Embriyo döneminde aydınlatma ve sıcağa alıştırmanın etlik piliçlerde gelişme, stres ve hayvan refahına etkisi
The effect of lighting and temperature acclimation during embryo stage on growth, stress, and welfare of broiler chickens
Yazar: TAHIR SHAH
Danışman: PROF. DR. SEZEN ÖZKAN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Zootekni Ana Bilim Dalı / Zootekni Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Bu çalışmada etlik piliçlerde embriyo döneminde döngüsel yüksek sıcaklık ve fotoperiyodik aydınlatmanın birlikte kullanılmasının çıkışta ve çıkış sonrası gelişme, stres ve biyolojik ritim düzenleyici mekanizmalar ile akut ısı stresine uyum üzerine etkileri araştırılmıştır. Çalışma, birbirini takip eden iki denemeden oluşmuştur. Her bir deneme için 420 adet olmak üzere toplam 840 adet ROSS 308 etlik damızlık yumurta kuluçka edilmiştir. Birinci denemede, kuluçkada optimal kabuk sıcaklığı (37.8ºC, Kontrol) veya kuluçkanın 11-16. günleri (EY11-16) arasında günde 6 saat optimumdan 1ºC daha yüksek kabuk sıcaklığı (38.8ºC) kullanılarak sıcağa alıştırma (SA) yapılmıştır. İkinci denemede, yumurtalara 16 saat aydınlık 8 saat karanlık (16A: 8K) aydınlatma altında optimum sıcaklık (AK) veya aydınlatma ile birlikte SA (ASA) uygulanmıştır. Çıkış performansı ve  civcivlerde gelişme, civciv kalitesi, kan kortikosteron (CORT) ve pinealde Arilalkilamin N-Asetil transferaz (AANAT) ekspresyonu incelenmiştir. Her iki denemede de 180 adet civciv (90 adet/grup) 32. güne kadar optimum çevre koşulları altında büyütülmüştür. Otuz ikinci gün her kuluçka uygulamasından (KU) 12 piliç olmak üzere toplam 24 adet piliç 2 saat boyunca akut yüksek sıcaklığa (32.1±0.1°C) maruz bırakılarak fiziyolojik ve davranışsal stres yanıtları incelenmiştir.
Deneme 1'de  SA uygulaması, çıkış günü civcivlerde pineal bezde melatonin sentezinde kritik enzim olan AANAT ekspresyonunu geriletmiştir (P <0.05). Deneme 2'de ise ASA grubunda AANAT ekspresyonu AK'dan yüksek olmuş ve  aydınlatma programına uygun olarak gündüz düşük ve gece yüksek bir ekspresyon gözlenmiştir (P<0.05). Deneme 1'de AANAT ekspresyonunda gece/gündüz örnekleri arasında fark önemli olmuş ancak muhtemelen çevresel bir aydınlatma ipucu olmadığı için deneme 2'deki aydınlatma programı ile uyumlu olan ritmin aksi yönünde bir ritim gözlenmiştir. Deneme 1'de kesim yaşında akut yüksek sıcaklık uygulaması altında SA grubunun vücut sıcaklıkları kontrol grubundan önemli düzeyde (P <0.05) düşük bulunmuştur. Deneme 2'de ASA grubunun vücut sıcaklığı  AK'dan daha düşük olmakla birlikte bu fark istatistik önemli bulunmamıştır. Hem SA hem de ASA uygulamaları kesim yaşında pineal AANAT ekspresyonunu kontrol gruplarına göre önemli düzeyde artırmış buna karşın hızlı soluma eşik sıcaklığını yükseltmiştir(P <0.05). Deneme 1'de ısı stresi altında  SA grubunda hızlı soluma davranışı kontrol grubuna göre azalmıştır (P<0.05). ASA grubundan piliçler akut ısı stresi altında AK grubuna göre daha az su içme ancak daha fazla oturma davranışı sergilemişlerdir (P<0.05). Akut ıs stresi altında kan CORT düzeylerinde KU'ya bağlı değişim gözlenmemiştir. 
Deneme 1'de SA civciv kalitesini olumsuz etkilemiş ancak Deneme 2'de ASA civciv uzunluğunu artırarak kaliteyi  iyileştirmiş ve ilk üç hafta gelişmeyi olumlu etkilemiştir (P <0.05). Yem tüketimi ve yemden yararlanma bakımından gruplar arasında fark gözlenmemiştir. 
Çalışma bulgularına göre SA kuluçka sonrası termotoleransı iyileştirerek piliçlerin ısı stresine dayanaklılığını artırmıştır. Ayrıca,  çalışmamızda SA uygulamasının kesim yaşında pineal AANAT ekspresyonunu artırmak sureti ile melatonin hormonu sentezini etkileyebileceği ilk kez gösterilmiştir. Bu da sıcağa dayanıklılığın gelişmesinde melotonin hormonun olumlu rolüne işaret etmektedir. Bu bulgulara dayanarak kuluçka döneminde sıcağa alıştırma ile aydınlatmanın birlikte uygulanmasına yönelik daha detaylı çalışmalar yapılmasına gereksinim vardır. 

