Research on Animal Production

fa پاسخ ژن‌ های ضد تنش اُکسایشی کبدی و روده در جوجه‌ های گوشتی تغذیه شده با اسید اُرگانیک و نانوذرات ‌نقره پوشش داده‌ شده بر زئولیت در دوره آغازین Response of Anti-Oxidative Stress Genes in Liver and Intestine in Broilers Fed Organic Acid and Silver Nanoparticles Coated on Zeolite in Starter Period فیزیولوژی فیزیولوژی پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه و هدف: استفاده از مکمل‌های غذایی جهت بهبود رشد، تولید مطلوب و افزایش بهره‌وری خوراک در تغذیه دام و طیور به‌عنوان یک راه‌حل مناسب در به‌کارگیری هرچه بهتر خوراک امری متداول شده‌است. همراه با پیشرفت صنعت نانو، توجه به نانوذرات به‌ویژه نانوذرات ‌نقره به‌عنوان یک ماده‌ی ضدباکتریایی و محرک رشد افزایش یافته‌است. نانوذرات نقره می‌توانند مانند آنتی‌بیوتیک‌های محرک رشد محسوب گردند و بر رشد و سلامت دام وطیور موثر واقع شود. اخیراً مطرح شده‌است که نانوذرات &rlm;نقره می‌توانند به‌عنوان یکی از عوامل اِلقاکننده&rlm; ی استرس اُکسیداتیو &rlm;عمل کنند و بیان ژن‌های اُکسیداتیو را تحت تأثیر قرار دهند. مکانیزم تأثیر نقره بر سلول‌های بیماری‌زا می‌تواند به‌علت بالا بودن قابلیت جذب یون‌های نقره &rlm;باشد که بلافاصله وارد غشای سلول باکتری بیماری&rlm;زا می‌شود و غشای سلولی را نشت‌پذیر می‌کند. از طرفی اسیدهای اُرگانیک و نمک‌های آن‌ به‌عنوان یک افزودنی‌ در تغذیه دام و طیور جایگاه خاصی پیدا کرده است و با دارا بودن اثرات محرک رشدی، جایگزین مناسبی برای آنتی‌بیوتیک‌ها شناخته شده‌اند استفاده از مکمل اسیدهای اُرگانیک، سبب بهبود عملکرد جوجه‌های گوشتی از طریق بهبود مصرف خوراک، هضم و جذب آن، کاهش تولید مواد سمی و افزایش میکرواورگانیسم‌های مطلوب روده، کاهش وقوع عفونت‌ها و تعدیل پاسخ ایمنی طیور گردید. همچنین زئولیت یک ماده‌ی معدنی از جنس آلومینوسیلیکات‌های هیدراته است که ساختمان سه‌بعدی و کریستالی به‌شدت منفذدار داشته و حاوی عناصر قلیائی مانند پتاسیم، سدیم، کلسیم، منیزیم می‌باشد. این تحقیق با هدف بررسی اثر نانوذرات&rlm; نقره پوشش داده‌ شده بر زئولیت و اسید اُرگانیک بر بیان نسبی ژن&rlm; های سوپراُکسید دیسموتاز، گلوتاتیون پراُکسیداز و کاتالاز در کبد و روده جوجه&rlm; های گوشتی انجام گرفت. مواد و روش‌ها: این آزمایش با استفاده از 450 قطعه جوجه گوشتی در پنج تیمار و شش تکرار و در هر واحد آزمایشی 15 قطعه در قالب طرح کاملاً تصادفی در ایستگاه تحقیقات طیور دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، انجام شد. نیازهای تغذیه‌ای آن‌ها برای دوره‌های آغازین (21-1 روزگی) مطابق با‌ توصیه راهنمای نگهداری سویه کاب 500  تهیه شد و جیره‌های غذایی با استفاده از نرم‌افزار UFFDA تنظیم شد. تیمارهای آزمایشی شامل: 1) تیمار شاهد (C)، 2) تیمار شاهد مکمل شده با 1 درصد زئولیت (Z)، 3) تیمار شاهد مکمل شده با 1 درصد زئولیت پوشش داده شده با 0/5 درصد نانونقره (NS)، 4) تیمار شاهد مکمل شده با 0/15 درصد اسید اُرگانیک (OA) و 5) تیمار شاهد مکمل شده با 1 درصد زئولیت پوشش داده شده با 0/5 درصد نانونقره و 0/15 درصد اسید اُرگانیک (NSOA) بودند. ترکیب و خواص نانو ذرات نقره به وسیله طیف‌سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FTIR) و آنالیز انکسار اشعه X (XRD) تعیین گردید. برای انجام آزمایشات مولکولی ابتدا Total RNA با استفاده از کیت استخراج ترایزول (TRIzol) ساخته شرکت سیگماآلدریچ (Sigma Aldrich) استخراج و برای تعیین کیفیت RNA استخراجی از بافت‌ها، از ژل آگارز 1 درصد استفاده شد. در روز 21 دوره‌ی پرورش به‌طور تصادفی از 3 تکرار بیولوژیک و 3 تکرار تکنیکال، قطعه‌ای به طول 1 سانتی‌متر از بافت کبد و روده کوچک جدا شد و پس از انتقال به میکروتیوپ، جهت بررسی بیان نسبی ژن&rlm;های سوپراُکسید دیسموتاز (SOD)، گلوتاتیون پراُکسیداز (GPX) و کاتالاز (CAT) به ازت مایع منتقل شد. نتایج: داده‌های این تحقیق در روز 21 دوره پرورش در بافت کبد نشان داد بیان نسبی ژن SOD در کلیه تیمارهای آزمایشی کمتر از تیمار شاهد بود به‌طوری‌که کمترین میزان بیان نسبی ژن SOD مربوط به تیمار Z می‌باشد (0/05>p). بیان نسبی ژن GPX در در تیمارهای Z، NS و NSOA نسبت به تیمار شاهد به‌طور معنی‌داری افزایش یافته بود؛ در حالی‌که در تیمار OA بیان نسبی ژن GPX به‌طور معنی‌داری کمتر از تیمار شاهد بود (0/05>p). در تیمار OA، NS و Z، بیان نسبی ژن CAT به‌طور معنی‌داری کمتر از تیمار شاهد بود (0/05>P). همچنین، در بافت روده، نتایج آزمایش ما نشان داد که در روز 21 دوره پرورش تیمارهای آزمایشی باعث کاهش بیان نسبی ژن SOD شد به‌طوری‌که کمترین میزان بیان نسبی