biologyscienceТимирязевский биологический журналTimiryazev Biological Journal2949-4710ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева (ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева)10.26897/2949-4710-2024-2-4-6-14biologyscience-206Research Article3 - ГЕНЕТИКА, БИОТЕХНОЛОГИЯ, БИОХИМИЯ3 - GENETICS, BIOTECHNOLOGY, BIOCHEMISTRYМолекулярно-генетическая и биохимическая оценка антиоксидантного статуса цыплят-бройлеров (Gallus gallus domesticus) при использовании в кормлении разных фитобиотиковMolecular-genetic and biochemical evaluation of the antioxidant status of broiler chickens (Gallus gallus domesticus) using different phytobiotics in the diethttps://orcid.org/0000-0002-9501-8080СелионоваМ. И.SelionovaM. I.

Марина Ивановна Селионова, проректор по научной работе, профессор кафедры разведения, генетики и биотехнологии животных, доктор биологических наук, профессор РАН

127434, Москва, ул. Тимирязевская, 49

Marina I. Selionova, DSc (Bio), Professor of the Russian Academy of Sciences, Vice Rector for Research, Professor at the Department of Animal Breeding, Genetics and Biotechnology

49 Timiryazevskaya St., Moscow, 127434

selionova@rgau-msha.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3782-3903ЗагаринА. Ю.ZagarinA. Yu.

Артем Юрьевич Загарин, аспирант, ассистент кафедры разведения, генетики и биотехнологии животных

127434, ул., Москва, Тимирязевская, 49

Artem Yu. Zagarin, postgraduate student, Assistant at the Department of Animal Breeding, Genetics and Biotechnology

49 Timiryazevskaya St., Moscow, 127434

azagarin@rgau-msha.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5553-4454КуликовЕ. И.KulikovE. I.

Егор Игоревич Куликов, аспирант, заведующий лабораторией прикладной генетики

141311, Сергиев Посад, ул. Птицеградская, 10

Egor I. Kulikov, postgraduate student, Head of the Laboratory of Applied Genetics

10, Ptitsegradskaya St., Sergiev Posad, 141311

kulikovegor33@yandex.ruРоссийский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. ТимирязеваРоссияRussian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural AcademyRussian FederationВсероссийский научно-исследовательский и технологический институт птицеводстваРоссияAll-Russian Research and Technological Poultry InstituteRussian Federation20241105202524614Copyright © Селионова М.И., Загарин А.Ю., Куликов Е.И., 20252025Селионова М.И., Загарин А.Ю., Куликов Е.И.Selionova M.I., Zagarin A.Y., Kulikov E.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.bioscience-journal.com/jour/article/view/206

Одной из ключевых проблем птицеводства является борьба со стрессами различной этиологии, объединяемых единым биологическим механизмом – накоплением свободных радикалов и окислительным стрессом. Установлено, что значительную роль в борьбе с оксидантным стрессом играют витагены, транскрипционная активность которых повышается под действием различных алиментарных факторов включая фитобиотики. Исходя из этого цель исследований заключалась в анализе экспрессии генов, связанных с антиоксидантной защитой (АОЗ), у цыплят-бройлеров (Gallus gallus domesticus) при использовании в питании различных фитобиотиков и в сравнении полученных результатов с анализом биохимических параметров АОЗ в сыворотке крови. Был проведен зоотехнический опыт на цыплятах-бройлерах кросса Смена 9, в рамках которого особям контрольной группы скармливали основной рацион, в комбикорма 4 опытных групп вводили растительные экстракты цикория обыкновенного (Cichorium intubus L.), зверобоя продырявленного (Hypericum perforatum L.), левзеи сафлоровидной (Rhaponticum carthamoides L.) и тимьяна ползучего (Thymus serpyllum L.). В возрасте 22 суток отбирали образцы крови для биохимического анализа, в возрасте 26 суток – образцы печени для оценки относительной экспрессии генов SOD1 и PRDX6 методом 2–ΔΔCT, для чего проводили выделение РНК, обратную транскрипцию и ПЦР-РВ с референсным геном «домашнего хозяйства» ACTB. Результаты исследований свидетельствовали о повышении экспрессии SOD1 в 4,47 раза при использовании экстракта цикория и в 3,53 раза при скармливании экстракта зверобоя. При этом флавоноиды зверобоя проявляли наиболее видимый витагенстимулирующий эффект, что подтверждалось низкой вариабельностью экспрессии SOD1 и снижением значений показателей АОЗ крови, указывая на возможность ограничения использования организмом других физиологических механизмов борьбы со свободными радикалами. Результаты исследований послужат нутригеномным обоснованием при разработке состава новой фитокомбианции.

