Изменение профиля экспрессии генов TRPM2 и RYR2 в период созревания системы терморегуляции цыплят как результат дозированного низкотемпературного воздействия в чувствительный период раннего эмбриогенеза

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Исследования проводили с целью оценки вовлеченности генов-кандидатов TRPM2 и RYR2, предположительно связанных с высокими адаптационными способностями кур в раннем онтогенезе, в процессы терморегуляции и термоадаптации в условиях гипотермического стресса. Работу проводили на курах генофондных пород русская белоснежная (отселекционированной на терморезистентность молодняка в условиях низких температур) и амрокс (селекция на терморезистентность не проводили). Для «перепрограммирования» адаптационных паттернов регуляторных характеристик системы температурного гомеостаза применяли дозированное низкотемпературное воздействие (+14…+16 °C, 6 ч) в чувствительный период раннего эмбриогенеза (5-е сутки инкубации). У суточных цыплят оценивали изменение ориентации обменных процессов, а у 14-суточных дополнительно – изменение уровня адаптационных способностей организма после воздействия низкотемпературного стресс-фактора (+7 °C, 1 ч) в сравнении с контрольными группами, не подвергавшимися охлаждению. Относительную экспрессию генов TRPM2 и RYR2 в образцах тканей эмбрионов и цыплят определяли методом ПЦР. Для 14-суточных цыплят русской белоснежной породы сила воздействия абиотического стресс-фактора, вероятно, была недостаточной для того, чтобы вызвать серьезные перестройки в обменных процессах организма. Однократное дозированное охлаждение эмбрионов породы амрокс привело к изменениям нормы реакции организма цыплят опытной группы, которые сохранились до 14-суточного возраста. Цыплята этой группы лучше адаптированы к холодовому стрессу, в качестве энергетического субстрата используют преимущественно липиды и белки, для поддержания температуры тела задействуют механизмы несократительного термогенеза в мышцах. Это подтверждают различия в паттернах экспрессии генов RYR2 и TRPM2, уровень относительной экспрессии которых в грудной мышце цыплят опытных групп выше, чем в контроле (для цыплят амрокс в 2,5 раза). Дозированное однократное низкотемпературное воздействие в чувствительный период раннего эмбриогенеза может способствовать повышению адаптационных способностей организма цыплят до 14-суточного возраста в условиях гипотермического стресса.

Об авторах

Е. С. Федорова

Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и разведения сельскохозяйственных животных – филиал Федерального исследовательского центра животноводства – ВИЖ имени академика Л. К. Эрнста

Автор, ответственный за переписку.
Email: pozovnikova@gmail.com

кандидат биологических наук

Россия, 196601, Санкт-Петербург, Пушкин, Московское ш., 55а

Е. Г. Чугунова

Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и разведения сельскохозяйственных животных – филиал Федерального исследовательского центра животноводства – ВИЖ имени академика Л. К. Эрнста

Email: pozovnikova@gmail.com
Россия, 196601, Санкт-Петербург, Пушкин, Московское ш., 55а

М. В. Позовникова

Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и разведения сельскохозяйственных животных – филиал Федерального исследовательского центра животноводства – ВИЖ имени академика Л. К. Эрнста

