بررسی اثر منابع مختلف روی بر عملکرد تولید مثلی و برخی از فراسنجه‌های خونی در بزهای نر بالغ مورسیا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

چکیده

چکیده:
سابقه و هدف:
بز به‌عنوان حیوانی چند منظوره برای اقتصاد و تأمین مواد غذایی برای جوامع شهری و روستایی حائز اهمیت است. روی یکی از محدود کننده‌ترین مواد معدنی کم‌مصرف بوده که بایستی به‌صورت روزانه در جیره غذایی نشخوارکنندگان گنجانده شود. تحقیقات نشان‌داده‌اند که استفاده از مکمل‌های آلی و یا نانو ذرات روی در مقایسه با مکمل‌های معدنی سبب پایداری غشای اسپرم و کاهش آسیب‌های اکسیداتیو همچنین سبب بهبود حفظ یکپارچگی غشای اسپرم می‌شوند. پژوهش‌های انجام شده در انسان، موش، سگ، گاو و بز نشان دادند که کیلات روی بر حفظ، پایداری، جنبایی و اتصال سر به دم اسپرماتوزوآ مؤثر است. همچنین از آنجا که منابع مختلف روی زیست فراهمی متفاوتی دارند و مطالعات اندکی پیرامون اثرات منابع مختلف روی بر خصوصیات تولید مثلی بز نر وجود دارد، آزمایش حاضر به منظور بررسی اثر منابع مختلف روی بر عملکرد تولید مثلی و برخی از فراسنجه‌های خون در بزهای نر بالغ مورسیا طراحی شد.
مواد و روش‌ها:
از 40 رأس بز نر بالغ مورسیا (با میانگین سنی تقریباً 5/1 سال و میانگین وزن زنده 54/1±43 کیلوگرم) به‌مدت 60 روز در قالب طرح کاملاً تصادفی استفاده شد. دام‌ها به‌طور تصادفی در 4 تیمار آزمایشی و 10 تکرار گروه‌بندی شدند که شامل: شاهد (دارای 95/19 میلی‌گرم در کیلوگرم روی بدون مکمل)، 32 میلی‌گرم در کیلوگرم سولفات روی، 32 میلی‌گرم در کیلوگرم روی-متیونین، 32 میلی‌گرم در کیلوگرم نانوذرات روی بودند. نمونه‌برداری خون در روزهای 30 و 60 آزمایش پس از مصرف خوراک با استفاده از لوله‌های تحت خلاء حاوی ماده ضد انعقاد خون انجام شد. آنالیز شیمیایی نمونه‌های مربوط به خوراک از طریق دستورالعمل‌های بین‌المللی برای ماده ‌خشک، خاکستر خام، پروتئین‌ خام، چربی‌ خام و فیبر محلول در شوینده خنثی انجام شد. حجم انزال با استفاده از لوله‌های مدرج اندازه‌گیری گردید. همچنین غلظت اسپرم مربوط به هر انزال با استفاده از لام هموسایتومتر و با کمک میکروسکوپ نوری تعیین شد. از رنگ‌آمیزی ائوزین-نیگروزین به‌منظور تعیین درصد اسپرم‌های زنده، مرده و ریخت‌شناسی اسپرم شامل ناهنجاری سر، تنه و دم استفاده شد. سیستم واکاوی کامپیوتری به‌منظور ارزیابی خصوصیات حرکتی اسپرم مطابق با دستورالعمل‌های مرجع مورد استفاده قرار گرفت. غلظت پلاسمایی تستوسترون با استفاده از کیت‌های تجاری و از طریق دستگاه الایزا تعیین شدند. نمونه‌های پلاسما با اسید کلریدریک هضم شدند و سپس از طریق دستگاه جذب اتمی مقادیر مربوط به عناصر آهن، روی و مس اندازه‌گیری شدند. خصوصیات کمی و کیفی منی از طریق مدل آماری طرح کاملاً تصادفی و به روش آنالیز واریانس و رویه GLM آنالیز شد. همچنین غلظت عناصر معدنی و تستوسترون پلاسما به‌صورت اندازه‌های تکرار شده در قالب طرح کاملاً تصادفی و با استفاده از رویه ترکیب شده واکاوی شد.
