Document Type : Basic Sciences
Authors
1 Department of Animal Production Management, Animal Science Research Institute of Iran (ASRI), Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran
2 Department of Poultry Nutrition Animal Science Research Institute (ASRI), Agricultural Research, Education, and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran
Abstract
Keywords
Main Subjects
در سالهای اخیر، فعالیتهای بهبود ژنتیکی و اصلاح نژادی انجامشده بر روی مرغان گوشتی بهمنظور نیل به اهدافی همچون سرعت رشد بالا و بزرگتر شدن لاشه، بهدلیل وجود همبستگی منفی بین صفات تولیدمثلی و صفات تولیدی، موجب کاهش قابلملاحظه توان باروری در مرغان مادر گوشتی شده است. بهطور طبیعی، در گلههای مرغ مادر گوشتی تا سن 30 الی 40 هفتگی، باروری به سطحی عالی میرسد (بالای 95 درصد)، اما پس از سن 40 الی 45 هفتگی باروری بهسرعت کاهش مییابد و در بیشتر موارد بهدلیل افول شدید باروری در سنین 65 الی 70 هفتگی ازلحاظ اقتصادی نگهداری گله بهصرفه نبوده و مرغدار اقدام به حذف و فروش گله میکند. علاوهبراین مدیریت پرندگان با تولید بالا دشوارتر بوده و متأسفانه پیشرفت روشهای مدیریتی این پرندگان با پیشرفت ژنتیکی آنها همگام و همسو نبوده است؛ بنابراین جهت دستیابی به بالاترین پتانسیل تولید و تولیدمثلی پرندگان، به یک برنامه مدیریتی همهجانبه، منظم و هماهنگ نیاز است و در این بین مدیریت تغذیه از اهمیت بالایی برخوردار است (1).
تقریباً 30 درصد از مشکلات ناباروری به خروس مرتبط است. شرایط محیطی و عواملی همچون افزایش سن، سطح تغذیه، شرایط آبوهوایی و مدیریت گله، بر ظرفیت تولید منی در خروسهای مولد مؤثرند (2). با افزایش سن پرندگان مولد، مرغها برای حفظ باروری نیازمند افزایش تعداد جفتگیریها میباشند، درحالیکه در همین زمان خروسها برای جفتگیری تمایل کمتری از خود نشان میدهند. این امر بهدلیل کاهش توان جسمانی خروسها برای نشان دادن رفتار جفتگیری است که دلیل عمده آن ضعف ماهیچهای و ناکافی بودن ذخیره انرژی در ماهیچه است (3). یکی از راهکارهای غلبه بر این مشکل، استفاده از ترکیبات مولد انرژی، مانند گوانیدینواستیک اسید (GAA) بهعنوان پیشساز کراتین است. این ترکیب در کلیه و کبد پرنده وجود داشته و از اسیدآمینههای گلایسین و آرژنین توسط آنزیم آرژنین ـ گلایسین آمیدینوترانسفراز ساخته شده و سپس توسط اس ـ آدنوزیل ـ ال ـ متیونین و با فعالیت آنزیم گوانیدینواستات اِن ـ متیل ترانسفراز متیله شده و به کراتین تبدیل میشود. کراتین در سلولها به فسفوکراتین تبدیل شده و بهعنوان منبع مهم و سریع از انرژی میتواند مورد استفاده ماهیچهها قرار گیرد (1). در حین تبدیل فسفوکراتین به کراتین توسط آنزیم کراتین کیناز، ATP تولید میشود که برای فعالیتهای مختلف مصرف میشود. حدود 65 الی 75 درصد از نیاز روزانه بدن به کراتین ازطریق بازتولید تأمین شده و مابقی آن بایستی توسط خوراک تأمین شود. همچنین روزانه در حدود 7/1 درصد از کل ذخیره کراتین در بدن متابولیزه شده و بهصورت کراتینین از بدن دفع میگردد که بایستی جایگزین شود (4). علاوهبر نقش GAA در تأمین نیاز انرژی برای ماهیچهها، مطالعات متعددی درخصوص تأثیر مصرف آن بر فراسنجههای تولیدمثلی نیز انجام شده است. بهعنوانمثال، میتوان به وجود کراتین و فسفوکراتین در سلولهای سرتولی و اپیتلیوم زایا (5)، افزایش جنبایی اسپرم و نرخ باروری در خروس مولد گوشتی (6، 7)، بهبود باروری تا 5/28 درصد و بهبود نفوذ اسپرم تا 29 درصد (7)، افزایش غلظت LH و FSH در مرغان تخمگذار (8)، افزایش اسپرماتوژنز و بهبود کیفیت منی در خروسهای مولد گوشتی مسن (9)، بهبود جنبایی کل و جنبایی پیشرونده اسپرم پس از یخگشایی (10) اشاره کرد.
جیرههای بر پایه گیاهی مورداستفاده در تغذیه مرغان مادر فاقد کراتین میباشند و افزودن آرژنین به جیره موجب افزایش هزینه تمامشده خوراک میشود. ازسویدیگر، گوانیدینواستیک اسید در مقایسه با آرژنین ارزانتر بوده و درعینحال در مقایسه با کراتین ترکیب پایدارتری است (5)؛ بنابراین باتوجهبه موارد مذکور، در مطالعه حاضر تأثیر مکملسازی جیره با گوانیدینواستیک اسید بهعنوان پیشساز کراتین با نام تجاری CreAMINO® بر باروری خروسهای گله مادر گوشتی مورد مطالعه قرار گرفت.
144 قطعه مرغ و 18 قطعه خروس مادر گوشتی سویه راس 308 در سه تیمار بهگونهای جای داده شدند که هر تیمار شامل 6 تکرار و هر تکرار شامل 8 قطعه مرغ و 1 قطعه خروس بود. درمجموع 48 قطعه مرغ و 8 قطعه خروس در هر تیمار قرار داشتند و هر تکرار در باکس جداگانه بهعنوان واحد آزمایشی جای داده شد. تیمارهای آزمایشی، شامل تیمار کنترل دریافتکننده جیره بر پایه توصیه راهنمای تغذیه مرغ مادر گوشتی سویه راس 308، تیمار حاوی سطح 12/0 درصد (1200 میلیگرم در کیلوگرم جیره) و تیمار حاوی سطح 16/0 درصد (1600 میلیگرم در کیلوگرم جیره) گوانیدینواستیک اسید با نام تجاری CreAMINO® بودند. هر باکس دارای دانخوریهای جداگانه برای خروس و مرغ، آبخوری آویزی و لانههای تخمگذاری دوطبقه بود. سالن پرورش به سیستم گرمایشی، سیستم تهویه با تایمر و سیستم تنظیم ساعت روشنایی و خاموشی اتوماتیک دیجیتالی (14 ساعت روشنایی، 10 ساعت تاریکی) مجهز بود. غذای مصرفی برای هر باکس بهطور روزانه در 2 نوبت صبح و عصر توزین شده و در دانخوریها قرار میگرفت. جهت اجتناب از خطا در آزمایش و نیز فساد تخممرغها، روزانه در 2 نوبت جمعآوری تخممرغ انجام شده و تخممرغها در اتاق مخصوص با دما و رطوبت کنترلشده قرار داده میشدند. جیره آزمایشی براساس راهنمای مدیریت مرغ مادر گوشتی راس 308 تنظیم و در اختیار هر تیمار قرار گرفت (جدول 1).
مطالعه حاضر در قالب طرح کاملاً تصادفی انجام شد. عادتپذیری خروسها به جیرههای آزمایشی و محیط پرورش بهمنظور بهبود باروری و جلوگیری از رفتار تهاجمی خروسها از سن 38 هفتگی شروع گردید. رکوردبرداری تیمارههای آزمایشی از هفته 41 شروع شد و بهمدت 20 هفته ادامه یافت. مدیریت شرایط سالن پرورش و مدیریت تغذیه گله براساس راهنمای پرورش مرغ مادر گوشتی سویه راس 308 صورت گرفت. در پایان هر هفته، خروسها در هر جایگاه نگهداری پس از 3 ساعت قطع دان، وزنکشی شده و متوسط افزایش وزن زنده هر خروس در هفته و در کل دوره براساس دفترچه راهنمای پرورش راس 308 محاسبه شد. از هر خروس هفتهای 1 بار اسپرمگیری (به روش دستی) انجام شد. نمونههای اسپرم در حمام آب گرم به آزمایشگاه منتقل شدند. در آزمایشگاه صفات کمی و کیفی اسپرم شامل حجم منی، تراکم اسپرم، جنبایی کل، درصد جنبایی پیشرونده و درصد اسپرم زنده تعیین شدند. از روز نخست آغاز آزمایش با فواصل 30 روزه از خروسها 5 مرحله خونگیری (از سیاهرگ بال) انجام شد و سرم نمونههای خون پس از جداسازی در دمای 20- درجه سانتیگراد تا هنگام آنالیز نگهداری شدند. فراسنجههای خونی موردبررسی شامل کراتین، نیتریک اکساید، انسولین و تستوسترون بودند. همچنین در طول آزمایش میزان باروری یا نطفهداری تخممرغها و میزان جوجهدرآوری کل و جوجهدرآوری تخممرغهای بارور نیز محاسبه و تعیین شد. در روز پایانی آزمایش، یک خروس از هر تکرار بهطور تصادفی انتخاب و ذبح گردید. سپس بیضهها جدا شده و وزن شدند. برشهایی از بیضه تهیه شده و پس از شستوشو با سرم فیزیولوژیک، در محلول فرمالین 10 درصد قرار داده شده و به آزمایشگاه بافتشناسی منتقل شد تا پس از طی مراحل روتین تثبیت و رنگآمیزی بافت، تعداد سلولهای اسپرماتوگونیوم، اسپرماتوسیت، اسپرماتید، اسپرماتوزوآ، سرتولی و لیدیگ و نیز قطر مجرای سمینیفر و ضخامت اپیتلیوم زایا تعیین گردد. میزان جوجهدرآوری تخممرغهای بارور و میزان جوجهدرآوری کل نیز تعیین شدند. دادهها با استفاده از نرمافزار SAS با دو رویه repeated measurement و GLM بسته به ماهیت دادهها آنالیز شدند. نتایج بهصورت LSmeans گزارش شد و سطح معنیداری 5 درصد در نظر گرفته شد.
میانگین ویژگیهای کمی و کیفی اسپرم در کل دوره آزمایش در جدول 2 نشان داده شده است. نتایج نشان داد ازنظر حجم منی، غلظت اسپرم، میزان جنبایی (تحرک) اسپرم، درصد اسپرمهای دارای حرکت پیشرونده و همچنین درصد اسپرمهای زنده اختلاف معنیداری بین تیمارهای آزمایشی وجود نداشت. اگرچه ازلحاظ عددی مصرف کرامینو موجب بهبود فراسنجههای کمی و کیفی اسپرم در مقایسه با گروه کنترل شد.
اثر تیمارهای آزمایشی بر وزن بدن خروس و وزن بیضهها در پایان دوره آزمایش (64 هفتگی) در جدول 3 نشان داده شده است. باتوجهبه نتایج ارائهشده در این جدول، مصرف 2 سطح کرامینو تأثیر معنیداری بر وزن بدن و وزن بیضهها در خروسها نداشت، هرچند ازلحاظ عددی مصرف سطح 1600 میلیگرم کرامینو موجب کاهش وزن بیضهها گردید.
در جدول 4 تأثیر مصرف دو سطح کرامینو در مقایسه با گروه کنترل بر فراسنجههای بافتشناسی بیضه مشاهده شد. مصرف هر دو سطح کرامینو موجب افزایش معنیدار تعداد سلولهای اسپرماتوگونی، اسپرماتوسیت، اسپرماتید، لیدیگ و همچنین افزایش قطر مجرای سمینیفر و ضخامت اپیتلیوم زایا در بیضه خروسها در مقایسه با خروسهای گروه کنترل شد (05/0P≤). تعداد سلولهای اسپرماتوزوئید و سرتولی تحت تأثیر تیمارهای آزمایشی قرار نگرفتند. ساختار بافت بیضه که دربرگیرنده لولههای سمینیفر است برای گروههای آزمایشی در تصویر 1 نشان داده شده است. مشاهده میشود تراکم سلولی در مجاری سمینیفر در گروههای دریافتکننده کرامینو در مقایسه با گروه کنترل بالاتر است که تأییدکننده نتایج ارائهشده در جدول 4 است.