One of the key problems of poultry production is the fight against stresses of various etiologies, united by a single biological mechanism – accumulation of free radicals and oxidative stress. It has been established that vitagens play a significant role in the fight against oxidative stress, the transcriptional activity of which is increased under the influence of various nutritional factors, including phytobiotics. Based on this, the aim of the research was to analyze the expression of genes related to antioxidant defence (AOD) in broiler chickens (Gallus gallus domesticus) when different phytobiotics are used in the diet and to compare the results obtained with the analysis of biochemical parameters of AOD in blood serum. A zootechnical experiment was carried out on broiler chickens of the cross Smena 9, in which the control group was fed the main diet and four experimental groups were fed the mixed feed with plant extracts of common chicory (Cichorium intubus L.), St. John’s wort (Hypericum perforatum L.), safflower (Rhaponticum carthamoides L.) and thyme (Thymus serpyllum L.). At 22 days of age, blood samples were taken for biochemical analysis, and at 26 days of age, liver samples were taken to assess the relative expression of SOD1 and PRDX6 genes by the 2-ΔΔCT method, for which RNA isolation, reverse transcription and PCR-RT with the ‘housekeeping’ reference gene ACTB were performed. The results showed a 4.47-fold increase in SOD1 expression when chicory extract was used and 3.53-fold increase when St. John’s wort extract was used. At the same time, St. John’s wort flavonoids showed the most visible vitagen-stimulating effect, which was confirmed by the low variability of SOD1 expression and a decreased values of blood AOD indicators, indicating the possibility of limiting the use of other physiological mechanisms of free radical control by the organism. The results of the research will serve as a nutrigenomic justification for the development of the composition of a new phytocombination.

