی بیشتری جهت شناسایی عملکرد ژنها میباشد. همچنین بررسی بیشتر QTLهای مرتبط با مناطق ژنومی انتخاب شده از مطالعات جستجوی نشانه های انتخاب و مطالعات پیوستگی ضروری است. نتایج این تحقیق میتواند در درک ساز و کار ژنتیکی کنترل کننده صفات رشد مورد استفاده قرار گیرد و با توجه به تایید مناطق قبلی پویش ژنومی و شناسایی مناطق ژنومی جدید، استفاده از یافتههای این پژوهش میتواند در انتخاب ژنتیکی بز از طریق افزایش وزن بدن مفید واقع شود.
کلید واژگان: آماره Ihs، بز، پویش ژنومی، رد پای انتخاب، وزن بدنBackgroundThe identification of selection targeted genomic regions is one of the main aims of biological research. Domestication and selection have significantly changed the behavioral and phenotypic traits in modern domestic animals. The selection of animals by humans has left detectable signatures on the genome of modern cattle. The identification of these signals can help us to improve the genetic characteristics of economically important traits in cattle. The interest in the detection of genes or genomic regions that are targeted by selection has been growing over the last decade. Identifying the signatures of selection can provide valuable insights about the genes or genomic regions that are or have been under selection pressure, which in turn leads to a better understanding of genotype-phenotype relationships. This study aimed to identify effective genes and genomic regions on positive signatures of selection in Beetal goats using selection signature and gene ontology methods.
MethodsIn this study, data from 631 Beetal goats genotyped using the Caprine 50 K Bead Chip were used to identify genomic regions under selection associated with important traits in Beetal goats. Quality control measures were performed in Plink by setting an animal call rate of 0.90, SNP call rate of 0.95, and SNPs with minor allele frequencies (MAF) lower than 0.05 or that do not conform to the Hardy–Weinberg expectation (p-value ≤ 0.000001) and unknown positions. After quality control of the initial data using Plink software (v1.90; http://pngu.mgh.harvard.edu/purcell/plink), 36,861 SNP markers in 594 animals of cattle were finally entered for further analysis. To identify the signatures of selection, the statistical method iHS was used under REHH software packages. Candidate genes were identified by SNPs located at 1% upper the range of iHS using Plink v1.9 software and the gene list of Illumina in R. Additionally, the latest published version of Animal Genome Database was used for defining QTLs associated with economically important traits in identified locations. In addition, the DAVID database (http://david.abcc.ncifcrf.gov) was used to determine biological routes. At this stage, it is assumed that genes belonging to a functional class can be considered a group of genes that have some specific and common characteristics. GeneCards (http://www.genecards.org) and UniProtKB (http://www.uniprot.org) databases were also used to interpret the function of the obtained genes. Moreover, gene ontology analysis for identified genes was performed using the DAVID online database.
ResultsAfter quality control filters, 36,861 SNPs were left while 9761 SNPs were removed due to Hardy-Weinberg Equilibrium, 1342 SNPs were removed due to unknown positions, 3963 were removed due to a minor allele threshold, and 1342 were removed due to missing genotypes. Besides 37 individuals were removed after quality control measures. Using the iHS approach, 10 genomic regions were identified on chromosomes 4, 6, 7, 11 (two regions per chromosome), 13, 14, 15, 17, and 18. Some of the genes located in identified regions under selection were associated with body size (SPP1, SCN9A, and TNPO2), fat metabolism (SDCBP), skeletal development (IBSP and MEPE), and energy metabolism (UCP2, TRPC3, and FBP1). Some of the genes under selection were found to be consistent with some previous studies. Results of the gene ontology analysis identified two biological pathways, namely skeletal system development and a calcium channel complex, with two important KEGG pathways, including the glucagon signaling pathway and the AMPK signaling pathway, which play an important role in glucose metabolism, homeostasis, and skeletal system development.
ConclusionOverall, various genes found within these regions can be considered the candidates under selection based on function. Most of the genes under selection were found to be consistent with some previous studies and to be involved in several processes, such as growth, body weight, metabolic pathways, and domestication-related changes, including system development and immune systems. Furthermore, a survey on extracted QTLs showed that these QTLs were involved in some important economic traits in goats, such as feed conversion ratio, subcutaneous fat, Marbling score, meat tenderness, body weight, average daily gain, conformation traits, the length of productive life, carcass traits, and composition carcass traits. However, it will be necessary to carry out more association and functional studies to demonstrate the implication of these genes and surveys on QTLs related to selected regions. However, will be necessary to carry out more association and functional studies to demonstrate the implication of genes obtained from association analyses. Using these findings can accelerate genetic progress in breeding programs and can be used to understand the genetic mechanism controlling this trait. The results of our research can be used to understand the genetic mechanism controlling growth traits. Since this study supported previous results from the genome scan of production traits and revealed additional regions, using these findings could potentially be useful for genetic selection in goats for a better body weight.
Keywords: Body Weight, Ihs Statistics, Genomic Scan, Goat, Selective Sweeps -
مقدمه
اخیرا مصرف گوشت پرندگان و به ویژه گوشت بلدرچین بهدلیل برخی ویژگی های تغذیهای شامل پروتئین بالا و با کیفیت و همچنین میزان چربی کم، افزایش چشم گیری یافته است. این مساله به افزایش تقاضا برای تولید محصولات سالم منتهی شده است. یکی از اقلام غذایی مورد نیاز برای تامین انرژی در جیره غذایی طیور، منابع چربی است. به طور معمول در جیره های تجاری از روغنهای گیاهی مخلوط استفاده میشود. روغن کنجد دارای اسیدهای چرب غیراشباع ضروری برای طیور است که میتواند اثرات مفیدی بر شاخصهای رشد و سلامتی جوجه ها داشته باشد. عمده ترین اسیدهای چرب ضروری در روغن کنجد شامل اسید لینولئیک، اسید اولئیک، اسید پالمیتیک و اسید استئاریک است. استفاده از اسیدهای چرب ضروری در جیره غذایی طیور باعث افزایش ذخیره آنها در گوشت و تخممرغ میگردد که میتواند اثرات مفیدی در سلامتی انسان داشته باشد. روغن کنجد شامل ترکیباتی تحت عنوان لیگنانها از جمله سیزامین، سیزامولین و مقادیر کمی سیزامول میباشد و وظایف فیزیولوژیکی بسیار گوناگون و متنوعی از جمله کاهش چربی خون، کاهش سطح آراشیدونیک اسید، افزایش توانایی آنتیاکسیدانی، افزایش قابلیت زیستفراهمی گاماتوکوفرول و وظایف ضدالتهابی را دارا است. از طرفی لیگنانهای کنجد با مهار گونه های اکسیژن فعال میتواند سلولهای بدن را از صدمات رادیکالهای آزاد محافظت کند. روغن کنجد قادر است سمزدایی مواد شیمیایی در کبد را افزایش دهده و نقش حفاظتی در برابر استرس اکسیداتیو داشته باشد. با توجه به خواص آنتیاکسیدانی و ترکیبات مغذی موجود در روغن کنجد، مطالعه حاضر به منظور بررسی اثر سطوح مختلف روغن کنجد و روغن سویا بر عملکرد و شاخصهای رشد و همچنین برخی فراسنجههای بیوشیمیایی سرم شامل آنزیمهای کبدی، پروفایل چربی و پروتئینها در بلدرچین ژاپنی انجام گرفت.
مواد و روش ها300 قطعه بلدرچین ژاپنی (Japanese quail) با سن 10 روزگی به طور تصادفی به 5 تیمار غذایی با سه تکرار تقسیم شدند (هر تکرار 20 قطعه) و به مدت 42 روز با جیره های آزمایشی تغذیه شدند. تمامی گروهها در شرایط یکسان پرورشی و مدیریتی تا 42 روزگی نگهداری شدند. در تیمارهای آزمایشی از جیره پایه حاوی صفر (شاهد)، 25، 50، 75 و 100 درصد روغن کنجد به جای روغن سویا استفاده شد. در پایان دوره پرورش شاخصهای رشد (اضافه وزن، مصرف خوراک و ضریب تبدیل غذایی)، وزن ارگانهای داخلی (کبد، قلب، سنگدان، عضله سینه و ران) و برخی فراسنجه های بیوشیمیایی سرم اندازه گیری شد. فراسنجه های بیوشیمیایی سرم شامل پروتئین تام، آلبومین، گلوبولین، تریگلیسرید، کلسترول، LDL و HDL بودند. غلظت فراسنجه های خون بهروش رنگسنجی (فتومتری) و با استفاده از کیتهای تجاری موجود در بازار و براساس دستورالعملهای ارائه شده اندازهگیری گردید. داده های آزمایش توسط نرمافزار آماری SPSS ویراش 22 با آزمون آنالیز واریانس یکطرفه داده ها (ANOVA) تجزیه و تحلیل آماری شد. آنالیز آماری در سطح اطمینان 95 درصد انجام گرفت.
یافته هابا افزایش درصد جایگزینی روغن کنجد، مصرف خوراک و ضریب تبدیل غذایی کاهش یافت. کمترین مصرف خوراک در طول دوره پرورش در گروههای دریافت کننده 75 و 100 درصد روغن کنجد و بیشترین مصرف خوراک مربوط به گروه دریافت کننده 100 درصد روغن سویا میباشدکه این دو گروه باهم اختلاف معنیدار نشان میدهند (0/05<p). در میزان مصرف خوراک بین سایر گروه ها تفاوت معنیداری دیده نشد. افزایش وزن پرندهها در پایان دوره پرورش تحت تاثیر سطوح مختلف جایگزینی روغن کنجد قرار نگرفت. مقایسه ضریب تبدیل غذایی در تیمارهای مختلف نشان میدهد کمترین ضریب تبدیل در بلدرچینهای تغذیه شده با 75 و 100 درصد روغن کنجد و بیشترین ضریب تبدیل غذایی در بلدرچینهای دریافت کننده 100 درصد روغن سویا دیده شد (0/05<p). تفاوت معنیداری در ضریب تبدیل غذایی بین سایر گروهها دیده نشد. سطوح مختلف روغن کنجد و روغن سویا تاثیر معنیداری بر وزن اندامهای داخلی بلدرچینهای مورد مطالعه نداشت. شاخصهای پروتئین تام، آلبومین، گلوبولین و نسبت آلبومین به گلوبولین در تمامی گروه ها اختلاف معنیدار نداشت. افزایش درصد روغن کنجد منجر به کاهش تریگلیسیرید، کلسترول و LDL و افزایش HDL شد. میزان تریگلیسیرید در گروه های دریافت کننده 75 و 100 درصد روغن کنجد به طور معنی داری از بلدرچینهای گروه کنترل و تغذیه شده با 25 درصد روغن کنجد پایینتر بود (0/05<p). میزان کلسترول تنها در بلدرچینهای دریافت کننده 75 و 100 درصد روغن کنجد به طور معنیدار از سایر گروهها کمتر بود (0/05<p). میزان LDL در بلدرچینهای دریافت کننده 25 و 50 درصد روغن کنجد بالاتر از گروه دریافت کننده 75 و 100 درصد روغن کنجد بود (0/05<p). HDL با افزایش درصد جایگزینی روغن کنجد نیز افزایش یافت.
نتیجه گیرینتایج این مطالعه نشان داد که جایگزینی روغن کنجد در جیره میتواند اثرات مثبتی بر میانگین مصرف خوراک روزانه و ضریب تبدیل غذایی داشته باشد. به نظر میرسد اسیدهای چرب غیراشباع بر گوارشپذیری و تشکیل میسلهای چربی اثر گذاشته و منجر به بهبود راندمان انرژی متابولیسمی میشوند که بر عملکرد پرندگان موثر است. همچنین اضافه سازی روغن کنجد به جیره غذایی باعث بهبود شاخصهای بیوشیمیایی سرم به ویژه پروفایل چربی (تریگلیسیرید، کلسترول، LDL و HDL) گردید. احتمالا سیزامین موجود در دانه کنجد فعالیت و بیان ژن آنزیمهای دخیل در سنتز اسیدهای چرب و آنزیمهای لیپوژنیک را کاهش داده و موجب کاهش سنتز اسیدچرب کبدی و نهایتا پروفایل لیپیدی میگردد. با اینحال جهت ارزیابی سایر اثرات جایگزینی این روغن گیاهی انجام مطالعات بیشتر باید مدنظر قرار گیرد.
کلید واژگان: عملکرد، فراسنجه های بیوشیمیایی سرم، روغن سویا، روغن کنجد، بلدرچین ژاپنیBackgroundRecently, the consumption of poultry meat, especially quail meat, has increased significantly due to some nutritional features, including high-quality protein and low fat content. This issue has led to an increase in the demand for the production of healthy products. Fat sources are one of the food items needed to provide energy in the poultry diet. Usually, mixed vegetable oils are used in commercial diets. Sesame oil has essential unsaturated fatty acids for poultry, which can have beneficial effects on the growth and health indicators of chickens. The main essential fatty acids in sesame oil include linoleic acid, oleic acid, palmitic acid, and stearic acid. The use of essential fatty acids in the diet of poultry increases their storage in meat and eggs, which can have beneficial effects on human health. Sesame oil contains compounds called lignans, such as sisamin, sisamulin, and small amounts of sisamol, and has many different physiological functions, such as reducing blood fat, reducing the level of arachidonic acid, increasing antioxidant capacity, increasing the bioavailability of gamma-tocopherol, and anti-inflammatory functions. On the other hand, sesame lignans can protect body cells from free radical damage by inhibiting reactive oxygen species. Sesame oil can increase the detoxification of chemicals in the liver and has a protective role against oxidative stress. Considering the antioxidant properties and nutritional compounds in sesame oil, the present study was conducted to investigate the effect of different levels of sesame oil and soybean oil on performance and growth indicators, as well as some serum biochemical parameters, including liver enzymes, profile fat, and proteins, in Japanese quail.
MethodsThree hundred quails (Japanese quail) with the age of 10 days were randomly divided into five treatments with three replications (20 quails in each replication) and fed with experimental diets for 42 days. All groups were reared in the same growing and management conditions until 42 days of age. In the experimental treatments, the base diet containing zero (control), 25, 50, 75, and 100% sesame oil was used instead of soybean oil. Growth indices (weight gain, feed consumption, and feed conversion ratio, FCR), the weight of internal organs (liver, heart, gizzard, breast, and thigh muscle), and some serum biochemical parameters were measured at the end of the growing period. Serum biochemical parameters included total protein, albumin, globulin, triglyceride, cholesterol, LDL (low-density lipoprotein), and HDL (high-density lipoprotein). The concentrations of blood parameters were measured by colorimetry (photometry) using commercial kits available in the market and based on the provided instructions. The data were statistically analyzed by SPSS version 22 statistical software with the one-way analysis of variance (ANOVA) test. Statistical analysis was performed at a 95% confidence level.
ResultsFeed consumption and FCR decreased by increasing the percentage of sesame oil replacement. The lowest feed consumption during the growing period belonged to the groups receiving 75 and 100% sesame oil, and the highest feed consumption was recorded in the group receiving 100% soybean oil; these two groups showed a significant difference (p < 0.05). No significant difference was seen in the feed consumption between the other groups. The weight gain of quails at the end of the rearing period was not affected by different levels of sesame oil replacement. The comparison of FCR in different treatments showed that the lowest FCR was found in quails fed with 75 and 100% sesame oil, and the highest FCR was seen in quails receiving 100% soybean oil (p < 0.05). There was no significant difference in FCR between the other groups. Different levels of sesame oil and soybean oil did not significantly affect the weight of the internal organs of the studied quails. Total protein, albumin, globulin, and the ratio of albumin to globulin were not significantly different in all groups. Increasing the percentage of sesame oil decreased triglycerides, cholesterol, and LDL and increased HDL. The triglyceride level in the groups receiving 75 and 100% sesame oil was significantly lower than in the quails of the control group and those fed with 25% sesame oil (p < 0.05). Cholesterol levels were significantly lower only in quails receiving 75 and 100% sesame oil than in the other groups (p < 0.05). The LDL level in quails receiving 25 and 50% sesame oil was higher than in those receiving 75 and 100% sesame oil (p < 0.05). HDL also increased with increasing the percentage of sesame oil replacement.