مربوط به تیمار NS بود (0/05>p). بیان نسبی ژن‌ GPX بافت روده در تیمارهای آزمایشی نسبت به تیمار شاهد به‌طور معنی‌داری کمتر بود (0/05>p). ارزیابی بیان نسبی ژن CAT در بافت روده در تیمارهای NSOA، NS و OA نسبت به تیمار شاهد به‌طور معنی‌داری کمتر بود (0/05>p)؛ به‌طوری‌که تیمارهای NS و OA از کمترین میزان بیان نسبی برخوردار بودند. نتیجه‌گیری: تیمارهای حاوی نانوذرات نقره و زئولیت بیشترین اثرگذاری را در بیان نسبی ژن‌های SOD, GPX و CAT از خود نشان دادند، درصورتی‌که تیمار اسیداُرگانیک موجب کاهش بیان نسبی ژن‌های مذکور گردید. از آن‌جا که روده اولین محل جذب مواد خوراکی هضم شده می‌باشد، ممکن است سلول‌های بافت روده به‌عنوان اولین سد تدافعی در برابر رادیکال‌های آزاد، واکنش بیستری نسبت به کبد از طریق افزایش بیان ژن‌های اُکسیداتیو در برابر ترکیبات غذایی اُکسیدانی از خود نشان دهد یا ژن‌های بیشتری در سیستم آنتی‌اُکسیدانی دخیل شوند. در آزمایش حاضر نیز تغییرات و کاهش بیان نسبی ژن در هر سه ژن SOD، GPX و CAT در بافت روده مشاهده شد.  </div> <div style="text-align: justify;">Extended Abstract Background: The use of food supplements to improve growth, optimal production and increase feed efficiency in feeding livestock and poultry has become a common thing as a suitable solution in using feed as well as possible. Along with the progress of the nano industry, attention has been paid to nanoparticles, especially silver nanoparticles, as an antibacterial agent and growth promoter. Silver nanoparticles can be considered as growth stimulating antibiotics and affect the growth and health of livestock and poultry. The mechanism of the effect of silver on pathogenic cells can be due to the high absorption capacity of silver ions, which immediately enters the bacterial cell membrane and makes the cell membrane leaky. On the other hand, organic acids and their salts have found a special place as an additive in livestock and poultry nutrition, and by having growth stimulating effects, they are known as a suitable alternative to antibiotics. The use of organic acids supplement improved the performance of broiler chickens by improving feed consumption, digestion and absorption, reducing the production of toxic substances and increasing favorable intestinal microorganisms, reducing the occurrence of infections and modulating the immune response of poultry. Also, zeolite is a mineral material of hydrated aluminosilicates, which has a three-dimensional and highly porous crystalline structure and contains alkaline elements such as potassium, sodium, calcium, and magnesium. Recently, it has been proposed that silver nanoparticles can act as one of the factors inducing oxidative stress and affect the expression of oxidative genes. This research was conducted with the aim of investigating the effect of silver nanoparticles coated on zeolite and organic acid on the relative expression of superoxide dismutase, glutathione peroxidase and catalase genes in the liver of broiler chickens. Methods: This experiment was conducted using 450 broiler chickens in five treatments and six replications and 15 broiler chickens in each experimental unit in a completely randomized design at the Poultry Research Station of Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources. Their nutritional requirements for the starter periods (1-21 days) were prepared according to the recommendation of the Cobb 500 strain maintenance guide and the food rations were adjusted using the UFFDA software. Experimental treatments include: 1) control treatment, 2) control treatment supplemented with 1% zeolite, 3) control treatment supplemented with 1% zeolite coated with 0.5% nanosilver, 4) control treatment supplemented with 0.15% The percentage of organic acid and 5) control treatment supplemented with 1% zeolite covered in 0.5% nanosilver and 0.15% organic acid. The composition and properties of silver nanoparticles were determined by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray diffraction analysis (XRD). To perform molecular tests, total RNA was first extracted using TRIzol extraction kit (Sigma Aldrich) and 1% agarose gel was used to determine the quality of RNA extracted from tissues. On the 21st day of breeding period, randomly from 3 biological replicates and 3 technical replicates, a piece of 1 cm long was separated from the liver and small intestine tissue and after transferring to a microtube, to check the relative expression of  superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPX) and catalase (CAT) genes were transferred to liquid nitrogen. Results: The data of this research showed that the relative expression of SOD gene in all experimental groups was lower than the control group on the 21st day of the breeding period in liver tissue, so that the lowest relative expression of SOD gene was related to Z group (p<0.05). The relative expression of GPX gene was significantly increased in the Z, NS and NSOA groups compared to the control group; While in OA group, the relative expression of GPX gene was significantly lower than the control group (p<0.05). In OA, NS and Z groups, the relative expression of CAT gene was significantly lower than the control group (p<0.05). Also, in the intestinal tissue, the results of our experiment showed that on the 21st day of the breeding period, the experimental groups decreased the relative expression of the SOD gene, so that the lowest relative expression was related to the NS group (p<0.05). The relative expression of the GPX gene in the intestinal tissue was significantly lower in the experimental groups than in the control group (p<0.05). Evaluation of the relative expression of CAT gene in intestinal tissue in NSOA, NS and OA groups were significantly lower than the control group (p<0.05); NS and OA groups had the lowest relative expression. Conclusions: The treatments containing silver nanoparticles and zeolite showed the greatest effect in the relative expression of SOD, GPX and CAT genes, while the organic acid treatment decreased the relative expression of the mentioned genes. Since the intestine is the first site of absorption of digested food, the cells of the intestinal tissue, as the first defense barrier against free radicals, may show a better response to the liver by increasing the expression of oxidative genes against oxidative food compounds or more genes be involved in the antioxidant system. In the present experiment, changes and a decrease in the relative expression of all three SOD, GPX and CAT genes were observed in the intestinal tissue.  </div> تنش اُکسایشی, سوپراُکسید دیسموتاز, کاتالاز, گلوتاتیون پراُکسیداز, نانوذرات نقره CAT, GPX, Oxidative stress, Silver nanoparticles, SOD 143 154 http://rap.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-151-8&slc_lang=fa&sid=1 Fatemeh Asgharnezhad فاطمه اصغرنژاد Fatemeh.asgharnezhad@yahoo.com 100319475328460024321 100319475328460024321 No Department of Animal Physiology, Faculty of Animal Science, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran گروه فیزیولوژی دام و طیور، دانشکده علوم دامی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران Seyed Reza Hashemi سیدرضا هاشمی hashemi711@yahoo.co.uk 100319475328460024322 100319475328460024322 Yes Department of Animal Physiology, Faculty of Animal Science, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran گروه فیزیولوژی دام و طیور، دانشکده علوم دامی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران Saeed Hassani سعید حسنی saeedh_2000@yahoo.com 100319475328460024323 100319475328460024323 No Department of Animal Genetics and Breeding, Faculty of Animal Science, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran گروه ژنتیک و اصلاح دام و طیور، دانشکده علوم دامی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران Sharif Rostami شریف رستمی sharifrostamy@gmail.com 100319475328460024324 100319475328460024324 No Department of Animal Physiology, Faculty of Animal Science, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran گروه فیزیولوژی دام و طیور، دانشکده علوم دامی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران