صناعة الدواجن المتكاملة 1

( تأثير مكونات العليقة على مستوي النسخ٢٤٤) جدول Influence of dietary component on the transcript level

تكنولوجيا الأوميكس

Omic technology

Nutrigenomicsنيوتروميكس

Technique

Nutritional Research

ترانسكربتوم

Transcriptomics

DNA

Microarrays

Oligonucleotide

probes spotted

cDNA products

بروتوميكس

Proteomics

ميتابولوميكس

Metabolomics

Nuclear

magnetic

resonance

(NMR)

spectroscopy,

High

performance

liquid

chromatography

(HPLC);

Gas

chromatographymass

spectrometry

(GC-MS)

Nutritional diseases and

predisposition;

Individualized

food;

Functional

food;

Diagnosis

Post

transitional

modification;

Proteinprotein

interaction;

Bioprocess

cultivation

conditions; Food quality

control;

Functional food;

Diagnosis

Understanding

the

function of genes and

their proteins:

Resolving

and

quantifying a wide range

of compounds in a single

sample (diet);

Detect the changes in the

biochemical profiles of

plasma, urine etc from

animal fed with diet

prepared;

To determine the sun of

all metabolites (other

substances

than

DNA,RNA or protein) in

a

biologgiccaall

ssyssteem;

oorrgaaanissmm,, organ,

tiisssuue or cell

١١٥١

◌Animal Feeding

Quality of animal

feedstuff;

Quality of animal

products;

Optimization

of

nutrient/diets

requirements;

Food

safety

assessment

دراسة تأثير الغذاء ومكوناته على التعبير الجيني وتطبيقاتها فى علوم الدواجن Nutrigenomics and its application in poultry science من خلال انتاج البيض واللحم تمدنا صناعة الدواجن بثلث كمية الغذاء العالمي علي الأقل.

ويمثل بيض ولحم الدواجن ٥٩مليون و ٩٠مليون طن علي الترتيب ،وذلك من احصائية ٢٠٠٩لكمية الامداد الغذائي العالمي .وازدادت هذه الكمية خمس مرات خلال الخمسين سنه الماضية .ويعتبر بيض ولحم الدواجن مصدر حيوي للبروتين وخاصة مع تزايد النمو السكاني .بالإضافة الي ذلك يعتبر لحم الدواجن من اللحوم الرئيسية التي تستهلك في الولايات المتحدة الامريكية .كما وضعت خطط للحم الخنزير

ليكون من أكثر اللحوم

المستهلكة عالميا في الخمس سنوات القادمة .ومن جهة أخري يستلزم انتاج الدواجن نظام تكامل رأسي للمفقسات والمنتجين والمبتدئين وينتج عن التنافس الصناعي المكثف عدد صغير نسبي من الشركات العالمية الضخمة المسيطرة علي برامج التربية التجارية فحوالي أكثر من % ٩٠من قطيع تربية الدواجن العالمي يديره ثلاث شركات تبيعه للسوق العالمي.

في جنوب شرق آسيا تم تربية قطيع دجاج Jungle fowالأحمر بصفة أساسية من أجل بيضها وينظر الي لحم الدجاج كمنتج مخلف لانتاج البيض حتي العشرينات من القرن العشرين .اما السلالات ثنائية الغرض فقد اخذت طريقها لتخصص انتاج كتاكيت دجاج التسمين وبدأ التحسين الوراثي للقطعان التجارية في الاربعينات من القرن العشرين .ومع زيادة الطلب علي منتجات الدواجن واستخدام التكنولوجيات وممارسات التربية خلقت سلالات الدجاج البياض من أجل الانتاج العالي للبيض وكفاءة الاستفادة من الغذاء ،ففي كتاكيت التسمين لوحظ ان التشديد علي قوة الهجين hyprid vigorنتج عنه تزواجات نمطية تستلزم تهجين سلالات مختلفة وخطوط وراثية وبالمقارنه مع أنواع الدواب الأخري، فإن الدجاج يحقق معدل تحسين وراثي اسرع بسبب توليفة الفترات الفاصلة الأقصر لجيل التوالد والعدد الضخم من النسل "الذرية" وتكنولوجيا التلقيح الصناعي والعشائر الوراثية المحددة المعرفة dehinelوهذه العوامل سمحت بالتطبيق