ConclusionThe results of this study showed that replacing sesame oil in the diet can have positive effects on the average daily feed intake and FCR. It seems that unsaturated fatty acids affect the digestibility and formation of fat micelles and lead to the improvement of metabolic energy efficiency, which affects the performance of quails. Furthermore, the addition of sesame oil to the diet improved serum biochemical indices, especially the lipid profile (triglyceride, cholesterol, LDL, and HDL). Probably, the sesamin present in sesame seeds reduces the activity and gene expression of enzymes involved in the synthesis of fatty acids and lipogenic enzymes and causes a decrease in liver fatty acid synthesis and ultimately the lipid profile. However, more studies should be considered to evaluate other effects of replacing this vegetable oil.
Keywords: Japanese Quail, Performance, Serum Biochemical Parameters, Sesame Oil, Soybean Oil -
مقدمه و هدف
از آنجاییکه استفاده از آنتی بیوتیک ها در تغذیه طیور بهدلیل ایجاد مقاومت آنتی بیوتیکی و تهدید سلامت انسان در بسیاری از کشورهای جهان ممنوع و یا به طور جدی محدود شده است. لذا امروزه به استفاده از جایگزین های آنها نظیر پروبیوتیک ها، پری بیوتیک ها، سین بیوتیک ها، اسیدهای آلی و گیاهان دارویی توجه ویژه ای شده است. پری بیوتیک ها فیبرهای غذایی خاصی هستند که بهطور مستقیم توسط دستگاه گوارش پرنده قابل هضم نیستند. اما بهعنوان غذا برای باکتری های مفید روده عمل می کنند و باعث رشد و تکثیر آن ها می شوند. با افزایش جمعیت این باکتری های مفید، محیط روده بهگونه ای تغییر می کند که از رشد باکتری های مضر جلوگیری کرده و سیستم ایمنی پرنده را تقویت می کند. در نتیجه، استفاده از پری بیوتیک ها در تغذیه طیور منجر به بهبود هضم و جذب مواد مغذی، افزایش رشد، تقویت سیستم ایمنی، کاهش بروز بیماری ها و در نهایت افزایش تولید و بهبود کیفیت محصول می شود. پروبیوتیک ها میکروارگانیسم های زنده ای هستند که با افزودن به جیره غذایی طیور، تعادل میکروبی روده را بهنفع باکتری های مفید تغییر می دهند. این باکتری های مفید با تولید اسیدهای چرب کوتاه زنجیر، تقویت سیستم ایمنی، بهبود هضم و جذب مواد مغذی، و کاهش رشد باکتری های بیماری زا، به سلامت روده و عملکرد کلی پرنده کمک می کنند. در نتیجه، استفاده از پروبیوتیک ها در تغذیه طیور منجر به افزایش رشد، بهبود ضریب تبدیل غذایی، کاهش تلفات، و افزایش کیفیت لاشه می شود. در این میان اینولین و مخمرهایی نظیر ساکارومایسز سرویسیه (Saccharomyces Cerevisiae) که بهترتیب در زمره پری بیوتیک ها و پروبیوتیک ها به شمار می روند دارای اثرات مفیدی جهت بهبود عملکرد طیور می باشند.
مواد و روش هااین آزمایش به صورت فاکتوریل 2×2 با استفاده از 240 قطعه بلدرچین تخم گذار ژاپنی(Coturnix Coturnix Japonica( در سن 45 روزگی در قالب طرح کاملا تصادفی با 4 تیمار، 6 تکرار در هر تیمار و 10 قطعه پرنده در هر تکرار انجام شد. فاکتورها عبارت بودند از اینولین (سطوح صفر و 15 گرم در کیلوگرم) و مخمر اتولیز (Saccharomyces Cerevisiae) (سطوح صفر و 1/5 گرم در کیلوگرم). پرندگان قبل از شروع آزمایش جهت سازگاری بهمدت 1 هفته در قفس های آزمایشی موردنظر قرار گرفته و با یک جیره تجاری مورد تغذیه قرار گرفتند. طول دوره آزمایش 7 هفته بود و پرندگان در کل دوره آزمایش به آب و خوراک دسترسی آزاد داشتند. کلیه جیره های آزمایشی دارای انرژی و پروتئین خام یکسان بودند. تولید تخم (تعداد و وزن) بهصورت روزانه ثبت و مصرف خوراک بهصورت هفتگی محاسبه شد. در انتهای آزمایش ضریب تبدیل خوراک نیز از تقسیم خوراک مصرفی (گرم) بر توده تخم تولیدی (گرم) محاسبه شد. جهت تعیین صفات کمی و کیفی تخم نیز از تخم های جمع آوری شده در 4 روز پایانی آزمایش استفاده گردید. در روز پایانی دوره آزمایش یک پرنده بهازای هر تکرار بهطور تصادفی انتخاب، مورد خون گیری و سپس کشتار قرار گرفت. از بافت ژژونوم جهت بررسی خصوصیات ریخت شتاسی و همچنین از محتویات ایلئوم جهت بررسی جمعیت میکروبی نمونه گیری شد.
یافته هانتایج این آزمایش نشان داد که مکمل سازی مخمر اتولیز منجر به کاهش مصرف خوراک شد (0/05>p). افزودن اینولین و مخمر اتولیز به جیره غذایی منجر به افزایش تولید و توده تخم و بهبود ضریب تبدیل خوراک شد (0/05>p). اثرات متقابل معنی داری بین اینولین و مخمر اتولیز بر تولید تخم مشاهده گردید (0/05>p). این اثر متقابل نشان داد که افزودن مخمر در جیره های فاقد اینولین منجر به افزایش معنی دار تولید تخم می شود (0/05>p). همچنین افزودن اینولین به جیره های فاقد مخمر منجر به افزایش معنی دار تولید تخم می شود (0/05>p). همچنین مخمر اتولیز باعث افزایش معنی دار وزن و ضخامت پوسته تخم شد (0/05>p). هیچ گونه اثرات اصلی معنی داری از اینولین و یا اثر متقابل بین دو مکمل بر خصوصیات کمی و کیفی تخم مشاهده نشد (0/05p). هیچ گونه اثرات اصلی معنی داری از اینولین و یا اثر متقابل بین دو مکمل بر خصوصیات ریخت شناسی ژژونوم مشاهده نشد (0/05p). اثرات متقابل بین اینولین و مخمر نشان داد که افزودن مخمر به جیره های حاوی اینولین منجر به کاهش معنی دار جمعیت کولیفرم در ایلئوم می شود (0/05>p). بررسی فراسنجه های خونی نشان داد که مکمل سازی مخمر اتولیز منجر به کاهش معنی دار سطح کلسترول سرم خون می شود (0/05>p).
نتیجه گیریبه طور کلی نتایج این آزمایش نشان داد که هر دو مکمل اینولین و مخمر اتولیز بهترتیب در سطوح 15 و 1/5 گرم در کیلوگرم جیره غذایی بهطور جداگانه و ترکیبی، تاثیر مثبتی بر عملکرد تولید بلدرچین های تخم گذار دارند. بهبود ساختار روده توسط مخمر اتولیز و تغییر در جمعیت میکروبی روده در راستای افزایش باکتری های مفید توسط هر دو مکمل، نشان دهنده اثرات سینرژیک آن ها می باشد. این یافته ها حاکی از آن است که استفاده ترکیبی از این دو مکمل می تواند یک رویکرد تغذیه ای کارآمد برای ارتقاء سلامت و عملکرد تولید بلدرچین ها باشد.
کلید واژگان: اینولین، بلدرچین تخم گذار، تخم بلدرچین، جمعیت میکروبی، ریخت شناسی روده، مخمر اتولیزBackgroundThe use of antibiotics in poultry feed has been banned or severely restricted in many countries due to the development of antibiotic resistance and threats to human health. Therefore, there has been a significant focus on alternative feed additives, such as probiotics, prebiotics, synbiotics, organic acids, and herbal products. Prebiotics are specific dietary fibers that cannot be directly digested by the bird's digestive system but serve as food for beneficial gut bacteria, promoting their growth and proliferation. By increasing the population of these beneficial bacteria, the gut environment is altered in a way that inhibits the growth of harmful bacteria and strengthens the bird's immune system. Consequently, the use of prebiotics in poultry feed leads to improved digestion and nutrient absorption, increased growth, a strengthened immune system, reduced disease incidence, and ultimately increased production and improved product quality. Probiotics are live microorganisms that, when added to poultry feed, alter the microbial balance of the gut in favor of beneficial bacteria. These beneficial bacteria produce short-chain fatty acids, strengthen the immune system, improve digestion and nutrient absorption, and reduce the growth of pathogenic bacteria, contributing to gut health and overall bird performance. As a result, the use of probiotics in poultry feed leads to increased growth, improved feed conversion ratio (FCR), reduced mortality, and improved carcass quality. In this context, inulin and yeasts such as Saccharomyces cerevisiae, which are classified as prebiotics and probiotics, respectively, have shown beneficial effects on improving poultry performance.
MethodsThis experiment was performed as a 2 × 2 factorial arrangement, using a total of 240 Japanese laying quails (Coturnix japonica) at 45 days of age in a completely randomized design with four treatments, six replicates per treatment, and 10 birds per replicate. The factors were inulin (0 and 15 g/kg) and yeast autolysate (S. cerevisiae) (0 and 1.5 g/kg). The birds were placed in the experimental cages for one week prior to the start of the experiment for adaptation and fed a commercial diet. The experimental period lasted 7 weeks, and the birds had ad libitum access to feed and water during the entire experimental period. The experimental diets were formulated to have similar AMEN and crude protein. Egg production (number and weight) was recorded daily, and feed intake was calculated weekly. At the end of the experiment, the FCR was calculated by dividing the feed consumed (in grams) by the produced egg mass (in grams). The eggs collected in the last 4 days of the experiment were used to determine the quantitative and qualitative characteristics of the eggs. One bird per replicate was randomly selected, bled, and then slaughtered on the final day of the experimental period. Samples were collected from the jejunum tissue for histological examination and from the ileum content for microbial population analysis.
ResultsThe results of this experiment demonstrated that supplementation with autolyzed yeast led to a decrease in feed intake (p < 0.05). The addition of inulin and autolyzed yeast to the diet resulted in an increase in egg production and mass, as well as an improvement in FCR (p < 0.05). A significant interaction was observed between inulin and autolyzed yeast on egg production(p < 0.05). This interaction indicated that adding yeast to diets without inulin resulted in a significant increase in egg production (p < 0.05). Additionally, adding inulin to diets without yeast resulted in a significant increase in egg production (p < 0.05). Autolyzed yeast significantly increased egg weight and shell thickness (p < 0.05). No significant main effects of inulin or interaction effects between the two supplements were observed on egg quantitative and qualitative traits (P > 0.05). Histological findings showed that autolyzed yeast significantly increased villus length and the ratio of villus length to crypt depth (p < 0.05). No significant main effects of inulin or interaction effects were observed between the two supplements on jejunal morphology(p > 0.05). The results showed that supplementation with inulin and autolyzed yeast increased the population of lactobacillus and decreased the population of Clostridium perfringens, coliforms, and total anaerobic bacteria in the ileum (p < 0.05). The interaction between inulin and yeast showed that adding yeast to diets containing inulin resulted in a significant decrease in the coliform population in the ileum (p < 0.05). Analysis of blood parameters showed that supplementation with autolyzed yeast significantly reduced serum cholesterol levels (p < 0.05).
ConclusionOverall, the results of this experiment demonstrated that both inulin and autolyzed yeast supplements, at levels of 15 and 1.5 grams per kilogram of diet, respectively, either individually or in combination, had a positive impact on the production performance of quails. The improvement in the gut structure by autolyzed yeast and the alteration of gut microbiota toward an increase in beneficial bacteria by both supplements indicate their synergistic effects. These findings suggest that the combined use of these two supplements can be an effective nutritional approach to enhance the health and production performance of quails.
Keywords: Egg Quality, Intestinal Morphology, Inulin, Laying Quail, Microflora, Yeast Autolysate -
مقدمه و هدف
زنبورعسل افزون بر تولید محصولات گوناگون مهمترین نقش خود را در طبیعت با دخالت در عمل گرده افشانی و افزایش تولید محصولات کشاورزی و احیای محیط زیست ایفا می کند، به طوریکه تقریبا یک سوم تولید منابع غذایی بشر مستقیم یا غیرمستقیم به گرده افشانی حشرات (زنبورعسل در راس آنها) بستگی دارد. همچنین بررسی ها نشان می دهد که در کشورهای مختلف، نقش زنبورعسل در افزایش تولیدات کشاورزی 69 تا 143 برابر تولیدات مستقیم آن می باشد. با گذشت بیش از یک دهه از شروع مطالعات مربوط به انتقال غذایی miRNAها بین موجودات مختلف و نقش تنظیمی آنها در موجود میزبان، این بحث همچنان داغ و به روز می باشد. به طوریکه مطالعات محدودی در مورد نقش مصرف خوراکی miRNAها در زنبورعسل به عنوان یک گرده افشان مهم در صنعت کشاورزی و اکوسیستم طبیعی انجام شده است. امکان تنظیم بیان ژن بین گونه های مختلف از طریق miRNAهای خوراکی، می تواند سود ویژه ای در رابطه متقابل گیاهان و گرده افشان های آنها داشته باشد به طوریکه گیاهان می توانند بیان ژن حشرات گرده افشان را از طریق انتقال RNAهای کوچک کنترل کنند. به بیان دیگر، miRNAها نه تنها بین سلول ها و بافت های یک ارگانیسم، بلکه بین گونه های مختلف نیز قابلیت انتقال داشته و همچنان عملکرد تنظیمی خود را حفظ می کنند. با توجه به نقش حیاتی زنبورعسل در گرده افشانی گیاهان، این حشره می تواند به عنوان مدل بهتری در این زمینه مطرح شود. بدین منظور، مطالعه حاضر که با هدف بررسی وجود ارتباط مولکولی بین این حشره مفید اجتماعی و گیاه میزبان از طریق انتقال غذایی miRNAهای با منشا خارجی بوده، می تواند ابعاد جدید و گستردهای از اثرات مفید این ارتباط را روشن کند.
مواد و روش ها:
جمع آوری گرده توسط تله گرده از کندوهای زنبورعسل واقع در مزرعه آفتابگردان در منطقه شال قزوین-ایران در روزهای اوج گلدهی گیاه مزبور انجام گرفت. گرده جمع آوری شده بلافاصله از لحاظ مورفولوژیکی بررسی و به منظور حفظ تازگی و جلوگیری از تخریب RNA، به تانک ازت مایع منتقل شد. به منظور انجام آزمایشات تغذیه ای از چهار عدد کندو برای جمع آوری زنبور پرستار و تغذیه تحت شرایط کنترل شده استفاده شد. بدین ترتیب حدود صد عدد زنبور جوان از هرکدام از کندوها به داخل قفس های مخصوص طراحی شده، منتقل شد. دو عدد از قفس ها به عنوان شاهد (تغذیه با شربت شکر) و دو قفس به عنوان تیمار تغذیه شده با گرده آفتابگردان در نظر گرفته شد. همچنین برای برقراری شرایط طبیعی کندو (فرمون ملکه، دما و رطوبت) در حین آزمایش، قفسه ای حاوی زنبورهای پرستار در طبقه بالای کندو قرار داده شد. به منظور شستشوی دستگاه گوارش زنبور، همه تیمارها به مدت 48 ساعت با شربت شکر تغذیه شده، بعد از آن برای تشویق تغذیه بعدی حدود 3 ساعت زنبورها گرسنه نگه داشته شدند و در 24 ساعت بعدی تیمار شاهد همچنان با شربت شکر و تیمار بعدی با محلول 30 درصد شکر و 70 درصد گرده آفتابگردان تغذیه شد. بعد از اتمام آزمایشات تغذیه ای، زنبوران با استفاده از سرما بیهوش شده و بافت روده میانی آنها جمع آوری و در ترایزول هموژنیزه شده و در دمای منفی هشتاد درجه سانتی گراد تا زمان استخراج ذخیره گردید. استخراج RNA از گرده و بافت روده میانی زنبورعسل با استفاده از کیت miRNeasy mini Kit از شرکت کیاژن انجام گرفت و نمونه ها برای توالی یابی به شرکت Novogene بیجینگ چین فرستاده شد. بعد از توالی یابی موفیت آمیز Small RNA-Seq، با استفاده از آنالیزهای بیوانفورماتیکی، miRNAهای گرده آفتابگردان شناسایی و ردیابی آنها در زنبورهای گروههای مختلف تغذیه شده انجام گرفت. در گام بعد، از تکنیک RT-qPCR برای تایید نتایج حاصل از آنالیز بیوانفورماتیکی، استفاده شد.
