ارتباط استفاده از جوجه‌های مقاوم به سرما و کاهش مصرف سوخت

از آنجا که مصرف سوخت در سالن‌های مرغداری ایران، هزینه زیادی را از مرغدار طلب می‌کند، طرح‌های تحقیقاتی که بتواند این مشکل را به گونه‌ای کاهش دهد، در صرفه‌جویی هزینه‌ها بسیار موثر خواهد بود.
 
چکیده
هدف از این مطالعه بررسی اثرات فرایندهای اپی ژنتیک بر عملکرد و مقاومت جوجه‌های گوشتی به سرما بود. بدین منظور تعداد ۶۰۰ عدد تخم مرغ نطفه دار (کاب ۵۰۰) در دمای ۸/۳۷ و رطوبت نسبی ۵۶ درصد درون دستگاه جوجه‌کشی قرار داده شد. تخم مرغ‌ها به طور مساوی به دو گروه شاهد (بدون دستکاری دمایی) و گروه تنش سرمایی (تحت تاثیر دمای ۱۵ درجه سانتی‌گراد در روز ۱۸ جوجه کشی) تقسیم شدند. در طول اعمال فرایند تنش، دمای پوسته تخم مرغ‌ها توسط دماسنج مادون قرمز اندازه‌گیری شد. پس از تفریخ، وزن یک روزگی و درصد هچ جوجه‌ها اندازه گیری و از نظر جنسیت مشخص شدند. در طول اجرای آزمایش فقط از جوجه‌های نر استفاده شد. پس از اعمال تنش سرمایی از هر تکرار سرما دیده (تیمار) و ندیده (شاهد) تعداد ۲ عدد تخم حاوی جنین جهت بررسی بیان ژن‌های مرتبط با هورمون‌های تیروئیدی (TRH‌) و کورتیکواسترون‌ها (CRH) برداشته شد. در آزمایشگاه نمونه گیری از ناحیه هیپوتالاموس جنین‌ها، جهت استخراج RNA و بررسی بیان ژن‌ها  توسط روشReal- Time PCR  صورت گرفت. از روز ۱۵ تا انتهای دوره پرورش نیمی از تیمار‌های شاهد و استرس دیده به شرایط دمایی ۲±۱۵ درجه سانتی‌گراد منتقل شدند. وزن جوجه‌ها و میزان خوراک مصرفی آنها به صورت هفتگی اندازه گیری و ثبت شد. پروتکل حاصل شده از این روش به سبب تحریک مکانیسم‌های اپی ژنتیک سبب افزایش معنی‌دار درصد جوجه درآوری (هچ) در گروه سرما دیده شده بود. اما تفاوت معنی‌داری از نظر وزن یکروزگی جوجه ها ایجاد نشد. تنش سرمایی سبب افزایش معنی‌دار بیان ژن‌های مرتبط با هورمون‌های تیروئیدی و کورتیکواسترون‌ها شده بود. با بررسی داده‌ها مشخص شده که استرس سرمایی به طور معنی داری باعث بهبود افزایش وزن و ضریب تبدیل غذایی در هر دو سطح دمایی (نرمال و سرمایی) شده است. بر اساس محاسبات ترمودینامیکی صورت گرفته در طی اجرای آزمایش با استفاده از این نوع جوجه به میزان ۲۱۳۳ لیتر گازوئیل در مصرف سوخت صرفه جویی شد که نسبت به گروه شاهد این میزان معادل ۳۸ درصد بود. با توجه به میزان بالای مصرف سوخت در واحدهای مرغداری کشور (۵/۲ تا ۳ میلیارد لیتر در سال) استفاده از نتایج این تحقیق می‌تواند گام مهمی در جهت بهینه سازی مصرف سوخت بردارد. شایان ذکر است نتایج این طرح به شماره ثبت ۷۲۱۳۲ در اداره اختراعات ایران ثبت پتنت شده و به تایید موسسه تحقیقات علوم دامی کشور و دفتر طیور وزارت جهاد کشاورزی نیز رسیده است.

