نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد، موسسه تحقیقات علوم دامی، سازمان تحقیقات ، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران.

2 دانشجوی دکتری، گروه مایکوباکتریولوژی و تحقیقات ریوی ، انستیتو پاستور ایران ، تهران ، ایران

3 دانشجوی دکتری تخصصی، گروه میکروب شناسی، دانشگاه علوم پزشکی شاهد، تهران، ایران،

چکیده

این آزمایش به منظور بررسی اثرات کربوهیدرات‌های دیواره سلولی جیره‌های غذایی مکمل شده با آنزیم بر عملکرد و بیان ژن‌های موثر در انتقال گلوکز (SGLT1 GLUT2)، پپتید (PepT1) و تولید موسین (MUC2) در روده باریک جوجه گوشتی انجام شد. در این مطالعه تعداد 1100 قطعه جوجه یک روزه مخلوط (جنس نر و ماده)، از سویه تجاری راس 308 در قالب طرح کاملاً تصادفی با 11 تیمار و 5 تکرار (20پرنده در هر تکرار) به مدت 42 روز استفاده شد. جیره‌های آزمایشی به ترتیب شامل جیره شاهد، جیره‌های حاوی گندم، جو، سبوس گندم، سبوس برنج و جو بدون پوشینه با و بدون آنزیم بودند. نتایج نشان داد که اثر جیره‌‌های غذایی حاوی گندم، جو و جو لدون پوشینه با آنزیم بر وزن زنده کل جوجه‌های گوشتی در سن 42 روزگی اختلاف معنی‌دار داشت (p<0/05). کربوهیدرات‌های دیواره سلولی گندم، سبوس گندم و سبوس برنح در  جیره‌های غذایی باعث افزایش فعالیت آنزیم آمیلاز لوزالمعده (جو 3/02، گندم 5/99 واحد به ازای میلی‌گرم پروتئین بافت روده باریک) شدند (p<0/05). بیان ژن‌های SGLTI و MUC2 مورد مطالعه در پرندگانی که  جیره‌های  بدون آنزیم دریافت کردند بیشتر ا پرندگانی بود که با جیره شاهد تغذیه شدند (p<0/05). بیان ژن های مذکور تنها در پرندگانی که جیره های حاوی سبوس گندم و سبوس برنج مکمل شده با آنزیم دریافت کردند بیش تر ا پرندگان شاهد بود (P< 0/05). مکمل سازی جیره های غذایی حاوی کربوهیدرات های دیواره سلولی با آنزیم بر بیان ژن های انتقال گلوکز (SGLT1 و GLUT2)، انتقال پپتید (PepT1) و تولید موسین (MUC2) در ژژنوم روده باریک تاثیرگذار است. همچنین در بین گروه-های جیره‌های مکمل شده با آنزیم تنها گروه‌های سبوس گندم و سبوس برنج قادر به افزایش بیان ژن‌های مذکور نسبت به گروه شاهد بودند (01/0P <). مکمل-سازی جیره‌های غذایی حاوی کربوهیدرات‌های دیواره سلولی با آنزیم بر بیان ژن‌های انتقال گلوکز (SGLT1 و GLUT2)، انتقال پپتید (PepT1) و تولید موسین (MUC2) در ژژنوم روده باریک تاثیرگذار است. که گویای عملکرد مطلوب دستگاه گوارش جوجه‌های گوشتی از نظر هضم و جذب مواد مغذی می-باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The effect of feed cell wall carbohydrates on the expression of nutrient transport genes and mucin production in the small intestine of broilers

نویسندگان [English]

  • Akbar Yaghobfar 1
  • Rezvan Yaghoubfar 2
  • Ehsan Zare Banadkoki 3

1 Aniaml Science Research Institiute

2 PhD study, Department of Mycobacteriology and Pulmonary Research, Pasteur Institute of Iran, Tehran, Iran, rezvanyaghobfar@yahoo.com