یافته ها:
نتایج آنالیز بیوانفورماتیکی حاکی از ردیابی یازده miRNAی گیاهی (miR-148a، miR-26a، miR-21-5p، miR-143، miR-27a، miR-203، let-7g، miR-126، miR-30d، miR-101 و miR-103) در زنبوران تغذیه شده با گرده آفتابگردان بود در حالیکه در زنبوران گروه کنترل هیچ miRNA گیاهی یافت نشد. برای راستی آزمایی نتایج حاصل از آنالیز بیوانفورماتیکی، به طور تصادفی الگوی بیان چهار مورد از miRNAهای منتقل شده (let-7g، miR-21-5p، miR-126 و148 miR-) با روش RT-qPCR تایید شد که نشانگر نقش احتمالی miRNAهای گیاهی ردیابی شده در تنظیم بیان ژن زنبورعسل می باشد.
نتیجه گیری:
این یافته ها شواهد قانع کننده ای را برای انتقال موفق میکروRNAها (miRNAها) از گیاه میزبان به بدن زنبورهای عسل از طریق رژیم غذایی ارائه می دهند. این پدیده به ارتباطات پیچیده بین زنبورهای عسل و گیاهانی که گرده افشانی می کنند، تاکید می کند و نقش حیاتی زنبورهای عسل در حفظ سلامت اکوسیستم و تولیدات کشاورزی را برجسته می سازد. بحث جاری درباره انتقال رژیمی miRNAهای گیاهی در گونه های مختلف، پتانسیل نقش های تنظیمی آن ها در تاثیرگذاری بر بیان ژن در موجودات میزبان را نشان می دهد. کشف یک رابطه مولکولی بین زنبورهای عسل و گیاهان میزبان از طریق miRNAها، راه های جدیدی را برای درک تعاملات پیچیده ای که در اکوسیستم ها رخ می دهد، به ویژه بین حشرات گرده افشان و گیاهان گلدار، باز می کند. با پیشرفت بیشتر در ابعاد گسترده این رابطه مولکولی، به طور فزاینده ای روشن می شود که این تعاملات می توانند به عنوان یک نقشه راه برای مطالعات آینده عمل کنند. چنین تحقیقاتی می تواند بر روی افزایش تولید کندو از طریق پرورش انتخابی گیاهانی که مزایای تغذیه ای و ژنتیکی را برای زنبورهای عسل بهینه می کنند، متمرکز شود. علاوه بر این، درک اینکه چگونه این miRNAهای منتقل شده بر سیستم ایمنی زنبورهای عسل تاثیر می گذارند، ممکن است منجر به توسعه استراتژی های بهبودی برای مقاومت در برابر بیماری ها شود که در نهایت به نفع هر دو جمعیت زنبور و شیوه های کشاورزی وابسته به خدمات گرده افشانی آن ها خواهد بود.
کلید واژگان: انتقال غذایی Mirna، زنبورعسل، گرده آفتابگردان، RT-QpcrBackgroundHoneybees play a crucial role in nature, primarily through their involvement in pollination, which significantly enhances agricultural productivity and contributes to environmental restoration. It is estimated that nearly one-third of global food production is directly or indirectly reliant on insect pollination, with honeybees being the most prominent among them. Studies indicate that the contribution of honeybees to agricultural output in various countries is 69-143 times greater than their direct production. Over a decade has passed since the initiation of research on the interspecies transfer of dietary microRNAs (miRNAs) and their regulatory roles in host organisms, yet this topic remains vibrant and current. Limited studies have been conducted on the role of dietary miRNAs in honeybees, which are critical pollinators in agricultural industries and natural ecosystems. The potential for gene expression regulation among different species via dietary miRNAs could provide significant benefits in the interactions between plants and their pollinators, allowing plants to modulate the gene expression of pollinating insects through small RNA transfer. In other words, miRNAs can be transferred not only between cells and tissues within an organism but also across different species while maintaining their regulatory functions. Given the vital role of honeybees in plant pollination, this insect may serve as a more suitable model for studying these interactions. Therefore, the present study aims to investigate the molecular relationship between this beneficial social insect and its host plants through the dietary transfer of exogenous miRNAs, potentially illuminating new and extensive dimensions of the beneficial effects of this interaction.
MethodsPollens were collected using pollen traps from honeybee hives located on a sunflower farm in the Shal region of Qazvin, Iran, during thepeak flowering days of the plant. The collected pollens were immediately examined morphologically and transferred to liquid nitrogen tanks to preserve freshness and prevent RNA degradation. For nutritional experiments, four hives were utilized to gather nurse bees under controlled conditions. Approximately 100 young bees from each hive were transferred into specially designed cages. Two cages served as controls (fed with sugar syrup) while the two others were treated with sunflower pollens. To maintain natural hive conditions (queen pheromone, temperature, and humidity) during the experiment, the cages containing nurse bees were placed on the upper level of the hive. To cleanse the digestive system of the bees, all treatments were fed with sugar syrup for 48 h. Subsequently, to encourage further feeding, the bees were kept hungry for about 3 h. In the following 24 h, the control group continued receiving sugar syrup while the treatment group was fed a solution consisting of 30% sugar and 70% sunflower pollen. After completing the nutritional experiments, the bees were anesthetized using cold temperatures, and their midgut tissues were collected, homogenized in Trizol, and stored at -80 °C until extraction. RNA from both pollen and honeybee midgut tissues was extracted using a miRNeasy mini Kit from Qiagen, and samples were sent to Novogene in Beijing, China, for sequencing. Following successful Small RNA-Seq sequencing, bioinformatics analyses were conducted to identify sunflower-derived miRNAs and track their presence in bees from different feeding groups. Subsequently, RT-qPCR was employed to validate results obtained from bioinformatics analyses.
ResultsThe results of bioinformatics analysis indicated the identification of 11 plant miRNAs (miR-148a, miR-26a, miR-21-5p, miR-143, miR-27a, miR-203, let-7g, miR-126, miR-30d, miR-101, and miR-103) in honeybees fed with sunflower pollen while no plant miRNAs were found in the control group of bees. To validate the results obtained from the bioinformatics analysis, the expression patterns of four randomly selected transferred miRNAs (let-7g, miR-21-5p, miR-126, and miR-148) were confirmed using RT-qPCR, indicating a potential regulatory role for the identified plant miRNAs in honeybee gene expression.
ConclusionThese findings provide compelling evidence for the successful transfer of miRNAs from the host plant to the body of honeybees through dietary means. This phenomenon highlights the intricate connections between honeybees and the plants they pollinate, emphasizing the vital role that honeybees play in maintaining ecosystem health and agricultural productivity. The ongoing discussion regarding the dietary transfer of plant miRNAs across various species underscores their potential regulatory roles in influencing gene expression within the host organism. The discovery of a molecular relationship between honeybees and their host plants via miRNAs opens new avenues for understanding the complex interactions that occur in ecosystems, particularly between pollinating insects and flowering plants. As we delve deeper into the extensive dimensions of this molecular relationship, it becomes increasingly clear that these interactions could serve as a roadmap for future breeding studies. Such research could focus on enhancing hive production through selective breeding of plants that optimize the nutritional and genetic benefits for honeybees. Additionally, understanding how these transferred miRNAs influence the immune systems of honeybees may lead to improved strategies for disease resistance, ultimately benefiting both bee populations and agricultural practices reliant on their pollination services.
Keywords: Diet-Derived Transmission Of Micrornas, Honey Bees, RT-Qpcr, Sunflower Pollen -
مقدمه و هدف
به طور کلی اکثر جیره های مورد استفاده در تغذیه دام دارای کمبود برخی مواد مغذی بوده و نیاز به مکمل های غذایی دارند. در میان مکملهای خوراکی، مواد معدنی کم مصرف و پرمصرف از اهمیت ویژهای برخوردار می باشند. سلنیوم یکی از مواد معدنی کممصرف و ضروری در تغذیه دام است که اهمیت آن برای سلامت و بهره وری حیوانات به خوبی تایید شده است. سلنیوم در فعالیت آنزیم ها و بهعنوان یک آنتی اکسیدان در پیشگیری از آسیب های اکسیداتیو به بافت های بدن نقش دارد. استفاده از مکمل های سلنیوم در جیره گوسفندان می تواند فعالیت میکروبی شکمبه، میکروارگانیسم های گوارشی و فعالیت آنزیمی آنها را تحریک کرده و سبب بهبود تخمیر شکمبه ای شود. از جمله دلایل بهبود قابلیت هضم مواد مغذی خوراک در پاسخ به مصرف مکمل سلنیوم، می توان به افزایش فعالیت پروتوزوآیی و افزایش فعالیت باکتری های سلولولیتیک اشاره کرد. اعتقاد بر این است که جذب کم سلنیوم در نشخوارکنندگان به دلیل کمبود سلنیوم در جیره و تبدیل آن به شکل نامحلول است. استفاده از اشکال مختلف آلی و معدنی سلنیوم، بر میزان جذب آن در دستگاه گوارش تاثیر می گذارد. استفاده از مکمل های آلی سلنیوم مانند کیلات های سلنیوم با اسیدهای آلی و آمینواسیدها، سبب افزایش قابلیت جذب این عنصر در دستگاه گوارش می شود. ارتباط مستقیمی بین مقدار سلنیوم خاک و گیاه وجود دارد و بر اساس گزارشهای منتشر شده خاک کشور ما از نظر وضعیت این عنصر مواجه با کمبود می باشد و لزوم استفاده از مکمل سلنیوم در جیره دامهای بسیاری از مناطق ایران نشان داده شده است. در نتیجه، هدف از این پژوهش بررسی اثرات مکملهای آلی و معدنی سلنیوم بر قابلیت هضم، فراسنجه های شکمبه ای، ساخت پروتئین میکروبی، جمعیت پروتوزوآ شکمبه و برخی ویژگی های لاشه بره های نر پرواری آمیخته زل بود.
مواد و روش ها:
این آزمایش با استفاده از تعداد 25 راس بره نر پرواری آمیخته زل با سن 4 تا 5 ماه و میانگین وزن بدن (1/5±32/4 کیلوگرم) در قالب یک طرح کاملا تصادفی با 5 تیمار و 5 تکرار به مدت 84 روز انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل: 1- جیره مصرفی پایه بدون مکمل سلنیوم (حاوی 0/073 میلیگرم سلنیوم در کیلوگرم ماده خشک خوراک) به عنوان گروه شاهد، 2- جیره پایه + 0/5 میلیگرم سلنیوم در کیلوگرم ماده خشک به شکل سلنیوم گلایسین، 3- جیره پایه + 0/5 میلیگرم سلنیوم در کیلوگرم ماده خشک بهشکل سلنیوم متیونین، 4- جیره پایه + 0/5 میلیگرم سلنیوم در کیلوگرم ماده خشک بهشکل سلنیوم سیستئین و 5- جیره پایه + 0/5 میلیگرم سلنیوم در کیلوگرم ماده خشک به شکل سلنیت سدیم بودند. برای تعیین قابلیت هضم ظاهری مواد مغذی خوراک، از روش نشانگر داخلی خاکستر نامحلول در اسید استفاده شد. مایع شکمبه 3 ساعت پس از مصرف خوراک صبحگاهی در روز 84 آزمایش به منظور تعیین جمعیت پروتوزوآ و الگوی اسیدهای چرب فرار مایع شکمبه جمع آوری گردید. در هفته آخر آزمایش، جمع آوری ادرار به منظور برآورد ساخت پروتئین میکروبی با استفاده از روش اندازه گیری دفع مشتقات پورینی از ادرار انجام شد. پس از اتمام آزمایش، 15 راس از بره ها، وزن کشی و کشتار شده و ویژگی های لاشه و گوشت مورد ارزیابی قرار گرفت. مقایسه میانگینها با استفاده از آزمون چند دامنهای دانکن و نرم افزار آماری SAS انجام شد.
یافته ها:
قابلیت هضم ماده خشک و الیاف نامحلول در شوینده خنثی در تیمارهای حاوی مکمل های سلنومتیونین و سلنوسیستئین نسبت به گروه های سلنیوم معدنی و شاهد به طور معنی داری افزایش یافت (0/05>p). قابلیت هضم ماده آلی در تیمارهای مکمل شده با سلنومتیونین و سلنوسیستئین افزایش معنی داری نسبت به گروه شاهد داشت (0/05>p). همچنین قابلیت هضم پروتئین خام در تمامی تیمارهای مکمل شده با سلنیوم نسبت به گروه شاهد به طور معنی داری بهبود یافت (0/05>p). اختلاف آماری معنی داری در قابلیت هضم عصاره اتری و الیاف نامحلول در شوینده اسیدی در بین تیمارهای آزمایشی مشاهده نشد (0/05p). در تیمارهای حاوی سلنومتیونین و سلنوسیستئین غلظت اسید پروپیونیک نسبت به تیمار حاوی سلنیت سدیم و گروه شاهد به طور معنی داری بیشتر بود (0/05>p) که در نتیجه آن، نسبت اسید استیک به اسید پروپیونیک در این دو تیمار نسبت به گروه های سلنیوم معدنی و شاهد به طور معنی داری کاهش یافت (0/05>p). غلظت اسید بوتیریک مایع شکمبه در تیمارهای مکمل شده با سلنیوم آلی نسبت به گروه شاهد به طور معنی داری کمتر بود (0/05>p). همچنین تیمارهای آزمایشی تاثیری بر غلظت نیتروژن آمونیاکی، سایر اسیدهای چرب فرار و کل اسیدهای چرب مایع شکمبه بره ها نداشتند (0/05<p). در پژوهش حاضر استفاده از مکمل های سلنیوم به صورت آلی و معدنی تاثیر معنی داری بر ساخت پروتئین میکروبی، جمعیت پروتوزوآهای مایع شکمبه، ویژگی های لاشه و ترکیبات شیمیایی گوشت بره ها نداشت (0/05<p).
نتیجه گیری کلی:
به طور کلی می توان نتیجه گرفت، افزودن 0/5 میلیگرم سلنیوم در کیلوگرم ماده خشک به جیره پایه (حاوی 0/073 میلی گرم سلنیوم در کیلوگرم ماده خشک خوراک) از منابع آلی مکمل سلنیوم (بهویژه مکمل های سلنیوم متیونین و سلنیوم سیستئین) در مقایسه با منبع معدنی سلنیوم، تاثیر بهتری بر قابلیت هضم مواد مغذی خوراک و فراسنجه های شکمبه ای بره های پرواری دارد.
کلید واژگان: اسید چرب فرار، بره، پروتئین میکروبی، قابلیت هضم، مکمل سلنیومBackgroundGenerally, most feeds used in livestock nutrition are deficient in some nutrients and require nutritional supplements. Among the supplements, micro and macro minerals are of particular importance. Selenium is a scarce and essential mineral in animal nutrition, and its importance has been well confirmed in the health and productivity of animals. Selenium plays a role in enzyme activity and acts as an antioxidant to prevent oxidative damage to body tissues. The use of selenium supplements in the diet of sheep can stimulate rumen microbial activity, digestive microorganisms, and their enzyme activity and improve rumen fermentation. It is believed that the low selenium absorption in ruminants is due to the deficiency of selenium in the ration and its conversion into an insoluble form. The reasons for improving the digestibility of feed nutrients in response to selenium supplementation include an increase in protozoan activity and an increase in the activity of cellulolytic bacteria. The use of different organic and inorganic forms of selenium affects its absorption in the digestive system. The use of organic selenium supplements, such as selenium chelates, with organic acids and amino acids increases the ability to absorb this element in the digestive system. There is a direct relationship between the amount of selenium in the soil and plants, and based on the published reports, the soil of our country is deficient in terms of the condition of this element, which shows the necessity of using selenium supplements in the ration of livestock in many regions of Iran. As a result, this study aimed to investigate the effects of organic and inorganic selenium supplements on digestibility, rumen parameters, microbial protein production, rumen protozoa populations, and carcass characteristics of crossbred Zel fattening male lambs.
