Transcriptome Analysis Reveals Mechanism Underlying the Differential Intestinal Functionality of Laying Hens in the Late Phase and Peak Phase of Production
- 1. Chinese Academy of Agricultural Sciences
Description
Abstract Background: The compromised performance of laying hens in the late phase of production relative to the peak production was thought to be associated with the impairment of intestinal functionality, which plays essential roles in contributing to their overall health and production performance. In the present study, RNA sequencing was used to investigate differences in the expression profile of intestinal functionality-related genes and associated pathways between laying hens in the late phase and peak phase of production. Results : A total of 104 upregulated genes with 190 downregulated genes were identified in the ileum (the distal small intestine) of laying hens in the late phase of production compared to those at peak production. These upregulated genes were found to be enriched in little KEGG pathway, however, the downregulated genes were enriched in the pathways of PPAR signaling pathway, oxidative phosphorylation and glutathione metabolism. Besides, these downregulated genes were mapped to several GO clusters in relation to lipid metabolism, electron transport of respiratory chain, and oxidation resistance. Similarly, there were lower activities of total superoxide dismutase, glutathione S-transferase and Na + /K + -ATPase, and reductions of total antioxidant capacity and ATP level, along with an elevation in malondialdehyde content in the ileum of laying hens in the late phase of production as compared with those at peak production. Conclusions: The intestine of laying hens in the late phase of production were predominantly characterized by a disorder of lipid metabolism, concurrent with impairments of energy production and antioxidant property. This study uncovers the mechanism underlying differences between the intestinal functionality of laying hens in the late phase and peak phase of production, thereby providing potential targets for the genetic control or dietary modulation of intestinal hypofunction of laying hens in the late phase of production.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
خلفية مجردة: كان يُعتقد أن الأداء الضعيف لدجاج البياض في المرحلة المتأخرة من الإنتاج بالنسبة إلى ذروة الإنتاج يرتبط بضعف وظائف الأمعاء، والتي تلعب أدوارًا أساسية في المساهمة في صحتها العامة وأداء الإنتاج. في هذه الدراسة، تم استخدام تسلسل الحمض النووي الريبي للتحقيق في الاختلافات في ملف تعريف التعبير عن الجينات المرتبطة بالوظائف المعوية والمسارات المرتبطة بها بين الدجاج البياض في المرحلة المتأخرة ومرحلة الذروة من الإنتاج. النتائج : تم تحديد ما مجموعه 104 جينات منظمة مع 190 جينة منظمة في اللفائفي (الأمعاء الدقيقة البعيدة) لدجاج البياض في المرحلة المتأخرة من الإنتاج مقارنة بتلك التي تكون في ذروة الإنتاج. تم العثور على هذه الجينات المعاد تنظيمها في مسار KEGG الصغير، ومع ذلك، تم إثراء الجينات المعاد تنظيمها في مسارات مسار إشارات PPAR، الفسفرة التأكسدية واستقلاب الجلوتاثيون. إلى جانب ذلك، تم ربط هذه الجينات غير المنظمة بالعديد من مجموعات GO فيما يتعلق باستقلاب الدهون، ونقل الإلكترون لسلسلة الجهاز التنفسي، ومقاومة الأكسدة. وبالمثل، كانت هناك أنشطة أقل من إجمالي ديسموتاز الفائق، وناقلة الجلوتاثيون S، ونا + /ك + - ATPase، وانخفاضات في إجمالي القدرة المضادة للأكسدة ومستوى ATP، إلى جانب ارتفاع في محتوى مالونديالدهيد في اللفائفي لدجاج البياض في المرحلة المتأخرة من الإنتاج مقارنة بتلك الموجودة في ذروة الإنتاج. الاستنتاجات: تميزت أمعاء الدجاج البياض في المرحلة المتأخرة من الإنتاج في الغالب باضطراب التمثيل الغذائي للدهون، بالتزامن مع ضعف إنتاج الطاقة والممتلكات المضادة للأكسدة. تكشف هذه الدراسة عن الآلية الكامنة وراء الاختلافات بين الوظيفة المعوية للدجاج البياض في المرحلة المتأخرة ومرحلة الذروة من الإنتاج، وبالتالي توفير أهداف محتملة للتحكم الوراثي أو التعديل الغذائي لضعف الوظيفة المعوية للدجاج البياض في المرحلة المتأخرة من الإنتاج.Translated Description (French)
Résumé Contexte : La performance compromise des poules pondeuses dans la phase tardive de la production par rapport au pic de production a été considérée comme associée à une altération de la fonctionnalité intestinale, qui joue un rôle essentiel dans la contribution à leur santé globale et à leur performance de production. Dans la présente étude, le séquençage de l'ARN a été utilisé pour étudier les différences dans le profil d'expression des gènes liés à la fonctionnalité intestinale et les voies associées entre les poules pondeuses en phase tardive et en phase de pointe de production. Résultats : Un total de 104 gènes régulés à la hausse avec 190 gènes régulés à la baisse ont été identifiés dans l'iléon (l'intestin grêle distal) des poules pondeuses