اثر تیمارهای آزمایشی بر میزان جوجهدرآوری کل و جوجهدرآوری تخممرغهای بارور در گله مرغان مادر گوشتی راس 308 در سنین 41 الی 64 هفتگی در جداول 5 و 6 نشان داده شده است. براساس نتایج ارائهشده در این دو جدول، مشاهده میشود تیمارهای آزمایشی اثر معنیداری بر درصد جوجهدرآوری کل و درصد جوجهدرآوری تخممرغهای بارور نداشت؛ اما گذر زمان، بهویژه از زمان ششم نمونهگیری به بعد، اثر معنیداری بر عملکرد جوجهدرآوری مرغان گله داشت (05/0P≤)، بهطوریکه با افزایش سن گله، از میزان جوجهدرآوری کاسته شد.
تغییرات هورمونها و متابولیتهای سرم تحت تأثیر تیمارهای آزمایشی در تصویر 2 نشان داده شده است. همانگونه که مشاهده میشود تفاوت معنیداری بین گروههای آزمایشی ازنظر غلظت انسولین و تستوسترون سرم وجود نداشت. غظت کراتین سرم، در نوبت دوم نمونهگیری در گروه کرامینو 1200 بهطور معنیداری پایینتر از دو گروه دیگر بود (05/0P≤)، اما در سایر دورههای نمونهگیری، تفاوت معنیداری ازنظر غلظت کراتین سرم بین گروههای آزمایشی وجود نداشت. غلظت نیتریک اکساید سرم در دوره دوم نمونهگیری برای گروه کرامینو 1600 بهطور معنیداری بالاتر از دو گروه دیگر بود (05/0P≤). در دوره سوم نمونهگیری، غلظت نیتریک اکساید برای گروه کنترل بهطور معنیداری بالاتر از دو گروه دیگر بود (05/0P≤). در سایر زمانهای نمونهگیری، اختلاف معنیداری بین گروههای آزمایشی ازنظر غلظت نیتریک اکساید وجود نداشت.
Namazizadegan و همکاران در سال 2016 گزارش دادند با افزودن گوانیدینو استیک اسید در سطوح صفر، 06/0، 12/0 و 18/0 درصد به جیره غذایی خروسها و بررسی نمونههای اسپرم منجمد پس از یخگشایی، مشاهده شد میانگین جنبایی کل و جنبایی پیشرونده در سطوح 12/0 و 18/0 درصد بهطور معنیداری بالاتر بود، اما تفاوتی در درصد زندهمانی اسپرمها مشاهده نشد (10). Tapeh و همکاران در سال 2017 با استفاده از سطوح صفر، 600، 1200 و 1800 میلیگرم گوانیدینو استیک اسید در هر کیلوگرم جیره بهمدت 24 هفته در خروسها در سن 29 هفتگی، گزارش کردند که سطح 1200 میلیگرم گوانیدینو استیک اسید موجب افزایش در غلظت اسپرم، تعداد کل اسپرمها و حرکت پیشرونده اسپرمها گردید. همچنین نرخ باروری با مصرف تمام سطوح گوانیدینو استیک اسید افزایش یافت (6). در خروسهای 37 هفتهای که چهار سطح صفر، 35/1، 33/2 و 22/3 گرم در کیلوگرم جیره ال ـ آرژنین بهمدت 8 هفته دریافت کرده بودند، سطح 33/2 گرم در کیلوگرم ال ـ آرژنین موجب افزایش وزن بیضه، حجم اسپرم و حرکت رو به جلوی اسپرم گردید (11).