MethodsTwenty-five male lambs aged 4-5 months and with an average body weight of 32.4 ± 1.5 kg were assigned to five treatments with five replications as a completely randomized design for 84 days. The experimental treatments were:1) basal diet without selenium supplement (control), 2) basal diet + 0.5 mg Se/kg DM as selenium glycine, 3) basal diet + 0.5 mg Se/kg DM as selenium methionine, 4) basal diet + 0.5 mg Se/kg DM as selenium cysteine, and 5) basal diet + 0.5 mg Se/kg DM as sodium selenite. The apparent digestibility of feed nutrients was determined using the acid-insoluble ash internal indicator method. Ruminal fluid was collected 3 hours after consuming the morning feed on the 84th day of the experiment to determine the protozoa population and the pattern of volatile fatty acids in the rumen fluid. In the last week of the experiment, urine was collected to estimate the production of microbial protein by measuring the excretion of purine derivatives from urine. After completing the experiment, 15 lambs were weighed and slaughtered to evaluate the carcass and meat characteristics. Data were analyzed as a completely randomized design using the General Linear Model (GLM) procedure of SAS.
ResultsIn treatments containing selenium methionine and selenium cysteine supplements, the digestibility of dry matter and insoluble fibers in neutral detergent increased significantly compared to the inorganic selenium and control groups (P < 0.05). The digestibility of organic matter in treatments supplemented with selenium methionine and selenium cysteine increased significantly compared to that in the control group (P < 0.05). In addition, crude protein digestibility improved significantly in all treatments supplemented with selenium compared to that in the control group (P < 0.05). No statistically significant difference was observed in the digestibility of ether extract and acid detergent insoluble fibers (ADF) among experimental treatments (P < 0.05). The rumen fluid pH was significantly lower in all lambs receiving selenium supplements than in the control group (P < 0.05). In treatments containing selenium methionine and selenium cysteine, the concentration of propionic acid increased compared to the treatment containing sodium selenite and the control group (P < 0.05), and the acetic acid/propionic acid ratio decreased significantly compared to the treatment containing inorganic selenium and the control group (P < 0.05). The concentration of butyric acid in all treatments supplemented with organic selenium was significantly lower than that in the control group (P < 0.05). Moreover, the experimental treatments did not affect the concentrations of ammonia nitrogen, other volatile fatty acids, and total fatty acids in the rumen liquid of lambs (P < 0.05). In the present study, the use of organic and inorganic selenium supplements did not significantly affect microbial protein production, rumen fluid protozoa population, carcass characteristics, and the chemical composition of lamb meat (P > 0.05).
ConclusionIn general, it can be concluded that adding 0.5 mg Se/kg DM to the basic diet (containing 0.07 mg Se/kg DM of feed) from organic sources of selenium supplements (especially selenium methionine and selenium cysteine supplements) compared to the inorganic source of selenium has a better effect on the digestibility of feed nutrients and rumen parameters of fattening lambs.
Keywords: Digestibility, Lamb, Microbial Protein, Selenium Supplement, Volatile Fatty Acid -
مقدمه و هدف
دوره پیش از شیرگیری برای گوسالههای شیری بهدلیل ارتباط نزدیک بین رشد و سلامت در مراحل اولیه زندگی و عملکرد آینده بهعنوان گاو بسیار مهم است. مدیریت تغذیهای طی دوره پیش از شیرگیری میتواند اثرات کوتاه مدتی روی سلامتی، نرخ کشتار، بازد رشد و اقتصاد فارم و همچنین اثرات بلندمدت روی تولید شیر داشته باشد. اسیدهای چرب در پستانداران بیشتر از نقش خود بهعنوان منابع انرژی عمل می کنند. برای مثال، بوتیرات توسعه پاپیلاهای شکمبه و توسعه هر دوی ویلی و پانکراس را افزایش می دهد. مطالعات اخیر نشان داده است که تغذیه شدید گوساله های جوان در دوره قبل از شیرگیری طیفی از اثرات مثبت دراز مدت شامل کاهش سن تلقیح و زایمان، افزایش وزن بدن در زایمان و بهبود تولید شیر را دارد. انواع مختلف مکمل چربی با مخلوط مختلف اسیدهای چرب به گاوهای شیری تغذیه شده است. با اینحال، سطح چربی در استارترها پایین (حدود 3٪) توصیه شده است. هدف از این پژوهش بررسی اثر سطوح متفاوت روغن اسانسی تجاری گارلیکون (متشکل از اسانس سیر، پیاز و ترهفرنگی) روی عملکرد رشدی، سلامت و ایمنی و فراسنجه های خونی و شکمبه گوساله های شیرخوار هلشتاین بود.
مواد و روشها:
آزمایش با تعداد 40 راس گوساله شیرخوار با میانگین وزن تولد 5 ± 39/2 کیلوگرم و میانگین سن 2 ± 6 روز بود. آزمایش حاضر در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تیمار و 10 تکرار از 4 تا 65 روزگی انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل 1) تیمار شاهد (بدون دریافت اسانس گارلیکون)، 2) تیمار با سطح 30 میلی گرم اسانس گارلیکون، 3) تیمار با سطح 60 میلی گرم اسانس گارلیکون و 4) تیمار با سطح 90 میلی گرم اسانس گارلیکون بود. برنامه تغذیه با شیر برای تیمارها و همه گوسالهها ثابت بود و در 65 روزگی از شیر گرفته شدند. اندازهگیری وزن بدن گوساله ها در سنین 0، 30 و 65 روزگی پس از تغذیه شیر وعده صبح انجام شد. به منظور تعیین فراسنجه های خونی از قبیل گلوکز، کل پروتئین، آلبومین، گلوبولین، نسبت آلبومین به گلوبولین و کل لیپید در روزهای 30 و 65 چهار ساعت پس از تغذیه صبح از سیاهرگ گردن و توسط لوله های خلا حاوی هپارین نمونه خون گرفته شد. جهت اندازه گیری قابلیت هضم ظاهری مواد مغذی، و همچنین تعیین بیماری زاها، نمونه گیری از مدفوع و در سن صفر ، 35 و 65 روزگی و از رکتوم گوساله ها انجام شد. بررسی وضعیت قوام مدفوع و سلامت گوساله ها (وضعیت قرار گرفتن گوش ها، ترشحات چشم و بینی) روزانه و بر اساس روش معرفی شده توسط دانشگاه ویسکانسین انجام شد. آنالیز داده ها با استفاده از نرم افزار R و رویه AOV انجام شد. مقایسه میانگین ها با استفاده از روش دانکن انجام شد.
یافته ها:
میانگین مصرف خوراک در دوره زمانی 0 تا 4 هفتگی و 4 هفتگی تا پایان دوره تفاوت معنی داری نداشت. به هرحال، مصرف خوراک در کل دوره بین تیمارهای آزمایشی دارای تفاوت معنی داری بود. بدینترتیب که تیمار چهارم حاوی 90 میلیگرم اسانس گارلیکون دارای مقدار خوراک مصرفی بیشتری نسبت به بقیه تیمارها بود. بازده خوراک مصرفی بین تیمارهای آزمایشی دارای تفاوت معنیدار بود بدینصورت که تیمارهای حاوی 60 و 90 میلیگرم گارلیکون نسبت به تیمار شاهد و 30 میلیگرم گارلیکون دارای بازده خوراک بهتری بودند. میانگین وزن اولیه همه تیمارها برابر با 3/1 ± 39/2 کیلوگرم بود. وزن و همچنین افزایش وزن روزانه در 30 روزگی تفاوت معنی داری بین تیمارها نداشت. به هرحال، وزن نهایی و افزایش وزن روزانه کل دوره در بین تیمار 4 با کنترل دارای تفاوت معنی دار بود. بدین ترتیب که تیمار چهارم با سطح 90 میلی گرم روغن ضروری گارلیکون دارای بیشترین میانگین وزن نهایی و همچنین بالاترین افزایش وزن روزانه و تیمار شاهد دارای کمترین مقدار بود. بین تیمارهای آزمایشی از لحاظ اسکور گوش، اکسورچشم، اسکور ترشحات بینی و همچنین اسکور مدفوع تفاوت معنی داری وجود نداشت. عرض سینه، ارتفاع از جدوگاه و طول بدن گوساله های تحت آزمایش در ابتدای دوره دارای تفاوت معنی داری نبود. اما در 30روزگی عرض سینه و طول بدن در بین تیمارهای آزمایشی دارای تفاوت معنی دار بود. بدینصورت که تیمار 4 (با سطح90 میلی گرم روغن ضروری) دارای بیشترین عرض سینه و طول بدن و تیمار شاهد دارای کمترین عرض سینه (0/0341 = p) و طول بدن مقدار بود (0/0500 = p). همچنین نتایج آنالیز حاصل از داده های انتهای دوره نیز نشان می دهد بین تیمار با سطح 90 میلی گرم روغن ضروری و تیمار شاهد از لحاظ عرض سینه و طول بدن تفاوت معنیداری در سطح 0/05 وجود دارد.
نتیجه گیری:
گوساله های دریافت کننده روغن اسانسی گارلیکون با سطح 90 میلی گرم، عملکرد بهتری از لحاظ مصرف خوراک در مقایسه با تیمارهای دیگر داشتند. همچنین وزن بدن گوساله های شاهد نسبت به سایر تیمارها پایینتر بود که نشان دهنده عملکرد بهتر گوساله های دریافت کننده روغن اسانسی بود. نکته مهمی که از این پژوهش به دست می آید این است که استفاده از اسانس در بررسی خواص آنتی باکتریایی می تواند گویای توان بالقوه گیاهان دارویی مختلف بهخصوص سیر باشد.
کلید واژگان: روغن های اسانسی، سلامت، فراسنجه های خونی، گارلیکون، گوساله های هلشتاینBackgroundThe pre-weaning period is extremely important for dairy calves due to the close relationship between growth and health during the early stages of life and forthcoming performance as a cow. Nutritional management during the pre-weaning period can have short-term effects on health, mortality rate, growth efficiency, and farm economics, as well as long-term effects on milk production. Fatty acids in mammals serve more than their role as energy sources. For example, butyrate increases the development of rumen papillae and the development of both villi and pancreas. Recent studies have shown that intensive feeding of young calves in the pre-weaning period has a range of long-term positive effects, including reducing the age of insemination and parturition, increasing body weight at parturition, and improving milk production. Different types of fat supplements with different mixtures of fatty acids have been fed to dairy cows. However, a low fat level (about 3%) is recommended for starters. This study aimed to investigate the effect of different levels of a commercial garlic essential oil (consisting of garlic, onion, and leek essential oils) on the growth performance, health, immunity, and blood and rumen parameters of Holstein’s calves.
MethodsAn experiment was conducted with 40 calves with an average birth weight of 39.2 ± 5 kg and an average age of 6 ± 2 days in a completely randomized design with four treatments and 10 replications from 4 to 65 days of age. The treatments included 1) control treatment (without receiving essential oil), 2) treatment with a level of 30 mg of garlic essential oil, 3) treatment with a level of 60 mg of garlic essential oil, and 4) treatment with a level of 90 mg of garlic essential oil. The milk feeding schedule was constant for treatments, and all calves were weaned on day 65 of age. Calves' body weight was measured at the ages of 0, 30, and 65 days after being fed morning milk. To determine blood parameters, such as glucose, total protein, albumin, globulin, the ratio of albumin to globulin, and total lipid, blood samples were taken from the jugular vein and through vacuum tubes containing heparin on days 30 and 65 four hours after the morning feeding. To measure the apparent digestibility of nutrients and to determine pathogens, samples were taken from the feces at the age of 0, 35, and 65 days and from the rectum of the calves. The status of feces consistency and the health of calves (ear position, eye, and nose discharge) was examined daily based on the method introduced by the University of Wisconsin. Data were analyzed using R software and the AOV procedure. Means were compared using Duncan's method.
ResultsThere was no significant difference in the average feed consumption in the period from 0 to 4 weeks and from 4 weeks to the end of the period. However, feed consumption in the whole period was significantly different between the experimental treatments. As such, a higher amount of feed consumption was observed in the fourth treatment than in the rest of the treatments. The final weight and the daily weight gain of the whole period were significantly different between treatment 4 and the control treatment. The average initial weight of all treatments was 39.2 ± 3.1 kg. There was no significant difference in weight and daily weight gain between treatments at 30 days. However, the final weight and daily weight gain of the entire period was significantly different between treatment 4 and the control. Thus, the highest average final weight and the highest daily weight gain were recorded in the fourth treatment with a level of 90 mg of garlicon essential oil, and the lowest amount belonged to the control treatment. There was no significant difference between experimental treatments in terms of ear score, eye excoriation, nasal discharge score, and stool score. There was no significant difference in the chest width, height from the withers, and body length of the tested calves at the beginning of the period. At 30 days of age, however, there was a significant difference in chest width and body length among experimental treatments. Thus, treatment 4 (with 90 mg of essential oil) presented the highest chest width and body length, and the control treatment showed the lowest chest width (p = 0.0341) and body length (p = 0.0500). Moreover, the results of the data analysis at the end of the period showed a significant difference in the chest width and body length between the treatment with the level of 90 mg of essential oil and the control treatment.
ConclusionCalves receiving garlicon essential oil with a level of 90 mg showed better performance in feed consumption than the other treatments. Furthermore, the body weight of control calves was lower than the other treatments, indicating the better performance of calves receiving essential oil. The important point obtained from this research is that the use of essential oil in the investigation of antibacterial properties can indicate the potential power of different medicinal plants, especially garlic.
Keywords: Blood Parameters, Essential Oils, Garlic, Health, Holstein Calves -
مطالعه حاضر به منظور مقایسه عملکرد جوجه های گوشتی سویه آرین و راس و بررسی مکمل آرژنین بر عملکرد رشد، ریخت شناسی روده، شاخص های خونی و کیفیت گوشت در شرایط تراکم جمعیت انجام شد. در این آزمایش از 224 قطعه جوجه گوشتی یک روزه سویه آرین و 224 قطعه جوجه گوشتی یک روزه سویه راس استفاده شد. آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی با آرایش فاکتوریل 2×2×2 با استفاده از دو سویه جوجه (آرین و راس) و دو سطح تراکم (12 و 16 پرنده در متر مربع) و دو سطح اسیدآمینه آرژنین (100 و 130 درصد پیشنهاد کاتالوگ آرین) با هشت تیمار و پنج تکرار اجرا شد. آثار متقابل نشان داد پرندگان هر دو سویه راس و آرین در تراکم بالا و سطح 100 درصد آرژنین، کمترین میزان افزایش وزن روزانه را داشتند (05/0 <P). در دوره پایانی 1، کمترین ضریب تبدیل خوراک در گروه سویه آرین، تراکم پایین و سطح 130 درصد آرژنین مشاهده شد (05/0 <P). تراکم بالا موجب کاهش غلظت آلبومین و پروتئین کل و افزایش غلظت گلوکز، کلسترول و فعالیت آنزیم آسپارتات آمینوترانسفراز شد (05/0 <P). غلظت کلسترول در هر دو سویه با افزایش تراکم، بالا رفت ولی در گروهی که سطح بالای آرژنین استفاده شد، کاهش یافت (05/0 <P). ارتفاع، عرض پرز و سطح جذب روده در تراکم بالای پرورش، کاهش یافت. آثار متقابل نشان داد کمترین سطح جذب پرز در سویه آرین، تراکم 16 و سطح 100 درصد آرژنین مشاهده شد (05/0 <P). تراکم بالای جمعیت موجب کاهش ظرفیت نگهداری آب و افزایش افت ناشی از پخت شد و در مقابل، افزایش درصد آرژنین سبب افزایش ظرفیت نگهداری آب و کاهش افت ناشی از پخت شد (05/0 <P). به طور کلی، نتایج نشان داد سویه راس نسبت به آرین، افزایش وزن روزانه و مصرف خوراک روزانه بالاتری نشان داد. تراکم بالای جمعیت در هر دو سویه، تاثیر منفی بر عملکرد، ریخت شناسی روده، کیفیت گوشت و بعضی از شاخص های خونی داشت.
