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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.11.2007.tde-13112007-094032
Document
Author
Full name
Erik Amazonas de Almeida
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2007
Supervisor
Committee
Coutinho, Luiz Lehmann (President)
Menten, José Fernando Machado
Silva, Luis Felipe Prada e
Title in Portuguese
Influência do estresse pré-abate na expressão gênica e qualidade da carne de frango (Gallus gallus)
Keywords in Portuguese
Abate
Carnes e derivados – qualidade
Expressão gênica
Frangos de corte
Abstract in Portuguese
A produção de carne de frango no Brasil é um importante setor do agronegócio. O setor passou por décadas de aprimoramentos, culminando desde 2004, no mais alto posto de exportação de carne de frango e ocupando a terceira maior produção mundial. A expansão, conquista e manutenção de novos mercados está inevitavelmente relacionada com a qualidade da matéria-prima. Entre os fatores que influenciam a qualidade do produto final, encontra-se o estresse no manejo pré abate. O presente estudo objetivou estabelecer relações entre a qualidade da carne de frangos e a expressão gênica sob condições de estresse térmico. Para tal, frangos de corte de linhagens comerciais foram submetidos a estresse térmico e abatidos. A carne oriunda dessas aves teve suas propriedades funcionais mensuradas. Os genes expressos de forma diferenciada para a qualidade da carne foram identificados pelo método de arranjos de alta densidade (macroarranjos) e validados com o emprego de PCR quantitativo em tempo real. Para os parâmetros de qualidade de carne avaliados (pH, cor e capacidade de retenção de água), os animais estressados apresentaram peito mais escuro a 1 hora pós abate (valor de L* de 52,46 contra 55,00; p<0,05), menor valor de pH as 24h pós abate (5,82 contra 5,99; p<0,05) e maior capacidade de retenção de água a 1h pós abate (0,29 contra 0,22; p<0,05). O estudo de expressão gênica por macroarranjos de DNA evidenciou um total de 259 genes diferencialmente expressos entre os tratamentos. 149 desses genes apresentaram indução de expressão (p<0,05) nos animais submetidos ao estresse térmico. Alguns desses genes fazem parte da rede de proteínas responsáveis pelo metabolismo energético celular. Lactato desidrogenase A (LDHA), glicose fosfomutase e piruvato quinase são enzimas que atuam na degradação da glicose e demonstraram aumento da expressão sob condição de estresse térmico (p<0,05). Tal fato sugere que durante o estresse térmico, houve uma maior mobilização do glicogênio muscular, fornecendo maior aporte de glicose na célula muscular, acarretando em aumento da taxa glicolítica nesses animais. Outros genes tidos como induzidos pela condição de estresse térmico foram os genes de choque térmico HSP70 e 90 (p<0,05), evidenciando a atividade protetora de suas proteínas na atividade celular frente a condições de elevação da temperatura. Miostatina, Actina 3 e IGF II, proteínas envolvidas no desenvolvimento da musculatura esquelética se apresentaram igualmente elevadas pelas condições de estresse (p<0,05). 9 genes foram selecionados para validação por PCR quantitativo em tempo real. Miostatina, Lactato desidrogenase A, HSP 70 e HSP 90 foram selecionados com base nos resultados obtidos com as hibridizações. Além destes, outros 5 genes foram escolhidos com base na evidência biológica e do papel na resposta fisiológica ao estresse térmico e atividade glicolítica: Glicogênio fosforilase, citrato sintase e lactato desidrogenase B. Miostatina, HSP 70 e 90 e citrato sintase apresentaram maiores níveis de expressão nos animais estressados (p<0,05). Já Glicogênio fosforilase teve sua expressão inibida com o estresse térmico (p<0,05). Esses achados sugerem importante papel do metabolismo energético durante condições de estresse térmico, além da possível influência que a temperatura exerce no desenvolvimento da musculatura esquelética.
Title in English
Influence of stress on gene expression and broiler meat quality
Keywords in English
Gallus gallus
Gene expression
Heat stress
Meat quality
Abstract in English
Brazilian broiler production yields a considerable amount of income for the nation. Brazil is currently the world's third broiler producer and the first chicken meat exporter, contributing with 41% of the whole world market. To reach new market frontiers it is inevitable the improvement of meat quality. Among the reasons that influences final products quality is the preslaughter stress. This study scoped establishing the relationships between meat quality and gene expression under thermal stressful conditions. Commercial broiler lines were submitted to high thermal stress prior to slaughter. Breast meat from these animals had their proprieties evaluated. Differentially expressed genes for stressed or non-stressed birds were investigated by macroarrays and further validated by qRT-PCR. Concerning to the meat attributes, breast meat from stressed birds was darker (L* values of 52,46 against 55,00; p<0,05), with lower pH at 24h postmortem (5,82 against 5,99; p<0,05) and had greater water holding capacity 1h after slaughter (0,29 vs. 0,22; p<0,05). Macroarray analysis revealed 259 differentially expressed genes between stressed and non-stressed control birds. From these, 149 were induced by heat stress (p<0,05). Some of these induced genes play a role in carbohydrate metabolism such as lactate dehydrogenase A (LDHA), glucose phosphomutase and piruvate kinase. Such enzymes acts on degradation of glucose in order to provide energy to the muscle cells which has direct effect upon meat quality processing. These findings suggest great mobilization of muscle glycogen stores, offering opportunity of a not efficient muscle-to-meat conversion. Genes that responds to heat stress damage also were induced with heat exposure. That provides a sort of heat tolerance and ensures the birds' survival under heat conditions. Some muscle-related genes were also induced by heat stress. Myostatin, actin 3 and IGFII showed greater amounts of mRNA under this condition (p<0,05). Among all genes differentially expressed, 9 were picked up for further studies with qRT-PCR. Myostatin, lactate dehydrogenase A and B, HSF1, HSF3, HSP70, HSP90, glycogen phosphorylase and citrate synthase were studied and only myostatin, HSP 70 and 90 confirmed the differentially expressed patterns between treatments (p<0,05). Unlikely, glycogen phosphorylase appeared repressed in heat stressed animals (p<0,05). These findings suggest an important role of energetic metabolism of birds at hot environments.
 
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Publishing Date
2007-11-21
 
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