 
مقدمه
جوجه‌ها این توانایی را در خود دارند که قبل (‌انکوباسیون‌) و بعد از تولد (‌تا ۱۰ روزگی‌) طی مکانیسمی به نام عادت پذیری اپی ژنیک‌، مقاومت به سرما و استرس‌های حرارتی را در خود بهبود دهند (یاردسمی وهمکارانش ۲۰۰۶).  تحقیقات بسیار کمی در مورد تاثیر تنش سرمایی دوره جوجه کشی و اثرات آن بر روی مقاومت به سرما انجام شده است ( شایندر۲۰۰۹). بلوغ سیستم های غدد درون ریز و همچنین سیستم عصبی در دوره جنینی آغاز می شود و این سیستم‌ها در طی دوره انکوباسیون و نیز اوایل دوره پرورش تحت تاثیر عوامل محیطی می‌توانند دچار دگرگونی شوند. یکی از مکانیسم‌های عادت پذیری به شرایط محیطی در دوره جوجه کشی و اوایل دوره پرورش زمانی که سیستم عصبی مرکزی تکامل نهایی را پیدا نکرده است، "سازگاری اپی ژنتیک" نامیده می‌شود(۱،۳،۴و۶). شیندر و همکارانش(۲۰۰۹) با مطالعه اثرات استرس سرمایی در اواخر دوره جوجه کشی و انتقال جوجه‌های حاصل از پروتکل خود به دمای ۱۵ درجه سانتی‌گراد نتوانستند نتیجه خوبی از لحاظ وزن پایان دوره بگیرند. به طوری که تنش سرمایی سبب کاهش عملکرد وزنی به میزان ۷۰۰ گرم در همه تیمارها شده بود. آنها همچنین در تحقیق بعدی خود (۲۰۱۱) به نتایج مشابهی رسیدند(۳و۴).

مواد و روش‌ها  
جهت اجرای این آزمایش تعداد ۲۸۰ قطعه جوجه گوشتی یکروزه نر از سویه کاب ۵۰۰ در قالب طرح فاکتوریل  ۲ × ۲ به طور تصادفی انتخاب شده و پس از توزین‌، به ۲ گروه (‌شاهد و تیمار) در دو سطح دمایی (معمولی و کاهش دما) تقسیم شدند. گروه تیمار در روز سوم پرورش به مدت ۴ ساعت تحت استرس سرمایی در دمای ۲۰ درجه سانتی‌گراد قرار گرفتند. در روز چهارم‌، سرمادهی با همان شرایط انجام شد. گروه شاهد و تیمار تا روز ۲۴ دوره پرورش در دمای معمولی به رشد خود ادامه دادند. از روز ۲۵ تا انتهای دوره پرورش نیمی از تیمار‌های شاهد و استرس دیده به شرایط دمایی ۱۶ درجه سانتی‌گراد منتقل شدند. به هر تیمار ۴ پن به صورت تصادفی به همراه ۱۶ نمونه اختصاص داده شد.

تیمار‌ها شامل: ۱)گروه تحت استرس در اوایل دوره پرورش/بدون استرس اواخر دوره پرورش

۲)گروه تحت استرس در اوایل دوره پرورش/همراه با استرس در اواخر دوره پرورش

۳)گروه بدون استرس اوایل دوره پرورش/بدون استرس اواخر دوره پرورش(شاهد)

۴)گروه بدون استرس اوایل دوره پرورش/همراه با استرس اواخر دوره پرورش.

جیره‌های تغذیه شده درکل دوره پرورش مطابق توصیه‌های کاتالوگ کاب ۵۰۰ (بر اساس سطح انرژی ۲۹۰۰ کیلوکالری/کیلوگرم) و بر پایه ذرت و کنجاله سویا تنظیم شد. میزان خوراک مصرفی هر پن و وزن بدن جوجه‌ها در هر هفته اندازه گیری شده و با فرمول روز مرغ برای تلفات تصحیح شد. در روز ۲۱ و ۴۲ پرورش از هر پن دو قطعه جوجه به صورت تصادفی انتخاب و جهت بررسی عملکردکشتار انجام شد. داده‌ها با استفاده از نرم افزار SPSS و بر اساس مدل ذیل تجزیه و تحلیل شد‌:

