بررسی اثر فیتو استروژن جنستئین بر هورمون های جنسی لارو ماهی قزل آلای رنگین کمان (Oncorhynchus mykiss) در مرحله تمایز جنسی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه شیلات، دانشکده شیلات و محیط زیست، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

2 موسسه تحقیقات علوم شیلاتی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

10.22034/AEJ.2020.241249.2310

چکیده

فیتواستروژن ها مواد گیاه پایه و ضد مغذی هایی هستند که معمولاً دارای فعالیت های استروژنیک می باشند. این مواد بر روی تحول گنادی و تمایز جنسی در برخی از گونه های آبزیان تاثیرگذارند. فیتواستروژن ها ممکن است اثر مشابهی با استروژن داشته و یا بالعکس توان بلاک کردن اثر استروژن ها را داشته باشند. یکی از گیاهانی که در جیره غذایی ماهیان و مخصوصاً ماهی قزل آلا مورد استفاده قرار می ­گیرد، سویا و مشتقات آن است. یکی مهم ترین ترکیبات فیتواستروژنی موجود در سویا جنستئین می باشد. در مطالعه حاضر، جنستئین در 3 دوز 40، 400 و 800 میلی گرم به ازای هر کیلوگرم خوراک برای لاروها در دوره تمایز جنسی تجویز شد. هم چنین تیمار 17 بتا- استرادیول و تیمار متیل تستوسترون نیز برای مقایسه در نظر گرفته شد. لاروهای یک تیمار نیز به عنوان تیمار شاهد هیچ گونه هورمونی دریافت نکردند. مدت تجویز خوراک هورمونی به لاروها 60 روز از زمان شروع تغذیه فعال بود و در پایان دوره غذادهی هورمونی، مقادیر هورمون های 17 بتا- استرادیول، تستوسترون و 17 OH- پروژسترون، سطح ویتلوژنین و هم چنین سطح فسفات آزاد در تیمارهای مختلف بررسی و مقایسه شد. نتایج نشان داد که در پایان دوره غذادهی هورمونی، فیتواستروژن جنستئین تأثیر حاد و قابل توجهی بر روی سطح استروئیدهای جنسی و نیز ویتلوژنین لارو ماهی قزل آلا نداشت و تا حدی کاهش استروئیدهای جنسی علی الخصوص 17 بتا- استرادیول و 17 OH- پروژسترون را ایجاد نمود به طوری که بیش ترین سطح هورمون 17 بتا- استرادیول در تیمار E اندازه گیری شد و تیمارهای حاوی جنستئین دارای مقادیر پایین تری از این هورمون بودند (P≤0.05). هم چنین سطح ویتلوژنین نیز در تیمارهای جنستئینی تا حدی پایین تر بود ولی تغییر در میزان جنستئین خوراک اختلاف معنی داری در این خصوص از خود نشان نداد (P>0.05).

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Study on the effect of phytoestrogen genistein on sex hormones of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) larvae in sex differentiation stage

نویسندگان [English]

  • Tayebeh Bashti 1
  • Mohammad Reza Imanpoor 1
  • Homayoun Hosseinzadeh Sahhafi 2
  • Davood Zargham 2
1 Department of Fisheries, Faculty of Fisheries and Environment, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
2 Iranian Fisheries Science Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Tehran, Iran
چکیده [English]

