МЕТОД ПОЛНОТРАНСКРИПТОМНОГО СЕКВЕНИРОВАНИЯ В ИЗУЧЕНИИ АКТИВНОСТИ ГЕНОВ АНТИОКСИДАНТНОЙ ЗАЩИТЫ В ТКАНЯХ ПЕЧЕНИ БРОЙЛЕРОВ
Вестник Курганской ГСХА. 2024. № 3 (51). С. 56–63
Vestnik Kurganskoj GSHA. 2024; 3(51): 56–63
Научная статья
УДК УДК 575.113:636.5.033 EDN: VCLZQL
Код ВАК 4.2.4
МЕТОД ПОЛНОТРАНСКРИПТОМНОГО СЕКВЕНИРОВАНИЯ В ИЗУЧЕНИИ АКТИВНОСТИ ГЕНОВ АНТИОКСИДАНТНОЙ ЗАЩИТЫ В ТКАНЯХ ПЕЧЕНИ БРОЙЛЕРОВ
Дарья Георгиевна Тюрина1, Екатерина Сергеевна Пономарева2,
Георгий Юрьевич Лаптев3, Елена Павловна Горфункель4, Виталий Юрьевич Морозов 5
1, 2, 3, 4 ООО «БИОТРОФ+», Санкт-Петербург, Россия
1, 3, 5 Федеральное государственный бюджетное образовательное учреждение высшего
образования «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет»,
Санкт-Петербург, г. Пушкин, Россия
1 turina2@biotrof.ru, https://orcid.org/0000-0001-9001-2432
2 kate@biotrof.ru, https://orcid.org/0000-0002-4336-8273
3 georg-laptev@rambler.ru, https://orcid.org/0000-0002-8795-6659
4 elena@biotrof.ru, https://orcid.org/0000-0002-6843-8733
5 supermoroz@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-3688-1546
Аннотация. Целью настоящего исследования было изучение экспрессии антиоксидантных генов в тканях печени цыплят-бройле
ров в ответ на внесение гербицида глифосат в рацион. 260 суточных цыплят-бройлеров (Росс 308) были случайным образом распре
делены на 4 группы с различными рационами: 1-я группа – основной рацион (ОР), 2-я группа – ОР с добавлением глифосата (20 мг/кг
корма), 3-я группа – ОР с глифосатом и антибиотиками, 4-я группа – ОР с добавлением глифосата и противококцидийного препарата.
Анализ обогащения набора генов показал, что семейства генов SOD, CAT, GPX, TXNRD и HMOX участвуют и рассматриваются как наибо
лее перспективные гены-кандидаты, демонстрирующие активность антиоксидантных ферментов. По результатам анализа установлено,
что добавление в рацион глифосата отрицательно влияет на экспрессию генов антиоксидантной активности в печени, однако скармлива
ние антибиотиков и кокциостатиков позволяет восстановить активность ферментов. Введение в рацион антибиотика энрофлоксацина D
в 1,5 раза повышало экспрессию супероксиддисмутазы (SOD) и каталазы (CAT) – основных антиоксидантных систем, подвергающихся
окислительному стрессу. А введение в рацион препарата колистина метансульфоната увеличило экспрессию генов семейства GPX
(отвечает за усвоение селена и играет критическую роль в защите клеток) в 2,5 раза.
Ключевые слова: гены антиоксидантов, антибиотик, глифосат, ткани печени, бройлеры, полнотранскриптомное секвенирование.
Благодарности: работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда, грант № 22-16-00128 «Изучение токсического действия глифосатов на функциональное состояние микробного сообщества кишечника птиц, их рост и развитие и разработка биопрепарата на основе штамма-деструктора глифосата».
Для цитирования: Тюрина Д. Г., Пономарева Е. С. Лаптев Г. Ю., Горфункель Е. П., Морозов В. Ю. Метод полнотранскриптомного секвенирования в изучении активности генов антиоксидантной защиты в тканях печени бройлеров // Вестник Курганской ГСХА. 2024. № 3(51). С. 56–63. EDN: VCLZQL.