الناجح لتوريث

الصفات

الانتاجية للدواجن ،ولقد قارن الباحث Havenstein, 2001أداء كتكوت تسمين بخط

١١٥٢

و ارثي تم تربيته عشوائيا منذ ) ١٩٥٧شكل (٧٢ولاحظ ان %٨٥علي الأقل من التحسين الملحوظ في الأداء يعزي الي التغيرات الجينية الناتجة من انتخاب موحد بواسطة مربي الدواجن من أجل النمو وتركيب الجسم وكفاءة الاستفادة من الغذاء والتناسل والصحة

والرفاهية.

شكل ) (٧٢مقارنة من ١٩٥٧كنترول و ٢٠٠١ذبائح كتاكيت تسمين منتخبه عند

أعمار مختلفة

نتج عن تحسين الأداء في الدجاج استخدام انتخاب مكثف لكلا من كتاكيت التسمين والدجاج البياض .ومعدل التناسل السريع نسبيا يعني ان عدد ضخم من الأجيال

"التوالد"تعرض لانتخاب مكثف

وعموما تستلزم برامج تربية الدواجن تهجينات بين ٤ سلالات او خطوط وراثية :جدود الآباء او خطوط الجدود الكبيرة التي نمطت وراثيا من

١١٥٣

صفات انتاج هامة Go G1هجنت لانتاج خطوط الآباء F1والتي تهجن لانتاج كتاكيت ويستطيع كل طائر انتاج أكثر من ٢٠٠نتاج من النسل offsprinhgعند كل جيل )شكل (٧٣والطبيعة الخاصة لهذه الخطوط الوراثة تعني انها تنهي تربية العشائر حيث لا يتدفق أي جين بين العشائر التجارية وغير التجارية وأي زيادات اضافية في الانتاج تتحقق

عن طريق استغلال قوة الهجين .heterosis

خطوط نقيه

أنثي

٤-٣سنوات

جد كبير

٢٣.٤أنثي

٧٢٥أنثي

جد

٢٤٨٠٩

أنثي

أب

كتاكيت تسمين

٣٠٦٤٠٠٠

كتكوت تسمين

شكل ) (٧٣تركيب صناعة كتاكيت التسمين والتقدير العالمي لعدد الطيور من المرجع برامج التربية الحالية تحسن من انتاج اللحم في صناعة كتاكيت التسمين بنسبة %٣ – ٢ كل سنه وفي الولايات المتحدة الامريكية يستمر تحسن معدلات النمو ومحصول لحم

١١٥٤

الصدر بحوالي %٠,٥كل سنه للكتكوت النامي حتي وزن ٢.٢٧كيلو جرام علي الترتيب حيث ينخفض معدل التحويل الغذائي بحوالي %٠,٢٥كل سنه وفي نفس الوقت تتحسن حيوية كتاكيت التسمين بنسبة %٠,٢٢كل سنه وتنخفض معدلات عدم القابلية للشفاء بنسبة %٠,٧كل سنة .ولقد اجري انتخاب للدجاج البياض من أجل صفات عديدة تشمل عدد البيض ،حجم البيضة ،جودة البيضة ،الحيوية ،استم اررية الانتاج ،كفاءة الاستفادة من الغذاء وزن الجسم عند البلوغ ،وبالرغم من أن بعض هذه الصفات لها ارتباطات سالبه كل منها بالأخري الا أن الولايات المتحدة الامريكية بينت أن عدد البيض يتحسن اكثر من بيضة كل سنه لكل دجاجة مع تحسن معدل التحويل الغذائي بنسبة %٠,١كل سنه بالإضافة الي ذلك تتحسن الحيوية حتي عمر ٨٠ ،٦٠يوم بنسبة %٠,١٢و %٠.١٨كل سنه علي الترتيب ..وهذه البيانات للتفوق الجيني والوراثي تحققت بواسطة صناعة الدواجن

باستخدام تكنيكات الانتخاب التقليدية.