3 PhD study, Department of microbiology, Shahed University of medical science, Tehran, Iran, ehsanzare89@gmail.com

چکیده [English]

The experiment was conducted to investigate the effects of cell wall carbohydrates with diet supplemented enzyme on the function and expression of glucose transporter genes (SGLT1 and GLUT2), peptide transporter (PepT1) and mucin production (MUC2) in the small intestine of broilers. In this
study, 1100 mixeddayold chickens (male and female), Ross 308 were used based on a completely randomized design with 11 treatments and five replications (20 birds per replication) for 42 days. Experimental diets included control diets, diets containing wheat, barley, wheat bran, rice bran, and hull less barley with and without enzymes, respectively. The results showed that the effect of diets containing wheat, barley and hull less barley with
enzyme on the total live weight of broiler chickens at 42 days of age was significantly different (P <0.05).Cell wall carbohydrates of wheat, wheat bran and rice bran in diets increased pancreatic amylase activity (barley 3.02, wheat 5.99 U/mg CP of small intestinal tissue) (P < 0.05). The expression of the studied SGLT1 and MUC2 genes in the experimental diets without enzyme showed a significant increase compared to enzymes
supplemented diet (P < 0.05). Also, among the groups of enzyme-supplemented diets, only wheat and rice bran groups were able to increase the expression of SGLT1, MUC2 and GLUT2 genes compared to the control group (P <0.05). In conclusion, supplementation of diets containing cell wall carbohydrates with enzyme affects the expression of glucose transport genes (SGLT1 and GLUT2), peptide transport (PepT1) and mucin production (MUC2) in the small intestine jejunum. This indicates the optimal function of the digestive system of broilers in terms of digestion and absorption of nutrients.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Broilers
  • Cell wall carbohydrates
  • diets
  • Enzyme activity
  • gene expression
1. Brenes AM, Smith W G and Marquardt RR
(1993a) Effect of enzyme supplementation on
the performance and digestive tract size of
broiler chickens fed wheat and barley based
diets. Poultry Science, 72: 1731-1739.
2. Chen H, Pan Y, Wong EA and Webb Jr KE
(2005) Dietary protein level and stage of
development effect expression of an intestine
peptide transporter (cPepT1) in chickens.
Journal of Nutrition, 135: 193-198.
3. Cowieson A, Acamovic T and Bedford M
(2004) The effects of phytase and phytic acid
on the loss of endogenous amino acids and
minerals from broiler chickens. British Poultry
Science, 45(1): 101-108.
4. Ferraris RP (2001) Dietary and developmental
regulation of intestinal sugar transport.
Biochemical Journal, 360(2): 265-276.
5. Finnie S, Bettge A and Morris C (2006)
Influence of cultivar and environment on water
soluble and water insoluble arabinoxylans in
soft wheat. Cereal Chemistry, 83(6): 617-623.
6. Garcia M, Lazaro R, Latorre MA, Gracia MI
and Mateos GG (2008) Influence of enzyme
supplementation and heat processing of barley
on digestive traits and productive performance
of broilers. Poultry Science, 87: 940-948.
7. Gilbert E, Wong E and Webb K (2008) Boardinvited
review: peptide absorption and utilization:
implications for animal nutrition and health.
Journal of Animal Science, 86(9): 2135-2155.
8. Gilbert ER, Li H, Emerson DA, Webb Jr KE
and Wong EA (2007) Development regulation
of nutrient transporter and enzyme mRNA
abundance in the small intestine of broilers.
Poultry Science, 86: 1739-1753.
9. Gilbert, E.R., H. Li, D.A, Emerson, K.E. Webb
Jr, and Wong EA (2008) Dietary protein
quality and feed restriction influence
abundance of nutrient transporter mRNA in the
