Тваринництво та технології харчових продуктів

Вплив біотехнологічних процедур трансгенозу на продуктивність качок

Регіна Олійник, Світлана Костенко, Оксана Коновал, Петро Король
Завантажити статтю
Анотація

 Використання птиці як унікальної моделі біологічних досліджень відзначилось високим рівнем ефективності, однак, методи створення трансгенних качок, ускладнені структурою шкаралупи яйця водоплавних птахів, мають низьку ефективність. Метою роботи було визначення впливу різних біотехнологічних процедур створення трансгенних качок на їх продуктивні якості та репродуктивну здатність для виділення оптимального методу створення трансгенної птиці для подальшого використання в наукових, дослідних або господарських цілях. Під час проведення дослідження використовували зважування, морфометричний та статистичний аналіз продуктивних ознак. Досліджено 40 качок (4 дослідні групи тварин та близько 3000 їх яєць). Найнижче значення індексу яєчної продуктивності отримано в групі, створеній за допомогою ін’єкції бусульфану (79,5 11,8 %), найвище – у групі, створеній методом трансфекції сперми (91,8±2,3 %), група прямої ін’єкції трансгенної конструкції – 89,0±2,0 %, що свідчить про те, що даний біотехнологічний метод введення трансгенної конструкції не мав явного впливу на даний показник. Вага качок в різних експериментальних групах варіювалася від 1323,50±65,36 г (з використанням методу трансфекції) до 1,608.08±94,76 г (в групі, створеній за допомогою бусульфану). Качки, які отримували прямі ін’єкції, мали середню вагу 1,480.42±35,01 г. У контрольній групі середня вага при досягненні статевої зрілості становила 139,5±9,67 днів, в групі бусульфану –148,2±13,13 днів, в групі прямих ін’єкцій – 143,16±7,25 днів, а в групі трансфекції  – 140,67±13,13 днів. Встановлено, що метод ін’єкції в ембріон реципієнта, стерилізованого бусульфаном, та введення донорських бластодермальних клітин негативно впливає на репродуктивні якості качок. Практичне значення дослідження полягає в тому, що в результаті аналізу продуктивності качок, отриманих різними методами трансгенозу, визначено те, що найефективнішим з оцінених є трансфекція ДНК трансгенної конструкції зі спермою (Sperm-mediated genе transfer, SMGT)

Ключові слова

розмір яйця; маса яйця; яєчна продуктивність; ін’єкції; бластодермальна химера; бусульфан

