عنوان پایان‌نامه
نقش پری بیوتیک مانان الیگوساکارید (MOS) بر عملکرد رشد، پاسخ به استرس ، مقاومت به عامل بیماری زا ، موفقیت تولید مثلی و توانایی به خاطر سپاری در ماهی گور خری (Danio rerio) و بیان ژن های مربوطه در موقعیت محدودیت غذایی
- رشته تحصیلی
- مهندسی منابع طبیعی - شیلات
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 7416;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 81914;کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 7416;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 81914
- تاریخ دفاع
- ۲۳ اردیبهشت ۱۳۹۶
- دانشجو
- محمدنوید فرصت کار
- استاد راهنما
- محمدعلی نعمت الهی
- چکیده
- مطالعه حاضر به منظور مشخص نمودن قابلیت احتمالی پری بیوتیک مانان الیگوساکارید (MOS) در کاهش اثرات مخرب محدودیت غذایی بر عملکرد رشد و غده تیروئید، پاسخ به استرس، مقاومت به عامل بیماری زا، کارایی تولید مثل و قدرت حافظه ماهی گورخری (Danio rerio) طراحی شد. در ابتدا جیره های غذایی آزمایشی با مقادیر 0، 2، 4، 6 یا 8 گرم MOS بر کیلوگرم غذا تهیه شده و به مدت 6 هفته در اختیار ماهیان جوان (mg 17 ± 47) در سه تکرار قرار داده شدند تا بهترین مقدار جیره ای MOS برای رشد ماهی گورخری محاسبه شود. تفاوت معنادار آماری در وزن نهایی، میزان افزایش وزن و ضریب رشد ویژه بین تیمارها مشاهده شد. آنالیزهای رگرسیون نشان داد که مقدار بهینه پری بیوتیک برای رشد ماهی گورخری 4-1/4 گرم در کیلوگرم غذا است. همچنین، ماهیان تغذیه شده با 41/0% MOS بیشترین میزان بقا را نسبت به سایر تیمارها در آزمون شاخص گرسنگی داشتند. بنابراین، سطح 4/0% (4 گرم بر کیلوگرم غذا) MOS برای آزمایش های اصلی استفاده شد. در آزمایش های اصلی، ماهیان جوان سپس با جیره غذایی پایه یا مکمل شده با MOS به صورت روزانه (شاهد منفی: CN، و شاهد مثبت: PN) یا یک روز در میان (محدودیت غذایی-عادی: CS، و محدودیت غذایی-پری بیوتیک: PS) به مدت 8 هفته تغذیه شدند. در آزمایش عملکرد رشد، ماهیان PN و CS در انتهای دوره تغذیه ای به ترتیب بیشترین و کمترین الگوی رشدی را بین تیمارها داشتند. طول استاندارد، ضریب رشد ویژه و ضریب تبدیل غذایی بین دو تیمار CN و PS تفاوت معنادار نداشت. محدودیت غذایی باعث کاهش معنادار T4 شد؛ اما بهرحال، ماهیان PS سطوح مشابهی از T3 با ماهیان CN داشتند. در آزمایش پاسخ به استرس، ماهیان در انتهای دوره پرورشی برای اندازه گیری شدت اضطراب با استفاده از آزمون تانک جدید ارزیابی شدند. ماهیان CS رفتار شنا در کف تانک را بیش از سایر تیمارها بروز دادند، که بیانگر تا?ثیر اضطرابی محدودیت غذا می باشد. تعداد انتقال ها از کف تانک به ناحیه بالا در ماهیان PN به طور معناداری بیشتر از ماهیان CS بود. هیچ تفاوت معناداری در تمامی رفتارهای اضطرابی بین تیمارهای CN و PS مشاهده نشد. ماهیان CS کورتیزول پایه بیشتری در مقایسه با تیمارهای دیگر داشتند که با میزان بیشتر بیان ژن CRH در این ماهیان همراه بود. سطوح کورتیزول و بیان ژن CRH پس از القای دو عامل استرس زای معمول مرکز پرورش ماهی نیز ارزیابی شد. ماهیان CN و PS الگوی مشابهی از واکنش های کورتیزولی در اغلب زمان های نمونه برداری بعد از القای استرس داشته، و ماهیان PN در اغلب موارد کمترین مقدار کورتیزول را بروز دادند. بیان ژن CRH در صفر دقیقه پس از استرس در ماهیان محدود شده غذایی بیشتر از دو تیمار دیگر بود. ماهیان تمامی تیمارها در انتهای آزمایش مقاومت به عامل بیماری زا به روش تزریق درون صفاقی در معرض باکتری Aeromonas hydrophila قرار داده شدند. مواجهه با باکتری اثری بر بقای ماهیان نداشته و هیچ نوع واکنش التهابی در ماهیان مشاهده نگردید. در آزمایش کارایی تولید مثل، فرآیند تکثیر در هفته انتهایی آزمایش تنها باعث تولید تخم در ماهیان تیمار PN شد؛ که البته مشاهدات بافت شناسی حاکی از اسپرم ها و تخمک های بالغ در گناد ماهیان این تیمار بود. تعداد اسپرماتوزوآ به طور معناداری در ماهیان محدود شده از نظر غذایی کمتر بود؛ اما، اووسیت های ماهیان ماده PS در سطح بلوغ مشابهی با ماده های CN بودند. استروئیدهای جنسی به دنبال هر دوی محدودیت غذایی و وجود MOS در غذا تفاوت داشتند که البته هیچ تفاوتی در سطوح T و E2 ماده ها بین تیمارهای CN و PS مشاهده نشد. در آزمایش قدرت حافظه مشخص شد که ماهیان محدود شده غذایی واکنش کمتری به محرک در فاز اول داشتند. در فاز دوم آزمایش، ماهیان CS کمترین شدت علاقه را به گذران وقت در ناحیه محرک جدید داشتند که می تواند بیانگر اثر منفی محدودیت غذایی بر قدرت حافظه باشد. تفاوت معناداری در شدت واکنش به محرک جدید و آشنا در فاز دوم بین ماهیان CN، PN و PS مشاهده نشد. همچنین، بیان ژن BDNF به طور معناداری از محدودیت غذایی تا?ثیر گرفته و میزان بیان آن در تیمارهای CS و PS کمتر از دو تیمار دیگر بود. نتایج این مطالعه نشان داد که غنی-سازی جیره غذایی با MOS باعث کاهش برخی از اثرات جانبی محدودیت غذایی شده و مقاومت ماهی را به دوره-های محدودیت غذایی افزایش می دهد.
- Abstract
- The present study was designed to investigate the possible positive prebiotic effects of mannan oligosaccharides (MOS) on growth and thyroid performance, stress response, resistance to pathogen, reproduction success, and memory function in zebrafish (Danio rerio). At first, to investigate the best inclusion of MOS, the experimental diets were supplemented with 0, 2, 4, 6, or 8 g MOS kg 1 and were fed to juvenile fish (47 ± 17 mg) in triplicates for six weeks. Significant differences were found in the final body weight, body weight intake, and specific growth rate among treatments. The regression analyses showed that the optimum MOS level was 4–4.1 g MOS kg 1 diet. Also, in the survival activity test, fish fed 4 g MOS kg 1 feed showed higher survival than the other treatments. Therefore, feed supplemented with 0.4% (or 4 g MOS kg 1) used in the main experiments. In the main experiments, juveniles were then fed with either basal or MOS supplemented diets, once per day (normal-control: CN, and normal-prebiotic: PN) or once every other day (starved-control: CS, and starved-prebiotic: PS) for 8 weeks. In the growth performance experiment, PN and CS fish showed the highest and lowest growth patterns, respectively among treatments. Standard length, specific growth rate and feed conversion ratio did not differ significantly between CN and PS treatments. Feed restriction resulted in significantly lower concentrations of thyroxine; however, PS fish showed insignificant differences in triiodothyronine levels with CN specimens. In the stress response experiment, fish were subjected to a novel tank test to measure anxiety at the end of 8 weeks feeding. Fish from the CS treatment exhibited more pronounced bottom-dwelling behavior than the other treatments, suggesting the anxiolytic effect of feed deprivation. The number of transitions from the bottom to the top third of the novel tank was significantly higher in PN fish than the CS specimens. No significant differences were found between the CN and PS treatments in all of the anxiety behaviors. CS fish showed higher baseline cortisol levels than the other treatments, which was in line with higher expression of CRH gene in this treatment. Cortisol levels and CRH gene expression of the subjects were also measured after induction of two routine aquaculture stressors. CN and PS fish exhibited similar patterns of cortisol responses at most of the sampling times after stress, and PN specimens showed a significantly lower concentration of cortisol than the other treatments in most cases. Expression of the CRH gene was higher in feed deprived fish immediately after stress induction. Fish at the end of the resistance to pathogen experiment were intraperitoneally injected with Aeromonas hydrophila. Exposure to the bacteria did not affect fish health, and no inflammatory reaction or death was observed in them. In the reproductive performance experiment, crossing in the final week of the experiment resulted in successful spawning in only PN fish, which showed mature sperm and oocytes in histological examinations. The number of spermatozoa was significantly lower in the fish that experienced feed restriction; however, the oocytes of PS females were at the same maturation level to that observed in CN females. Sex-steroids changed after both starvation and MOS supplementation where CN and PS showed no differences in the levels of testosterone and female’s 17?-estradiol. In the memory function experiment observed that feed restricted fish had a lower response to the stimuli in the first phase. In the second phase of experiment, CS fish showed the lowest preference to spend time with the new stimuli, shows the negative effect of feed deprivation on memory. Fish from CN, PN and PS treatments showed insignificant differences in response to the first versus the second stimulus. Also, feed deprivation influenced the expression of BDNF gene which was significantly lower in CS and PS fish compared to the two other treatments. These results indicate that MOS supplemented diet reduced some side-effects of feed deprivation, and suggest that supplementation of the diet with MOS may ameliorate some of the negative effects of feed deprivation in zebrafish.