کلید واژگان: آرژنین، تراکم جمعیت، جوجه گوشتی، عملکرد رشد، ریخت شناسی رودهIntroductionMany variables must be considered in broiler production to achieve maximum profits. The selection of an appropriate broiler strain and optimal stocking density are among the key factors for maximizing economic returns. Today, several strains such as Ross, Arian, Cobb, and Arbor Acres are available in the Iranian market, each with specific rearing guidelines based on their genetic modifications. Maintaining an optimal stocking density throughout the production cycle is economically important. The study therefore compared the Iranian Arian strain and the Ross strain with different stocking densities (12 and 16 birds per square metre, respectively). Higher density can lead to stress, and arginine plays a critical role in the urea cycle and protein synthesis. It serves as a precursor for the production of polyamines, creatine, and especially nitric oxide (NO). In conditions of environmental stress, such as heat or oxidative stress, the role of arginine is even more important because of its role in the formation of NO. Therefore, in addition to broiler strain and stocking density, the study included the use of arginine.
Materials and methodsA total of 448 one-day-old chicks (224 Arian and 224 Ross) of both sexes were used in a 42-day feeding trial. The experiment was conducted in a completely randomized design in a 2×2×2 factorial arrangement with two broiler strains (Arian and Ross), two stocking densities (12 and 16 birds/ square metre), and two levels of dietary arginine (100 and 130% of the Arian catalog recommendation). There were eight treatments with five replicates. Experimental diets were formulated for four phases: starter, grower, finisher 1, and finisher 2. Feed intake and body weight gain were recorded during the starter, grower, finisher 1, and finisher 2 periods. The feed conversion ratio (FCR) was calculated. At the end of the experiment (42 days), two birds were randomly selected from each replicate for blood sampling from the wing vein to measure blood parameters. To evaluate intestinal morphology, two birds from each pen were slaughtered at 42 days. A 4-cm section was taken from the jejunum (10 cm before Meckel's diverticulum) and fixed in 10% formalin after washing with physiological saline. To measure meat quality traits including water holding capacity (WHC), pH, drip loss (DL), and cooking loss (CL), two birds were randomly selected from each replicate at 42 days, and the left thigh muscle was collected. Data were analyzed using MiniTab 16 software. Data were analyzed using the general linear model (GLM), and treatment means were compared using Tukey's test at P<0.05.
Results and discussionThe results showed that the Ross strain had a higher feed intake than the Arian strain (P<0.05). High stocking density significantly reduced feed intake throughout the entire period (P<0.05). In the starter phase, the use of 130% of the recommended arginine level increased feed intake compared to the 100% level (P<0.05). Ross strain chicks receiving 130% arginine also had a higher feed intake. The average daily weight gain of the Ross strain was significantly higher than that of the Arian strain during the grower phase and over the entire period (P<0.05). Stocking density reduced the average daily weight gain in the finisher 1, finisher 2, and entire periods (P<0.05). The use of 130% arginine improved daily weight gain in these phases (P<0.05). Ross broilers reared at a density of 12 birds per square meter exhibited the highest daily weight gain during the finisher 2 phase compared to the Ross and Arian strains at 16 birds per square meter (P<0.05). Ross chicks receiving 130% arginine had higher daily weight gains than those receiving 100% arginine (P<0.05). In the finisher 2 and overall periods, broilers raised at a density of 16 birds per square meter and fed 100% arginine had the lowest daily weight gain compared to other treatments (P<0.05). Both Ross and Arian broilers reared at high stocking density and fed 100% arginine had the lowest daily weight gain. The FCR of the Arian strain in the starter phase was lower than that of the Ross strain. High stocking density improved FCR in the starter phase, but it increased FCR in the finisher 2 and overall periods (P<0.05). The use of 130% arginine significantly improved FCR in broilers (P<0.05). In the finisher 1 and overall periods, Arian broilers reared at low stocking density had better FCR than those at high density. In the finisher 2 phase, Ross broilers reared at low stocking density had better FCR than those at high density. The results indicated that rearing both Ross and Arian strains at low stocking density improved FCR. In the finisher 1 phase, the lowest FCR was observed in the Ross strain fed 100% arginine and the Arian strain fed 130% arginine. Over the entire period, Arian broilers fed 100% arginine had the highest FCR compared to other levels. The interaction of stocking density × arginine showed that the highest FCR was observed in birds reared at 16 birds per square meter and fed 100% arginine. The interaction of strain × stocking density × arginine had a significant effect on FCR in the finisher 1 phase (P<0.05), with the lowest FCR observed in the Arian strain, reared at 12 birds per square meter, and fed 130% arginine. Increased stocking density reduced albumin and total protein concentrations and increased blood glucose concentration (P<0.05). Higher stocking density significantly reduced albumin concentration in both Ross and Arian strains compared to Arian birds reared at lower density. The interaction of strain × stocking density × arginine significantly affected total protein concentration (P<0.05), with the highest level observed in the Ross strain reared at 12 birds per square meter and fed 130% arginine. High stocking density increased cholesterol concentration (P<0.05). The 130% arginine level reduced cholesterol concentration compared to 100% arginine (P<0.05). Increased stocking density also raised AST concentration (P<0.05). Ross broilers had greater villus width and absorption surface area (P<0.05). High stocking density reduced villus length, width, and absorption surface area (P<0.05). The highest absorption surface area was observed in the Ross strain reared at 12 birds per square meter and fed 100% arginine, while the lowest was in the Arian strain reared at 16 birds per square meter and fed 100% arginine (P<0.05). Higher stocking density reduced water-holding capacity and increased cooking loss (P<0.05). Increased arginine levels improved water-holding capacity and reduced cooking loss (P<0.05).
ConclusionsOverall, the results of this study indicated that the Ross strain had higher feed intake and daily weight gain compared to the Arian strain, though their feed conversion ratios did not significantly differ. Stocking density harmed performance indices during the late and overall phases of the trial. The Ross strain showed a better response to arginine supplementation at high stocking densities than the Arian strain. The use of arginine supplementation can mitigate the negative effects of high stocking density and improve broiler performance.
Keywords: Arginine, Stocking Density, Broiler, Growth Performance, Intestinal Morphology -
پژوهش حاضر با هدف بررسی عملکرد ملکه های اصلاح شده زنبورعسل ایرانی با ملکه های بومی و آمیخته های آنها در سه زنبورستان واقع در اقلیم های متفاوت استان کردستان طی سال های 1401 تا 1402 در قالب آزمایش فاکتوریل 3×3 و بر اساس طرح پایه کاملا تصادفی با نه تیمار و پنج تکرار انجام شد. تیمارها شامل ملکه های زنبورعسل اصلاح شده و جفت خورده در هسته مرکزی طرح کلان اصلاح نژاد زنبورعسل ایرانی، ملکه های آمیخته و ملکه بومی بودند. بعد از آماده سازی کلنی ها در هر زنبورستان، معرفی موفقیت آمیز ملکه ها و سپس همسان سازی کلنی ها بعد از استقرار ملکه ها، صفات آرامش روی سطح قاب، بچه دهی، هموزیگوتی آلل های جنسی، جمعیت (بالغین و نوزادان) و تولید عسل کلنی های زنبورعسل مورد مطالعه در هر زنبورستان مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج تجزیه واریانس نشان داد اثر تیمار، ملکه، زنبورستان و آثار متقابل آنها روی همه صفات مورد مطالعه معنی دار بود (01/0 <P). نتایج مقایسه میانگین ها نشان داد بیشترین میانگین صفات آرامش روی سطح قاب، بچه دهی، جمعیت بالغین و نوزادان مربوط به ملکه های اصلاح شده و کمترین آنها مربوط به ملکه های شاهد بود. همچنین، بیشترین میانگین صفات هموزیگوتی آلل های جنسی و تولید عسل به ترتیب مربوط به ملکه های بومی و ملکه های آمیخته بود. با عنایت به برتری و بهبودهای معنی دار ملکه های اصلاح شده زنبورعسل ایرانی در بیشتر صفات مورد مطالعه در پژوهش حاضر می توان استنباط کرد اصلاح نژاد در راستای بهبود صفات هدف موثر بوده و استفاده از ملکه های اصلاح شده زنبورعسل نژاد ایرانی در راستای افزایش عملکرد کلنی های زنبورعسل کشور توصیه می شود.
کلید واژگان: زنبورعسل، زنبورستان، صفات رفتاری و عملکردی، ملکه اصلاح شده، ملکه بومیIntroductionHoney bees are vital to the economy of the people of Kurdistan Province, Iran. They produce honey and other hive products like royal jelly, wax, venom, and collect pollen and propolis. They also provide food security, create jobs in secondary industries, and prevent rural migration to cities. In addition to their significant role in pollination, they also increase the quantity and quality of agricultural products, develop and expand forests and pastures, preserve biodiversity, and increase income. Despite all these economic and social benefits, honeybee colonies and the beekeeping profession in Iran have been adversely affected by several adverse factors, one of the most important of which is the lack of access for beekeepers to improved, highly productive, and economical queens. The use of improved queens with desirable functional and behavioral traits is one of the most important factors of success in beekeeping. The current study was conducted to evaluate the performance of improved Iranian honey bee queens, "Aram", with native queens and their hybrids in three apiaries located in different climates of Kurdistan province during 2022-2023.
Materials and methodsThe present study was conducted in the form of a factorial experiment (3×3) and based on a completely randomized design with nine treatments and five replications. The treatments included improved and mated queens (improved and mated queens in the central core of the Iranian honey bee breeding plan), hybrid queens (improved and mated queens in the apiaries of Kurdistan province), and native queens (as control). In total, the current study was carried out on 45 honey bee colonies. After the preparation of colonies in each apiary and the successful introduction of queens, the colonies were homogenized in terms of population (adults and brood) and honey storage according to standard instructions. In the present study, the traits of calmness behavior, swarming, homozygosity of sex alleles, population (adults and brood), and honey production were evaluated in the studied bee colonies in each apiary. Data analysis was conducted by SAS 9.4 software.
Results and discussionVariance analysis results of calmness trait showed that the effect of treatment (P<0.01), queen (P<0.01), and the apiary (P<0.05) were significant on the calmness trait of the studied honey bee colonies. Based on the mean comparison results, the highest amount of this trait, with an average of 0.4 ± 0.12 related to the improved queens in the apiary located in the Saral region, and the lowest with an average of 1.7 ± 0.19 related to the native queens in the apiary located in the Genghis Ghalea village. Variance analysis results of swarming trait showed that the effect of treatment, apiary, queen, and the interaction effect of apiary × queen were significant on the swarming trait of the studied honey bee colonies (P<0.01). Based on the mean comparison results, the highest rate of swarming trait with an average of 20 queen cells is related to the native queens of apiary 2 (an apiary located in the Qazalali village), and the lowest rate of this trait with an average of 0.2 queen cells is related to the improved queens of apiary 2 (an apiary located in the Qazalali village). Variance analysis results of homozygosity of sex alleles showed that the effect of treatment and the interaction effect of apiary × queen (P<0.01) and the effect of apiary and queen (P<0.05) were significant on homozygosity of sex alleles of honey bee colonies in the studied apiaries. Based on the mean comparison results, the highest and lowest homozygosity of sex alleles was related to the improved queens of the third apiary (the apiary located in the Saral area) and the hybrid queens of the second apiary (the apiary located in the Qazalali village), respectively. Variance analysis results of the adult population trait showed that the effect of treatment and queen (P<0.01), and the apiary and the interaction effects of queen × apiary (P<0.05) were significant on the adult population trait of the studied honey bee colonies. Based on the mean comparison results, the highest amount of adult population was observed in improved queens of apiary 3, and the lowest in native queens of apiary 3 (apiary located in the Saral region). Variance analysis results of brood population trait showed that the effect of treatment, apiary, queen, and the interaction effects of apiary × queen were significant on the brood population of the studied honey bee colonies (P<0.01). Based on the mean comparison results, the highest average of this trait was related to the improved queens in apiary 3 (the apiary located in the Saral area), and the lowest was related to the native queens of apiary 1 (the apiary located in the Genghis Ghalea village). Variance analysis results of the honey production trait showed that the effect of treatment, apiary, and queen was significant on the honey production trait of honey bee colonies of the studied apiaries (P<0.01). Based on the mean comparison results, the highest production of honey, with an average of 8.2 kg, is related to the improved queens of the second apiary (the apiary located in the Qazalali village), and the lowest, with an average of 3.4 kg, is related to the native queens of the third apiary (the apiary located in the Saral region).
ConclusionsConsidering the superiority and significant improvements of the improved queens of the Iranian honey bee breeding plan in the majority of the traits studied in the current research, it can be concluded that breeding has been effective in improving the target traits. Also, it can be suggested to use improved queens of Iranian honey bees to increase the performance of honey bee colonies in the country.
Keywords: Honey Bee, Apiary, Behavioral, Functional Traits, Improved Queen, Native Queen -
تاثیر منابع مختلف الیاف نامحلول در شرایط پرورشی متراکم بر عملکرد و جمعیت میکروبی سکوم جوجه های گوشتی در قالب طرح کاملا تصادفی با آرایش فاکتوریل 2×3 بررسی شد. تیمارهای آزمایشی شامل دو سطح تراکم (10 و 16 قطعه پرنده در هر مترمربع) و سه منبع الیاف (بدون الیاف، پوسته آفتابگردان و پوسته برنج) بود. عملکرد به صورت دورهای اندازهگیری شد و در روز پایانی پرورش، فراسنجه های خونی و جمعیت میکروبی سکوم نیز بررسی شد. در تراکم بالا، افزودن پوسته برنج و نیز پوسته آفتابگردان باعث بهبود معنی دار ضریب تبدیل خوراک در کل دوره پرورش در مقایسه با تیمار بدون الیاف شد (05/0>P). تراکم بالا در کل دوره آزمایش باعث کاهش مصرف خوراک در مقایسه با تراکم طبیعی شد (05/0>P). تغذیه پرندگان با پوسته برنج و پوسته آفتابگردان سبب افزایش مصرف خوراک و اضافه وزن و نیز کاهش ضریب تبدیل خوراک در مقایسه با تیمار شاهد در کل دوره آزمایش شد (05/0>P). پرندگان تغذیه شده با پوسته آفتابگردان در تراکم طبیعی و پوسته برنج در تراکم بالا، افزایش معنی دار غلظت HDL خون در مقایسه با سایر تیمارها را نشان دادند (05/0>P). افزودن پوسته آفتابگردان و پوسته برنج درتراکم بالا باعث افزایش معنی دار جمعیت لاکتوباسیل سکوم در مقایسه با تراکم طبیعی شد (05/0>P). نتایج این پژوهش نشان داد که در هر دو شرایط پرورشی، افزودن الیاف نامحلول به جیره سبب بهبود ضریب تبدیل خوراک شد، اگرچه استفاده از الیاف نامحلول در شرایط پرورش متراکم باعث افزایش بیشتری در جمعیت میکروبی لاکتوباسیل سکوم در مقایسه با شرایط پرورش طبیعی شد.
کلید واژگان: الیاف نامحلول، تراکم بالا، جمعیت میکروبی، جوجه گوشتی، عملکردIntroductionIn poultry breeding farms, density is one of the important factors in terms of welfare, production, and health in poultry. Density can be defined as the number of birds per unit area or kilograms per unit area. High density reduces body heat loss, bad air quality due to its improper exchange, increased ammonia level, and reduced access to food and water, which leads to reduced feed efficiency. It seems that the stress caused by high density can upset the balance of the microbial population of the digestive system. Improving the microbial population of the gastrointestinal tract through the addition of different sources of insoluble fiber may be beneficial for the development of the health and growth performance of broiler chickens grown at high densities. In Iran, rice hull is obtained as waste from rice grain processing, which contains a high percentage of insoluble fibers. Sunflower husks, as a byproduct, contain a significant amount of fiber. On the other hand, the sunflower hull is the outer covering of the sunflower seed. Sunflower hull and rice hull have high fiber and low energy. Considering the negative effects of high density and the positive impact of fibrous sources, the present study investigated the influence of different insoluble fiber sources on the performance and microbial population of the caecum in broiler chickens raised at high density.
Materials and methodsThe experiment was performed with 390 one-day-old broiler chicks of Ross 308 strain in a completely randomized design with a 2×3 factorial arrangement and five replications. The experiment included two density levels (10 and 16 birds per square meter) and three fiber sources (diet without fiber, diet containing sunflower hull, and rice hull). Characteristics of feed intake, body weight gain, and feed conversion ratio were measured regularly and blood factors and bacterial counts were sampled on the last day after slaughter.