small intestine of broiler chicks. Journal of
Nutrition, 138: 262-271.
10. Gilbert ER, Li H, Emmerson DA, Webb Jr KE
and Wong EA (2010) Dietary protein
composition influences abundance of peptide and
amino acid transporter messenger ribonucleic
acid in the small intestine of 2 lines of broiler
chicks. Poultry Science, 89: 1663-1676.
11. Iji P, Saki A and Tivey D (2001) Body and
intestinal growth of broiler chicks on a
commercial starter diet. 2. Development and
characteristics of intestinal enzymes. British
Poultry Science, 42(4): 514-522.
12. Kies A, Van Hemert K and Sauer W (2001)
Effect of phytase on protein and amino acid
digestibility and energy utilisation. World's
Poultry Science Journal, 57(2): 109-126.
13. Livak KJ and Schmittgen TD (2001) Analysis
of relative gene expression data using real-time
quantitative PCR and the 2-ΔΔCt method.
Journal of Methods, 25: 402-408, Elsevier
Science (USA).
14. Mirzaie S, Zaghari M, Aminzadeh S, Shivazad
M and Mateos GG (2012) Effect of wheat
inclusion and xylanase supplementation of the
diet on productive performance, nutrient
retention and endogenous intestinal enzyme
activity of laying hens. Poultry Science, 91:
413-425.
15. Montagné L, Piel C and Lallès JP (2004)
Effect of diet on mucin kinetics and
composition: nutrition and health implications.
Nutrition Reviews, 62(3): 105-114.
16. Moran Jr ET (2007) Nutrition of the
developing embryo and hatchling. Poultry
Science, 86(5): 1043-1049.
17. Mott CR, Siegel PB, Webb Jr KE and Wong
EA (2008) Gene expression of transporters in
the small intestine of chickens from lines
divergently selected for high or low Junvenile
body weight. Poultry Science, 87: 2215-2224.
18. Noy Y and Sklan D (1996) Uptake capacity in
vitro for glucose and methionine and in situ for
oleic acid in the proximal small intestine of
posthatch chicks. Poultry Science, 75(8):998-1002.
19. Ravindran V, Selle P and Bryden W (1999)
Effects of phytase supplementation,
individually and in combination, with
glycanase, on the nutritive value of wheat and
barley. Poultry Science, 78(11): 1588-1595.
20. Sales NMR, Peletgrini PB and Goersch MC
(2014) Nutrigenomicd: definitions and advances
of this new science. Journal of Nutrition and
Metabolism. Volume 2014, Article ID 202759, 6
http://dx.doi.org/10.1155/2014/202759.
21. Silva S and Smithard R (2002) Effect of
enzyme supplementation of a rye-based diet on
xylanase activity in the small intestine of
broilers, on intestinal crypt cell proliferation
and on nutrient digestibility and growth
performance of the birds. British Poultry
Science, 43(2): 274-282.
22. Smirnov A, Sklan D and Uni Z (2004) Mucin
dynamics in the chick small intestine are
altered by starvation. The Journal of
Nnutrition, 134(4): 736-742
23. Sun X, McElroy A, Novak C, Wong E, Remus J,
Stevens A and Pierson W (2007) Effect of corn
and enzyme supplementation on broiler
performance, gastrointestinal enzymes activity,
nutrient retention, intestinal mucin, and jejunal
gene expression. Dissertation submitted to the
Virginia Polytechnic Institute and state university
in partial fulfillment of the requirements for the
degree of Doctor of Philosophy. Animal and
Poultry Department of Virginia Polytechnic
Institute and State University, November 19.
Blacksburg, Virginia.
24. Tako E, Ferket P and Uni Z (2004) Effects of
in ovo feeding of carbohydrates and betahydroxy-
beta-methylbutyrate on the
development of chicken intestine. Poultry
Science, 83(12): 2023-2028.
25. Tanabe H, Sugiyama K, Matsuda T, Kiriyama
S and Morita T (2005) Small intestine mucins
are secreted in proportion to the setting volume
in water if dietary indigestible components in
rats. Journal of Nutrition, 135: 2431-2437.