Anahtar kelimeler: Sıcağa Alıştırma, Kuluçkada Aydınlatma, Davranış, Vücut sıcaklığı, Arilalkilamin N-Asetil transferaz, Kortikosteron ve Termotolerans

Abstract:
Two consecutive experiments were carried out to investigate the effect of cyclic higher egg shell temperature and photoperiodic lighting along with their combination during the incubation on growth, stress and biological rhythm regulating mechanisms, and adaptation of broilers to post hatch acute heat stress. A total of 840 ROSS 308 commercial broiler breeder eggs (420 for each trial) were used in the experiment. In the first experiment, the eggs were exposed to either optimal egg shell temperature (37.8ºC, Control) or temperature acclimation using 1ºC higher eggshell temperature (38.8ºC ) for 6 h/day from 11 to 16 embryonic day (TA) . In the second experiment, the eggs were subjected to a. 16 hours of light and 8 hours of darkness (16L: 8D) schedule with optimum temperature (L-control) or along with TA (LTA) . Hatching performance, chick quality, blood corticosterone and pineal aralkylamine N-acetyltransferase (AANAT) gene expression were investigated. In both trials, 180 chicks (90 per group) were raised under optimum environmental conditions until day 32. On the 32nd day, 24 (12 from each incubation group) chickens were exposed to acute heat stress (32.1±0.1ºC) for 2 hours and physiological and behavioural stress responses were recorded. 
In experiment-1, TA regressed the expression of AANAT, which is the critical enzyme for melatonin synthesis, in the pineal gland of chicks (P <0.05). However, in experiment-2, AANAT expression was higher in LTA than L-control. Sampling time was signifcant on AANAT expression being lower during the day but higher at night in experiment-2, indicating a circadian rhythm was established. However, in experiment-1, day/night AANAT expressions were in opposite direction to the expected day/night rhythm probably due to the absence of light cue. 
Broilers from TA had significantly lower body temperatures as compared to control group under heat stress applied at slaughter age (P <0.05). However, in experiment-2, although there was a numerical reduction in body temperature of LTA broilers the difference was not significant.  In both experiments, both TA and LTA increased  pineal AANAT expression levels at slaughter age and the threshold temperature to start panting behaviour as a response to acute heat stress (P <0.05). In experiment-1, the TA decreased panting behavior under heat stress compared to the control group (P<0.05). In experiment-2, LTA broilers performed  less drinking but higher sitting behavior as  compared with the L-control (P<0.05) indicating lower stress response to acute heat exsposure. Incubation treatments did not affect blood corticosterone hormone levels at any age. 
In experiment-1, TA negatively affected chick quality, but in experiment-2, LTA improved the chick quality by increasing chick length and positively affected post hatch growth of chiks in the first three weeks (P < 0.05). There was no effect of incubation treatments on feed consumption and feed efficiency.  
Results from the study suggested that both TA and LTA improved thermotolerance and increased resilience of broilers to acute heat stress at slaughter age. Furthermore, our study supplied first evidences that TA could modify melatonin hormone synthesis via increased pineal AANAT expression. This finding indicates that melatonin may also have a positive role in thermal acclimation during incubation. Based on these findings, it would be beneficial to conduct more detailed studies on the application of lighting together with temperature acclimation during the incubation period. 

Keywords: Heat Acclimation, Lighted incubation, Behaviour, Body temperature, Aralkylamine N-Acetyltransferase and Thermotolerance