doi: 10.15389/agrobiology.2025.6.rus
УДК 619:636.52/.58:636.084:577.2
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда №22-66-00061, https://rscf/project/22-66-00061/.
ИЗМЕНЕНИЕ ЭКСПРЕССИИ ГЕНОВ У ЦЫПЛЯТ-БРОЙЛЕРОВ
(Gallus gallus) КРОССА СМЕНА 9 РАЗНОГО ПОЛА ПРИ ВВЕДЕНИИ
БЕТАИНА В РАЦИОН
Е.А. ЙЫЛДЫРЫМ1, 2 ✉, Л.А. ИЛЬИНА1, 2, Г.Ю. ЛАПТЕВ1,
В.А. ФИЛИППОВА1, 2, Д.Г. ТЮРИНА1, К.А. СОКОЛОВА1, 2,
В.А. ЗАИКИН1, Е.С. ПОНОМАРЕВА1, В.И. ФИСИНИН3,
И.А. ЕГОРОВ3, Т.А. ЕГОРОВА3, В.А. МАНУКЯН3, Т.Н. ЛЕНКОВА3,
О.Н. ДЕГТЯРЕВА3, М.С. ТИШЕНКОВА3, Е.С. ДЕМИДОВА3,
Л.М. КАШПОРОВ3, В.Е. ПАЩЕНКО3
Оптимизация состава рационов остается актуальной задачей современного птицеводства, учитывая стремление повысить рентабельность производства при минимизации затрат на дорогостоящие компоненты рациона. В настоящей работе впервые получены результаты, демонстрирующие влияние введения в рацион бетаина на экспрессию ключевых генов, связанных с иммунитетом, воспалительными процессами, барьерной функцией кишечника, антиоксидантной активностью и транспортом питательных веществ у цыплят-бройлеров кросса Смена 9 на фоне рационов с пониженным содержанием обменной энергии (на 5 %), лизина (на 10 %) и метионина (на 10 %). Целью работы было изучение влияния различных дозировок (200-400 г/т корма) бетаина на экспрессию ряда генов в тканях слепых отростков кишечника у цыплят-бройлеров кросса Смена 9, а также оценка его влияния на мясную продуктивность птицы, получавшей рацион с пониженным содержанием обменной энергии, лизина и метионина. Исследование проводили на цыплятах-бройлерах (Gallus gallus) кросса Смена 9 на базе ФГБУ СГЦ «Загорское ЭПХ» ВНИТИП (г. Сергиев Посад) в 2025 году. Были сформированы четыре группы птицы (n = 36 в каждой группе с равным разделением по полу): I группа (контрольная) получала основной рацион (ОР) с пониженным содержанием обменной энергии (на 5 %), лизина (на 10 %) и метионина (на 10 %) в соответствии с рекомендациями ВНИТИП (17); II группа — ОР с добавлением 200 г/т комбикорма бетаина в форме кристаллического порошка с содержанием 95 % триметилглицина («Taian Havay Chemicals Co., Ltd», Китай), III группа — ОР с добавлением 300 г/т бетаина, IV группа — ОР с добавлением 400 г/т бетаина. Бетаин вносили посредством тщательного смешивания с комбикормом вручную. Кормление осуществляли вволю с использованием рассыпных комбикормов. Цикл кормления был трехэтапным: первый этап (до 14-х сут жизни) — использование стартерного комбикорма Старт (СГЦ «Загорское ЭПХ», Россия); второй этап (15-21-е сут) — применение ростоформирующего комбикорма Рост (СГЦ «Загорское ЭПХ», Россия; третий этап (22-35-е сут) — завершающая фаза с применением финишного комбикорма Финиш (СГЦ «Загорское ЭПХ», Россия). В конце эксперимента убивали птицу посредством декапитации и проводили отбор тканей слепых отростков кишечника для последующего анализа экспрессии генов. Анализ экспрессии генов был выполнен методом количественной полимеразной цепной реакции в реальном времени. Общую РНК выделяли из