اندازه بیضه بزرگتر و گستردگی شبکه رگهای خونی، خون کافی برای بافت بیضه تأمین میکند و موجب میشود اسپرماتوژنز بهطور بهینه انجام شود. زمانی که اسپرمها در معرض محیط مناسبی قرار نداشته باشند، هم در مجاری اسپرمساز و هم در اویداکت مرغها طول عمر کمتری خواهند داشت. با افزایش سن خروس، بیضهها دچار تحلیل شده و مشابه همین روند در تولید اسپرم و غلظت تستوسترون قابلمشاهده است (12). همچنین مشاهده شد خروسهای گله مادر گوشتی که کمتر از 3800 گرم وزن داشتند، نابارور بوده و یا ناباروری تحت بالینی داشتند. همچنین سطوح پایینی از تستوسترون و غلظتهای بالایی از کورتیکوسترون داشتند. برعکس، خروسهای سنگینتر، بیضههای بزرگ و سالمتر، سطح تستوسترون بالاتر و غلظت کورتیکوسترون کمتری داشتند. بااینحال این خروسها بهدلیل سنگینوزن بودن موفقیت چندانی در جفتگیری نداشتند. فقدان همگنی بین خروسها و وجود سلسلهمراتب در گله، همواره با کاهش درصد جوجهدرآوری همراه است که بهعنوان ضعف خروسها در جفتگیری و یا محدودیت دسترسی به مرغان تلقی میشود. کاهش باروری در خروسها پس از سن 45 هفتگی با کاهش در وزن بیضهها، تولید اسپرم و سطح تستوسترون همراه است (12).
در خروسهای 37 هفتهای که چهار سطح صفر، 35/1، 33/2 و 22/3 گرم در کیلوگرم جیره ال ـ آرژنین بهمدت 8 هفته دریافت کرده بودند، مشاهده شد سطح 22/3 گرم در کیلوگرم ال ـ آرژنین موجب افزایش در قطر مجرای لولههای سمینیفر، تعداد سلولهای لیدیگ، اسپرماتیدها و سلولهای اسپرم گردید؛ اما پرندگانی که 33/2 گرم در کیلوگرم ال ـ آرژنین مصرف کرده بودند قطر لولههای سمینیفر، تعداد سلولهای سرتولی و اسپرماتوگونیای بیشتری نسبت به سایر گروهها داشتند (11). Nasirikhah و همکاران در سال 2019 مشاهده کردند سطوح مصرفی گوانیدینواستیک اسید در خروسهای جوان گله مادر گوشتی (صفر، 600، 1200 و 1800 میلیگرم در کیلوگرم جیره در روز بهمدت 26 هفته)، تأثیری بر وزن بیضه، قطر مجاری سمینیفر و تعداد رگهای خونی بیضهها نداشتند، در مقابل ضخامت اپیتلیوم زایا، تعداد سلولهای اسپرماتوگونی و سلولهای لیدیگ و درنتیجه میزان اسپرماتوژنز افزایش یافت. همچنین مشاهده کردند استفاده از سطح 1200 میلیگرم گوانیدینواستیک اسید در هر کیلوگرم جیره بالاترین میزان باروری را ازطریق افزایش تولید اسپرم، تراکم اسپرم و درصد جنبایی پیشرونده به دست آورد (9). این بهبود در تولید اسپرم در خروسهای مسن را میتوان به افزایش جمعیت سلولهای سرتولی و اسپرماتوگونی نسبت داد که به افزایش در ضخامت اپیتلیوم مجاری سمینیفر و اسپرماتوژنز و درنهایت به افزایش تراکم اسپرم منجر میشود. بهبود در جنبایی پیشرونده اسپرم میتواند بهدلیل فراهمی بیشتر انرژی (ATP) ازطریق فسفوریلاسیون کراتین باشد (13، 14).