en phase tardive de production par rapport à celles en production de pointe. Ces gènes régulés à la hausse se sont avérés être enrichis dans la petite voie KEGG, cependant, les gènes régulés à la baisse ont été enrichis dans les voies de la voie de signalisation PPAR, de la phosphorylation oxydative et du métabolisme du glutathion. En outre, ces gènes régulés à la baisse ont été cartographiés à plusieurs grappes de GO en relation avec le métabolisme des lipides, le transport des électrons de la chaîne respiratoire et la résistance à l'oxydation. De même, il y avait des activités plus faibles de la superoxyde dismutase totale, de la glutathion S-transférase et de la Na + /K + -ATPase, et des réductions de la capacité antioxydante totale et du niveau d'ATP, ainsi qu'une augmentation de la teneur en malondialdéhyde dans l'iléon des poules pondeuses en phase de production tardive par rapport à celles en production maximale. Conclusions : L'intestin des poules pondeuses en fin de production était principalement caractérisé par un trouble du métabolisme lipidique, concomitant avec des altérations de la production d'énergie et des propriétés antioxydantes. Cette étude révèle le mécanisme sous-jacent aux différences entre la fonctionnalité intestinale des poules pondeuses dans la phase tardive et la phase de pointe de la production, fournissant ainsi des cibles potentielles pour le contrôle génétique ou la modulation alimentaire de l'hypofonction intestinale des poules pondeuses dans la phase tardive de la production.Translated Description (Spanish)
Resumen Antecedentes: Se pensó que el rendimiento comprometido de las gallinas ponedoras en la fase tardía de la producción en relación con el pico de producción estaba asociado con el deterioro de la funcionalidad intestinal, que desempeña un papel esencial para contribuir a su salud general y rendimiento de producción. En el presente estudio, se utilizó la secuenciación de ARN para investigar las diferencias en el perfil de expresión de los genes relacionados con la funcionalidad intestinal y las vías asociadas entre las gallinas ponedoras en la fase tardía y la fase pico de producción. Resultados : Se identificaron un total de 104 genes regulados positivamente con 190 genes regulados negativamente en el íleon (el intestino delgado distal) de gallinas ponedoras en la fase tardía de producción en comparación con aquellos en la producción máxima. Se encontró que estos genes regulados positivamente estaban enriquecidos en la ruta KEGG pequeña, sin embargo, los genes regulados negativamente estaban enriquecidos en las rutas de la ruta de señalización de PPAR, la fosforilación oxidativa y el metabolismo del glutatión. Además, estos genes regulados negativamente se asignaron a varios grupos de GO en relación con el metabolismo de los lípidos, el transporte de electrones de la cadena respiratoria y la resistencia a la oxidación. De manera similar, hubo actividades más bajas de superóxido dismutasa total, glutatión S-transferasa y Na + /K + -ATPasa, y reducciones de la capacidad antioxidante total y el nivel de ATP, junto con una elevación en el contenido de malondialdehído en el íleon de las gallinas ponedoras en la fase tardía de producción en comparación con las de máxima producción. Conclusiones: El intestino de las gallinas ponedoras en la fase tardía de producción se caracterizó predominantemente por un trastorno del metabolismo lipídico, concurrente con alteraciones de la producción de energía y de la propiedad antioxidante. Este estudio descubre el mecanismo que subyace a las diferencias entre la funcionalidad intestinal de las gallinas ponedoras en la fase tardía y la fase pico de producción, proporcionando así objetivos potenciales para el control genético o la modulación dietética de la hipofunción intestinal de las gallinas ponedoras en la fase tardía de producción.Files
v5.pdf.pdf
Files
(684.0 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:43d67b4a3033a1728cd4baaec9bc1066
|
684.0 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- يكشف تحليل Transcriptome عن الآلية الكامنة وراء الوظيفة المعوية التفاضلية لوضع الدجاج في المرحلة المتأخرة ومرحلة الذروة من الإنتاج
- Translated title (French)
- L'analyse du transcriptome révèle le mécanisme sous-jacent à la fonctionnalité intestinale différentielle des poules pondeuses dans la phase tardive et la phase de pointe de la production
- Translated title (Spanish)
- El análisis del transcriptoma revela el mecanismo que subyace a la funcionalidad intestinal diferencial de las gallinas ponedoras en la fase tardía y pico de producción
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4240601443
- DOI
- 10.21203/rs.2.12058/v5