نشر مسودة تعاقب "تسلسل" المادة الوراثية للدجاج عام ٢٠٠٤واطلاق النشرة الثانية عام ٢٠٠٦والقي الضوء علي الفروق بين المواد الوراثية geneomesفي كلا من الدجاج والحيوانات الثديية والسماح للتعرف علي ٣مليون SNPsمما أدي الي تطور مستمر لكل من مجموعات الانماط الجينية 600K, SNP, 60Kللدجاج والمتاح من هذه المصادر الجينية يسمح لدقة أكبر وتقدير أبكر للتصميم الجيني والانتخاب لحيوانات التربية المرشحة وفي الدواجن ربما يكون الانتخاب الوراثي قوي عندما يكون انتخاب التراكيب المظهرية غير ممكنا ،فعلي سبيل المثال :صفات البيضة في الذكور "الديوك".

حاليا يظهر الانتخاب الوراثي المختبر في الدجاج التجاري وتقدم التربية وخاصة في الدجاج البياض وعودا واضحة ولقد قيمت الزيادات في الدقة عندما اجري الانتخاب للدجاج البياض عند عم ار مبك ار جدا يسبق التراكيب المظهرية كونه متاح علي انتخاب الحيوانات المرشحة او ابنائها their siblinhgsوعند عمر متأخر وبإشتمال التراكيب الوراثية 23.4 K SNP العالية الكثافة في التقييم الجيني ازدادت دقة EBVحتي %٢٠٠للأنتخاب عند عمر مبكر وحتي %٨٨للأنتخاب عند عمر متأخر .ويمثل انتخاب الأعمار المتأخرة سيناريو

١١٥٥

scenarioحيث تستخدم المعلومات الوراثيه genomic information

لزيادة دقة

الانتخاب في برامج تربية الدجاج البياض الموجودة وخاصة في حالة الذكور .ومن جهة أخري فإن تركيب صناعة تربية الدجاج والاحتياج لبرامج تدريب فعالة من أجل تحقيق انتخاب وراثي ناجح يحتاج الي اعادة تسلسل التوقعات الجينية عند فترات فاصلة منتظمة.

وهذا يسمح ايضا الي الاستجابة لطفرات جديدة او تثبيت اليلات QTLالرئيسية .ولقد اجريت دراسة دقة GEBVsباستخدام بيانات واقعية علي انتاج البيض وصفات الجودة في الدجاج البياض واظهرت نتائج هذه الدراسة انه عندما كان التسلسل علي بيانات من جيل صفر كانت الدقة في هذا الجيل في حدود ٠,٤٣ولكنها قلت الي ٠,٣٣في الجيل .٢ وبالعكس عندما كانت البيانات من الجيلين صفر و ١تستخدم في اعادة التسلسل ازدادت دقة جيل ٢الي ٠,٤٩وتقترح نتائج هذه الدراسة ان اعادة التسلسل يجب ان تتم لجيل من اجل الانتخاب الوراثي في العشائر المغلقة النهائية.

تأثير العامل الوراثى عرى الرقبة و الجنس و التداخل بينهما على اداء النمو و خصائص الذبيحة فى كتاكيت التسمين تحت الظروف المصرية صيفا :

The effect of nacked neck and sex and their interactions on growth

performance and carcass traits in broilers:

فى الدول النامية يواجة انتاج الدواجن تحديات كثيرة .فالأمراض و الظروف غير المرغوبة و الرعاية غير الفعالة تعتبر من العوامل التى ينتج عنها فقر اقتصادى سواء فى انتاج البيض أو فى قطاعات كتاكيت التسمين .وبالرغم من ذلك فان التحسين الوراثى للتحمل الحرارى ربما يكون حلا اقل تكلفة و خاصة فى الدول النامية ذات الأجواء الحارة ومما يزيد الأمر تعقيدا ان الانتاج العالي وتحسين الكفاءة التحويلية يجعل الدجاج اكثر تاث ار

بالضغوط الح اررية عن ذي قبل.