Results and discussionThere was no significant difference between the fiber source and density in different growing periods on average feed consumption and relative weight of different carcass components (P<0.05). High density resulted in a decrease in feed intake in the starter, finisher, and overall period compared to normal density (P<0.05). Birds fed with different fiber sources showed higher feed intake compared to the control treatment in the growth, finisher, and overall period of the experiment (P<0.05). Birds fed with a diet containing sunflower hull and rice hull in normal density conditions showed higher weight gain compared to other treatments in the final period. The best feed conversion ratio was observed in the rice hull treatment at the normal density level in the final and overall period of the experiment (P<0.05). Birds fed with sunflower hull in normal density and rice hull in high density showed a significant increase in blood HDL concentration compared to other treatments (P<0.05). Birds reared at high density showed significantly higher blood glucose, cholesterol, and LDL concentrations compared to birds reared at normal density (P<0.05). It may be the reason for the increase in LDL, glucose, and blood cholesterol concentration in high density, negative responses such as an increase in corticosterone level, an increase in lipid peroxidation, production of free radicals, and an increase in immunosuppression in chickens reared in high density. The interaction effect of fiber source and density level had no significant effect on Coliform and Escherichia coli populations in cecum (P<0.05). In the presence of sunflower hull and rice hull, high density led to a significant increase in the population of cecal Lactobacillus compared to normal density (P<0.05). In the absence of fiber, high density caused a significant decrease in the cecum Lactobacillus population compared to normal density (P<0.05). Diet is a major environmental factor that can directly affect the nature of the microbiota in the host.
ConclusionsThe results of this study showed that the use of fiber could improve the feed conversion ratio in high-density rearing conditions compared with birds fed a diet free of fiber and in normal-density rearing conditions. In addition, the use of sunflower hull and rice hull led to increased feed intake, weight gain, cecal Lactobacillus population, and improved feed conversion ratio in broiler chickens. Compared to birds reared at normal density, birds reared at high density showed a decrease in feed consumption, a decrease in weight gain, and an increase in the population of the cecal Coliform population.
Keywords: Insoluble Fiber, High Density, Microbial Population, Broiler Chickens, Performance -
این پژوهش به منظور بررسی اثر غنی سازی شیر با منگنز به شکل های آلی و معدنی بر عملکرد رشد، فراسنجه های بیوشیمیایی، آنتی اکسیدانی و رفتار مصرف گوساله های شیرخوار، با استفاده از 24 راس گوساله تازه به دنیا آمده به مدت 63 روز در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تیمار و هشت تکرار انجام شد. گوساله های شاهد با شیر بدون مکمل منگنز تغذیه شدند. گوساله های سایر گروه ها به ترتیب با شیر غنی شده با 30 میلی گرم از مکمل منگنز معدنی و آلی (به ازای هر راس گوساله در روز) تغذیه شدند. نتایج نشان داد که تیمارهای دریافت کننده منگنز آلی و معدنی، افزایش معنی داری در وزن نهایی، افزایش وزن روزانه، افزایش وزن دوره و ماده خشک مصرفی نسبت به شاهد داشتند. همچنین غلظت منگنز پلاسما، گلوکز، پروتئین کل و آلبومین در گروه دریافت کننده منگنز آلی نسبت به سایر گروه ها بیشترین افزایش را داشت. در رابطه با فراسنجه های آنتی اکسیدانی و آنزیم های کبدی نیز، در گروه های دریافت کننده منگنز به شکل های معدنی و آلی در وضعیت آنتی اکسیدانی کل، کاتالاز و آلانین ترانس آمیناز بهبود مشاهده شد و فعالیت سوپراکسیددیسموتاز در گروه دریافت کننده منگنز آلی با افزایش همراه بود. استفاده از منگنز به شکل های آلی و معدنی در تغذیه گوساله شیرخوار می تواند اثرات سودمندی بر عملکرد رشد، فراسنجه های خونی و وضعیت آنتی اکسیدانی دام داشته باشد، اما به طور کلی، با توجه به نتایج حاضر، افزودن 30 میلی گرم منگنز آلی به شیر گوساله ها توصیه می شود.کلید واژگان: عملکرد، فراسنجه های خونی، گوساله شیرخوار، منگنز، وضعیت آنتی اکسیدانیIntroductionNewborn calves have special needs to accelerate their growth performance and improve their immune systems. Minerals are one of the most important metabolic improvers that can help the health of calves at overnutrition levels. Manganese is a necessary trace mineral that is a key ingredient in the metabolism of carbohydrates, lipids and, proteins, as well as playing an important role as a cofactor in the activity of several enzyme systems such as superoxide dismutase (MnSOD) activity, bone development (mucopolysaccharide synthesis) and blood cell regeneration. Manganese plays several important roles in the immune system, including its involvement in antioxidant pathways, its contribution to phagocytic activity, and its role in maintaining the structural integrity of epithelial barriers against infections. Manganese can be supplemented in both inorganic and organic forms, each with differing levels of bioavailability and absorption. Therefore, this study was conducted to investigate the impact of milk enrichment with manganese supplements, in both organic and inorganic forms, on the performance, biochemical and antioxidant parameters, and feeding behavior of suckling calves.Materials and Methods24 newborn calves were randomly divided into 3 groups with 8 replications. Experimental treatments include: 1) control group (without manganese supplementation), 2) Adding mineral manganese supplement to milk consumption and 3) Adding organic manganese supplements to milk consumption. The amount of manganese used in the milk of each calf was 30 mg per day. Manganese is dissolved in milk and consumed by calves. Calves were milked twice in the morning and evening and had free access to water and starter feed during the day. The length of the trial period was 63 days. Calves were weighed every 21 days. The amount of feed consumed and post-feed was recorded daily. To measure blood metabolites including biochemical parameters, concentration of blood elements, antioxidant status and activity of liver enzymes, blood samples were taken from calf vein on day 60. Finally, during the 61st to 63rd days of the experimental period, nutritional behaviors were measured for a duration of 48 hours. Data analysis was done using SAS statistical software version 9/1 (2004) and comparisons of means were done with Tukey's test at a significance level of 5 percent.Results and DiscussionThe obtained results showed that the calves fed with milk enriched with manganese in organic and inorganic forms compared to the calves of the control group, a significant improvement in final weight, period weight gain, daily weight gain and dry matter consumption was observed. The use of organic and inorganic forms of manganese in the feeding of suckling calves did not have a significant effect on the feed conversion ratio of the calves. There was no significant effect on the amount of iron, zinc, copper, calcium and phosphorus of different treatments. The amount of plasma manganese in the treatment using organic manganese was associated with a significant increase compared to the treatment using inorganic manganese and the control treatment. The use of organic and mineral sources of manganese in the feeding of calves had no significant effect on triglyceride, cholesterol, urea, globulin and the ratio of albumin to globulin in the blood of calves. Organic and mineral sources of manganese increased the amount of glucose, total protein and albumin in the blood, so that the most significant increase was seen in the treatment of organic manganese users. Inorganic and organic forms of manganese did not cause significant changes in the amount of malondialdehyde, aspartate aminotransferase, and alkaline phosphatase in the blood of supplement consuming groups. In treatments using manganese, there was a significant decrease in total antioxidant status and a significant increase in the amount of catalase, superoxide dismutase, and alanine aminotransferase. The use of manganese supplement in organic and inorganic forms had no effect on the nutritional behaviors of calves such as milking, feeding, rumination, jaw rest, drinking water, unusual behavior, standing and lying down.ConclusionEnriching milk with manganese supplement in organic and inorganic forms improved performance, weight gain, dry matter intake, total antioxidant status, and catalase and alanine aminotransferase and biochemical status in groups consuming milk containing manganese. Based on the results of this study, it is recommended to supplement the milk of newborn calves with 30 mg of organic manganese. Organic manganese showed improved effects on key parameters, including plasma manganese concentration, glucose levels, total protein, and superoxide dismutase (SOD) activity.Keywords: Antioxidant Status, Blood Parameters, Manganese, Performance, Suckling Calves
-
هدف
شناسایی نشانه های انتخاب می تواند دیدگاه های ارزشمندی در مورد مناطق ژنومی که تحت انتخاب مثبت هستند فراهم کرده و درک بهتری از روابط بین فنوتیپ و ژنوتیپ ارائه کند. در طول چند دهه گذشته، برنامه انتخاب در جوجه های گوشتی براساس رشد سریع و افزایش بازده غذایی انجام گرفته است. از طرفی این سرعت رشد بالا به علت همبستگی ژنتیکی با افزایش ذخیره چربی بدن، باعث کاهش کیفیت گوشت شده است که متخصصین اصلاح نژاد طیور را با چالش های جدیدی مواجه کرده است. هدف پژوهش حاضر شناسایی مناطق ژنومی تحت انتخاب مثبت مرتبط با ذخیره چربی بدن در سن هفت هفتگی جوجه های گوشتی با استفاده از روش آماری مبتنی بر عدم تعادل پیوستگی بود.
روش پژوهشبدین منظور تعداد 475 قطعه پرنده دو لاین جوجه گوشتی کشور چین در نسل یازدهم که به صورت واگرا هدف انتخاب بودند، با استفاده از یک تراشه 60K تعیین ژنوتیپ شده بودند، استفاده گردید. در مرحله اول شناسایی مناطق ژنومی و ژن های کاندیدای مرتبط با ذخیره چربی توسط آزمون XP-EHH که مبتنی بر عدم تعادل پیوستگی است به وسیله نرم افزار Selscan (نسخه 0/2) مورد استفاده قرار گرفت. برای تعیین مناطق ژنومی کاندیدای مرتبط با صفت ذخیره چربی بدن یک درصد ارزش بالایی آماره XP-EHH به صورت پنجره های ژنومی 10 نشانگری انتخاب شدند. در نهایت جهت شناسایی ژن های کاندیدای مرتبط با صفت مورد پژوهش و نقش عملکردی آن ها به ترتیب از برنامه BioMart و DAVID استفاده شد. هم چنین برای بررسی وجود QTLهای مرتبط با صفت ذخیره چربی در مناطق ژنومی شناسایی شده از آخرین نسخه منتشرشده پایگاه برخطAnimal genome استفاده شد.
یافته هابررسی ژن های گزارش شده در مناطق کاندیدا نشان داد که در داخل یا مجاورت این نواحی، ژن های STAB2، TAPT1، JDP2، FNDC3B، PTPN11، ADIPOR1 و SLC44A3 قرار داشتند. بررسی بیوانفورماتیکی این مناطق نشان داد، ژن های موجود در این مناطق با متابولیسم لیپید، انتقال اسیدهای چرب، گیرنده های لیپوپروتئین، متابولیسم و هومئوستازی گلوکز مرتبط بودند. با بررسی مناطق ژنومی کاندیدا در پایگاهAnimal genome ، QTL های مرتبط با وزن چربی محوطه بطنی و وزن چربی لاشه گزارش شده بود.
نتیجه گیری کلیبه طور کلی ژن های متعددی که در نواحی ژنومی شناسایی شده براساس عملکرد می توانند به عنوان کاندیداهای تحت انتخاب مطرح باشند. به هر حال، بررسی بیش تر ژن های مرتبط با مناطق ژنومی به دست آمده از مطالعات جستجوی پویش ژنومی ضروری است. نتایج این پژوهش می تواند در درک ساز و کار ژنتیکی کنترل کننده صفت ذخیره چربی بدن با هدف افزایش وزن همراه با کاهش ذخیره چربی بدنی در طی دوره پرورش جوجه گوشتی مورداستفاده قرار گیرد.
کلید واژگان: چربی بطنی، ژن کاندیدا، عدم تعادل پیوستگی، مرغ، نشانه های انتخابObjectiveIdentifying selection signatures can provide valuable insights into genomic regions that are under positive selection, which in turn leads to a better understanding of genotype-phenotype relationships Over the past few decades,, selection programs in broiler chicken have been based on fast growing and increased feed efficiency. On the other hand, this selection for rapid growth has been resulted an accumulation of fatty tissue and decrease of chicken meat quality, it has been new challenges in poultry breeding due to genetic correlation between rapid growing and fat deposition. The aim of the present study was to identify genomic regions under positive selection associated with body fat deposition in seven-week-old broiler chickens using a statistical method based on linkage disequilibrium.
Materials and MethodsIn the present study, a total 475 chickens from two chicken lines divergently selected were obtained using the Illumina chicken 60 K SNP chip. The broilers used in this study were from two Chinese broiler lines. In the first step, for the detected regions of the genome were evaluated using the XP-EHH method based on linkage disequilibrium using Selscan software v.2.0. Candidate genomic regions and genes were identified by SNPs located at 1% upper range of XP-EHH values in ten creeping windows. Finally, GeneCards and DAVID databases were also used to interpret the function of the obtained genes. Additionally, the latest published version of Animal genome database was used for defining QTLs associated with fat deposition traits in identified locations.
ResultsCandidate genes STAB2, TAPT1, JDP2, FNDC3B, PTPN11, ADIPOR1 and SLC44A3 obtained these regions. Further investigation using bioinformatics tools showed these genomic regions overlapped with lipid metabolism, fatty acid transport, lipoprotein receptors, glucose metabolism and homeostasis. Various genes that were founded within these regions can be considered as candidates under selection based on function. Also, a survey on extracted QTLs showed that these QTLs involved in some economically important traits in chicken such as abdominal fat weight and carcass fat weight traits.
ConclusionHowever, will be necessary to carry out more association and functional studies to demonstrate the implication of genes obtained from association analyses. Identifying important economic traits and locating parts of the genome that have changed as a result of selection could be used in poultry breeding programs. The results of our research can be used to understand the genetic mechanism controlling fat deposition trait and using these findings could potentially be useful for genetic selection in chicken for increasing body weight while reducing body fat deposition during a broiler breeding.
Keywords: Abdominal Fat, Candidate Gene, Chicken, Linkage Disequilibrium, Signature Of Selection -
هدف
به دلیل توسعه مقاومت به داروهای ضد کرمی رایج، پژوهش گران به دنبال راه های کارآمد و مقرون به صرفه برای مقابله با عفونت های انگلی هستند. نانوذرات به دلیل اندازه نانو مقیاس و سطح واکنش پذیری بالا در حال حاضر برای کاربردهای زیست پزشکی استفاده می شوند. باتوجه به شیوع بالای تریکواسترونژیلوزیس در نشخوارکنندگان کوچک هرگونه اختلال در سیرتکاملی مراحل پیش انگلی می تواند نقش مهمی در کنترل و پیشگیری از بیماری داشته باشد. نانوذرات به عنوان یک عامل ضد انگلی جدید، ایمن، ارزان و در دسترس می تواند نقش مهمی در کاهش میزان استرونژیلوزیس گوارشی در نشخوارکنندگان داشته باشد.
روش پژوهشتعدادی نمونه مدفوع گوسفندی پس از جمع آوری مستقیم از رکتوم حیوان، از نظر آلودگی به تخم های استرونگل فرم به کمک روش شناورسازی مدفوع بررسی انگلی انجام گرفت. سپس کشت مدفوع بر روی نمونه های آلوده به تخم های استرونگل فرم در شرایط دمایی و رطوبت مناسب در مدت هفت تا 10 روز صورت گرفت. پس از 24 تا 48 ساعت از کشت، نوزادان مراحل اول و دوم (L1 و L2) تریکوسترونژیلیدهای موجود در محیط کشت به کمک روش برمن جمع آوری و در مواجه با اکسید نانوذرات فلزی مانند آلومینیوم، روی و آهن در ترکیب با دی متیل سولفوکساید (DMSO) پنج درصد و یک بار بدون حضور DMSO قرار گرفتند. هم چنین نوزادان مرحله سوم عفونت زای (L3) تریکوسترنژیلیدها پس از کشت مدفوع و جداسازی توسط روش برمن در معرض اکسید این نانوذرات قرار گرفتند. سپس میزان مرگ ومیر هریک از نوزادان در زیر استریومیکروسکوپ با توجه به حرکت آن ها موردبررسی و شمارش قرار گرفت. از آب مقطر و آلبندازول به ترتیب به عنوان کنترل منفی و مثبت آزمایشات استفاده گردید. به منظور بررسی فراساختاری سطح کوتیکول نوزادهای تیمارشده با نانوذرات، تعدادی نوزاد L3 تریکوسترونژیلید قبل از مواجهه با نانوذرات و پس از مواجهه به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) آماده سازی گردیدند.
