Влияние различных форм лизина и метионина в рационе бройлеров на профиль транскрипции ключевых генов

Цель исследования — оценить влияние комбикормов с пониженной (на 5%) питательностью по лизину, метионину и обменной энергии при включении в них лизина и метионина в различных формах при их взаимодействии с полом бройлеров на профиль транскрипции ключевых генов, регулирующих антиоксидантную защиту, иммунную систему, воспаление и апоптоз, продуктивность и барьерную функцию эпителия ЖКТ.

Методы. Эксперимент проводили в СГЦ «Загорское ЭПХ» в 2024 г. на мясной птице кросса «Смена 9» с cуточного до 35-суточного возраста. Состав рациона контрольной группы I включал основной рацион (ОР) с применением монохлоргидрата лизина и DL-метионина, опытной II — ОР с применением сульфата лизина и гидроксианалога метионина, опытной III — ОР с пониженными (на 5%) уровнями лизина в форме монохлоргидрата, DL-метионина и обменной энергии, опытной IV — ОР с пониженными (на 5%) уровнями сульфата лизина, гидроксианалога метионина и обменной энергии. Анализ экспрессии генов проводили с помощью.Real-time.PCR.с обратной транскрипцией.

Результаты. Живая масса петушков и курочек в опытных группах II и IV была несколько выше по сравнению с контролем I, тогда как в группе III — ниже. Изменение состава рациона у петушков и курочек оказало во многих случаях значительное влияние на экспрессию ряда ключевых генов. У петушков экспрессия PTGS2 в опытных группах II–IV резко возрастала (от 4,9 до 52,0 раз) по сравнению с контролем I, тогда как у курочек возрастала лишь в 1,5–2,3 раза. Экспрессия мРНК гена Muc2 у курочек снижалась в опытной группе II в 1,9 раза по сравнению с группой I, тогда как у петушков, напротив, повышалась в 3,1 раза.

1. Muharlien, Nursita I.W., Pangestu V.M. The Effect of Feed Protein Level on Feed Consumption, Body Weight Gain and Feed Conversion of Finisher Java Super Male Chicken. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science.2020; 478: 012044. https://doi.org/10.1088/1755-1315/478/1/012044

2. Pakiding W., Hakim M.R., Daryatmo, Linggi T.R., Elis. The influence of protein levels on body weight, body dimensions, and reproductive characteristics of local chickens treated in-ovo feeding L-Arginine for two generations. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science.2021; 788: 012188. https://doi.org/10.1088/1755-1315/788/1/012188

3. Houshmand M., Azhar K., Zulkifli I., Bejo M.H., Kamyab A. Effects of non-antibiotic feed additives on performance, immunity and intestinal morphology of broilers fed different levels of protein. South African Journal of Animal Science. 2012; 42(1): 22–32. https://doi.org/10.4314/sajas.v42i1.3

4. Hernández F., López M., Martínez S., Megías M.D., Catalá P., Madrid J. Effect of low-protein diets and single sex on production performance, plasma metabolites, digestibility, and nitrogen excretion in 1to 48-day-old broilers. Poultry Science. 2012; 91(3): 683–692. https://doi.org/10.3382/ps.2011-01735

5. Awad E.A. et al. Response of broiler to reduced-protein diets under heat stress conditions. World’s.Poultry Science Journal.2019; 75(4): 583–598. https://doi.org/10.1017/S0043933919000576

6. Kidd M.T., McDaniel C.D., Branton S.L., Miller E.R., Boren B.B., Fancher B.I. Increasing Amino Acid Density Improves Live Performance and Carcass Yields of Commercial Broilers. Journal of Applied Poultry Research. 2004; 13(4): 593–604. https://doi.org/10.1093/japr/13.4.593

7. Waldroup P.W., Oviedo-Rondon E.O. Models to Estimate Amino Acid Requirements for Broiler Chickens: A Review International Journal of Poultry Science. 2002; 1(5): 106–113. https://doi.org/10.3923/ijps.2002.106.113

8. Smiricky-Tjardes M.R., Mavromichalis I., Albin D.M., Wubben J.E., Rademacher M., Gabert V.M. Bioefficacy of L-lysine sulfate compared with feed-grade L-lysine•HCl in young pigs. Journal of animal science. 2004; 82(9): 2610–2614. https://doi.org/10.2527/2004.8292610x

9. Ahmad G., Mushtaq T., Aslam Mirza M., Ahmed Z. Comparative Bioefficacy of Lysine from l-Lysine Hydrochloride or l-Lysine Sulfate in Basal Diets Containing Graded Levels of Canola Meal for Female Broiler Chickens. Poultry Science. 2007; 86(3): 525–530. https://doi.org/10.1093/ps/86.3.525

10. Sauer N., Emrich K., Piepho H.-P., Lemme A., Redshaw M.S., Mosenthin R. Meta-Analysis of the Relative Efficiency of Methionine-Hydroxy-Analogue-Free-Acid Compared with dl-Methionine in Broilers Using Nonlinear Mixed Models. Poultry Science. 2008; 87(10): 2023–2031. https://doi.org/10.3382/ps.2007-00514

11. Kluge H., Gessner D.K., Herzog E., Eder K. Efficacy of DL-methionine hydroxy analogue-free acid in comparison to DL-methionine in growing male white Pekin ducks. Poultry Science. 2016; 95(3): 590–594. https://doi.org/10.3382/ps/pev355