زيادة معدل انتاج الدواجن فى المناطق الأستوائية وشبه الاستوائيه يستلزم الاهتمام باستراتيجية انتخاب طويلة المدى لبرامج التربية التجارية اليوم .يعانى الدجاج كثي ار تحت ظروف درجة الح اررة العالية المحيطة بها لأن الكساء الريشى يعوق التشتت الداخلى للح اررة مما يؤدى الى ارتفاع درجة ح اررة جسم الطيور .ومن ثم فان تقليل الكساء الريشى يحسن

١١٥٦

من التشتت الحرارى و يقلل من تأثيرات الح اررة على الدجاج المربى فى الاجواء الحارة بالأضافة الى ذلك تقليل الترييش يوفر من كمية البروتين الموجهة لتكوين الريش ويستفاد منه فى لحم الانسجة .ولوحظ انه تحت ظروف درجة الح اررة الطبيعية فان كتاكيت التسمين المعراة الرقبة يكون معدل نموها اعلى نسبيا ومحصول لحم اكبر من كتاكيت التسمين الكاملة الريش وبالتالي وجود جين عرى الرقبة فى صورة مفردة او مزدوجة ينتج عنة وزن جسم اثقل و كفاءة استفادة من الغذاء اعلى ودرجة ح اررة جسم اقل بالأضافة الى ذلك يزيد اليل عرى الرقبة من انتاج لحم الصدر ويقلل من ترسيب الدهن فى الصدر.

وقد اظهرت نتائج الابحاث العلمية النقاط التالية:

-١كتاكيت التسمين المعراة الرقبة يكون وزن جسمها اثقل وغير معنوى من مثيلاتها كاملة الترييش .وهذة الزيادة فى الوزن تعزي الي جين عري الرقبة الذي يقلل من الريش ويوفر من كمية البروتين الموجهه لتكوين الريش للأستفادة منها في تكوين العضلات، بالإضافة الي ذلك ثبت علميا أن جين عري الرقبة يزيد معنويا من طول عظمة القص وطول الساق ،وعرض الصدر بنسبة %٢.٣ ،١.٩ ،٢.٥علي الترتيب.

-٢ذكور كتاكيت التسمين يكون وزن جسمها أثقل معنويا ودرجة ح اررة جسم أعلي )باستثناء الصدر( من أناث كتاكيت التسمين ،وادخال جين عري الرقبة في ذكور كتاكيت التسمين يزيد من طول وعرض الساق بنسبة %٤.٩ ،٣.٦بالمقارنة بالكتاكيت الطبيعية الوراثية.

-٣كتاكيت التسمين ذات التركيب الوراثي na naلها نسبة تشافي أعلي من الكتاكيت ذات التركيب الوراثي Na Naووجود جين عري الرقبة naيزيد من النسبة المئوية للأعضاء الداخلية المأكولة gibletsبنسبة %٤.٢بالمقارنة بالخطوط الوراثية الطبيعية للترييش.

بالإضافة الي ذلك كان وزن عضلات الصدر في كتاكيت التسمين ذات التركيب الوراثي na naأعلي معنويا بنسبة %٨.١بالمقارنة بكتاكيت التسمين ذات التركيب الوراثي Na Naوهذه الزيادة ترجع الي دور جين عري الرقبة في توفير المزيد من بروتين العليقة من أجل تطوير هذه العضلات وتقليل الاحتياجات من البروتين لنمو الريش.

