Summary

I Ovo Fodring af kommercielle slagtekyllinger: En nøjagtig og reproducerbar metode til at påvirke muskeludvikling og vækst

Published: September 20, 2021
doi:

Summary

Der er udviklet en robust metode til gennemførelse af forskningsforsøg i ovo-fodring ved hjælp af unicuberede kommercielle slagtekyllinger til at teste evnen af naturlige og syntetiske forbindelser, i dette tilfælde nikotinamid ribosid, til at påvirke muskeludvikling og vækst.

Abstract

Inden for de sidste tre årtier har forskere i rødt kød og fjerkræ fokuseret på at udvikle strategier og teknologier til at manipulere muskeludvikling under embryonal og føtal udvikling. Dette område er fortsat et fokusområde, fordi muskelfiberantal etableres i løbet af denne tid og bestemmer grundlaget for al fremtidig vækst. Hos fjerkræ forbedrede adskillige undersøgelser i ovo fodring af vækstfaktorer, vitaminer eller andre næringsstoffer chick embryonale muskel- og tarmudvikling. Forbedring af ovo muskeludvikling kan gavne fjerkræindustrien ved muligvis at påvirke kødudbyttet, vækstraten eller myopatiforholdene. I løbet af de sidste fem år har Gonzalez Laboratory ved University of Georgia udviklet et nikotinamid ribosid i ovo fodringsmetode til slagtekyllinger-kylling embryoner, som ændrede muskeludviklingen. Når det injiceres i et udviklende embryos æggeblommesæk, øgede nikotinamid ribosid pectoralis store muskelvægt og muskelfibertæthed ved luge. Denne protokol vil demonstrere en metode til nøjagtigt og reproducerbart at udføre ovo-fodringsforsøg ved hjælp af kommercielle standard- og højtydende slagtekyllinger. Disse data og metoder vil gøre det muligt for andre forskergrupper at udføre ovo-fodringsforsøg med stor succes og reproducerbarhed.

Introduction

Siden 1960 er USA’s forbrug af kød fra fjerkræ pr. indbygger steget med en forbløffende hastighed, mens andre primære proteinkilder er forblevet stagnerende, faldet eller minimalt steget. Fjerkræindustrien investerede betydelig tid og forskningsindsats i at optimere ernæring og genetik for at producere en effektiv fugl for at følge med efterspørgslen. Fordi fjerkræindustriens hovedmål er at producere muskler til omdannelse til kød, har deres indsats drastisk ændret fuglens ultimative muskelmasse ved høst.

Som de fleste arter udvikler fjerkræ muskler på en bifasisk måde. Primær myogenese udnytter mesenkymale stamceller til at producere primære muskelfibre, der tjener som stillads for den anden bølge af muskelfiberudvikling1. Hos fjerkræ forekommer primær myogenese i embryonale dage 3 til 8, og sekundær myogenese sker fra dag 8 til 212. Når de er udviklet, tjener primære og sekundære muskelfibre som grundlag for al fremtidig muskelvækst gennem cellulær hypertrofi. Derfor brugte forskere og industri en betydelig indsats på at forsøge at manipulere primær og sekundær myogenese i alle kødproducerende arter for at maksimere kødudbyttet.

En teknologi udforsket i fjerkræ, kaldet i ovo fodring, involverer fodringsforbindelser gennem injektion. I ovo feeding, en teknologi, der anvendes af fjerkræindustrien i næsten 40 år, blev oprindeligt udviklet til vaccineadministration3. Litteraturen dokumenterer, at in ovo fodring af forskellige forbindelser og næringsstoffer i forskellige udviklingsperioder og steder i ægget positivt påvirket i ovo muskeludvikling og vækst 4,5,6. Til dato er Gonzalez Laboratory ved University of Georgia pioner i at udnytte nikotinamid ribosid i ovo fodring til at manipulere fjerkræ muskel udvikling.

Nicotinamid ribosid, en pyridin-nukleosidanalog af vitamin B3, producerer NAD + gennem bjærgningsvejen7. Da denne vej bruger færre enzymatiske trin til at producere NAD +, er produktionen den mest effektive8. Gonzalez og Jackson9 demonstrerede, at tilskud af udvikling af slagtekyllinger embryo æggeblomme sac med nicotinamid ribosid øget udklækket chick pectoralis større muskelvægt og muskelfibertæthed. Dette blev senere bekræftet af Xu et al.10, der fandt ud af, at stigende nikotinamid ribosiddosis øgede muskelvægten og øgede muskelfibertætheden. Disse to første undersøgelser blev udført i en kommerciel udbyttekylling. Fordi højtydende slagtekyllinger besidder et mere signifikant genetisk potentiale for ultimativ muskelmassestørrelse, var undersøgelsens mål at bestemme virkningerne af nikotinamidibosiddosis på højtydende slagtekyllinger udklækket chick pectoralis større muskeludvikling og vækst ved luge.

Protocol

Alle metoder blev godkendt af University of Georgia Institutional Animal Care and Use Committee. 1. Æginkubation og behandlingsadministration Æg indkøb og behandling opgave Få unicuberede, befrugtede højtydende slagtekyllinger og transporter dem til laboratoriet. Undersøg og kassér æg, der anses for at være af dårlig kvalitet.BEMÆRK: Fjern misformede æg (runde, aflange, pladesidede), revnede, beskidte / farvede, tyndskallede og rynkede. Dette er vig…

Representative Results

Der var ingen DOS-effekter for kropsvægten af dag-18 embryoner og udklækkede kyllinger (P > 0,52; Figur 2). Der var ingen DOS-effekter for alle dag-18 embryo pectoralis store muskelmålinger (P > 0,24; Figur 3). Der var ingen DOS-effekter for udklækkede chick pectoralis større muskellængde- og breddemålinger (P > 0,26); DOS påvirkede dog muskelvægt og dybde (P < 0,03; Figur 4</str…