Yijk =  μ + Ai + Bj + ABij + eijk

μ - میانگین جامعه؛ A = اثر عادت دهی سرمایی اوایل دوره؛  B = استرس سرمایی آخر دوره AB = اثر دو عامل در نظر گرفته شده؛  e = اثر خطای آزمایشی

نتایج و بحث
داده‌های حاصل از افزایش وزن، ضریب تبدیل غذایی و مصرف خوراک تیمارها در سن ۴۲ روزگی در جدول شماره ۱ و ۲ آمده است.‌ همانطور که مشاهده می‌شود در سطح دمای معمولی بالاترین افزایش وزن مربوط به گروه تیمار است. مواجه شدن جوجه‌ها در روز ۳و۴ دوره پرورش با دمای ۲۰ درجه سانتی‌گراد باعث افزایش  معنی دار  P ≤ ۰,۰۵)) وزن پایان دوره در هر دو سطح دمایی شد. نتایج به‌دست آمده با یافته‌های شیندر و همکاران(۴) و یاردسمی همکاران(۶) همسو بود. آنها دلیل این افزایش وزن ایجاد شده در گروه تیمار نسبت به گروه شاهد را تغییرات اپی ژنتیک در اوایل دوره پرورش در نتیجه کاهش دما می‌دانند. کاهش دمای سالن پرورش به ۱۶ درجه سانتی‌گراد از روز ۲۵ پرورش نه تنها تاثیر منفی بر روی رشد پرندگان نداشت بلکه همانطور که در جدول شماره ۲ مشاهده می‌شود، جوجه‌های تیمار در این سطح دمایی از نظر وزن پایان دوره به طور معنی‌داری نسبت به گروه شاهد عملکرد بهتری داشته‌اند.

کاهش دما در اوایل دوره پرورش بر میزان ترشح هورمون‌های تیروئیدی خصوصا هورمون T۳ تاثیر گذاشته و آن را در پلاسما خون بالا می‌برد. افزایش این هورمون در پلاسما با افزایش بیان ژن‌های مرتبط با پروتئین‌های Uncopling مرتبط است. این پروتئین در میتوکندری از طریق جدا کردن فاز فسفوریلاسیون اکسیداتیو، باعث تبدیل ATP به گرما می‌شود(۱،۳، ۴و ۶). به همین دلیل در جوجه‌هایی که بیان این پروتئین در آنها در اثر استرس اوایل دوره بالا رفته بود، نوعی مقاومت به سرما در اواخر دوره ایجاد شد. داده‌های مربوط به ضریب تبدیل غذایی و میزان مصرف خوراک در جدول شماره یک آمده است. همان طور که مشاهده می‌شود بهترین عملکرد از نظر پارامتر ضریب تبدیل غذایی مربوط به تیماری است که در اوایل دوره پرورش در معرض استرس سرمایی قرار گرفته بود. کمترین میزان مصرف خوراک مربوط به گروهی بود که در اوایل دوره پرورش تحت استرس سرمایی قرار گرفته بود ولی در اواخر دوره پرورش تحت شرایط سرما قرار نگرفته بود. کاهش دما در مراحل پایانی دوره پرورش باعث افزایش میزان مصرف خوراک شده بود. با این تفاوت که این افزایش مصرف برای گروه‌هایی که تحت استرس سرمایی اوایل دوره پرورش بودند کمتر بود. یاردسمی و همکارانش(۲۰۰۶) به نتایجی مشابه دست یافته بودند(۶). با توجه به سنتی بودن سیستم گرمایش در اکثر سالن‌های پرورش در کشور ما و نیز آزاد شدن قیمت سوخت برای این واحد‌ها و همچنین نبود فرصت کافی برای مکانیزاسیون همه آنها، نتایج این تحقیق می‌تواند یک راه حل مناسب برای کاهش مصرف سوخت در این واحدها باشد. نتایج این تحقیق نشان داد که از طریق فرایندهای اپی ژنتیک می‌شود دمای سالن را  از روز ۲۵ دوره پرورش تا انتهای دوره به میزان ۸ درجه سانتی‌گراد کاهش داد. بدین ترتیب اولا در مصرف سوخت سالن در اوج سرما صرفه جویی قابل توجهی صورت می‌گیرد. دوما این کاهش نه تنها تاثیر منفی بر عملکرد نگذاشت‌ بلکه به طور معنی داری ‌P ≤ ۰,۰۵)) وزن پایان دوره در گروه تیمار نسبت به گروه شاهد در دمای ۱۶ درجه سانتی‌گراد بالاتر بود.   