یافته‌ها:
در این پژوهش تغذیه مکمل روی سبب افزایش حجم انزال، غلظت اسپرم، زنده‌مانی، یکپارچگی غشای اسپرم و بهبود ریخت‌شناسی و برخی از خصوصیات حرکتی اسپرم شد (05/0 P ≤). همچنین تفاوت معنی‌داری میان خصوصیات کمی، کیفی، حرکتی و ریخت‌شناسی اسپرم میان انواع مکمل‌های تغذیه شده (سولفات روی، روی-متیونین، نانوذرات روی) مشاهده نشد (05/0 P >). غلظت پلاسمایی روی و تستوسترون در تیمارهای تغذیه شده با انواع مکمل روی نسبت به تیمار شاهد بهبود یافت (05/0 P ≤) اما میان غلظت پلاسمایی مس و آهن تفاوت معنی‌داری مشاهده نشد (05/0 P >).
نتیجه‌گیری:
تغذیه انواع مکمل روی (آلی، غیرآلی و نانو ذرات) سبب بهبود عملکرد تولید مثلی بزهای نر مورسیا شد که به نظر می‌رسد احتمالاً این بهبود خصوصیات کمی و کیفی اسپرم به دلیل کمبود مقادیر کافی روی در جیره‌های غذایی است. با توجه به میزان روی در جیره پایه و شرایط آزمایش حاضر پیشنهاد می‌گردد به منظور بهبود عملکرد تولید مثلی و مدیریت هزینه‌ خوراک از سولفات روی در جیره‌های غذایی استفاده شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigating the effect of different sources of zinc on reproductive performance and some blood parameters in mature Murciana ,bucks

نویسندگان [English]

  • Hamidreza Taghian
  • Kian Sadeghi
Animal science department, Faculty of agriculture, University of Tehran, Karaj, Iran
چکیده [English]

Abstract
Background and objectives: Goat as a multipurpose animal is crucial for the economy and food supply for urban and rural communities. Zinc is one of the most restricted trace minerals, which should be included in the diet of ruminants on daily. Research has shown that the use of organic or zinc nanoparticle supplements compared to inorganic supplements causes the stability of the sperm membrane and reduces oxidative damage, as well as improves the preservation of the integrity of the sperm membrane. Studies conducted in humans, mice, dogs, cows and goats showed that zinc chelates are more effective in maintenance, stability, motility and attachment of head to tail of spermatozoa. Also, since different sources of zinc have different bioavailability and there are few studies about the effects of different sources of zinc on the reproductive attributes in bucks, the present experiment is to investigate the effect of different sources of zinc on reproductive performance and some blood parameters in Murciana bucks.
Materials and methods: Forty mature Murciana bucks (with an average age of approximately 1.5 years and an average body weight of 43±1.54 kg) were applied for a 60-day experiment in a completely randomized design model. The animals were randomly assigned into 4 experimental treatments with 10 replications, which included: control (containing 19.95 mg kg-1 Zn without supplementation), 32 mg
kg-1 ZnSO4, 32 mg kg-1 ZnMet, and 32 mg kg-1 nano-Zn. Blood samples were collected by jugular vein puncture containing an anti-coagulant agent before morning meal on days 30 and 60 days of the experiment. Chemical analysis of feed samples was adjusted through international instructions for dry matter, ash, crude protein, ether extract, and neutral detergent fiber. Ejaculate volume was evaluated in a graduated glass tube that was adjusted to the artificial vagina. Moreover, the concentration of sperm to each ejaculation was carry out by a hemocytometer chamber through an optical microscope. The Eosin-Nigrosin stain was utilized to calculate the proportions of live, dead and abnormalities including head, mid-piece and tail. The CASA computer software was used to evaluate sperm motility characteristics according to reference guidelines. The ELISA method measured plasma testosterone concentration using a commercial kit. Plasma samples were digested with hydrochloric acid and then the concentrations of Fe, Zn and Cu were determined by a flame atomic absorption spectrometry. Semen quality and quantity traits were analyzed by completely randomized design (CRD) using the Proc GLM. Blood testosterone concentrations were analyzed as repeated measures in a completely randomized design using the Proc MIXED.