Discussion

Til dato er Gonzalez Laboratory ved University of Georgia den eneste gruppe, der har vist positive virkninger af nikotinamid ribosid i ovo fodring på pectoralis større muskeludvikling og vækst. Den første undersøgelse viste, at i ovo fodring af 250 mM nicotinamid ribosid øgede muskelvægt og dimensioner, når de injiceres i æggeblommesækken9. I det opfølgende studie øgede injektionen af stigende nikotinamidibosiddosis i æggeblommen, svarende til de doser, der …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Forfatterne vil gerne takke Cobb Vantress, Inc. for donation af æggene og for at yde teknisk bistand til æginkubation. Forfatterne vil gerne takke ChromaDex, Inc. for nikotinamid ribosid teknisk assistance.

Materials

Air-Tite™ Sterile Hypodermic Needles- 20 G; 1 inch Fisher Scientific 14-817-208 https://www.fishersci.com/shop/products/sterile-hypodermic-needles-32/p-7182916#?keyword=
Analytical Balance VWR VWR-214B2 https://us.vwr.com/store/product/20970740/vwr-b2-series-analytical-and-precision-balances
Complete Dissection Set DOCAZON DK1001 https://www.amazon.com/DOCAZON-Complete-Dissection-Set-Dissecting/dp/B07VBHKSW3
Fisherbrand™ Isotemp™ General Purpose Deluxe Water Baths Fisher Scientific FSGPD02  https://www.fishersci.com/shop/products/isotemp-general-purpose-water-baths/p-6448020
Fisherbrand™ Sterile Syringes for Single Use Fisher Scientific 14-955-464 https://www.fishersci.com/shop/products/sterile-syringes-single-use-12/p-7114739#?keyword=
HIGH INTENSITY EGG CANDLER Titan Incubators N/A https://www.titanincubators.com/collections/egg-candlers/products/egg-candler-high-intensity
Infrared Forehead Thermometer HALIDODO XZ-001
Microsoft Excel Microsoft N/A
Neiko Tools Digital Caliper Neiko Tools 01408A https://www.amazon.com/Neiko-01407A-Electronic-Digital-Stainless/dp/B000NEA0P8?th=1
Nexcare Absolute Waterproof Tape Nexcare Brand 732 https://www.nexcare.com/3M/en_US/nexcare/products/catalog/~/Nexcare-Absolute-Waterproof-Tape/?N=4326+3294529207+3294631805
&rt=rud
Pen Size Temperature and Humidity USB Data Logger with Display Omega OM-HL-SP-TH https://www.omega.com/en-us/temperature-measurement/temperature-and-humidity-data-loggers/p/OM-HL-SP-Series
SAS 9.4 for Windows SAS Institute N/A https://www.sas.com/en_us/home.html
Sportsman 1502 Incubator GQF Manufacturing 1502 https://www.gqfmfg.com/item/1502-digital-sportsman/
Tru Niagen (Nicotinamide riboside) ChromaDex, Inc. N/A https://www.truniagen.com/truniagen-300mg/ – note, contact company for pure product
Wood Craft Sticks Creatology M20001547 https://www.michaels.com/wood-craft-sticks-by-creatology/M20001547.html

References

  1. Biressi, S., Molinaro, M., Cossu, G. Cellular heterogeneity during vertebrate skeletal muscle development. Developmental Biology. 308 (2), 281-293 (2007).
  2. Chal, J., Pourquie, O. Making muscle: Skeletal myogenesis in vivo and in vitro. Development. 144 (12), 2104-2122 (2017).
  3. Sharma, J., Burmester, B. Resistance of Marek’s disease at hatching in chickens vaccinated as embryos with the Turkey herpesvirus. Avian Diseases. 26 (1), 134-149 (1982).
  4. Al-Murrani, W. K. Effect of injecting amino acids into the egg on embryonic and subsequent growth in the domestic fowl. British Poultry Science. 23 (2), 171-174 (1982).
  5. Ohta, Y., Kidd, M. T., Ishibashi, T. Embryo growth and amino acid concentration profiles of broiler breeder eggs, embryos, and chicks after in ovo administration of amino acids. Poultry Science. 80 (10), 1430-1436 (2001).
  6. Zhao, M. M., et al. In ovo feeding of creatie pyruvate increases hatching weight, growth performance, and muscle growth but has no effect on meat quality in broiler chickens. Livestock Science. 206, 59-64 (2017).
  7. Bieganowski, P., Brenner, C. Discoveries of nicotinamide riboside as a nutrient and conserved NRK genes establish a Preiss Handler independent route to NAD1 in fungi and humans. Cell. 117 (4), 495-502 (2004).
  8. Chi, Y., Sauve, A. Nicotinamide riboside, a trace nutrient in foods, is a Vitamin B3 with effects on energy metabolism and neuroprotection. Current Opinion in Clinical Nutrition and Metabolic Care. 16 (6), 657-661 (2013).
  9. Gonzalez, J. M., Jackson, A. R. In ovo feeding of nicotinamide riboside affects pectoralis major muscle development. Translational Animal Science. 4 (3), 1-7 (2020).
  10. Xu, X., Jackson, A. R., Gonzalez, J. M. The effects of in ovo nicotinamide riboside dose on broiler myogenesis. Poultry Science. 100 (3), 100926 (2021).

Play Video

Cite This Article
Alcocer, H. M., Xu, X., Gravely, M. E., Gonzalez, J. M. In Ovo Feeding of Commercial Broiler Eggs: An Accurate and Reproducible Method to Affect Muscle Development and Growth. J. Vis. Exp. (175), e63006, doi:10.3791/63006 (2021).

View Video