یافته هادرصد مرگ ومیر واقعی در نوزادان L1 و L2 تیمارشده با اکسیدآلومینیوم در غلظت های 02/0 و 04/0 و 06/0 میلی گرم بر میلی لیتر به ترتیب 23/9 و 66/44 و 85/70 درصد، اکسیدروی به ترتیب 03/43، 30/51 و 92/95 درصد و اکسید آهن به ترتیب 84/33، 42/96 و 48/98 درصد بود. در گروه تیمار مواجه نانوذرات فلزی با لارو L3، مرگ ومیری مشاهده نگردید. در تصاویر به دست آمده از میکروسکوپ الکترونی روبشی مشاهده گردید، لایه کوتیکولی لاروهای L1 و L2 تریکوسترونژیلیدهای تیمارشده با نانوذرات اکسید آهن واجد ظاهری ناصاف و چروکیده در مقایسه با ظاهر صاف و یکنواخت لاروهای طبیعی بودند.
نتیجه گیریبراساس نتایج حاصل و با توجه به ارزانی قیمت و در دسترس بودن نانوذرات آهن و روی می توان از آن ها به عنوان عامل پیشگیرانه از بیماری های تریکوسترونژیلوزیس نشخوارکنندگان کوچک در مراتع به طور وسیع استفاده نمود.
کلید واژگان: اکسیدآلومینیوم، اکسید آهن، اکسید روی، تریکوسترونژیلید، نانو ذراتObjectiveDue to the development of resistance to common anthelmintic drugs, researchers are looking for efficient and cost-effective ways to combat parasitic infections. Nanoparticles are currently being used for biomedical applications due to their nanoscale size and high reactivity. Given the high prevalence of trichostrongylosis in small ruminants, any disruption in the development of the proparasitic stages can play an important role in the control and prevention of the disease. Nanoparticles, as a new, safe, cheap and available antiparasitic agent, can play an important role in reducing the incidence of gastrointestinal strongylosis in ruminants.
MethodA number of sheep feces samples were collected directly from the rectum of the animal and examined for parasitic infections with Strongyloides eggs using the fecal flotation method. Then, feces culture was performed on samples infected with Strongyloides eggs under appropriate temperature and humidity conditions for seven to 10 days. After 24 to 48 hours of cultivation, the first and second stage (L1 and L2) trichostrongylid larvae in the culture medium were collected using the Berman method and exposed to metal nanoparticle oxides such as aluminum, zinc, and iron in combination with 5% dimethyl sulfoxide (DMSO) and once without DMSO. Also, the third stage (L3) trichostrongylid larvae were exposed to these nanoparticles after stool culture and isolation using the Berman method. Then, the mortality rate of each larva was examined and counted under a stereomicroscope according to their movement. Distilled water and albendazole were used as negative and positive controls of the experiments, respectively. In order to examine the ultrastructural surface of the larvae cuticle treated with nanoparticles, a number of L3 trichostrongylid larvae were prepared before exposure to nanoparticles and after exposure using a scanning electron microscope (SEM).
ResultsThe real mortality rates of L1 and L2 larvae treated with aluminum oxide at concentrations of 0.02, 0.04, and 0.06 mg/ml were 23.9, 44.66, and 70.85%, respectively, zinc oxide were 43.03, 51.30, and 95.92%, respectively, and iron oxide were 84.33, 42.96, and 48.98%, respectively. No mortality was observed in the treatment group exposed to metal nanoparticles in L3 larvae. In the scanning electron microscope images were observed the cuticular layer of L1 and L2 trichostrongylid larvae treated with iron oxide nanoparticles had a rough and wrinkled appearance compared to the smooth and uniform appearance of the normal larvae.
ConclusionBased on the resultsy, and considering the low price and availability of iron and zinc nanoparticles, they can be widely used as a preventive agent against trichostrongylosis in small ruminants in pastures.
Keywords: Aluminum Oxide, Iron Oxide, Nanoparticles, Trichostrongylide, Zinc Oxide -
این پژوهش به منظور بررسی اثر منابع و سطوح مختلف عناصر معدنی بر عملکرد، فراسنجه های خونی و ویژگی های استخوان درشت نی مرغ گوشتی در دو دوره رشد و پایانی انجام شد. آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی به روش فاکتوریل 5 × 2 با دو منبع عناصر کیلاته آلی و غیرآلی در پنج سطح (40، 60، 80، 100 و 120 درصد احتیاجات توصیه شده) با استفاده از 1250 قطعه مرغ گوشتی سویه راس 308 در پنج تکرار و 25 قطعه مرغ در هر تکرار اجرا شد. افزایش وزن روزانه، مصرف خوراک، ضریب تبدیل خوراک در دوره رشد، پایانی و کل دوره، همچنین فراسنجه های خونی و استحکام و محتوای عناصر معدنی استخوان درشت نی در 42 روزگی اندازه گیری شد. در کل دوره پژوهش (42-11روزگی) افزایش روزانه به طور معنی داری در گروه های دریافت کننده 120 و 100 درصد احتیاجات مواد معدنی به شکل آلی و 120 درصد احتیاجات به شکل غیر آلی بیشتر از سایر گروه ها مشاهده شد. بیشترین میزان مصرف خوراک روزانه به طور معنی داری مربوط به گروه دریافت کننده 40 و60 درصد احتیاجات از مواد معدنی غیر آلی بود. در کل دوره آزمایش، کمترین ضریب تبدیل خوراک در گروه های دریافت کننده 120 و 100 درصد احتیاجات مواد معدنی آلی و 120 درصد احتیاجات مواد معدنی غیر آلی به دست آمد. ذخیره مواد معدنی استخوان در گروه های دریافت کننده 80، 100و 120 درصد احتیاجات توصیه شده مواد معدنی آلی و 100 و 120 درصد احتیاجات توصیه شده مواد معدنی غیرآلی به طور معنی داری بیشتر از سایر گروه ها بود. با توجه به نتایج به دست آمده، استفاده از 80 درصد مواد معدنی به شکل آلی به دلیل عملکرد مشابه با 100و 120 درصد احتیاجات منابع آلی و غیرآلی توصیه می شود.
کلید واژگان: استخوان درشت نی، عملکرد، فراسنجه های خونی، مرغ گوشتی، مواد معدنیIntroductionInsufficient minerals play a crucial role in various physiological functions such as digestive, and metabolic processes within the body. They act as cofactors in many enzymes and serve as catalysts in enzyme systems. These substances also contribute to the immune system and hormone secretion pathways (Tom et al., 2003). Zinc, copper, manganese, and iron are micro-elements that play essential roles in the growth, development, bone tissue formation, and immunity of broiler chickens (Echeverry et al., 2016; M'Sadeq et al., 2018). Zinc acts as an antioxidant, protecting cell membranes against peroxidation (Olivares et al., 2007). It also exhibits synergistic effects with vitamin E and polyphenols (Wołonciej et al., 2016). Copper is vital for growth, enzyme activity, and reproduction. It plays a significant role in various enzyme activities, such as ceruloplasmin, cytochrome oxidase, and superoxide dismutase, which help protect cells against oxidative stress (Hussein and Staufenbiel, 2012). Iron interacts with other elements, particularly copper, acting as a catalyst in oxidation reactions (Wołonciej et al., 2016). Manganese is also crucial for fetal growth, body weight gain, bone growth, and reproduction (Olgun, 2017).
Materials and MethodsTo investigate the impact of different sources and levels of zinc, copper, manganese, and iron on the performance, blood parameters, and tibia characteristics of broiler chickens during the grower and finisher periods, 1250 broiler chickens from the Ross 308 strain were divided into 10 experimental treatments. Each treatment consisted of 5 replicates with 25 observations in a completely randomized design. The experimental treatments included mineral elements (zinc, copper, manganese, iron) from two organic and inorganic sources at levels of 40, 60, 80, 100, and 120% of the requirements during the grower and finisher periods. Blood samples were collected from two chicks in each replicate at 42 days of age and analyzed for various parameters at the laboratory of Razavi Hospital in Mashhad.
Results and DiscussionThe effects of different levels of organic and inorganic minerals (zinc, copper, manganese, iron) on the performance of Ross 308 broiler chickens during the grower, finisher, and entire experimental periods are presented in Table 2. The results indicated significant effects of different treatments on body weight gain, feed consumption, and feed conversion ratio across all periods. The highest body weight gain during the grower period was observed in groups receiving 120%, 100%, and 80% of organic mineral requirements and 120% of inorganic requirements. Daily feed consumption was highest in the group receiving 40% of inorganic and organic mineral requirements and lowest in groups receiving 80%, 100%, and 120% of inorganic and 60%, 80%, 100%, and 120% of organic requirements. The feed conversion ratio was significantly higher in groups receiving 40% of organic and inorganic requirements compared to other groups during the grower period. In the finisher period, the highest daily body weight gain was observed in groups receiving 120%, 100%, 80% of organic mineral requirements and 120%, 100% of inorganic mineral requirements. Daily feed consumption was significantly lower in groups receiving 100%, 120% of inorganic mineral requirements and 120%, 100%, 80%, 60% of organic requirements during the finisher period. Throughout the rearing period (11-42 days), daily body weight gain was significantly higher in groups receiving 120%, 100% of organic mineral requirements and 120% of inorganic mineral requirements. Daily feed consumption was highest in the group receiving 40%, 60% of mineral requirements from inorganic sources.
ConclusionThe study results demonstrate that different sources and levels of recommended mineral requirements have significant effects on performance, bone mineral storage, and bone physical properties. The lowest feed conversion ratio during the entire rearing period was observed in groups receiving 80%, 100%, and 120% of the requirements from organic and mineral sources. Daily weight gain was significantly higher in groups receiving 100%, 120% of the recommended requirements of organic minerals compared to other groups. Zinc, copper, manganese, and iron stored in bones were significantly higher in groups receiving 80%, 100%, 120% of the recommended requirements of organic minerals and 100%, 120% of the recommended inorganic requirements. Fracture energy was significantly higher in groups receiving 120%, 100%, 80% organic and inorganic minerals. Based on the findings, it is recommended to use 80% of minerals in organic form due to its high storage capacity in the tibia bone and its ability to achieve performance similar to 100% and 120% of the requirements from organic and inorganic sources.
Keywords: Blood Parameters, Broiler Chickens, Minerals, Performance, Tibia -
هدف
برنامه ریزی جهت سلامت جنین در گاوهای شیری یک امر حیاتی می باشد، زیرا استرس اکسیداتیو مادر نه تنها بر سلامت فوری پس از زایمان تاثیر می گذارد، بلکه پیامدهای بلندمدتی برای رشد، نمو، تاب آوری و استقامت گوساله نیز دارد. از طرفی افزایش استرس اکسیداتیو و تولید بیش از حد رادیکال های آزاد در دوره انتقال روی جنین در حال رشد تاثیر می گذارد. این اثر می تواند توانایی گوساله ها را برای دفاع از خود در برابر عوامل بیماری زا و مقابله با عوامل استرس زا تغییر دهد و منجر به تغییر در وزن بدن، عملکرد و رشد اسکلتی در طول ماه اول حیات شود. شناسایی و بهینه سازی اثر مواد مغذی خاص در برنامه سلامت حیوانات می تواند یک استراتژی مدیریتی کارآمد برای کاهش استرس اکسیداتیو و التهاب مرتبط با دوره انتقال و به دنبال آن اختلالات ایمنی و اختلال در سلامت و رشد گوساله ها باشد. در این راستا، ویتامین ها و مواد معدنی به دلیل خواص ضدالتهابی و آنتی اکسیدانی خود شناخته شده اند. تامین ریزمغذی های ضروری برای گاوها در دوران بارداری یک راه موثر برای رفع نیازهای گوساله است.
مواد و روش هاپژوهش حاضر به منظور بررسی تاثیر تزریق مواد معدنی و ویتامین ها در اواخر بارداری گاوها بر عملکرد، قوام مدفوع، برخی متابولیت های خون، وضعیت آنتی اکسیدانی و شاخص های رشد اسکلتی گوساله های آن ها، با استفاده از 32 گاو آبستن در قالب یک طرح کاملا تصادفی با چهار تیمار و هشت تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل 1- گروه شاهد (عدم تزریق مکمل ویتامینی و معدنی)، 2- تیمار دریافت کننده مکمل ویتامینی تزریقی، 3- تیمار دریافت کننده مکمل معدنی تزریقی و 4- تیمار دریافت کننده مکمل ویتامینی و معدنی تزریقی باهم بود. تزریق مکمل ها در 28 روز قبل زایش به صورت زیرجلدی انجام شد. مکمل ویتامینی شامل ویتامین های A، D3، E، B1، B2، B3، B6، B12 و C و مکمل معدنی شامل کلسیم، مس، منیزیم و فسفر بود.
نتایج و بحثنتایج نشان داد وزن تولد، وزن روز 35، افزایش وزن روزانه و مصرف ماده خشک کل گوساله های متولد شده از مادران دریافت کننده مواد معدنی، ویتامین ها و مخلوط ویتامینی- معدنی نسبت به گروه شاهد با افزایش همراه بود (05/0≥P). در تیمارهای دریافت کننده مواد معدنی، ویتامین ها و مخلوط هر دو، افزایش IgG آغوز، IgG مصرفی هر گوساله و IgG سرمی گوساله ها در بدو تولد و سه روز پس از تولد آن ها مشاهده شد (05/0≥P). هم چنین، تزریق مواد معدنی و ویتامین ها به گاوهای آبستن سبب بهبود قوام مدفوع و کاهش تعداد گوساله های مبتلا به اسهال شد، به طوری که بهترین نتیجه از تزریق همزمان موادمعدنی و ویتامین ها به دست آمد (05/0≥P). از طرفی، غلظت گلوکز، پروتئین کل و آلبومین گوساله های متولد شده از گاوهای دریافت کننده مواد معدنی، ویتامین ها و مواد معدنی و ویتامین ها، نسبت به تیمار شاهد با تغییر معنی داری همراه بود. تزریق مواد معدنی و ویتامینی ها به گاوهای آبستن، سبب افزایش فعالیت گلوتاتیون پراکسیداز و کاهش وضعیت آنتی اکسیدانی کل در گوساله ها نسبت به گوساله های گروه شاهد شد (05/0≥P). فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز گوساله های متولدشده از گروه دریافت کننده همزمان مواد معدنی و ویتامین، با افزایش همراه بود و بیش ترین تغییر فعالیت کاتالاز مربوط به گوساله های تیمار دریافت کننده مواد معدنی و مخلوط ویتامینی-معدنی بود. در گوساله های متولد شده از تیمارهای دریافت کننده مواد معدنی، ویتامین ها و مخلوط هر دو، ارتفاع جدوگاه روز 28 نسبت به گوساله های شاهد با افزایش همراه بود (05/0≥P).
نتیجه گیریبه طورکلی، تزریق همزمان مواد معدنی و ویتامین ها به دام های دوره انتقال پیش از زایش، به سبب عملکرد بهتر و بهبود سیستم ایمنی و سلامت گوساله های آن ها توصیه می شود.
کلید واژگان: دوره انتقال، عملکرد، گوساله، مواد معدنی، ویتامینObjectiveThe various challenges that cows face in late pregnancy have lasting effects, affecting aspects of the calf's metabolism at birth and post-colostrum immunity. On the other hand, the increase in oxidative stress and excessive production of free radicals during the transfer period affects the growing fetus. This effect can alter the ability of calves to defend themselves against pathogens and cope with stressors, leading to changes in body weight, performance and skeletal development during the critical first month of life. Identifying and optimizing the effect of specific nutrients in the animal health program can be an efficient management strategy to reduce oxidative stress and inflammation associated with the transition period, followed by immune disorders and impaired health and growth of calves; In this regard, vitamins and minerals are known for their anti-inflammatory and anti-oxidative properties. Providing essential micronutrients to the mother during pregnancy is an effective way to meet the needs of the baby.
Material and MethodsThis experiment was conducted in order to investigate the effect of injecting minerals and vitamins in the late pregnancy of cows on performance, stool consistency, some blood metabolites, antioxidant status and skeletal growth indicators of their calves. For this purpose, 32 pregnant cows were selected based on the calving cycle, age, body weight and body condition score and were divided into 4 treatments and 8 repetitions in the form of a completely randomized design. Experimental treatments included: 1) control group (no vitamin and mineral supplement injection), 2) treatment receiving injectable vitamin supplement, 3) treatment receiving injectable mineral supplement and 4) treatment receiving vitamin and mineral supplement injection together. Supplements were injected 28 days before calving. After birth, calves born from each group were examined for 35 days. Blood samples were taken from calves at the end of the ex-perimental period (35 days after birth) to measure blood parameters.