١١٥٧

-٤قلل جين عري الرقية في كتاكيت التسمين من الوزن النسبي لدهن البطن ،وهذا الانخفاض يعزي الي تأثيرات العزل المتباينة بسبب كساء الريش الأقل بالإضافة الي أن الكتاكيت الحاملة لجين عري الرقية Naتستهلك معدل أعلي من الطاقة في التنظيم الحراري ومن ثم تقلل من ترسيب الدهن ،ومن ثم فإن جين عري الرقية تحسن من نوعية

الذبيحة لأنه يزيد من محصول اللحم النسبي.

-٥لاتوجد فروق معنوية بين الذكور والإناث من حيث النسبة المئوية للتشافي وعضلات الفخذ وعضلات الدبوس drumstickولكن إناث كتاكيت التسمين لها نسب مئوية للأعضاء الداخلية المأكولة وعضلات الصدر أعلي من الذكور فإن إناث كتاكيت التسمين لها وزن دهن بطن نسبي أعلي معنويا من الذكر.

ومما سبق يستنتج أنه تحت ظروف فصل الصيف في مصر يمكن تحسين مكونات ذبيحة كتاكيت التسمين بإدخال جين عري الرقبة naلزيادة عضلات الصدر ومحصول اللحم

وتقليل الوزن النسبي لدهن البطن.

محددات تطبيق تكنولوجيا الانتخاب الوراثي في برامج تربية الدواجن :

Limitations/Restrictions in genetic selection technology in poultry

breeding:

تكمن هذه المحددات في تكلفة هذه الطريقة والاحتياج لتطوير تسلسل العشائر وروتين التركيب الجيني لأعداد ضخمة من جينات صفات الانتخاب التي تنتج كل جيل .ونظ ار لأن الطيور التجارية تعتبر هجن نمطية typicalمن هجين four – way crossفإن مجهود وتكلفة العشائر المظهرية المتسلسلة المتطورة يتضاعف ٤مرات بالمقارنه مع مثيلاتها في ماشية اللبن .بالإضافة الي ذلك فإن الخطوط الوراثية لكتاكيت التسمين ليس لها مصادقة مع الخطوط الوراثية للدجاج البياض ،تعتبر خطوط الدجاج البياض البيضاء والبنيه ممتازة )واضحة( ولذلك فإن الاستثمار القوي سوف يحتاج لتطوير عشائر متسلسلة لخط وراثي معين .بالإضافة الي تكاليف ongoingالتركيب الجيني "الوراثي" لكل جيل من الجينات

المنتخبة.

١١٥٨

لقد نجحت برامج التربية التقليدية في استخدام النسب ومعلومات الصفة غير المكلفة ،ويجب تغطية التكلفة الاضافية للأنتخاب الوراثي عن طريق اداء المنتج المحسن ويراعي ضرورة دفع التكلفة الاضافية للأنتخاب الوراثي بواسطة شراء المستهلكين للطيور المحسنة وراثيا.

بالرغم من تكلفة الانتخاب الوراثي فإن المربين بدأوا في تطبيق استراتيجيات متنوعة لتقليل تكلفة التراكيب الجينية واعادة التسلسل لادني حد .ويمكن الحصول علي دقة اعلي بواسطة بيانات مجمعة من العشائر مع أو بدون بيانات جينية "وراثية" باستخدام single step G- BLUPكما يمكن تقليل تكاليف المتعلقة بالتركيب الجيني علي نطاق واسع باستخدام تراكيب جينية عالية الكثافة من شرائح SNPمنخفضة الكثافة وهذه الطريقة كانت واضحة في عشيرة الدجاج البياض ذو البيض البني اللون ،وبعد جيلين من التراكيب الجينية العالية الكثافة لكل الأباء كانت الأباء ذات تراكيب جينية عالية الكثافة في الجيلين والأمهات كانت ذات تركيب جيني اما عالي او منخفض الكثافة لجيل او جيلين ،وبزيادة عدد الأمهات ذات التركيب الجيني المنخفض الكثافة تقل الدقة مما يقترح بأن التراكيب الجينية العالية الكثافة للأمهات ربما تحتاج الي اجراء انتخاب لها للمحافظة علي الدقة بالمقارنة بتلك مثيلاتها باستخدام الواح panelsعاليه الكثافة.