Scientific article
WHOLE TRANSCRIPTOME SEQUENCING METHOD IN STUDYING THE ACTIVITY OF ANTIOXIDANT PROTECTION GENES IN BROILER LIVER TIS-SUES
Darya G. Turina1, Ekaterina S. Ponomareva2, Georgy Yu. Laptev3, Elena P. Gor-funkel4,
Vitaly Yu. Morozov5
1, 2, 3, 4 «BIOTROPH» Ltd, Saint Petersburg, Russia
1, 3, 5 Saint-Petersburg State Agrarian University, Saint Petersburg, Pushkin , Russia
1 turina2@biotrof.ru, https://orcid.org/0000-0001-9001-2432
2 kate@biotrof.ru, https://orcid.org/0000-0002-4336-8273
3 georg-laptev@rambler.ru, https://orcid.org/0000-0002-8795-6659
4 elena@biotrof.ru, https://orcid.org/0000-0002-6843-8733
5 supermoroz@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-3688-1546
Abstract. The purpose of this research was to study antioxidant gene expres-sion in the liver tissues of broiler chickens in response to
introduction of the herbicide glyphosate into their diet. 260-day-old broiler chickens (Ross 308) were randomly divided into 4 groups with different
diets: group 1 - basic diet (BD), group 2 - BD with glyphosate (20 mg/kg of feed), group 3 - BD with glyphosate and antibiotics, group 4 - BD with
glyphosate and an anticoccidial agent. The gene set en-richment analysis showed that the SOD, CAT, GPX, TXNRD and HMOX gene families
are involved and are considered as the most prospective candidate genes demonstrating the ac-tivity of antioxidant enzymes. Accord-ing to the
results of the analysis, it is found that addition of glyphosate to the diet negatively affects antioxidant activity gene expression in the liver, how
ever, feeding antibiotics and coc-cidiostats allows for restoring enzyme activity. Introduction of antibiotic en-rofloxacin D into the diet increased
the expression of superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT), the main antioxidant systems under oxidative stress, 1.5-fold. Introduction of
col-istin methanesulfonate sodium salt in-to the diet increased gene expression of the GPX family (responsible for ab-sorption of selenium and
plays a criti-cal role in cell protection) 2.5-fold.
Keywords: antioxidant genes, antibiotic, glyphosate, liver tissues, broilers, whole transcriptome sequenc-i
Acknowledgments: the work was carried out with the financial support of the Russian Science Foundation, grant No. 22-16-00128 «Study of the toxic ef-fect of glyphosates on the functional state of the microbial community of the in-testines of birds, their growth and development and the development of a bio-preparation based on a glyphosate-degrading strain».
For citation: Turina D.G., Ponomareva E.S., Laptev G.Y.,Gorfunkel E.P., Morozov V.Y. Whole transcriptome sequencing method in studying the activity of antioxidiant protection genes in broiler liver tis-sues Vestnik Kurganskoj GSHA. 2024; 3(51): 56–63. EDN: VCLZQL. (In Russ).
Vestnik Kurganskoj GSHA. 2024; 3(51): 56–63
Научная статья
УДК УДК 575.113:636.5.033 EDN: VCLZQL
Код ВАК 4.2.4
МЕТОД ПОЛНОТРАНСКРИПТОМНОГО СЕКВЕНИРОВАНИЯ В ИЗУЧЕНИИ АКТИВНОСТИ ГЕНОВ АНТИОКСИДАНТНОЙ ЗАЩИТЫ В ТКАНЯХ ПЕЧЕНИ БРОЙЛЕРОВ
Дарья Георгиевна Тюрина1, Екатерина Сергеевна Пономарева2,
Георгий Юрьевич Лаптев3, Елена Павловна Горфункель4, Виталий Юрьевич Морозов 5
1, 2, 3, 4 ООО «БИОТРОФ+», Санкт-Петербург, Россия
1, 3, 5 Федеральное государственный бюджетное образовательное учреждение высшего
образования «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет»,
Санкт-Петербург, г. Пушкин, Россия
1 turina2@biotrof.ru, https://orcid.org/0000-0001-9001-2432
2 kate@biotrof.ru, https://orcid.org/0000-0002-4336-8273
3 georg-laptev@rambler.ru, https://orcid.org/0000-0002-8795-6659
4 elena@biotrof.ru, https://orcid.org/0000-0002-6843-8733
5 supermoroz@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-3688-1546
Аннотация. Целью настоящего исследования было изучение экспрессии антиоксидантных генов в тканях печени цыплят-бройле
ров в ответ на внесение гербицида глифосат в рацион. 260 суточных цыплят-бройлеров (Росс 308) были случайным образом распре
делены на 4 группы с различными рационами: 1-я группа – основной рацион (ОР), 2-я группа – ОР с добавлением глифосата (20 мг/кг
корма), 3-я группа – ОР с глифосатом и антибиотиками, 4-я группа – ОР с добавлением глифосата и противококцидийного препарата.
Анализ обогащения набора генов показал, что семейства генов SOD, CAT, GPX, TXNRD и HMOX участвуют и рассматриваются как наибо
лее перспективные гены-кандидаты, демонстрирующие активность антиоксидантных ферментов. По результатам анализа установлено,
что добавление в рацион глифосата отрицательно влияет на экспрессию генов антиоксидантной активности в печени, однако скармлива
ние антибиотиков и кокциостатиков позволяет восстановить активность ферментов. Введение в рацион антибиотика энрофлоксацина D
в 1,5 раза повышало экспрессию супероксиддисмутазы (SOD) и каталазы (CAT) – основных антиоксидантных систем, подвергающихся
окислительному стрессу. А введение в рацион препарата колистина метансульфоната увеличило экспрессию генов семейства GPX
(отвечает за усвоение селена и играет критическую роль в защите клеток) в 2,5 раза.
Ключевые слова: гены антиоксидантов, антибиотик, глифосат, ткани печени, бройлеры, полнотранскриптомное секвенирование.
Благодарности: работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда, грант № 22-16-00128 «Изучение токсического действия глифосатов на функциональное состояние микробного сообщества кишечника птиц, их рост и развитие и разработка биопрепарата на основе штамма-деструктора глифосата».
Для цитирования: Тюрина Д. Г., Пономарева Е. С. Лаптев Г. Ю., Горфункель Е. П., Морозов В. Ю. Метод полнотранскриптомного секвенирования в изучении активности генов антиоксидантной защиты в тканях печени бройлеров // Вестник Курганской ГСХА. 2024. № 3(51). С. 56–63. EDN: VCLZQL.
Scientific article
WHOLE TRANSCRIPTOME SEQUENCING METHOD IN STUDYING THE ACTIVITY OF ANTIOXIDANT PROTECTION GENES IN BROILER LIVER TIS-SUES
Darya G. Turina1, Ekaterina S. Ponomareva2, Georgy Yu. Laptev3, Elena P. Gor-funkel4,
Vitaly Yu. Morozov5
1, 2, 3, 4 «BIOTROPH» Ltd, Saint Petersburg, Russia
1, 3, 5 Saint-Petersburg State Agrarian University, Saint Petersburg, Pushkin , Russia
1 turina2@biotrof.ru, https://orcid.org/0000-0001-9001-2432
2 kate@biotrof.ru, https://orcid.org/0000-0002-4336-8273
3 georg-laptev@rambler.ru, https://orcid.org/0000-0002-8795-6659
4 elena@biotrof.ru, https://orcid.org/0000-0002-6843-8733
5 supermoroz@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-3688-1546
Abstract. The purpose of this research was to study antioxidant gene expres-sion in the liver tissues of broiler chickens in response to
introduction of the herbicide glyphosate into their diet. 260-day-old broiler chickens (Ross 308) were randomly divided into 4 groups with different
diets: group 1 - basic diet (BD), group 2 - BD with glyphosate (20 mg/kg of feed), group 3 - BD with glyphosate and antibiotics, group 4 - BD with
glyphosate and an anticoccidial agent. The gene set en-richment analysis showed that the SOD, CAT, GPX, TXNRD and HMOX gene families
are involved and are considered as the most prospective candidate genes demonstrating the ac-tivity of antioxidant enzymes. Accord-ing to the
results of the analysis, it is found that addition of glyphosate to the diet negatively affects antioxidant activity gene expression in the liver, how
ever, feeding antibiotics and coc-cidiostats allows for restoring enzyme activity. Introduction of antibiotic en-rofloxacin D into the diet increased
the expression of superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT), the main antioxidant systems under oxidative stress, 1.5-fold. Introduction of
col-istin methanesulfonate sodium salt in-to the diet increased gene expression of the GPX family (responsible for ab-sorption of selenium and
plays a criti-cal role in cell protection) 2.5-fold.
Keywords: antioxidant genes, antibiotic, glyphosate, liver tissues, broilers, whole transcriptome sequenc-i
Acknowledgments: the work was carried out with the financial support of the Russian Science Foundation, grant No. 22-16-00128 «Study of the toxic ef-fect of glyphosates on the functional state of the microbial community of the in-testines of birds, their growth and development and the development of a bio-preparation based on a glyphosate-degrading strain».
For citation: Turina D.G., Ponomareva E.S., Laptev G.Y.,Gorfunkel E.P., Morozov V.Y. Whole transcriptome sequencing method in studying the activity of antioxidiant protection genes in broiler liver tis-sues Vestnik Kurganskoj GSHA. 2024; 3(51): 56–63. EDN: VCLZQL. (In Russ).