образцов тканей с использованием коммерческого набора Aurum™ Total RNA («Bio-Rad», США) в соответствии с протоколом производителя. qRT-PCR выполняли с использованием набора SsoAdvanced™ Universal SYBR® Green Supermix («Bio-Rad», США) на детектирующем амплификаторе DTlite 4S1 (НПК «ДНК-технология», Россия). Использовали праймеры для генов IL6, IL8L2, PTGS2, кодирующих провоспалительные цитокины, AvBD1, AvBD2, AvBD9, AvBD10, AvBD11, кодирующих антимикробные пептиды, Casps6, кодирующего каспазу-6, MUC2, кодирующего синтез муцина, SGLT2, кодирующего натрий-глюкозный котранспортер 2, SOD1, кодирующего супероксиддисмутазу 1. Относительную экспрессию генов рассчитывали с использованием метода 2-ΔΔCT. В дополнение к изучению экспрессии генов, фиксировали живую массу цыплят индивидуально, среднесуточный прирост живой массы, убойный выход и содержание абдоминального жира в тушах. Представляют интерес выявленные половые и дозозависимые различия в ответе на бетаин. Настоящая работа впервые демонстрирует сложный, дифференцированный эффект бетаина на экспрессию генов, связанных с иммунитетом, воспалением и метаболизмом глюкозы, в зависимости от пола и дозировки. Так, наиболее значительное увеличение живой массы петушков (на 7,2 и 7,3 %, p ≤ 0,05) наблюдалось при повышенных дозировках бетаина (300 и 400 г/т), что демонстрирует ранее известные свойства бетаина по улучшению продуктивности цыплят-бройлеров кросса Смена 9. При этом было выявлено существенное снижение отложения абдоминального жира (p ≤ 0,05). Бетаин вызывал дифференцированную реакцию, характеризующуюся повышением экспрессии SOD1 —ключевого гена антиоксидантной защиты. Влияние бетаина на экспрессию многих генов иммунитета зависело от пола птицы. Так, у курочек произошло более чем 8-кратное увеличение экспрессии гена AvBD1 при дозировке 200 г/т бетаина (p ≤ 0,01). В то же время при более высоких дозах отмечалось снижение экспрессии других генов семейства AvBD (p ≤0,05). Отмечено снижение уровня мРНК генов провоспалительных факторов (IL6, IL8 и PTGS2) (p ≤ 0,05). Количество мРНК гена Casp6 повышалось у курочек при скармливании 200 г/т бетаина в 13,9 раза по сравнению с контролем (p ≤ 0,01). У петушков в группе с дозировкой 200 г/т произошел резкий скачок экспрессии SGLT2(натрий-глюкозный транспортер второго типа) — в 362 раза (p ≤ 0,001), а при увеличении дозировки до 300 и 400 г/т — соответственно в 39,4 и 13,5 раза (p ≤ 0,01). Таким образом, включение бетаина в корм цыплят-бройлеров кросса Смена 9 при одновременном снижении в рационе обменной энергии, лизина и метионина положительно влияет на производственные показатели птицы. Полученные результаты демонстрируют сложные и зависящие от пола и дозировки эффекты, которые бетаин оказывает на иммунную систему птицы, а также его потенциальную роль в модуляции воспалительных процессов и улучшении метаболизма глюкозы через регуляцию генной экспрессии.
Ключевые слова: бетаин, экспрессия генов, мясная продуктивность, цыплята-бройлеры, иммунитет, воспаление, рацион.