12. Martín-Venegas R., Geraert P.A., Ferrer R. Conversion of the Methionine Hydroxy Analogue dl-2-Hydroxy-(4-Methylthio) Butanoic Acid to Sulfur-Containing Amino Acids in the Chicken Small Intestine. Poultry Science. 2006; 85(11): 1932–1938. https://doi.org/10.1093/ps/85.11.1932

13. Zarghi H., Ghavi S. Relative biological efficacy of methionine hydroxy analogue-free acid compared to dl-methionine in the broiler chickens. Veterinary Medicine and Science. 2024; 10(3): e1460. https://doi.org/10.1002/vms3.1460

14. Gelli M., Duo Y., Konda A.R., Zhang C., Holding D., Dweikat I. Identification of differentially expressed genes between sorghum genotypes with contrasting nitrogen stress tolerance by genome-wide transcriptional profiling. BMC Genomics. 2014; 15: 179. https://doi.org/10.1186/1471-2164-15-179

15. Pauletto M. et al. Nutrigenomic Effects of Long-Term Grape Pomace Supplementation in Dairy Cows. Animals. 2020; 10(4): 714. https://doi.org/10.3390/ani10040714

16. Vázquez-AñÓn M., Kratzer D., González-Esquerra R., Yi I.G., Knight C.D. A Multiple Regression Model Approach to Contrast The Performance of 2-Hydroxy-4-Methylthio Butanoic Acid and DL-Methionine Supplementation Tested in Broiler Experiments and Reported in the Literature. Poultry Science. 2006; 85(4): 693–705. https://doi.org/10.1093/ps/85.4.693

17. Surai P.F. Integrated Antioxidant Defence Network in Animals. EC. Nutrition. 2023; 18(6): 18–20.

18. Surai F. Vitagenes in avian biology and poultry health. Wageningen, The Netherlands: Wageningen Academic Publishers. 2020; 544. ISBN 978-90-8686-353-2 https://doi.org/10.3920/978-90-8686-906-0

19. Martín-Vázquez E., Cobo-Vuilleumier N., López-Noriega L., Lorenzo P.I., Gauthier B.R. The PTGS2/COX2-PGE signaling cascade in inflammation: Pro or anti? A case study with type 1 diabetes mellitus. International Journal of Biological Sciences. 2023; 19(13): 4157–4165. https://doi.org/10.7150/ijbs.86492

20. Surai P.F., Kochish I.I., Kidd M.T. Redox Homeostasis in Poultry: Regulatory Roles of NF-κB. Antioxidants. 2021; 10(2): 186. https://doi.org/10.3390/antiox10020186

21. Burdick Sanchez N.C., Broadway P.R., Carroll J.A. Influence of Yeast Products on Modulating Metabolism and Immunity in Cattle and Swine. Animals. 2021; 11(2): 371. https://doi.org/10.3390/ani11020371

22. Kern L., Mittenbühler M.J., Vesting A.J., Ostermann A.L., Wunderlich C.M., Wunderlich F.T. Obesity-Induced TNFα and IL-6 Signaling: The Missing Link between Obesity and Inflammation— Driven Liver and Colorectal Cancers. Cancers. 2019; 11(1): 24. https://doi.org/10.3390/cancers11010024

23. Ghezzi C., Loo D.D.F., Wright E.M. Physiology of renal glucose handling via SGLT1, SGLT2 and GLUT2. Diabetologia.2018; 61(10): 2087–2097. https://doi.org/10.1007/s00125-018-4656-5

24. Weintraut M.L., Kim S., Dalloul R.A., Wong E.A. Expression of small intestinal nutrient transporters in embryonic and posthatch turkeys. Poultry Science. 2016; 95(1): 90–98. https://doi.org/10.3382/ps/pev310

25. Uni Z., Smirnov A., Sklan D. Preand posthatch development of goblet cells in the broiler small intestine: effect of delayed access to feed. Poultry Science. 2003; 82(2): 320–327. https://doi.org/10.1093/ps/82.2.320

26. Horn N.L., Donkin S.S., Applegate T.J., Adeola O. Intestinal mucin dynamics: response of broiler chicks and White Pekin ducklings to dietary threonine. Poultry Science. 2009; 88(9): 1906–1914. https://doi.org/10.3382/ps.2009-00009

27. Celi P., Verlhac V., Pérez Calvo E., Schmeisser J., Kluenter A.-M. Biomarkers of gastrointestinal functionality in animal nutrition and health. Animal Feed Science and Technology. 2019; 250: 9–13. https://doi.org/10.1016/J.ANIFEEDSCI.2018.07.012

28. Faure M., Moënnoz D., Montigon F., Mettraux C., Breuillé D., Ballèvre O. Dietary Threonine Restriction Specifically Reduces Intestinal Mucin Synthesis in Rats The Journal of Nutrition. 2005; 135(3): 486–491. https://doi.org/10.1093/jn/135.3.486

29. Conde-Aguilera J.A., Cholet J.C.G., Lessire M., Mercier Y., Tesseraud S., van Milgen J. The level and source of free-methionine affect body composition and breast muscle traits in growing broilers. Poultry Science.2016; 95(10): 2322–2331. https://doi.org/10.3382/ps/pew105