در خروس مسن، حجم منی و تعداد اسپرماتوزوییدها در هر انزال و توانایی باروری اسپرماتوزوییدها کاهش مییابد. کیفیت اسپرم بهعنوان یک عامل مهم در باروری، ممکن است به اندازه رفتار جفتگیری مؤثر نباشد (15). بدین ترتیب، بررسی وضعیت تغذیه خروس ازلحاظ ماده افزودنی برای تداوم رفتار جفتگیری در سنین بالای 40 هفته میتواند راهحلی برای این مسئله باشد. با افزایش سن، توان جسمانی خروسها برای نشان دادن رفتار جفتگیری کاهش مییابد که دلیل اصلی و عمده آن ضعف ماهیچهای و عدم ذخیره مقدار کافی انرژی در این ماهیچههای ضعیف است. نیاز ماهیچهها به برخی آمینواسیدها (مانند آرژنین، ایزولوسین، والین، متیونین و تریپتوفان) برای عملکرد مناسب، در پرورش گلههای مادر مهم میباشد. این مهم، بهویژه هنگام بروز رفتار جفتگیری در خروسها که نیازمند فعالیت ماهیچهای شدید و خستهکننده است، از اهمیت ویژهای برخوردار است؛ بنابراین باتوجهبه این توضیحات، لزوم استفاده از مواد انرژیزای ماهیچهای و پروفایل مناسب آمینواسیدی، مانند کراتین که نقش مهمی در متابولیسم انرژی سلولها و بهخصوص سلولهای ماهیچهای، بهویژه در خروس با سن بالا ایفا میکند وجود دارد (5). بهطوریکه گزارش شده استفاده از کراتین در جیره غذایی گلههای مادر گوشتی (از سن 50 تا 60 هفتگی) سبب افزایش باروری و جوجهدرآوری میشود (1). جوجهدرآوری کل و جوجهدرآوری تخممرغهای بارور در مطالعه حاضر، اگرچه تحت تأثیر تیمارهای آزمایشی قرار نگرفت، اما بهطور غیرمعنیداری مصرف کرامینو موجب بهبود این دو صفت گردید.
در مطالعهای که Ringel و همکاران در سال 2008 انجام دادند، گزارش شد گوانیدینواستیک اسید میتواند بهعنوان یک منبع کافی و مؤثر از کراتین عمل کرده و متابولیسم انرژی را در ماهیچهها بهبود بخشد (16). سطوح تستوسترون در خروسهایی که 33/2 گرم در کیلوگرم ال ـ آرژنین دریافت کرده بودند، افزایش یافت (11). Azizollahi و همکاران در سال 2024 در مطالعه خود نشان دادند مصرف 6/0 گرم بر کیلوگرم گوانیدینواستیک اسید در جیره مرغهای تخمگذار مسن (52 هفته) به افزایش غلظت کراتین و نیتریک اکساید و کاهش مالون دیآلدئید در سرم خون منجر شد (17). Salah و همکاران در سال2020 نشان دادند با استفاده از سطوح 00/1 و5 /1 گرم بر کیلوگرم گوانیدینواستیک اسید در مرغهای تخمگذار، سطوح نیتریک اکساید کبدی در مقایسه با سطوح صفر و 5/0 گرم بر کیلوگرم، بهطور معنیداری افزایش یافت، درحالیکه غلظت مالون دیآلدئید بهطور خطی با افزایش سطوح GAA کاهش یافت (18).
نتیجهگیری نهایی: باتوجهبه نتایج مطالعه حاضر، به نظر میرسد مصرف کرامینو در سطح 1200 میلیگرم در جیره خروسها بهمدت 20 هفته صفات مربوط به اسپرم و بافت بیضه را بهطور نسبی بهبود بخشید، اما تأثیر معنیداری بر میزان جوجهدرآوری کل و جوجهدرآوری تخممرغهای بارور نداشت. این امر میتواند به سن خروسها در زمان آغاز مصرف کرامینو، مدتزمان استفاده از آن و سایر شرایط مدیریتی مرتبط باشد. برای درک بهتر علل دخیل در این امر به مطالعات بیشتری نیاز است.
در طول دوره مطالعه و نیز در تمام مراحل نمونهگیری، اصول اخلاقی زیستی بر پایه مقررات مؤسسه تحقیقات علوم دامی کشور در خصوص نحوه برخورد و بهرهگیری از حیوانات مزرعه با شناسه ASRI-2016-95014 تطابق داشت.
بدینوسیله نویسندگان مراتب سپاس خود را از حمایتهای مادی و معنوی شرکت پژوهش و توسعه کشاورزی کوثر و مؤسسه تحقیقات علوم دامی کشور جهت اجرای مطالعه حاضر ابراز میدارند.
تعارض منافع
هیچ گونه تعارض منافعی در ارتباط با این مطالعه وجود ندارد.