Results and DiscussionThe results showed that birth weight, day 35 weight, daily weight gain and total dry matter consumption of calves born from mothers receiving minerals, vitamins and minerals and vitamins were increased compared to the control group (P≥0.05). In the treatments receiving minerals, vitamins, and minerals and vitamins, an increase in colostrum IgG, IgG consumed by each calf, and serum IgG of calves was observed at birth and three days after birth (P≥0.05). Also, maternal injection of minerals and vitamins improved stool consistency and reduced the number of animals suffering from diarrhea; So that the best result was obtained from the simultaneous injection of minerals and vitamins (P≥0.05). On the other hand, the concentration of glucose, total protein and albumin of calves receiving maternal minerals, vitamins and minerals and vitamins were associated with a significant change compared to the control treatment (P≥0.05). Maternal injection increased the activity of glutathione peroxidase and decreased the total antioxidant status in calves compared to control calves (P≥0.05). The superoxide dismutase enzyme activity of calves born from the group receiving minerals and vitamins at the same time was associated with an increase, and the highest change in catalase activity was related to calves receiving treatment of minerals, and minerals and vitamins. In the calves born from the treatments receiving minerals, vitamins and minerals and vitamins, the height of the withers on the 28st day was increased compared to the control calves (P≥0.05).
ConclusionIn general, the simultaneous injection of minerals and vitamins to animals in the transition period before calving is recommended due to better performance and improvement of the immune system and health of their calves.
Keywords: Calves, Minerals, Performance, Transition Period, Vitamins -
در این آزمایش شربت ذرت با مواد خوراکی گیاهی مختلف ترکیب و به صورت خمیر تهیه و با خمیر تجاری فوندانت ساکارز مقایسه شد. تیمارهای آزمایشی شامل خمیر تجاری فوندانت ساکارز، خمیر شربت ذرت زرنام، خمیر شربت ذرت زرنام غنی شده (تیمار 2 که به آن 5/0 درصد مکمل ویتامینی و معدنی اضافه شد)، خمیر گیاهی شربت ذرت زرنام، خمیر گیاهی غنی شده شربت ذرت زرنام (تیمار 4 که به آن 5/0 درصد مکمل ویتامینی و معدنی اضافه شد) و خمیر ساکارز بودند. نتایج نشان داد تیمار خمیر تجاری بیشترین میزان جمعیت و تیمار خمیر شربت زرنام غنی شده کمترین جمعیت را داشتند (05/0P<). جمعیت لارو به استثنای تیمار خمیر شربت ذرت زرنام غنی شده، در سایر تیمارهای حاوی شربت ذرت زرنام مشابه با تیمار خمیر تجاری بودند (05/0P<). بیشترین میزان جمعیت شفیره مربوط به تیمار خمیر تجاری بود که بیشتر از خمیر شربت ذرت زرنام غنی شده و خمیر ساکارز بود (05/0P<). نرخ تخم گذاری ملکه در تیمارهای خمیر گیاهی غنی شده و خمیر ساکارز از نظر آماری مشابه خمیر تجاری بود، در حالیکه در سایر تیمارهای شربت ذرت زرنام کمتر بود (05/0P<). کمترین مقدار ذخیره گرده مربوط به تیمار خمیر شربت زرنام بود که کمتر از سایر تیمارها بود (05/0P<) و بین سایر تیمارها تفاوت معنی دار وجود نداشت. نتایج این بررسی نشان داد می توان از ترکیب شربت ذرت زرنام با مواد گیاهی و مواد معدنی و ویتامینی ترکیب خمیری شکل تهیه کرد که عملکرد تولیدی زنبوران عسل تغذیه شده با آن مشابه به خمیر تجاری فوندانت ساکارز باشد.
کلید واژگان: زنبور عسل، شربت ذرت، عملکرد کلنی، خمیر شیرین، ساکارزIn this experiment, corn syrup was mixed with different feedstuffs and was evaluated in comparison to commercial sucrose fondant paste. Experimental treatments included a commercial fondant sucrose paste, Zarnam corn syrup paste, enriched Zarnam corn syrup paste (treatment 2 plus 0.5% vitamin and mineral supplement), Zarnam corn syrup vegetable paste, vegetable paste enriched with Zarnam corn syrup (Treatment 4 plus 0.5% vitamin and mineral supplement), and sucrose paste. Results showed that the commercial paste treatment had the highest population, and the enriched Zarnam syrup paste treatment had the lowest population (P<0.05). The larval population in all treatments containing Zarnam corn syrup, except the enriched Zarnam corn syrup paste, was similar to the commercial paste (P<0.05). The highest pupal population was belonged to commercial paste treatment, which was significantly higher than enriched Zarnam corn syrup paste and sucrose paste (P<0.05). The egg-laying rate of the queen in Zarnam enriched corn syrup plant paste, and sucrose paste treatments was statistically similar to commercial paste, while it was lower in other Zarnam corn syrup treatments (P<0.05). The lowest amount of pollen storage was related to the Zarnam syrup paste treatment, which was significantly lower than other treatments (P<0.05), and there was no significant difference between other treatments. Based on the results of this research it can be concluded that it is possible to prepare an enriched herbal paste by combining Zarnam corn syrup with plant materials, mineral and vitamin supplements, with the same effects on production performance of bees as commercial fondant sucrose paste.
Keywords: Honey Bee, Corn Syrup, Colony Performance, Sweet Dough, Sucrose -
هدف از انجام پژوهش حاضر، بررسی تاثیر پروبیوتیک های بومی شامل لاکتوباسیلوس روترئی و لاکتوباسیلوس سالیواریوس جدا شده از مرغ ها و اردک بومی به صورت سویه های تکی (Plr2) و ترکیبی (Plr9, Plr10, Plr11, Plr12) بر ویژگی های عملکردی، پاسخ ایمنی و جمعیت لاکتوباسیلوسی روده در 512 جوجه گوشتی نر نژاد راس 308 بود. نتایج نشان داد که از نظر میزان خوراک مصرفی، افزایش وزن روزانه و ضریب تبدیل تفاوت معنی داری بین تیمارهای پروبیوتیکی مورد استفاده مشاهده نشد. بررسی آنتی بادی تولیدی علیه SRBC تزریق شده در 30 روز اول پرورش نشان داد که ترکیب پروبیوتیکی Plr12 منجر به افزایش معنی داری IgG در مقایسه با شاهد گردید (01/0>P). پاسخ ثانویه در افزایش میزان این آنتی بادی در 42 روز پس از تزریق SRBC با قدرت بیشتری همراه بود و در تمام ترکیبات پروبیوتیکی مورد استفاده به طور معنی داری نسبت به شاهد مشاهده گردید (01/0>P). بررسی جمعیت لاکتوباسیلوسی سکوم جوجه های گوشتی مورد مطالعه نیز حاکی از آن بود که سویه های ترکیبی Plr9، Plr11 و Plr12 سبب افزایش معنی دار جمعیت این باکتری های مفید در مقایسه با شاهد و بیوپول (پروبیوتیک تجاری) گردید (01/0>P). مطالعه حاضر مشخص کرد که باکتری های با قابلیت پروبیوتیکی جدا شده از جمعیت میکروبی موجود در دستگاه گوارش طیور بومی، چه به صورت تکی و چه در ترکیب با هم این پتانسیل را دارند که به عنوان یک مکمل غذایی باارزش، جایگزین آنتی بیوتیک ها و پروبیوتیک های تجاری در تغذیه طیور شوند.کلید واژگان: پاسخ ایمنی، پروبیوتیک، جمعیت میکروبی، جوجه گوشتی، ریخت شناسی رودهIntroductionVarious factors have been reported to influence broiler chicken performance, including environmental conditions, nutrition, management practices, and genetics. One of the priorities in poultry production is the availability of effective alternatives to antibiotics, and the native strains of this type of alternative have various advantages. Probiotics as live microbial supplements in feed improve the microbial balance of the gastrointestinal tract and then improve animal health. Probiotics can enhance growth performance, support the immune system, aid nutrient digestion, and positively influence the microbial population of the gastrointestinal tract. Commercial probiotics are the most commonly used; however, screening the natural flora of the gastrointestinal tract has become a valuable approach in identifying effective probiotic strains. Selecting the optimal species for use in probiotic supplements is largely experimental and depends on their proven impact on the performance of living organisms. This project aimed to investigate the effects of indigenous probiotics on broiler chickens.Materials and MethodsThe probiotics included strains of Lactobacillus reuteri isolated from native chickens in Oshnavieh, Shush, Shaft, and Masal, as well as Lactobacillus salivarius isolated from native ducks in Mazandaran. The study aimed to assess the impact of these probiotics on the performance, immune response, morphology, and gut lactobacillus population in broiler chickens. The single strain (Plr2) and combination strains (Plr9, Plr10, Plr11, and Plr12) were evaluated in a completely randomized design. There were seven treatments, each with four replicates, and 16 one-day-old Ross 308 broiler chickens per replicate. Treatments include 1) control: basic diet without any additive, 2) Positive control 2: basic diet + commercial probiotic, 3) Basic ration + 1.36×109 CFU/g L. Reuteri isolated from Oshnavieh native hen (Plr2), 4) Basic ration + 1.36×109 CFU/g L. Reuteri isolated from Oshnavieh native hen and L. salivarius isolated from Mazandaran native duck (Plr9), 5) Basic ration + 1.36×109 CFU/g L. Reuteri isolated from Oshnavieh native hen and L. salivarius isolated from Mazandaran native duck and L. Reuteri isolated from Shush native hen (Plr10), 6) Basic ration + 1.36×109 CFU/g L. Reuteri isolated from Oshnavieh native hen and L. salivarius isolated from Mazandaran native duck and L. Reuteri isolated from Shush native hen and L. Reuteri isolated from Shaft native hen (Plr11) and 7) Basic ration + 1.36×109 CFU/g L. Reuteri isolated from Oshnavieh native hen and L. salivarius isolated from Mazandaran native duck and L. Reuteri isolated from Shush native hen and L. Reuteri isolated from Shaft native hen and L. Reuteri isolated from Masal native hen (Plr12).Results and DiscussionThere were no significant differences in feed intake, daily weight gain, or feed conversion ratio among the probiotic treatment groups. However, evaluation of antibody production against sheep red blood cells (SRBC) injected during the first 30 days of rearing showed that the Plr12 probiotic combination significantly increased IgG levels compared to the control group (without additives). The secondary immune response, measured 42 days after SRBC injection, showed an even greater increase in antibody levels. Additionally, all probiotic combinations significantly enhanced antibody levels compared to the control. It appears that as the chicks mature, their immune system continues to develop, and the memory cells generated during the initial immune response led to an increased production of antibodies during the subsequent response. Results derived from the broilers jejunum morphology study in the first experiment showed that the addition of the native probiotic combination Plr9, Plr11, and Plr12 to the diet resulted in a significant increase in the length of the intestinal villi of jejunum in chickens from the experimental groups when compared to chickens from the control group. Also, investigation of villus length/crypt depth and surface villus area indicated a significant increase in these traits in all probiotic treatments used compared to control treatments and commercial probiotic. The examination of the lactobacillus population in the cecal contents of broiler chickens showed that the combination of strains Plr9, Plr11, and Plr12 significantly increased the population of these beneficial bacteria compared to the control and commercial probiotic treatments. Each strain had specific probiotic properties. When these strains were combined and administered to broiler chickens, there was a significant increase in beneficial bacteria and a reduction in harmful bacteria.ConclusionsThis study demonstrates that probiotic bacteria, isolated from the microbial population of the digestive system of native birds, have the potential to serve as valuable dietary supplements in poultry nutrition. Each probiotic strain confers varying levels of optimal efficacy; as a result, these probiotics can be used individually or in combination, and they can replace antibiotics and commercial probiotics.Keywords: Broiler Chicken, Immnune Response, Intestinal Morphology, Microbial Population, Probiotic
-
در طراحی برنامه های اصلاح نژدای، وجود برآوردهای صحیح از پارامترهای ژنتیکی ضروری است. ماندگاری یکی از صفات مهم اقتصادی در پرورش گاو شیری است. به طور کلی، توانایی گاو برای ماندن در گله و حذف نشدن، بدون توجه به دلیل آن، ماندگاری تعریف می شود. به طور جزیی تر میتوان ماندگاری را به صورت های دیگر از جمله: استقامت، بقا، تعداد دوره شیردهی، طول عمرتولیدی و طول عمر گله تعریف کرد. طی سال های گذشته، برآورد پارامترهای ژنتیکی برای صفات گوناگون ماندگاری در گاوهای شیری گزارش شده است. با این حال، این برآوردها از مطالعات بر اساس جمعیت های مختلف گاو شیری به دست آمده که منجر به تنوع قابل توجهی در بین برآوردهای وراثت پذیری و همبستگی ژنتیکی شده است؛ بنابراین، این مطالعه با هدف انجام یک فراتحلیل بر اساس یک مدل اثرات تصادفی برای ترکیب برآوردهای وراثت پذیری های منتشر شده برای صفات ماندگاری و همبستگی ژنتیکی آنها با صفات تولید شیر، تیپ، روزهای باز و امتیاز سلول های سوماتیک انجام شد. در مجموع، 66 مقاله منتشر شده بین سال های 1984 تا 2023 در مطالعه حاضر مورد استفاده قرار گرفت. پس از جمع آوری مقالات و استخراج پارامترها از آنها، برآورد پارامترهای ژنتیکی با روش فراتحلیل در نرم افزار Excel 2019 انجام شد. بررسی مطالعات انجام شده ناهمگنی زیادی را نشان داد بنابراین امکان استفاده از مدل با اثر ثابت وجود نداشت و از مدل با اثرات تصادفی استفاده شد. وراثت پذیری برای صفات طول عمر تولیدی، طول عمر گله، تعداد دوره شیردهی، استقامت و نرخ بقا به ترتیب 10/0، 08/0، 07/0، 10/0 و 04/0 بود. همبستگی ژنتیکی بین صفات ماندگاری و صفات تولیدی بسیار متغیر بود، بیشترین همبستگی ژنتیکی بین تولید چربی و طول عمر گله بود (95/0). به طور کلی همبستگی ژنتیکی بین اکثر صفات تیپ و ماندگاری منفی و کم بود. بالاترین همبستگی ژنتیکی مثبت بین امتیاز کلی تیپ و استقامت یافت شد (62/0). همبستگی ژنتیکی بین امتیاز سلول های سوماتیک با استقامت و نرخ بقا به ترتیب 13/0- و 38/0- بود. همبستگی ژنتیکی بین روزهای باز با طول عمر گله و طول عمر تولیدی به ترتیب 40/0 و 54/0- بود. نتایج این تحقیق می تواند در تدوین استراتژی های انتخاب برای بهبود ماندگاری در گاو شیری مفید باشد.کلید واژگان: همبستگی ژنتیکی، وراثت پذیری، هلشتاین، صفات تولیدی، صفات تیپ، فراتحلیلDesigning effective breeding programs for dairy cattle relies on accurate estimates of genetic parameters for economically important traits. Extensive research over the years has explored genetic parameters associated with longevity in dairy cows. However, these estimates often come from studies using different cow populations, leading to significant variations in heritability and genetic correlations. Thus, this study aimed to conduct a meta-analysis based on a random-effects model to combine different published heritability estimates for longevity traits as well as their genetic correlations with milk production traits, type traits, days open (DO), and somatic cell score (SCS) in dairy cows. In total, 66 articles published between 1994 and 2023 were used in the present study. After gathering the articles and extracting the parameters, genetic parameters were estimated by meta-analysis method. pooled heritabilities for the productive life (PL), herd life (HL), Number of Lactation (NL), Stayability(ST), and Survival rate(SR) traits were 0.10, 0.08, 0.07, 0.10, and 0.04, respectively. Genetic correlations between most type and longevity traits were generally negative and low. The highest positive genetic correlation was found between the subjective score for type and ST (0.62). Genetic correlations between longevity (ST and SR) and SCS were -0.13 and -0.38, respectively. Genetic correlations between longevity (PL and HL) and DO were -0.54 and 0.40, respectively. Obtained results in the study can be useful to define animal breeding strategies to improve longevity in dairy cattle.Keywords: Genetic Correlation, Heritability, Holstein, Production Trait, Type Trait, Meta-Analysis
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.