Results: In this research, Zn supplementation caused an increase in ejaculate volume, sperm concentration, viability, sperm membrane integrity, sperm morphology and some sperm velocity characteristics (P ≤ 0.05). Also, no significant difference was observed between the quantitative, qualitative, motility and morphological characteristics of sperm among the source of Zn supplements (ZnSO4, Zn-Met, nano-Zn) (P > 0.05). The Zn plasma concentration and testosterone were improved in the treatments fed Zn supplements compared to the control group (P ≤ 0.05), but no significant difference was observed between the plasma concentrations of Cu and Fe (P > 0.05).
Conclusion: Feeding various types of Zn supplements (organic, inorganic and nanoparticles) improved the reproductive performance of Murciana bucks, which seems to be probably due to the lack of sufficient amounts of Zn in the diets. Considering the amount of zinc in the basal diet and the conditions of this experiment, it is suggested to use zinc sulfate in rations to improve reproductive performance and feed cost management.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Murciana buck
  • Zinc
  • Zn-methionine
  • Zn sulfate
  • Zn nanoparticles

مراجع

Abaspour Aporvari, M. H., Mamoei, M., Tabatabaei Vakili, S., Zareei, M., & Dadashpour Davachi, N. (2018). The Effect of Oral Administration of Zinc Oxide Nanoparticles on Quantitative and Qualitative Properties of Arabic Ram Sperm and Some Antioxidant Parameters of Seminal Plasma in the Non-Breeding Season. Archives of Razi Institute, 73(2), 121-129. https://doi.org/10.22092/ari.2018.120225.1187
Abedin, S. N., Baruah, A., Baruah, K. K., Bora, A., Dutta, D. J., Kadirvel, G., Deori, S. (2023). Zinc oxide and selenium nanoparticles can improve semen quality and heat shock protein expression in cryopreserved goat (Capra hircus) spermatozoa. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, 80, 127296. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jtemb.2023.127296
Afifi, M., Almaghrabi, O. A., & Kadasa, N. M. (2015). Ameliorative Effect of Zinc Oxide Nanoparticles on Antioxidants and Sperm Characteristics in Streptozotocin-Induced Diabetic Rat Testes. BioMed Research International, 2015, 153573. https://doi.org/10.1153573/2015/155
AOAC. (2006). Official Methods of Analysis (18 ed.). Association of Official Analytical Chemists.
Arangasamy, A., Venkata Krishnaiah, M., Manohar, N., Selvaraju, S., Guvvala, P. R., Soren, N. M., Ravindra, J. P. (2018). Advancement of puberty and enhancement of seminal characteristics by supplementation of trace minerals to bucks. Theriogenology, 110, 182-191. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.theriogenology.2018.01.008
Arthington, J. D., Corah, L. R., & Hill, D. A. (2002). The Effects of Dietary Zinc Concentration and Source on Yearling Bull Growth and Fertility11Contribution no. R-08583 from the Florida Agriculture Experiment Station. The Professional Animal Scientist, 18(3), 282-285. https://doi.org/https://doi.org/10.15232/S1080-7446(15)31534-5
Bettger, W. J., & O'Dell, B. L. (1981). A critical physiological role of zinc in the structure and function of biomembranes. Life Sciences, 28(13), 1425-1438. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/0024-3205(81)90374-X
Björndahl, L., & Kvist, U. (1982). Importance of zinc for human sperm head-tail connection. Acta Physiol Scand, 116(1), 51-55. https://doi.org/10.1111/j.1748-1716.1982.tb10598.x
Dhoke, S. K. (2023). Synthesis of nano-ZnO by chemical method and its characterization. Results in Chemistry, 5, 100771.