أجريت دراسة بنيت علي اساس اصول كتاكيت تسمين حقيقية لثلاثة عشر جيل بالمقارنة بدقة GEBVمبنيه علي تراكيب جينية عاليه الكثافة GEBv ،مبنيه علي قيم تربية منخفضة الكثافة الجينية BLUPتقليدية لآكثر من أربعة اجيال مبنيه علي ٤توليفات من

التراكيب الجينية المنخفضة والعالية الكثافة.

وأظهرت نتائج هذه الدراسة ان توليفة الشرائح SNP panelsالمنخفضة والعالية الكثافة يمكن الاستفادة منها في صياغة تكلفة التراكيب الجينية وعند استخدام الشرائح المنخفضة الكثافة نتج %٨٨.٨دقة مولدة مع شريحة عاليه الكثافة عند جيل .٤ يحتاج الانتخاب الوراثي الفعال الي تصميم كامل من برامج التربية لمعظمه شدة الانتخاب المطلوب للطيور الصغيرة المبني علي دقة محسنه بواسطة المعلومات الوراثية .وهذا

١١٥٩

يستثمر تجريبيا بواسطة انقسام خطة سلالة الدجاج البياض البني التجاري داخل الجين

الوراثي.

ولقد انتخب احد هذين الخطين الوراثيين علي اساس سجله الخاص ومعلومات النسب مع فترة تقليدية فاصلة للجيل سنه واحده والخط الوراثي المنتخب وراثيا بواسطة عامل ٥وقدم التزاوج الخلطي المقسم cross classifiedلتعويض قلة حجم العشيرة الفعلي ولقد انتخب كلا الخطين الوراثيين علي اساس فهرس موحد لستة عشر صفة .كما استخدم كلا من

BLUPالوراثية , Bayes Bلتقييم GEBVاما الأباء

المنتخبة من الأجيال السابقة

للعشيرة الأساسية نمطت جينيا مع شريحة K Illuminaلامدادنا بمعلومات عن تأثيرات المرقم كما هو حادث جميع مرشحات الانتخاب Selection candidates .يعاد تسلسل كل دورة انتخاب .ولقد روقب مستوي التربية الداخلية لتجنب تزاوجات الأقارب في كلا التحت خط وراثيين ولوحظ ان دقة GEBvsكانت أعلي وأكثر مثابرة تواصلا من تلك الدقة GEBVsعلي اساس النسب .ولقد تباينت دقة التوقعات بين الصفات والأجيال .أما الأماكن الوراثية الجينية المفسرة لأعلي معدل للتباين الوراثي فقد تم التعرف عليها لجميع الصفات المدروسة وبنهاية سنتي التجربة كان معدل التفوق الجيني "الوراثي" في تحت النمط الوراثي المنتخب وراثيا متفوقا لمعظم الصفات .ربما تكررت اهداف التربية مع حلول الحقبة

الوراثية enomics era

وحاليا تتضمن العائدات المواجهة لصناعة الدواجن مقاومة الأمراض المعدية مثل انفلون از الطيور ومرض ماريك

Marekوالسالمونيلا ومرض

ampylobacterواستخدام المواد الوراثية ربما يكون أحسن وسيلة لانتخاب الطيور مع تحسين مقاومة الأمراض وبناء صناعة التربية ولمدة ٤–٣سنوات للمنتج ،يحتاج المربون ان يفكروا للأعداد من اجل الفرص والتحديات المستقبلية والتي منها :الرأي العالمي المتعلق بصفات مثل نظام اسكان مرغوب وحالة جيدة لحيوان.

أنواع الدواجن الأخري :الانخفاض السريع في التكاليف المصاحبة لتسلسل المادة الوراثة ومطابقة SNPوالتراكيب الجينية تمكن من تسلسل انواع الدواجن الاخري ،وفي سنة

٢٠١٠

استكملت المادة الوراثية للرومي بواسطة طرق تسلسل الجيل التالي

١١٦٠

next