ЦИТУВАТИ
Oliynyk, R., Kostenko, S., Konoval, O., & Korol, P. (2024). Impact of biotechnological transgenesis procedures on duck productivity. Animal Science and Food Technology, 15(1), 91-104. https://doi.org/10.31548/animal.1.2024.91
Використані джерела
  1. Abd El-Hack, M.E., Hurtado, C.B., Toro, D.M., Alagawany, M., Abdelfattah, E.M., & Elnesr, S.S. (2022). Impact of environmental and incubation factors on hatchability of duck eggs. Biological Rhythm Research, 53(1), 79-88. doi: 10.1080/09291016.2019.1628394.
  2. Campbell, R.G., Karunajeewa, H. & Bagot, I. (1985). Influence of food intake and sex on the growth and carcase composition of Pekin ducks. British Poultry Science, 26(1), 43-50. doi: 10.1080/00071668508416785.
  3. Chepiha, A.M., Kostenko, S.O., Svyrydenko, N.P., Doroshenko, M.S., Kyrienko, A.Yu., Korol, P.V., Konoval, O.M., Lu, L., Bu, S., Huang, C., & Li, L. (2018). Monitoring of eggs productivity of the Shaoxing breed ducks of different age. Scientific Bulletin of the National University of Life and Environmental Science of Ukraine. Series “Technology of Production and Processing of Animal Husbandry Products”, 289, 77-85.
  4. Darmani Kuhi, H., Porter, T., López, S., Kebreab, E., Strathe, A.B., Dumas, A., Dijkstra, J., & France, J. (2010). A review of mathematical functions for the analysis of growth in poultry. World's Poultry Science Journal, 66(2), 227-240. doi: 10.1017/S0043933910000280.
  5. Dehdilani, N., Yousefi Taemeh, S., Goshayeshi, L., & Dehghani, H. (2022). Genetically engineered birds; pre-CRISPR and CRISPR era. Biology of Reproduction, 106(1), 24-46. doi: 10.1093/biolre/ioab196.
  6. EUs Directive 2010/63/EU on the protection of animals used for scientific purposes. (2010). Retrieved from https://norecopa.no/legislation/eu-directive-201063/. 
  7. Hamernik, D.L. (2019). Farm animals are important biomedical models. Animal Frontiers, 9(3), 3-5. doi: 10.1093/af/vfz026.
  8. Han, J.Y., & Park, Y.H. (2018) Primordial germ cell-mediated transgenesis and genome editing in birds. Journal of Animal Science and Biotechnology, 9, article number 19. 
  9. Huang, J.F., & Lin, C.C. (2011). Production, composition, and quality of duck eggs. In Improving the safety and quality of eggs and egg products (pp. 487-508). New Delhi: Woodhead Publishing.
  10. Ibrahim, M., & Stadnicka, K. (2023). The science of genetically modified poultry. Retrieved from https://www.researchgate.net/publication/367138368_The_science_of_genetically_modified_poultry.
  11. Ismoyowati, I., Suswoyo, I., Rosidi, R., Mugiyono, S., & Hidayat, N. (2020). The effect of environmental factor, population and age of duck on egg production. Animal Production, 22(2), 118-125. doi: 10.20884/1.jap.2020.22.2.51.
  12. Kim, G.D., Lee, J.H., Song, S., Kim, S.W., Han, J.S., Shin, S.P., Park, B.C., & Park, T.S. (2020). Generation of myostatin-knockout chickens mediated by D10A-Cas9 nickase. The FASEB Journal, 34(4), 5688-5696. doi: 10.1096/fj.201903035r.
  13. Kim, Y.M., Woo, S.J., Han, J.Y. (2023) Strategies for the generation of gene modified avian models: advancement in avian germline transmission, genome editing, and applications. Genes, 14(4), article number 899. doi: 10.3390/genes14040899.
  14.  King’Ori, A.M. (2011). Review of the factors that influence egg fertility and hatchability in poultry. International Journal of Poultry Science, 10(6), 483-492. doi: 10.3390/genes14040899.
  15. Konoval, O., Korol, P., Tabaka, P., Kostenko, S., Lizhi, L., Chepiha, A., Doroshenko, M., Drahulian, M., Xingchen, B., Xuetao, H., & Liumeng, L. (2019). Generation of transgenic ducks by CRISPR/Cas9-mediated gene insertion combined with the sperm-mediated gene transfer (SMGT). Biopolymers and Cell, 35(6), 427-436. doi: 10.7124/bc.000A16.
  16. Konoval, O.M., Korol, P.V., Kostenko, S.O., Tabaka, P.P., Lizhi, L., Chepiha, A.M., Doroshenko, M.S., Sydorenko O.V., Dzhus P.P., Svyrydenko, N.P., Lytvynenko, T.V., Xingchen, B., Xuetao, H., Li, L., Drahulian, M.V., Kostyuk, E.R., & Filipova, P.O. (2021) Efficacy of blastodermal cells and CRISPR/CAS9 method in the creation of transgenic duck (Anas Platyrhynchos). Biopolymers and Cell, 37(4), 289-302.
  17. Kwon, M.S., Koo, B.C., Kim, D., Nam, Y.H., Cui, X.S., Kim, N.H., & Kim, T. (2018). Generation of transgenic chickens expressing the human erythropoietin (hEPO) gene in an oviduct-specific manner: Production of transgenic chicken eggs containing human erythropoietin in egg whites. PLoS ONE, 13(5), article number e0194721. doi: 10.1371/journal.pone.0194721.
  18. Lee, J., Kim, D., & Lee, K. (2020). Current approaches and applications in avian genome editing. International Journal of Molecular Sciences, 21(11), article number 3937. doi: 10.3390%2Fijms21113937.
  19. Liptoi, K., & Hidas, A. (2006). Investigation of possible genetic background of early embryonic mortality in poultry. Retrieved from https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1079/WPS2005101.  
  20. Longmuir, K. J., Haynes, S. M., Dickinson, M. E., Murphy, J. C., Willson, R. C., & Waring, A. J. (2001). Optimization of a peptide/non-cationic lipid gene delivery system for effective microinjection into chicken embryo in vivo. Molecular Therapy Methods & Clinical Development, 4(1), 66-74. doi: 10.1006/mthe.2001.0418.
  21. Morduzzaman, M., Bhuiyan, A.K.F.H., Rana, M., Islam, M.R., & Bhuiyan, M.S.A. (2015). Phenotypic characterization and production potentials of Nageswari duck in Bangladesh. Bangladesh Journal of Animal Science, 44, 92-99. doi: 10.3329/bjas.v44i2.26007.
  22. Narahari, D., Mujeer, K.A., Ahmed, M., Asha Rajini, R., Sundararasu, V. (1991). Factors influencing the hatching performance of duck eggs. British Poultry Science, 32(2), 313-318. doi: 10.1080/00071669108417355.
  23. Okruszek, A., Książkiewicz, J., Wołoszyn, J., Kisiel, T., Orkusz, A., & Biernat, J. (2006). Effect of laying period and duck origin on egg characteristics. Archives Animal Breeding, 49(4), 400-410. doi: 10.5194/aab-49-400-2006.
  24. Önk, K., Sarı, M., Gürcan, I.S., Işık, S.A. (2018). Live weight and body measurements of male and female native ducks raised in different raising systems. Revista Brasileira de Zootecnia, 47, article number e20170084. doi: 10.1590/rbz4720170084.
  25. Park, J.S., Lee, K.Y., & Han, J.Y. (2020). Precise GE in poultry and its application to industries. Genes, 11(10), article number 1182. doi: 10.3390/genes11101182.
  26. Petitte, J.N., Clark, M.E., Liu, G., Verrinder Gibbins, A.M., & Etches, R.J. (1990). Production of somatic and germline chimeras in the chicken by transfer of early blastodermal cells. Development, 108(1), 185-189. doi: 10.1242/dev.108.1.185.
  27. Saunders, T.L. (Ed.). (2023). Transgenesis: Methods and Protocols. Berlin: Springer.
  28. Yakubu, A. (2013). Characterisation of the local Muscovy duck in Nigeria and its potential for egg and meat production. World's Poultry Science Journal, 69(4), 931-938. doi: 10.1017/S0043933913000937.
  29. Ziaei, S. M., & Amini, M. (2020). Investigation of waste in livestock and poultry industry and methods to improve feed conversion ratio in it.  The Journal of Environment, Agriculture and Biological Sciences, 2(4), 5-12.