E.A. Yildirym1, 2 ✉, L.A. Ilyina1, 2, G.Yu. Laptev1, V.A. Filippova1, 2,
D.G. Tyurina1, K.A. Sokolova1, 2, V.A. Zaikin1, E.S. Ponomareva1,
V.I. Fisinin3, I.A. Egorov3, T.A. Egorova3, V.A. Manukyan3,
T.N. Lenkova3, O.N. Degtyareva3, M.S. Tishenkova3,
E.S. Demidova3, L.M. Kashporov3, V.E. Pashchenko3
Optimizing poultry diets remains a pressing issue in modern poultry farming, given the desire to increase production profitability while minimizing the cost of expensive diet components. This study provides the first results demonstrating the effect of betaine supplementation on the expression of key genes associated with immunity, inflammation, intestinal barrier function, antioxidant activity, and nutrient transport in Smena 9 broiler chickens fed diets with reduced metabolizable energy (by 5%), lysine (by 10 %), and methionine (by 10 %). The work aimed at studying effects of 200-400 g/t betaine on the expression of a number of genes in the caecum tissues in Smena 9 cross broiler chickens/ In addition, we aimed to assess its effect on the meat productivity of poultry fed a diet with a reduced content of metabolizable energy, lysine and methionine. The study was conducted on broiler chickens (Gallus gallus) of the Smena 9 cross (Zagorskoye EPH, the All-Russian Research and Technological Poultry Institute RAS, Sergiev Posad, 2025). Four groups of birds were formed (n = 36 each), equal in males and females. Group I (control) received the basic diet (BD) with a reduced content of metabolizable energy (by 5 %), lysine (by 10 %) and 200 g/t of betaine crystalline powder containing 95 % trimethylglycine (Taian Havay Chemicals Co., Ltd, China). OR in group III was added with 300 g/t of betaine, in group IV with 400 g/t of betaine. Betaine was added by thoroughly mixing it with the compound feed manually. Feeding was ad libitum using crumbled compound feed. The feeding cycle was three-stage, the first stage (up to 14 days of life) with the starter compound feed Start (SGC Zagorskoye EPH, Russia); the second stage (15-21 days) with growth-forming compound feed Rost (SGC Zagorskoe EPH, Russia), and the third stage (22-35 days) with the finishing compound feed Finish (SGC Zagorskoe EPH, Russia). At the end of the experiment, the birds were decapitated and the caeca tissues were collected for gene expression analysis. Gene expression analysis was performed by quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR). Total RNA was isolated from tissue samples using the commercial Aurum™ Total RNA kit (Bio-Rad, USA) according to the manufacturer's protocol. qRT-PCR was performed (a DTlite 4S1 detection amplifier, NPK DNA-technology, Russia) using the SsoAdvanced™ Universal SYBR® Green Supermix kit (Bio-Rad, USA). Primers were used to the genes IL6, IL8L2, PTGS2, encoding proinflammatory cytokines, AvBD1, AvBD2, AvBD9, AvBD10, AvBD11, encoding antimicrobial peptides, Casps6, encoding caspase-6, MUC2, encoding mucin synthesis, SGLT2, encoding sodium-glucose cotransporter 2, SOD1, encoding superoxide dismutase 1. Relative gene expression was calculated by the 2-ΔΔCTmethod. The chickens’ bodyweight, average daily live weight gain, slaughter yield and abdominal fat content in carcasses were assessed individually. The most significant increase in the live weight of cockerels (by 7.2 and 7.3 %, p ≤ 0.05) was observed at higher doses betaine (300 and 400 g/t), demonstrating the previously known properties of betaine in improving the productivity of Smena 9 broiler chickens. We also revealed a significant decrease in abdominal fat deposition (p ≤ 0.05). Betaine caused a differentiated response characterized by an increase in the expression of the SOD1 gene, a key gene for antioxidant defense. The effect of betaine on the expression of many immune genes depended on the sex of the bird. Thus, in hens, there was a more than 8-fold increase in the expression of the AvBD1 gene for 200 g/t betaine (p ≤ 0.01). At higher doses, the expression of other genes of the AvBD family decreased (p ≤ 0.05). A decrease in the mRNA level of proinflammatory genes IL6, IL8, and PTGS2 (p ≤ 0.05) occurred. The Casp6 mRNA level increased in hens fed 200 g/t betaine by 13.9 times compared to the control (p ≤ 0.01). In cockerels of the group fed 200 g/t betaine, there was a sharp jump in the expression of SGLT2 (sodium-glucose transporter type 2) by 362 times (p ≤ 0.001), with an increase by 39.4 and 13.5 times for 300 and 400 g/t, respectively (p ≤ 0.01). Thus, when metabolizable energy, lysine and methionine in feeds are reduced, the dietary betaine has a positive effect on the production indicators of Smena 9 cross broiler chickens. The results obtained demonstrate complex and sex- and dosage-dependent effects of betaine on the immune system of the birds, as well as its potential role in modulating inflammatory processesand improving glucose metabolism through the regulation of gene expression.
Keywords: betaine, gene expression, meat productivity, broiler chickens, immunity, inflammation, diet.
1ООО «БИОТРОФ+», |
Поступила в редакцию Принята к публикации |