Duncan, D. B. (1955). Multiple Range and Multiple F Tests. Biometrics, 11(1), 1-42. https://doi.org/10.2307/3001478
El-Masry, K., Nasr, A., & Kamal, T. (1994). Influences of season and dietary supplementation with selenium and vitamin E or zinc on some blood constituents and semen quality of New Zealand White rabbit males. World Rabbit Science, 2 (3).
França, L. R., Becker-Silva, S. C., & Chiarini-Garcia, H. (1999). The length of the cycle of seminiferous epithelium in goats (Capra hircus). Tissue and Cell, 31(3), 274-280. https://doi.org/https://doi.org/10.1054/tice.1999.0044
Garg, A. K., Mudgal, V., & Dass, R. S. (2008). Effect of organic zinc supplementation on growth, nutrient utilization and mineral profile in lambs. Animal Feed Science and Technology, 144(1), 82-96. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2007.10.003
Geary, T. W., Kelly, W. L., Spickard, D. S., Larson, C. K., Grings, E. E., & Ansotegui, R. P. (2016). Effect of supplemental trace mineral level and form on peripubertal bulls. Animal Reproduction Science, 168, 1-9. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.anireprosci.2016.02.018
Hernández-Meléndez, J., Salem, A. Z., Sánchez-Dávila, F., Rojo, R., Limas, A. G., López-Aguirre, D., & Vázquez-Armijo, J. F. (2015). Effect of copper and zinc supplementation on growth, blood serum copper and zinc levels, scrotal circumference and semen quality in growing male Boer× Nubian bucks. Journal of Life Science, 12, 108-112.
Kendall, N. R., McMullen, S., Green, A., & Rodway, R. G. (2000). The effect of a zinc, cobalt and selenium soluble glass bolus on trace element status and semen quality of ram lambs. Animal Reproduction Science, 62(4), 277-283. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/S0378-4320(00)00120-2
Kumar, N., Verma, R. P., Singh, L. P., Varshney, V. P., & Dass, R. S. (2006). Effect of different levels and sources of zinc supplementation on quantitative and qualitative semen attributes and serum testosterone level in crossbred cattle (Bos indicus x Bos taurus) bulls. Reproduction Nutrition Development, 46(6), 663-675. https://doi.org/10.1051/rnd:2006041
Kumar, P., Yadav, B., & Yadav, S. (2014). Effect of zinc and selenium supplementation on semen quality of Barbari bucks. Indian Journal of Animal Research, 48(4), 366-369. https://doi.org/10.5958/0976-0555.2014.00457.9
Kvist, U., Björndahl, L., & Kjellberg, S. (1987). Sperm nuclear zinc, chromatin stability, and male fertility. Scanning Microsc, 1(3), 1241-1247.
Kvist, U., Kjellberg, S., Björndahl, L., Hammar, M., & Roomans, G. M. (1988). Zinc in sperm chromatin and chromatin stability in fertile men and men in barren unions. Scand Journal Urol Nephrol, 22(1), 1-6. https://doi.org/10.1080/00365599.1988.11690374
Larsen, L., Scheike, T., Jensen, T. K., Bonde, J. P., Ernst, E., Hjollund, N. H., Giwercman, A. (2000). Computer-assisted semen analysis parameters as predictors for fertility of men from the general population. The Danish First Pregnancy Planner Study Team. Human Reproduction, 15(7), 1562-1567. https://doi.org/10.1093/humrep/15.7.1562
Liu, H., Sun, Y., Zhao, J., Dong, W., & Yang, G. (2020). Effect of Zinc Supplementation on Semen Quality, Sperm Antioxidant Ability, and Seminal and Blood Plasma Mineral Profiles in Cashmere Goats. Biological Trace Element Research 196(2), 438-445. https://doi.org/10.1007/s12011-019-01933-x
Liu, H. Y., Sun, M. H., Yang, G. Q., Jia, C. L., Zhang, M., Zhu, Y. J., & Zhang, Y. (2015). Influence of different dietary zinc levels on cashmere growth, plasma testosterone level and zinc status in male Liaoning Cashmere goats. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 99(5), 880-886. https://doi.org/https://doi.org/10.1111/jpn.12292
Mekasha, Y., Tegegne, A., & Rodriguez-Martinez, H. (2007). Effect of Supplementation with Agro-industrial By-products and Khat (Catha edulis) Leftovers on testicular growth and sperm production in Ogaden bucks. Journal of Vet Med A Physiol Pathol Clin Med, 54(3), 147-155. https://doi.org/10.1111/j.1439-0442.2007.00876.x
Mousavi Esfiokhi, S. H., Norouzian, M. A., & Najafi, A. (2023). Effect of different sources of dietary zinc on sperm quality and oxidative parameters. Frontiers in Veterinary Science, 10, 1134244. https://doi.org/10.3389/fvets.2023.1134244
Narasimhaiah, M., Arunachalam, A., Sellappan, S., Mayasula, V., Guvvala, P., Ghosh, S., Kumar, H. (2018). Organic zinc and copper supplementation on antioxidant protective mechanism and their correlation with sperm functional characteristics in goats. Reproduction in Domestic Animals, 53(3), 644-654. https://doi.org/https://doi.org/10.1111/rda.13154
NRC. (2007). Nutrient Requirements of Small Ruminants: Sheep, Goats, Cervids, and New World Camelids. The National Academies Press. https://doi.org/doi:10.17226/11654
Palacín, I., Vicente-Fiel, S., Santolaria, P., & Yániz, J. L. (2013). Standardization of CASA sperm motility assessment in the ram. Small Ruminant Research, 112(1), 128-135. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.smallrumres.2012.12.014
Patricio, A., Cruz, D. F., Silva, J. V., Padrão, A., Correia, B. R., Korrodi-Gregório, L., Fardilha, M. (2016). Relation between seminal quality and oxidative balance in sperm cells. Acta Urológica Portuguesa, 33(1), 6-15. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.acup.2015.10.001
Pineda, M., & Dooley, M. (2003). Veterinary endocrinology and reproduction. Ed, 3, 218-223.
Puchala, R., Sahlu, T., & Davis, J. (1999). Effects of zinc-methionine on performance of Angora goats. Small Ruminant Research, 33(1), 1-8.
Rahman, H. U., Qureshi, M. S., & Khan, R. U. (2014). Influence of dietary zinc on semen traits and seminal plasma antioxidant enzymes and trace minerals of beetal bucks. Reproduction in Domestic Animals, 49(6), 1004-1007. https://doi.org/10.1111/rda.12422
Raje, K., Ojha, S., Mishra, A., Munde, V., Chandrakanta, Rawat, & Chaudhary, S. K. (2018). Impact of supplementation of mineral nano particles on growth performance and health status of animals: A review. Journal of Entomology and Zoology Studies, 6(3), 1690-1694
Rimbach, G., Walter, A., Most, E., & Pallauf, J. (1998). Effect of microbial phytase on zinc bioavailability and cadmium and lead accumulation in growing rats. Food and Chemical Toxicology, 36(1), 7-12. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/S0278-6918-00117(97)5
Rowe, M. P., Powell, J. G., Kegley, E. B., Lester, T. D., & Rorie, R. W. (2014). Effect of supplemental tracemineral source on bull semen quality. The Professional Animal Scientist, 30(1), 68-73. https://doi.org/https://doi.org/10.15232/S1081-30085(15)7446-0
Roy, B., Baghel, R. P. S., Mohanty, T. K., & Mondal, G. (2013). Zinc and Male Reproduction in Domestic Animals: A Review. Indian Journal of Animal Nutrition, 30, 339-350.
