صناعة الدواجن المتكاملة 1

النشاط العدائي ضد العديد من مسببات الأمراض الأسماك وتشارك في التفاعلات الوقائيه

ضد العدوى.

-ميكروبات الامعاء وتعذية الاسماك :Gut Microbiota And Fish Nutrition تعتبر بكتريا القناه الهضميه فى الاسماك مهمه جدا حيث تقوم بافراز انزيمات متنوعه حيث لها القدرة على افراز انزيمات ) proteolytic, amylolytic, cellulolytic, lipolytic, (and chitinolytic enzymes,التى تقوم بتحلل البروتين والنشا والسيليلوز والدهن والكربوهيدرات والكيتين .وتلعب ميكروبات الامعاء دو ار هاما فى تغذية الاسماك من خلال تمثيل بعض المركبات وانتاج بعض الفيتامينات التى تساعد الاسماك فى امتصاص بعض

المواد الغذائيه.

بعض ميكروبات الامعاء لها القدرة على تمثيل السيليلوز والسكريات المعقده حيث ان الاسماك تكون غير قادرة على تمثبل هذة المركبات وذلك لقلة الانزيمات اللازمه لهضمها.

هناك اعداد من ميكروبات الامعاء فى اسماك المياه العذبه لها القدرة على انتاج فيتامين ب ١٢الذى يمكن للاسماك استخدامه .كذلك هناك بعض انواع من البكتريا الموجوده فى الامعاء لها القدرة على انتاج احماض دهنية قصيرة السلسله الناتجه من عملية التمثيل والتى يمكن للاسماك استخدامها كمصدر للطاقه او تخليق الدهون .كذلك الميكروبات المتعايشه تزيد من قابليه الامعاء على امتصاص بعض المركبات والتى تشمل جزيئات الاحماض الدهنية والبروتين وكذلك الحد من الانزيمات التى تساعد فى تمثيل الكوليسترول.

الميكروبات والقناة الهضمية ونظام المناعه:Microbiota And Gastrointestinal Tract And Immune System:

لمعرفة دور الميكروبات فى تطور الجهاز الهضمى للاسماك اجريت تجارب على اسماك ) ( germ-free zebra fishوقد توصلت الدراسا ت التى اجريت ان الميكروبات المتعايشه تكون ضرورية فى عملية نضج وتطور جدار القناة الهضميه .على الجانب الاخر نجد ميكروبات القناه الضمية ضروريه لنمو وتطور الجهاز المناعى للاسماك.

١١٤١

العلاقه بين البروبيوتك والميكروبات:Relationship Between Probiotic And Microbiota:

الاحتياج العالمى من الغذاء الامن هو الدافع للبحث عن بدائل طبيعيه تستخدم كمنشطات نمو تستخدم فى غذاء الكائنات المائية )الاسماك( .هناك توجه فى زيادة الابحاث المختصه بتوفير استراتيجيات جديده لتطوير العلائق التكيميليه بحيث تعمل على تحسن نمو الاسماك وتكون صحيه وتشمل كلا من ).(probiotics, prebiotics, symbiotics, phytobiotics وتعرف البروبيوتيك من قبل منظمة الفاو على انها الكائنات الحية الدقيقه التى عندما تتوافر بالاعداد المناسبه تمنح الكائن الحى فوائد صحية كثيره .والهدف من ادارة البروبيوتك هو التلاعب فى ميكروبات الامعاء لزياده التأثير المفيد للميكروبات المتعايشه فى القناه الضميه من خلال استبعاد مسببات الامراض وتحفيز جهاز المناعه.

تقوم البروبيوتك بدور هام فى تحسين الهضم الذى يؤدى الى زيادة نمو الاسماك حيث نجد ان البكتريا من النوع ) (B. subtilisتزيد من العناصر الغذائيه وانزيمات الهضم التى تشمل الاميليز) (amylaseوالبروتيز ) (proteaseفى امعاء الاسماك مما يؤدى الى تحسن هضم وامتصاص الغذاء ونتيجة لذلك يتحسن النمو .وفى نفس السياق توصل العلماء الى ان استخدام البكتريا من نوع ) (Lactobacillusفى اسماك الدنيس ادى الى زيادة نشاط انزيمات الهضم وبالتالى تحسن هضم وامتصاص الغذاء وبالتالى تحسن النمو.

العوامل التى تؤثر على تركيب ميكروبات الامعاء Factors Affected Microbiota

:Composition

-العليقه : Diet

كثير من الدراسات توصلت الى تغير فى ميكروبات المعده عند التغير فى تركيب العليقه.