 Blahova. J , R. Dobsikova  ,  E. Strakova , P. Sucha,۲۰۰۷. Effect of Low Environmental Temperature on Performance and Blood System in Broiler Chickens (Gallus domesticus)   Acta vet. Brno ۲۰۰۷, ۷۶: S۱۷–S۲۳

 Ipek, A. and Sahan, U. ۲۰۰۶. Effects of cold stress on broiler performance and ascites

susceptibility. Asi-Au. J. of. Anim. Sci. ۱۹ : ۷۳۴-۷۳۸۵.

 Shinder. D, M. Rusal , M. Giloh ,  S. Druyan ,  Y. Piestun   and S. Yahav,۲۰۱۱. Improvement of cold resistance and performance of broilers by acute cold exposure during late embryogenesis. Poultry Science ۹۰: ۶۳۳-۶۴۱

 Shinder. D, M. Rusal , M. Giloh , and S. Yahav,۲۰۰۹. Effect of  repetitive acute cold exposures during the last phase of  broiler embryogenesis on cold resistance through the life span . Poultry Science ۸۸:۶۳۶–۶۴۶

Yahav, S., R. Sasson-Rath, and D Shinder. ۲۰۰۴b. The effect of thermal anipulations during embryogenesis of broiler chicks(Gallus domesticus) on hatchability, body weight and thermoregulation after hatch. J. Therm. Biol. ۲۹:۲۴۵–۲۵

 Yardimci. M , E. Peng , R, E. Hesna pahun , U. Bayram. ۲۰۰۶. The Influence of Cold Conditioning on the Performance of the Broiler Chicken . Turk. J. Vet. Anim. Sci ۳۰ (۲۰۰۶) ۵۸۳-۵۸۸ .

Broilers Adaptation to Cold  Stress by Epigenetic Processes in Early Rearing Period.

R. Karimi۱*. M.H. Shahir۲

۱MSc Student, Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, University of Zanjan , Zanjan, Iran

۲Associate professor, Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, University of Zanjan, Iran

* Corresponding E-mail address: rasool_karimi@znu.ac.ir

The purpose of this study Effects of epigenetic processes On broiler performance and resistance to the cold stress. Two hundred and eighty  chicks selected and after weighting, they divided into two groups (treatment and control). At ۳th and ۴th day of age, the chicks exposed to cold stress with ۲۰ºC for ۴ h. Both groups were rearing until ۲۴ days of age in normal temperature. From day ۲۵ to end the growing period  half of the control and stress treatments were transferred to ۱۶ ºC. Average body weight gain and average feed intake were measured weekly (۰-۴۲d), and feed conversion ratio was calculated. At ۴۲ d of age killing two birds of each pen was randomly for performance and carcass parameters were related. Cold treatment showed greater (P<۰,۰۵) final weight gain relative to control. feed conversion ratio for CS treatment was significantly better than Control treatment. Mortality rate was not significantly different between control and treatment.The amount of feed consumed at a temperature of ۱۶ degrees Celsius than normal temperatures for both treatment were higher. The increase in feed  for a team that had not been cold in the early growing period significantly higher than other groups. Overall the present results can be concluded  The early development of cold stress not only improves the performance at normal temperature is raised, but due to epigenetic changes in expression of genes associated with resistance to cold room temperature can be reduced without damage to the chickens. This study was conducted in winter ۱۳۸۹ in Zanjan University Research Farm.

Keywords: Epigenetic Adaptation, Cold stress, Cold Resistance, Broilers,Consumption of  Fuel