Saaranen, M., Suistomaa, U., Kantola, M., Saarikoski, S., & Vanha-Perttula, T. (1987). Lead, magnesium, selenium and zinc in human seminal fluid: comparison with semen parameters and fertility. Human Reproduction, 2(6), 475-479. http/doi.org/10.1093/oxfordjournals.humrep.a136573
Saleh, S., Ibrahim, A., & Yousri, R. (1994). The effect of dietary zinc, season and breed on semen quality and body weight in goats. Journal of Animal Reproduction and Biotechnology. 25 (2) 5-12.
Sun, B., Ma, J., Te, L., Zuo, X., Liu, J., Li, Y., Wang, S. (2023). Zinc-Deficient Diet Causes Imbalance in Zinc Homeostasis and Impaired Autophagy and Impairs Semen Quality in Mice. Biol Trace Elem Res, 201(5), 2396-2406. https://doi.org/10.1007/s12011-022-03324-1
Suttle, N. F. (2010). Mineral Nutrition of Livestock. CABI. https://books.google.com/books?id=SRcEZVPbVRQC
Swanson, E. W., & Bearden, H. J. (1951). An Eosin-Nigrosin Stain for Differentiating Live and Dead Bovine Spermatozoa. Journal of Animal Science, 10(4), 981-987. https://doi.org/10.2527/jas1951.104981x
Talebi, A. R., Khorsandi, L., & Moridian, M. (2013). The effect of zinc oxide nanoparticles on mouse spermatogenesis. Journal of Assisted Reproduction and Genetics, 30(9), 1203-1209. https://doi.org/10.1007/s10815-013-0078-y
Ukanwoko, A. I., Ironkwe, M. O., & Nmecha, C. (2013). Growth Performance and Hematological Characteristics of West African Dwarf Goats Fed Oil Palm Leaf Meal Cassava Peel Based Diets. Journal of Animal Production Advances, 3, 1-5.
Underwood, E. J., & Somers, M. (1969). Studies of zinc nutrition in sheep. I. The relation of zinc to growth, testicular development, and spermatogenesis in young rams. Crop and Pasture Science, 20, 889-897.
Van Soest, P. J., Robertson, J. B., & Lewis, B. A. (1991). Methods for Dietary Fiber, Neutral Detergent Fiber, and Nonstarch Polysaccharides in Relation to Animal Nutrition. Journal Of Dairy Science, 74(10), 3583-3597. https://doi.org/https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(91)78551-2
Venkata Krishnaiah, M., Arangasamy, A., Selvaraju, S., Guvvala, P. R., & Ramesh, K. (2019). Organic Zn and Cu interaction impact on sexual behaviour, semen characteristics, hormones and spermatozoal gene expression in bucks (Capra hircus). Theriogenology, 130, 130-139. https://doi.org/10.1016/j.theriogenology.2019.02.026
Wieringa, F. T., Dijkhuizen, M. A., Fiorentino, M., Laillou, A., & Berger, J. (2015) Determination of zinc status in humans: which indicator should we use? Nutrients, 7(5), 3252-3263. https://doi.org/10.3390/nu7053252
Ziaeian, A. H., & Malakouti, M. J. (2001). Effects of Fe, Mn, Zn and Cu fertilization on the yield and grain quality of wheat in the calcareous soils of Iran. In W. J. Horst, M. K. Schenk, A. Bürkert, N. Claassen, H. Flessa, W. B. Frommer, H. Goldbach, H. W. Olfs, V. Römheld, B. Sattelmacher, U. Schmidhalter, S. Schubert, N. v. Wirén, & L. Wittenmayer (Eds.), Plant Nutrition: Food security and sustainability of agro-ecosystems through basic and applied research (pp. 840-841). Springer Netherlands. https://doi.org/10.1007/0-306-47624-X_409
نشریه پژوهش‌ در نشخوار کنندگان
دوره 12، شماره 4
دی 1403
صفحه 59-78

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار