Vliv genotypu a potravní restrikce na biochemické složení a antimikrobiální aktivitu uropygiálních sekretů slepic

Bc. Monika Horáková

Master's thesis

Role of genotype and feed restriction on biochemical composition and antimicrobial capacity of chicken preen gland secretions

Abstract:

Uropygiální žláza je největší mazová žláza u ptáků. Její sekrety obsahují látky s antimikrobiálním a chemosignalizačním potenciálem zajišťující optimální stav opeření a olfaktorickou komunikaci mezi jedinci i druhy. Pro testování této obranné a chemosignalizační funkce uropygiální žlázy byly provedeny detailní analýzy chemického složení uropygiálních sekretů u kuřat genotypu Ross 308 a ISA Dual. Cíle práce byly následující: i) určit relativní zastoupení mastných kyselin (MK) a těkavých organických látek (VOCs) v sekretech, ii) otestovat antimikrobiální potenciál vůči potencionálně škodlivým mikroorganismům in vitro a iii) experimentálně otestovat vliv restrikce krmiva, pohlaví a genotypu na velikost urogyiální žlázy a biochemické složení sekretů. Celkem bylo v uropygiálních sekretech detekováno 34 mastných kyselin a 46 těkavých organických látek, z nichž desítky nebyly v předchozích studiích dosud popsány. Bylo prokázáno, že velikost uropygiální žlázy, udávající její sekreční potenciál, se lišila v závislosti na pohlaví, avšak pouze u genotypu ISA Dual, kdy kohoutci vykazovali větší uropygiální žlázy v porovnání se slepičkami. Kohoutci ISA Dual rovněž vykazovali silnou pozitivní korelaci mezi velikostí uropygiální žlázy a relativním podílem nasycených MK, kdy u kohoutků byl tento vztah navíc intenzivnější v porovnání se slepičkami. U genotypu Ross 308 podíl nasycených MK s velikostí žlázy naopak klesal a u slepiček nebyl patrný vůbec. Jedinci genotypu ISA Dual měli v uropygiálních sekretech rovněž signifikantně vyšší relativní podíl mononenasycených i polynenasycených MK oproti Ross 308. Relativní podíl nejdominantnějších těkavých organických látek byl však naopak průkazně vyšší u jedinců genotypu Ross 308 v porovnání s jedinci ISA Dual. Vliv restrikce krmiva na biochemické složení uropygiálních sekretů stejně jako antimikrobiální potenciál vůči Micrococcus luteus a Escherichia coli nebyl prokázán. Předložená práce poukazuje na fakt, že rozdílné genotypy brojlerových kuřat mohou vykazovat zásadně rozdílné parametry v biochemii i funkci uropygiální žlázy. Tyto rozdíly jsou zřejmě způsobeny dlouhodobým šlechtěním. Prokázaná redukce antimikrobiálního a chemosignalizačního potenciálu uropygiálních sekretů komerčně chovaných brojlerových kuřat však může negativně ovlivňovat stav opeření, vést k náchylnosti k ektoparazitům, poruchám péče o opeření a ovlivňovat celkovou kondici a životní pohodu zvířat. Zhoršenou funkci uropygiální žlázy je tedy třeba kompenzovat dobrým řízením chovu a zvýšenou péčí o dobré životní podmínky zvířat.

Abstract:

The preen gland is the largest sebaceous gland in birds. Its secretions contain substances with antimicrobial and chemosignalling potential most probably providing an optimal plumage condition and olfactory communication between and within species. To test these preen gland functions in commercially produced broiler chickens, the detailed analyses of chemical composition of the preen gland secretions were performed in Ross 308 and ISA Dual breeds. Aims of this study were: i) to determine the relative proportion of fatty acids (FAs) and volatile organic compounds (VOCs) in the secretions, ii) to test the antimicrobial potential of secretions against potentially pathogenic microorganisms in vitro and iii) to experimentally test effect of feed restriction, sex and genotype on the size of the preen gland and the biochemical composition of its secretions. A total of 34 FAs and 46 VOCs were detected in preen gland secretions with tens of unique FAs and VOCs which have not yet been previously described in birds. It was shown that the size of the preen gland, indicating its secretory potential, varied depending on sex but only in the ISA Dual breed with the roosters had larger preen glands compared to hens. ISA Dual breed also showed a strong positive correlation between the size of the preen gland and the relative proportion of saturated FAs with this relationship being more intense in roosters compared to hens. Contrariwise, the proportion of saturated FAs decreased with the size of the preen gland in the Ross 308 roosters, while no relationship was observed in hens. Moreover, ISA Dual individuals had a significantly higher relative proportion of monounsaturated and polyunsaturated FAs in preen gland secretions compared to Ross 308 individuals. On the contrary, the relative proportion of the most dominant VOCs was significantly higher in Ross 308 compared to ISA Dual breed. The effect of feed restriction on the biochemical composition of preen gland secretions as well as antimicrobial potential of secretions against Micrococcus luteus and Escherichia coli has not been found. This study points out that different genotypes of broiler chickens fundamentally varied in parameters of preen gland biochemistry and related functions. These differences are most probably caused by long-term genetic selection during commercial breeding. Yet, such reduction in the antimicrobial and chemosignalling potential of preen gland secretions in commercially bred broiler chickens may negatively affect plumage condition, lead to higher susceptibility to ectoparasites, plumage care disorders and affect the overall chicken condition and welfare. Impaired function of the preen gland must therefore be taken into account and compensated by proper management of the chicken farm and increased care about animal well-being.

Keywords

uropygiální žláza, mastné kyseliny, těkavé organické látky, antimikrobiální kapacita, drůbež

Keywords

uropygial gland, fatty acids, volatile organic compounds, antimicrobial capacity, poultry

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 23. 7. 2020

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Veronika Gvoždíková Javůrková, Ph.D.
• Reader: Michaela Englmaierová, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Animal Science / Animal Science