وغالبا ما تتشابه انواع البكتريا التى تتغير بتغير العليقه بين انواع الاسماك المختلفه وتشمل

).(Pseudomonas, Carnobacterium, and Vibrio

١١٤٢

-نمو وعمر الاسماك : Fish Age And Growth

يؤثر عمر الاسماك على تركيب الميكروبات وخاصة فى القناه الهضميه.فقد اثبت العلماء وجود البكتريا من نوع خاص فى مرحلة البيضه حيث توجد بكثرة فى بروتين على سطح البيضه للاسماك .وتبدا البكتريا فى عمل مستعمرات فى الجهاز الهضمى للاسماك قبل التغذية الاولى حيث تقوم يرقات الاسماك بشرب الماء لضبط الضغط الاسموزى وهذا الماء يحتوى على البكتريا .ومع بداية التغذية يحدث زيادة فى تغير وتنوع البكتريا ويزداد تنوع

البكتريا بزيادة عمر الاسماك.

-انواع الاسماك : Fish Species

يتأثر التركيب الداخلى والخارجى لميكروبات الامعاء ياختلاف انواع الاسماك .

الدراسات المستقبليه : Future Research

هناك قليل من الدراسات التى اجريت على الدور الذى تلعبة ميكروبات القناه الهضميه على صحة الحيوان .ميكروبات الامعاء للكائنات المائيه )الاسماك( هائلة .والتقدم فى علم الوراثه خصوصا الجينات ) (genomicوالبروتينات ) (proteomicيساعد فى توضيح دور ميكروبات الامعاء وساعد فى ايجاد حل لتعقيد النظم الايكولوجية الميكروبيه .بالاضافه الى ان فهم تركيب ميكروبات الامعاء للاسماك المستزرعه يساعد على التوصل الى افضل

تركيبه للعلائق وافضل معدل استفاده من الغذاء.

ثانيا :دراسة تأثير الغذاء ومكوناته علي التعبير الجيني وتطبيقاتها في علوم الحيوان :

Nutrigenomics And Its Application In Animal Science :

تهدف التغذية الجينية الي دارسة تأثير الغذاء ومكوناته علي التعبير الجيني تستخدم التكنولوجيات الوراثية لدراسة كيفية تأثير المركبات الغذائية علي تعبير الجينات .ومع حلول الحقبة الوراثية التالية ومع استخدام الأدوات الوراثية الفعالة اصبحت الاستراتيجيات الجديدة لتقييم تأثيرات التغذية علي كفاءة الانتاج والاستفادة من المركبات الغذائية المتاحة .والتغذية الجينية تلعب دو ار فعالا في المجالات المتنوعة لصحة الحيوان مثل :التغذية ،الانتاج،

١١٤٣

التناسل والمرض وغيرها .كما أن التغذية الجينية سوف تزيد من قدرات الباحثين للمحافظة علي صحة الحيوان وأداء الحيوان في صورة مثلي وتحسين نوعية اللبن واللحم.

وفي السنوات الأخيرة تحرك البحث الغذائي من علم الاوبئة والفسيولوجي الي البيولوجيا الجزيئية والجينات .وتلي هذا الاتجاه نشأة التغذية الوراثية nutrigenomicsكمجال بحثي نبيل ونظامي في العلوم الغذائية التي تستهدف الي كيفية تأثير العليقة علي صحة الحيوان.

من المعروف ان المركبات الغذائية ذات النشاط الحيوي تتداخل مع الجينات المؤثرة علي عوامل النسخ transcription factorsتعبير البروتين protein expressionوالانتاج

التمثيلي.

المقصود ب Genomicsهو دراسة وظائف وتداخلات الجينات في المادة الوراثية.

وتستخدم التغذية الجينية nutrigenomicsالتكنولوجيات الوراثية لدراسة كيفية تأثير المركبات الغذائية علي تعبير الجينات ،كما يطلق علي كيفية عمل الجينات ومنتجاتها في

تمثيل المركبات الغذائية مصطلح .Nutrigenomics

مع حلول الحقبة الوراثية التالية ومع استخدام أدوات وراثية فعاله اصبحت الاستراتيجيات الجديدة لتقييم تأثيرات التغذية علي كفاءة الانتاج والاستفادة من المركبات الغذائية المتاحة.

ولقد اختبرت أدوات جديدة في تنظيم التمثيل الغذائي عند مستوي التعبير الجيني واستخدام هذه الأدوات لإختيار التأثيرات الغذائية للمكونات الغذائية والاستراتيجيات الغذائية .كما تسمح هذه الأدوات بمزيد من التقييمات السريعة للعلاقة بين العليقة ووظائفها البيولوجية وتعد هذه الأدوات بإمداد وسائل تكشف الفروق في نوعية المركبات الغذائية وربما تستخدم ايضا في تقييم ممارسات الرعاية في أنظمة الانتاج الحيواني وفي تقييم القيمة الغذائية

للمكونات العلفية.

استخدام Nutrigenomicsفي علوم الحيوان Applications Of Nutrigenomics In

: Animal Sciences

.١تطوير علف الحيوان المتمشي مع نمطه الجيني :الهدف من التغذية الوراثية هو تطوير الاعلاف التي تتمشي مع الأنماط الجينية "الأنواع الوراثية" للحيوانات حتي

١١٤٤

تستفيد منها في صحتها وفي عملياتها الفسيوليوجية وباستخدام شرائح الجين gene chipsالتي تحتوي علي الشفرة الوراثية للحيوان استطاع الباحثون قياس تأثيرات إمدادات غذائية معينه بالإضافة الي كيفية تعديل التداخلات الجينية للجسم.

.٢اختيار المركبات الغذائية المتوافقة جيدا مع جينات الحيوان :عن طريق التغذية الوراثية يمكن اختيار المركبات الغذائية من أجل الجيينات المتوافقة جيدا والحامض النووي DNAالموجود في كل خلية ونسيج بالحيوان وعلي سبيل المثال، المحافظة علي جينات الاستجابة للأجهاد التي تتغير مع التغذية المناسبة لكي

يكون الحيوان أثقل وزنا وأكثر انتاجا.

.٣فهم دور الرعاية الغذائية في أداء الحيوان :دراسات التعبير الجيني سوف تسمح بالتعرف علي مسارات الجينات المسئولة عن الصفات الاقتصادية الهامة .وتعتبر المعاملات الغذائية والاستراتيجيات الغذائية أدوات هامة اساسية للتأثير علي انتاج الحيوانات المجترة بالإضافة الي ذلك فإن التغذية والترتيب الجيني genetic make upيؤثران علي الاداء التناسلي للحيوانات المدرة للبن .ويستفاد من التغذية الوراثية في إمداد ادوات جديدة تستخدم في فهم كيفية استخدام الرعاية الغذائية في تشخيص المرض وأداء وانتاجية الحيوانات .ومن جهة اخري

يجب فهم

العلاقة بين المركبات الغذائية وتنظيم التعبير الجيني .ويستفاد من التغذية الوراثية في التعرف علي مرقمات markersمعينة للتعامل مع التعبير الجيني عن طريق استخدام مركبات غذائية او توليفات منها لتحسين أداء وانتاج الحيوان .كما يستفاد من التغذية الجينية في التعرف علي الجينات المسئولة عن الأمراض الناتجة من

سوء التغذية التي تقلل من انتاج الحيوان.

.٤التداخل ما بين المركب الغذائي والجين :يشار الي العليقة بأنها مخلوط معقد من مواد طبيعية تمد الحيوان بكلا من الطاقة والمركبات التي تبني الجسم من أجل تطوير وتقوية الحيوان ومن جهة أخري تتميز المركبات الغذائية بأن لها أنشطة بيولوجية عديدة وبعض المركبات الغذائية لها دور كشقوق راديكالية radical

١١٤٥

scavengersتعرف كمضادات أكسدة تستخدم في الوقاية من الأمراض .وبعض المركبات الغذائية تظهر كجزئيات قطبية وتعمل كهرمونات غذائية.

.٥فهم عملية التسنين في الحيوانات :تعطي الحيوانات البالغة السليمة صحيا نفس الأغذية وذلك يساعد في إمكانية دراسة التعرف علي التعبير الجيني والفروق البيوكيماوية لعملية التسنين .والأغذية للحيوانات البالغة الأكبر سنا يمكن تصميمها منطقيا لتقييم قدرتها علي تعديل التعبير الجيني في الحيوانات حتي ينعكس ذلك

علي صحة الحيوان.

.٦التغذية الوراثية وجهاز المناعة :تعتبر التغذية عنصر اساسي للمحافظة علي الصحة وخاصة الجهاز المناعي ،ولذلك فان المستوي الأمثل للتغذية يضمن صحة مثلي للحيوان .وعند حدوث نقص في مركب غذائي ضروري يتأثر اداء الجسم ويعتبر الجهاز المناعي ذو حساسية خاصة لهذا النقص .وهناك علاقة محددة بين الانتاج وحالة المناعة للحيوان فالحيوان الأعلي انتاجا يكون جهازه المناعي أكثر حساسية .وفي الوقت الحاضر يراعي تغطية الاحتياجات الغذائية الفعلية من العليقة للحيوان لتغطية قدرته الوراثية .genetic potential .٧التغذية الوراثية والأمراض :يستفاد من المركبات الغذائية الضرورية ومكونات الغذاء الحيوية كمنظمات هامة لأنماط التعبير الجيني .ولقد لوحظ أن المركبات الغذائية الكبري والفيتامينات والعناصر المعدنية تستطيع أن تعدل من ترجمة من ونسخ الجيني Gene transcription and translationمما يساعد في تغيير

الاستجابات

البيولوجية

مثل

التمثيل

الغذائي،

نمو

الخلية

والتمييز

differentiationوجميع هذه الاستجابات هامة في حالة المرض .ترتبط أمراض كثيرة في صورة مركبات غذائية ضرورية ،عدم اتزان المركبات الغذائية أو التركيزات السامة لمركبات غذائية معينه .وهناك أمراض كثيرة تنتج عن التأثير المتداخل لمركبات غذائية مختلفة مع جينات عديدة ،والتكامل الوظيفي للجين يعتمد علي الإشارات التمثيلية التي تتلقاها النواه من عوامل داخلية مثل الهرمونات

١١٤٦

وعوامل خارجية مثل المركبات الغذائية التي تعتبر أكثر تأثي ار للتنبيه البيئي.

وبالتالي يمكن تنظيم تعبير المعلومات الوراثية عن طريق المركبات الغذائية

والمغذيات الصغري الموجودة في الغذاء.

.٨التغذية الوراثية والتناسل :بدأ علم التغذية الوراثية في استخدام المعلومات المتحصل عليها من الدراسات الاساسية للمادة الوراثية وذلك لتقييم تأثير العليقة والمركبات الغذائية علي التعبير الجيني .ولقد اقترحت الدراسات البحثية امكانية استخدام انماط تعبير جيني معين في تقييم تأثير التغذية علي عمليات التمثيل

الغذائي المرتبطة بالأداء التناسلي.

استخدم حديثا تكنيكات الترتيب الدقيق للحامض النووري c DNAلفهم الكثير من العوامل التي تتحكم في تنظيم نسخ الجين وتقييم التعبير الجيني بالنظر الي العدد

الكبير نسبيا من جين m RNA

في الانسجة وهذه التكنيكات تمدنا بمزيد من

المعلومات وتستخدم حاليا في اختيار التناسل والتطور والاداء في الماشية.

التغذية الوراثية والتكنولوجيات الأومكس:

Nutrigenomics And The Omic Technologic:

تهدف التغذية الوراثية دراسة الغذاء ومكوناته علي التعبير الجيني الي تقدير تأثير المكونات الغذائية الشائعة علي المادة الوراثية كما تحاول ربط الاشكال المظهرية phenotypes المختلفة الناتجة مع الفروق في الاستجابة الخلوية والجينية للنظام البيولوجي وتصف التغذية الوراثية ايضا استخدام الأدوات الوراثية الفعالة لتحقيق نظام بيولوجي يليه تنبيه غذائي يسمح بزيادة تفهم كيفية تأثير الجزئيات الغذائية علي المسار التمثيلي والتحكم في حالة

الثبات "الاتزان".

١١٤٧

دراسة فحص مستوي التعبير m RNAفي عشيرة الخلايا ودور المنسوخات

Transcriptomicsفي التغذية الوراثية:

يعتبر Transcriptomeمجموعة كاملة من الحامض النووي RNAالتي تنتج من المادة الوراثية اما Transcriptomicsفهي دراسة هذه المجموعة الكاملة من الحامض النووي والتي من امثلها :التعبير الجيني عند مستوي الحامض

النووي الرسول m RNA

باستخدام الحامض النووي المكمل c DNAاو نيكيلوتيدات الاليجو oligonucleotid يمكن وصف الطريقة التي عن طريقه يتحلل التعبير الجيني m RNA

في العينه

البيولوجية عند الوقت المعطي تحت ظروف معينه وتنظيم معدل نسخ الجينات بواسطة المكونات الغذائية يمثل موضع خداع intriguingلتنظيم الشكل المظهري indidual's phenotypeويستفاد من المركبات الغذائية الضرورية ومكونات الغذاء البيولوجية

كمنظمات هامة لانماط التعبير الجيني.

الهدف من transcriptomicsهو تقدير مستوي مجموعة الجينات المنتخبة بالاعتماد علي كمية الحامض النووي RNAالموجوده في عينات النسيج .أظهرت الدراسات البحثية ان %٣٣من جينات الفئران المغذاه علي عليقة بروتين الصويا تختلف عن مثيلاتها في الفئران المغذاه علي الكازين .كما لوحظ ايضا في دراسات بحثية اخري وجود فروق معنوية في مجموعة الجينات المتعلقة بتمثيل الدهن وكذلك في الجين المرتبط بتمثيل الطاقة ،عامل

النسخ وانزيمات مضادة الأكسدة.

وقد أظهرت دراسات بحثية عديدة ان مصادر البروتين الغذائية

المتنوعة ينتج عنها

اختلاف في التعبير لجين CNجين في كبد الفئران .وفي صناعة الألبان يستفاد من التكنولوجيا الفعالة في دراسة انسجة الغدة اللبنية )انتاج اللبن وصحة الضرع( نمو وتكرار العضلات وانتاج اللحم البقري ودور ميكروفلو ار القناه الهضمية في المأكول من العليقة في الحيوانات المجترة ،وفي محيط الجينات المرشحة لصفات انتاج اللبن تم التعرف علي ٨٢ جين معبر في نسيج الغدة اللبنية ولها علي الأقل تعبير أكبر بثلاثة اضعاف عن مثيله في جميع الإصدارات المختبرة في جين اطلس .Gene atlas

١١٤٨

دور علم تشكيل البروتين Proteomicsفي التغذية الجينية:

المقصود ب proteomicsهو دراسة جميع البروتينات في خلية معينه ،نسيج او جزء مستقل منها ،والأدوات الرئيسية لل Proteomicsهي جيل ذو هجرة كهربية 2D gel electrophorsis,lrdhs'dt ;ldومقياس طيف كمي mass spectrometryوتحليل هذه البروتينات يكون فعالا ومفيدا لتقييم تأثير مثيونين الغذاء علي زيادة لحم الصدر وتعبير البروتين في عضلات دجاج التسمين.وعن طريق مقياس الطيف الكمي أمكن التعرف علي

١٩٠بروتين مستقل من نسيج عضلة .Pectorali

دور الجزء الوراثي Metabolomicsالمتعلق بالتمثيل الغذائي في التغذية الجينية:

تمثل ال Metabolomicsالخطوة النهائية في فهم وظيفة الجينات وبروتيناتها والهدف من هذه ال Metabolomicsهو تقدير مجموع كل النواتج التمثيلية metabolitesمواد أخري بخلاف الحامضين النووين DNA RNAوالبروتين في النظام البيولوجي الكائن ،عضو الجسم ،نسيج او خلية ،وتشتمل التكنيكات المستخدمة لتقييم ال metabolomeعلي كل من :الرنين المغناطيسي النووي ،مقياس الطيف الضوئي ،spectroscopyالتحليل الكروماتوجرافي باستخدام السائل ،التحليل الكروماتوجرافي باستخدام الغاز وهذه الوسائل تستطيع حل وتقدير كميا مدي واسع من المركبات في عينة واحدة.

الهدف من تحليل ال metabolomicهو تقييم تأثير المكونات الغذائية علي metabolomeالاعضاء او النسيج في دراسات تغذية الحيوان .وسوف تساعد طرق

التغذية

الوراثية الباحثين في المحافظة علي صحة الحيوان والاداء

الامثل للحيوان

وتحسين نوعية اللبن واللحم وانه من غير المؤكد اذا ما كانت الأدوات التي تستخدم لدراسة تعبير البروتين وانتاج المركبات التمثيلية قد تطورت كمقاييس واقعية وفعالة وجميع

التكنولوجيا المستخدمة ما زالت في تطور.

١١٤٩

To select nutrients fine-tunes

with genes of animal

Nutrigenomics and reproduction

To develop animal

feed/food matching

to its genotype

Nutrigenomics and diseases

To understanding

the aging process

in animals

Nutrient-Gene interaction

Nutrigenomics

and immune

system

To understand role of nutritional

management in performances

(production/disease) of animal

(production/disease) of animal

فى تغذية الحيوان والبحث الغذائيOmics ( تكامل تكنولوجيا٧١) شكل Schematic overview of integration of Omics technology in animal

feeding and nutritional research

١١٥٠