нутригеномика животныхэкспрессия геновантиоксидантный статусфитобиотикицыплята-бройлерыanimal nutrigenomicsgene expressionantioxidant statusphytobioticsbroiler chickensReferencesМифтахутдинов А.В., Сайфульмулюков Э.Р. Научное обоснование и реализация комплексного подхода к фармакологической профилактике технологических стрессов в промышленном птицеводстве // Достижения науки и техники АПК. 2023. Т. 37, № 12. С. 32–38. https://doi.org/10.53859/02352451_2023_37_12_32Miftakhutdinov A.V., Saifulmulyukov E.R. Scientific substantiation and implementation of an integrated approach to pharmacological prevention of technological stress in industrial poultry farming. Achievements of Science and Technology in the Agro-Industrial Complex. 2023;37(12):32-38. (In Russ.) https://doi.org/10.53859/02352451_2023_37_12_32Сурай П.Ф., Кочиш И.И., Фисинин В.И. и др. Молекулярные механизмы поддержания здоровья кишечника птицы: роль микробиоты: монография. Москва: «Сельскохозяйственные технологии», 2018. 344 с. EDN: YUFGIHSurai P.F., Kochish I.I., Fisinin V.I. et al. Molecular mechanisms for maintaining poultry intestinal health: the role of the microbiota: a monograph. Moscow, Russia: Selskohozyaystvennye tekhnologii, 2018:344. (In Russ.) 3. Kouvedaki I., Pappas A.C., Surai P.F. et al. Nutrigenomics of Natural Antioxidants in Broilers. Antioxidants. 2024;13:270. https://doi.org/10.3390/antiox13030270Kouvedaki I., Pappas A.C., Surai P.F. et al. Nutrigenomics of Natural Antioxidants in Broilers. Antioxidants. 2024;13:270. https://doi.org/10.3390/antiox13030270Bagno O.A., Prokhorov O.N., Shevchenko S.A. et al. Use of phytobiotics in farm animal feeding. Agricultural Biology. 2018;53(4):687-697. (In Russ.) https://doi.org/10.15389/agrobiology.2018.4.687rusБагно О.А., Прохоров О.Н., Шевченко С.А. и др. Фитобиотики в кормлении сельскохозяйственных животных // Сельскохозяйственная биология. 2018. Т. 53, № 4. С. 687-697. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2018.4.687rusEgorov I.A., Manukyan V.A., Lenkova T.N. et al. Methodology of scientific and production research on poultry feeding. Molecular-genetic methods of intestinal microflora determination: a training manual. Sergiev Posad, Russia: Ves’ Sergiev Posad, 2013:51. (In Russ.)Егоров И.А., Манукян В.А., Ленкова Т.Н. и др. Методика проведения научных и производственных исследований по кормлению сельскохозяйственной птицы. Молекулярно-генетические методы определения микрофлоры кишечника: учебное пособие. Сергиев Посад: Весь Сергиев Посад, 2013. 51 с. EDN: SDOKYPEfimov D.N., Egorova A.V., Emanuilova Z.V. et al. Manual on work with poultry of meat cross ‘Smena 9’ with autosex maternal parental form: (breeding work; egg incubation; technology of growing, housing; feeding; health and biosafety): methodological guidelines. Sergiev Posad, Russia: Federalniy nauchniy tsentr “Vserossiyskiy nauchno-issledovatelskiy i tekhnologicheskiy institut ptitsevodstva” Rossiyskoy akademii nauk, 2021:95. (In Russ.)Ефимов Д.Н., Егорова А.В., Емануйлова Ж.В. и др Руководство по работе с птицей мясного кросса «Смена 9» с аутосексной материнской родительской формой: (племенная работа; инкубация яиц; технология выращивания, содержания; кормление; здоровье и биобезопасность): методические указания. Сергиев Посад: Федеральный научный центр «Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт птицеводства» Российской академии наук, 2021. 95 с. EDN: AJBTFNLivak K.J., Schmittgen T.D. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2–ΔΔCT method. Methods. 2001;25(4):402-408. https://doi.org/10.1006/meth.2001.1262Livak K.J., Schmittgen T.D. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2−ΔΔCT method. Methods. 2001;25(4):402-408. https://doi.org/10.1006/meth.2001.1262Laptev G.Yu., Yildirim E.A., Ilyina L.A. et al. Expression of genes of immune response and adaptation and cecal microbiome composition in males and females of chickens (Gallus gallus L.) in CM5 and CM9 preparental lines of Smena 9 cross. Agricultural Biology. 2023:58(2):313-332. (In Russ.) https://doi.org/10.15389/agrobiology.2023.2.313rusЛаптев Г.Ю., Йылдырым Е.А., Ильина Л.А. и др. Экспрессия генов иммунитета и адаптации и состав микробиома у родительского поголовья кур и петухов (Gallus gallus L.) линий СМ5 и СМ9 кросса Смена 9 // Сельскохозяйственная биология. 2023. Т. 58, № 2. С. 313-332. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2023.2.313rusHan J.Y., Song K.D., Shin J.H. et al. Identification and Characterization of the Peroxiredoxin Gene Family in Chickens. Poultry Science. 2005;84:1432-1438. https://doi.org/10.1093/ps/84.9.1432Han J.Y., Song K.D., Shin J.H. et al. Identification and Characterization of the Peroxiredoxin Gene Family in Chickens. Poultry Science. 2005;84:1432-1438. https://doi.org/10.1093/ps/84.9.1432Bogolyubova N.V. Some aspects of antioxidant protection in the body of young cattle. Agrarian Science. 2023;370(5):38-41. (In Russ.) https://doi.org/10.32634/0869-8155-2023-370-5-38-41Боголюбова Н.В. Некоторые аспекты антиоксидантной защиты в организме молодняка крупного рогатого скота // Аграрная наука. 2023. Т. 370, № 5. С. 38–41. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2023-370-5-38-41Bogolyubova N.V., Nekrasov R.V., Nikanova D.A. et al. Biochemical and molecular genetic indicators of antioxidant protection and immunity in mail chicks (Gallus gallus domesticus) of different genotypes. Agricultural biology. 2023;58(4):669-684. (In Russ.) https://doi.org/10.15389/agrobiology.2023.4.669rusБоголюбова Н.В., Некрасов Р.В., Никанова Д.А. и др. Биохимические и молекулярно-генетические индикаторы антиоксидантной защиты и иммунитета у петушков (Gallus gallus domesticus) разных генотипов // Сельскохозяйственная биология. 2023. Т. 58, № 4. С. 669-684. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2023.4.669rusSavina A.A., Voronina O.A., Zaitsev S.Yu. Seasonal patterns of changes in antioxidant and microelement parameters of milk from black-and-white cows. Agrarian Science Euro-North-East. 2023;24(5):858-567. (In Russ.) https://doi.org/10.30766/2072-9081.2023.24.5.858-867Савина А.А., Воронина О.А., Зайцев С.Ю. Сезонные закономерности изменения антиоксидантных и микроэлементных параметров молока коров черно-пестрой породы // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2023. Т. 24, № 5. С. 858-567. https://doi.org/10.30766/2072-9081.2023.24.5.858-867Selionova M.I., Trukhachev V.I., Zagarin A.Yu. et al. Expression of Genes Related to Meat Productivity, Metabolic and Morphological Significance of Broiler Chickens with the Use of Nutritional Phytochemicals. Animals. 2024;14:2958. https://doi.org/10.3390/ani14202958Selionova M.I., Trukhachev V.I., Zagarin A.Yu. et al. Expression of Genes Related to Meat Productivity, Metabolic and Morphological Significance of Broiler Chickens with the Use of Nutritional Phytochemicals. Animals. 2024;14:2958. https://doi.org/10.3390/ani14202958Selionova M.I., Trukhachev V.I., Zagarin A.Yu. et al. Expression of Genes Related to Meat Productivity, Metabolic and Morphological Significance of Broiler Chickens with the Use of Nutritional Phytochemicals. Animals. 2024;14:2958. https://doi.org/10.3390/ani14202958

The authors declare that there are no conflicts of interest present.