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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.74.2023.tde-02022024-123925
Document
Author
Full name
Helena Viel Alves Bezerra
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Pirassununga, 2023
Supervisor
Committee
Leme, Paulo Roberto (President)
Polizel, Daniel Montanher
Gallo, Sarita Bonagurio
Millen, Danilo Domingues
Zamudio, Germán Darío Ramírez
Title in Portuguese
Efeito do cromo sobre o desempenho, qualidade de carne e perfil transcricional de genes expressos no fígado e no músculo de cordeiros alimentados com dietas com elevada proporção de concentrado
Keywords in Portuguese
Genes diferencialmente expressos
Ruminantes
Sequenciamento de RNA
Abstract in Portuguese
O cromo é um elemento traço essencial para o metabolismo da glicose e há indicações de que aumenta a deposição muscular e altera o metabolismo de lipídeos e proteínas. Todavia, pouco se sabe sobre sua ação molecular, bem como a melhor dose para ruminantes. Assim sendo, este estudo teve como objetivo avaliar a influência de três doses de cromo em comparação ao controle, sem cromo adicional, sobre o desempenho, qualidade da carne e o perfil transcricional de genes expressos no músculo e no fígado de cordeiros alimentados com dietas com elevada proporção de concentrado. Foram utilizados 32 animais cruzados da raça Dorper X Santa Inês, recém-desmamados (peso vivo inicial médio de 18 kg) distribuídos em quatro tratamentos: controle (CTL), sem suplementação com cromo glicina (Orgolabs®), e suplementação com quelato de cromo a 1,0, 1,5 e 3,0 mg Cr/kg MS (Cr1,0, Cr1,5 e Cr3,0, respectivamente). Os animais foram mantidos em baias individuais e submetidos a uma dieta composta por 6% de volumoso (feno de capim Cynodon sp.) e 94% de concentrado e tiveram o peso mensurado a cada 14 dias para avaliação do desempenho. Após 60 dias de confinamento, os animais foram abatidos e amostras de músculo e fígado foram coletadas para análise do perfil transcricional de genes. Na carne foram avaliadas características como pH, cor, maciez, tempo de prateleira, peroxidação lipídica e perfil de ácidos graxos. Os resultados de desempenho, carcaça e qualidade de carne foram analisados através do programa SAS versão 9.0 por análise de regressão. Os genes expressos diferencialmente foram identificados usando o pacote estatístico DESeq2 disponível como parte do software de código aberto Bioconductor para bioinformática. Não foram observados efeitos de tratamento para nenhuma das características de desempenho avaliadas. Os tratamentos apresentaram efeito quadrático sobre peso e sobre o rendimento de costelas e vazio (P = 0,069 e 0,023). Efeito de tratamento foi observado para o rendimento de paleta, assim como um efeito quadrático (P = 0,001 e P = 0,083, respectivamente), onde os animais suplementados com Cr1,5 apresentaram os maiores valores, o que tendeu a reduzir conforme o aumento da dose de Cr. Um aumento linear (P = 0,026) foi observado nos valores de força de cisalhamento conforme a dose de Cr. Nas condições deste estudo, o cromo não apresentou efeito sobre o desempenho, no entanto aumentou o peso e rendimento de alguns cortes cárneos e afetou negativamente a palatabilidade da carne através do aumento da força de cisalhamento de acordo com a dose de Cr administrada. Foram encontrados 21 genes diferencialmente expressos no fígado, e 21 genes diferencialmente expressos no músculo, que estão relacionados ao metabolismo de lipídeos e prevenção da esteatose hepática, bem como de desordens metabólicas como a resistência insulínica. A suplementação dietética com cromo trabalhou efetivamente em nível molecular na síntese de RNA, deposição de proteínas, hipertrofia muscular e síntese de colágeno. Fatores de transcrição moduladores de funções como balanço energético também foram positivamente regulados nos animais suplementados, indicando menor deposição de tecido adiposo intramuscular. O cromo afetou positivamente o metabolismo do RNA, função mitocondrial, e o metabolismo de lipídeos e glicose.
Title in English
Effect of chromium on performance, meat quality and transcriptional profile of genes expressed in liver and muscle of lambs fed a high concentrate diet
Keywords in English
Differentially expressed genes
RNA sequencing
Ruminant
Abstract in English
Chromium is an essential trace element for glucose metabolism and there are indications that it increases muscle deposition and alters lipid and protein metabolism. However, little is known about its molecular action, as well as the best dose for ruminants. Therefore, this study aimed to evaluate the influence of three doses of chromium glycine (Orgolabs®) compared to the control, without additional chromium, on performance, meat quality and the transcriptional profile of genes expressed in the muscle and liver of lambs fed diets with high proportion of concentrate. Thirty-two recently weaned Dorper X Santa Inês crossbred animals (average initial live weight of 18 kg) were divided into four treatments: control (CTL), without supplementation with chromium chelate, and supplementation with 1.0, 1.5 and 3.0 mg Cr/kg DM of chromium chelate (Cr1.0, Cr1.5 and Cr3.0, respectively). The animals were kept in individual stalls and submitted to a diet consisting of 6% roughage (Cynodon sp. grass hay) and 94% concentrate and had their weight measured every 14 days for performance evaluation. After 60 days of feedlot feeding, the animals were slaughtered and muscle and liver samples were collected for analysis of the transcriptional profile of genes. Meat characteristics such as pH, color, tenderness, shelf life, lipid peroxidation and fatty acid profile were evaluated. Performance, carcass and meat quality results were analyzed using the SAS version 9.0 program by regression analysis. Differentially expressed genes were identified using the DESeq2 statistical package available as part of the Bioconductor open source software for bioinformatics. No treatment effects were observed for any of the evaluated performance characteristics. Treatments had a quadratic effect on weight and yield of ribs and void (P = 0.069 and 0.023). Treatment effect was observed for the shoulder yield, as well as a quadratic effect (P = 0.001 and P = 0.083, respectively), where the animals supplemented with Cr1.5 showed the highest values, which tended to reduce as the dose of Cr. A linear increase (P = 0.026) was observed in the shear force values according to the dose of Cr. Under the conditions of this study, chromium had no effect on performance, however it increased the weight and yield of some meat cuts and negatively affected the palatability of the meat by increasing the shear force according to the dose of Cr administered. Twenty one genes differentially expressed in the liver, and 21 genes differentially expressed in the muscle were identified, which are related to lipid metabolism and prevention of hepatic steatosis, as well as metabolic disorders such as insulin resistance. Dietary chromium supplementation worked effectively at the molecular level on RNA synthesis, protein deposition, muscle hypertrophy and collagen synthesis. Transcription factors that modulate functions such as energy balance were also positively regulated in supplemented animals, indicating less deposition of intramuscular adipose tissue. Chromium positively affected RNA metabolism, mitochondrial function, and lipid and glucose metabolism.
 
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Publishing Date
2024-02-02
 
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