Email: pozovnikova@gmail.com

кандидат биологических наук

Россия, 196601, Санкт-Петербург, Пушкин, Московское ш., 55а

Список литературы

  1. Brooding temperatures for chicks acclimated to heat during incubation: effects on post-hatch intestinal development and body weight under heat stress / M. Aksit, S. Yalcin, C. Yenisey, et al. // British Poultry Science. 2010. Vol. 51. No. 3. Р. 444–452. doi: 10.1080/00071668.2010.495746.
  2. Cyclic variations in incubation conditions induce adaptive responses to later heat exposure in chickens: a review / T. Loyau, L. Bedrani, C. Berri, et al. // Animal. 2015. Vol. 9. No. 1. P. 76–85. doi: 10.1017/S1751731114001931.
  3. Morita V. S., Almeida V. R., Matos Junior J. B., Vicentini T. I., van den Brand H., Boleli I. C. Incubation temperature alters thermal preference and response to heat stress of broiler chickens along the rearing phase // Poultry Science. 2016; 1; 95 (8): 1795–1804. doi: 10.3382/ps/pew071.
  4. Hatching phase influences thermal preference of broilers throughout rearing / Júnior J. B. Matos, T. I. Vicentini, A. R. Almeida, et al. // PLoS One. 2020. Vol.15. No. 7. URL: https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0235600 (дата обращения 05.06.2024). doi: 10.1371/journal.pone.0235600.
  5. Al-Zghoul M. B., Mohammad K. M. M. Saleh Effects of thermal manipulation of eggs on the response of jejunal mucosae to posthatch chronic heat stress in broiler chickens // Poultry Science. 2020. Vol. 99. No. 5. P. 2727–2735. doi: 10.1016/j.psj.2019.12.038.
  6. Exposure of embryos to cyclically cold incubation temperatures durably affects energy metabolism and antioxidant pathways in broiler chickens / T. Loyau, A. Collin, C. Yenisey, et al. // Poultry Science. 2014. Vol. 93. No. 8. P. 2078–86. doi: 10.3382/ps.2014-03881.
  7. Effect of low incubation temperature and low ambient temperature until 21 days of age on performance and body temperature in fast-growing chickens / D. Nyuiadzi, A. Travel, B. Méda, et al. // Poultry Science. 2017. Vol. 96. No. 12. P. 4261–4269. doi: 10.3382/ps/pex264.
  8. Short cold exposures during incubation and postnatal cold temperature affect performance, breast meat quality, and welfare parameters in broiler chickens / D. Nyuiadzi, C. Berri, L. Dusart, et al. // Poultry Science. 2020. Vol. 99. No. 2. P. 857–868. doi: 10.1016/j.psj.2019.10.024.
  9. Genome-wide scan for selective footprints and genes related to cold tolerance in Chantecler chickens / N. Y. Xu, W. Si, M. Li, et al. // Zoological Research. 2021. Vol. 42. No. 6. P. 710–720. doi: 10.24272/j.issn.2095-8137.2021.189.
  10. Thyroid transcriptome analysis reveals different adaptive responses to cold environmental conditions between two chicken breeds / S. Xie, X. Yang, D. Wang, et al. // PLoS One. 2018. Vol. 13. No. 1. URL: https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0191096 (дата обращения 05.06.2024). doi: 10.1371/journal.pone.0191096.
  11. Performance differences of Rhode Island Red, Bashang Long-tail Chicken, and their reciprocal crossbreds under natural cold stress / S. Xie, X. Yang, Y. Gao, et al. // Asian-Australasian journal of animal sciences. 2017. Vol. 30. No. 10. P. 1507–1514. doi: 10.5713/ajas.16.0957.
  12. Identification of Key Candidate Genes in Runs of Homozygosity of the Genome of Two Chicken Breeds, Associated with Cold Adaptation / E. S. Fedorova, N. V. Dementieva, Y. S. Shcherbakov, et al. // Biology (Basel). 2022. Vol. 11. No. 4. URL: https://www.mdpi.com/2079–7737/11/4/547 (дата обращения 05.06.2024). doi: 10.3390/biology11040547.
  13. Influence of temperature during incubation on the mRNA levels of temperature sensitive ion channels in the brain of broiler chicken embryos / S. M. D. Verlinden, T. Norton, M. L. V. Larsen, et al. // Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology. 2022. Vol. 268. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1095643322000575?via%3Dihub (дата обращения 05.06.2024). doi: 10.1016/j.cbpa.2022.111199.
  14. Evtushenko A. A., Voronova I. P., Kozyreva T. V. Effect of Long-Term Adaptation to Cold and Short-Term Cooling on the Expression of the TRPM2 Ion Channel Gene in the Hypothalamus of Rats // Current Issues in Molecular Biology. 2023. Vol. 45. No. 2. P. 1002–1011. doi: 10.3390/cimb45020065.
  15. Hydrogen peroxide and ADP-ribose induce TRPM2-mediated calcium influx and cation currents in microglia / R. Kraft, C. Grimm, K. Grosse, et al. // American Journal of Physiology-Cell Physiology. 2004. Vol. 286. No. 1. P. 129–137. doi: 10.1152/ajpcell.00331.2003.
  16. Seasonal cold induces divergent structural/biochemical adaptations in different skeletal muscles of Columba livia: evidence for nonshivering thermogenesis in adult birds / P.Pani, G. Swalsingh, S. Pani, et al. // Biochemical Journal. 2023. Vol. 480. No. 17. P. 1397–1409. doi: 10.1042/BCJ20230245
  17. Muscle non-shivering thermogenesis and its role in the evolution of endothermy / J. Nowack, S. Giroud, W. Arnold, et al. // Frontiers in physiology. 2017. Vol. 8. URL: https://www.frontiersin.org/journals/physiology/articles/10.3389/fphys.2017.00889/full (дата обращения 05.06.2024). doi: 10.3389/fphys.2017.00889.
  18. Walsberg G., Wolf B. Variation in the respiratory quotient of birds and implications for indirect calorimetry using measurements of carbon dioxide production //Journal of Experimental Biology. 1995. Vol. 198. No. 1. P. 213–219. doi: 10.1242/jeb.198.1.213.
  19. Livak K. J., Schmittgen T. D. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2 (–Delta Delta C(T)) Method // Methods. 2001. Vol. 25. P. 402–408. doi: 10.1006/meth.2001.1262.
  20. Ruuskanen S., Hsu B. Y., Nord A. Endocrinology of thermoregulation in birds in a changing climate // Molecular and Cellular Endocrinology. 2021. Vol. 519. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0303720720303907?via%3Dihub (дата обращения 05.06.2024). doi: 10.1016/j.mce.2020.111088.
  21. Станишевская О. И., Федорова Е. С. Сравнительная оценка стресс-реактивности организма кур пород русская белая с мутацией sw+ и амрокс на гипотермию в эмбриональном и раннем постнатальном периодах онтогенеза // Сельскохозяйственная биология. 2019. Vol. 54. No. 6. P. 1135–1143. doi: 10.15389/agrobiology.2019.6.1135rus.
  22. Supply and demand of creatine and glycogen in broiler chicken embryos / J. Dayan, T. Melkman-Zehavi, N. Reicher, et al. // Frontiers in Physiology. 2023. Vol. 14. URL: https://www.frontiersin.org/journals/physiology/articles/10.3389/fphys.2023.1079638/full (дата обращения 05.06.2024). doi: 10.3389/fphys.2023.1079638.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024