Phytoestrogens are plant-based and anti-nutrient substances that usually have estrogenic activities. These substances affect gonadal evolution and sexual differentiation in some aquatic species. Phytoestrogens may have a similar effect to estrogen or, conversely, have the ability to block the effect of estrogens. One of the plants used in the diet of fish, especially Rainbow trout, is soy and its derivatives. One of the most important phytoestrogenic compounds in soy is Genistein. In the present study, genistein was administered in three doses of 40, 400 and 800 mg/kg of feed to larvae during the sex differentiation period. 17 beta-Estradiol treatment and Methyl Testosterone treatment were also considered for comparison. The larvae of one treatment did not receive any hormones as a control treatment. The duration of hormonal feeding to larvae was 60 days from the beginning of active feeding and at the end of the hormonal feeding period, the levels of 17 beta-Estradiol, Testosterone and 17 OH-Progesterone, Vitellogenin level and free phosphate level in different treatments were evaluated and compared. The results showed that at the end of the hormonal feeding period, phytoestrogen Genistein did not have an acute and significant effect on the levels of sex steroids and Rainbow Trout larvae Vitellogenin and partially reduced sex steroids, especially 17 beta-Estradiol and 17 OH-progesterone. The highest level of 17 beta-Eestradiol was measured in treatment E and the treatments containing Genistein had lower levels of this hormone (P≤0.05). Also, the level of Vitellogenin was somewhat lower in the treatment of Genistein but the change in the amount Feed Genistein did not show a significant difference in this regard (P> 0.05).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Genistein
  • rainbow trout
  • Phytoestrogen
  • Hormone
  1. باشتی، ط.، 1394. تولید جمعیت تمام ماده قزل ­آلا رنگین ­کمان به روش ماده ­سازی غیرمستقیم.گزارش نهایی پروژه تحقیقاتی، موسسه تحقیقات علوم شیلاتی کشور. 68 صفحه.
  2. رزمی، ک.، 1386. بررسی تغییر جنسیت قزل­ آلای رنگین ­کمان به ­وسیله هورمون 17 آلفا اتینیل استرادیول. پایان ­نامه دوره کارشناسی ارشد، دانشکده علوم و فنون دریایی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاداسلامی. 143 صفحه.
  3. حسین­ زاده ­صحافی، ه.،1390. ایجاد تک جنس قزل ­آلا به ­روش مستقیم با استفاده از هورمون 17- بتا استرادیول. گزارش نهایی پروژه تحقیقاتی، مؤسسه تحقیقات علوم شیلاتی کشور. 40 صفحه.
  4. Anderson, M. and Whitcomb, P., 2001. Design of Experiments Statistical Principles of Research Design and Analysis. Technometrics. Vol. 43, No. 2, pp: 236-237. doi:10.1198/tech.2001.s589.
  5. Budd, M.A.; Banh, Q.; Domingos, K. and Jerry, D.R., 2015. Sex Control in Fish: Approaches, Challenges and Opportunities for Aquaculture. Journal of Marine Science Engineering. Vol. 3, pp: 329-355. doi:10.3390/jmse3020329.
  6. Bennetau-Pelissero, C.; Breton, B. and Bennetau, B., 2001. Effect of Genistein-Enriched Diets on the Endocrine Process of Gametogenesis and on Reproduction Efficiency of the Rainbow Trout Oncorhynchus mykiss. General and Comparative Endocrinology. Vol. 121, No. 2, pp: 173-187.
  7. Billard, R., 1989. Endocrinology and fish culture. Fish Physiol. Biochem. Vol. 7, pp: 49-58.
  8. Davis, L.K.; Fox, B.K.; Lim, C.; Lerner, D.T.; Hirano, T. and Grau, E.G., 2010. Effects of 11- ketotestosterone and fishmeal in the feed on growth of juvenile tilapia (Oreochromis mossambicus). Aquaculture. Vol. 305, pp: 143-149.
  9. Diotel, N.; LePagea, Y.; Mouriec, K.; Tong, S. and Pellegrin, E., 2010. Aromatase in the brain of teleost fish: Expression, regulation and putative functions. Frontiers in Neuroendocrinology. Vol. 31, No. 2, pp: 172-192.
  10. El-Sayed, A.; Abdel-Aziz, A. and Abdel-Ghani, H., 2012. Effects of phytoestrogens on sex reversal of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) larvae fed diets treated with 17α-Methyltestosterone. Aquaculture. Vol. 360-361, pp: 58-63.
  11. Filby, A.; Thorpe, K.L.; MaackCharles, G. and Tyler, R., 2007. Gene expression profiles revealing the mechanisms of anti-androgen- and estrogen-induced feminization in fish. Aquatic Toxicology. Vol. 81, No. 2, pp: 219-231.
  12. Fickler, A.; Rimbach, G.; Schulz, C. and Staats, S., 2019. Screening dietary biochanin A, daidzein, equol and genistein for their potential to increase DHA biosynthesis in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Plos one. pp: 51-67.
  13. Green, C.C. and Kelly, A.M., 2008. Effects of the estrogen mimic genistein as a dietary component on sex differentiation and ethoxyresorufin-O-deethylase (EROD) activity in channel catfish (Ictalurus punctatus). Fish Physiology and Biochemistry. Vol. 35, No. 3, pp: 377-384. doi:10.1007/s10695-008-9260-z 
  14. Hirai, N.; Nanba, A.; Koshio, M.; Kondo, T.; Morita, M. and Tatarazako, N., 2006. Feminization of Japanese medaka (Oryzias latipes) exposed to 17β‐estradiol: effect of exposure period on spawning performance in sex transformed females. Aquat. Toxicol. Vol. 79, No. 3, pp: 288-295. doi: 10.1016/j.aquatox.2006.06.018.
  15. Hendry, C.I.; Martin-Ribochaud, D.J. and Benfey. T.J., 2006. Hormonal sex reversal of Atlantic halibut (Hippoglossus hippoglossus). Aquaculture. Vol. 219, pp: 769-781.
  16. Hoga, C.A.; Fernanda, L. and Reyes. F.G., 2018. A review on the use of hormones in fish farming: Analytical methods to determine their residues. CyTA Journal of food. Vol 16, No. 1.
  17. Kaushik, S.J.; Cravedi, J.P.; Lalles, J.P.; Sumpter, J.; Fauconneau, B. and Laroche, M., 1995. Partial or total replacement of fish meal by soya protein on growth, protein utilization, potential estrogenic or antigenic effects, cholesterolemia and flesh quality in rainbow trout. Aquaculture. Vol. 133, pp: 257-274.
  18. Kelly, M., 2013. The Environmental Fate of the Phytoestrogens Genistein and Daidzein, University of Minnesota. 156 p.
  19. Kuzminski, H. and Dobosz, S., 2010. Effect of sex reversal in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss Walbaum) using 17_methyltestosterone and 11_-hydroxyandrostenedione, Arch. Pol. Fish. Vol. 18, pp: 45-49. doi: 10.2478/v10086-010-0005-0
  20. Liao, T.; Guo, Q.; Jin, S.; Cheng, W. and Xu, Y., 2009. Comparative responses in rare minnow exposed to 17
    β‐estradiol during different life stages. Fish Physiol. Biochem. Vol. 35, No. 3, pp: 341-349.
  21. Leet, J.K.; Heather, E. and Sepúlvedaa, M.S., 2011. A review of studies on androgen and estrogen exposure in fish early life stages: effects on gene and hormonal control of sexual differentiation. Journal of Applied Toxicology. Vol. 31, pp: 379-398.
  22. Nagahama, Y., 2000. Gonadal steroid hormones: major regulators of gonadal sex differentiation and gametogenesis in fish. In: Norberg, B.; Kjesbu, O.S.; Taranger, G.L.; Andersson, E. and Stefansson, S.O., Proc. Sixth Int. Symp. Reprod. Physiol. Fish. Univ. Bergen. pp: 211-222.
  23. Nakamura, M. and Takahashi, H., 1973. Gonadal sex differentiation in Tilapia mossambica with special regard to the time of oestrogen treatment effective in inducing feminization of genetic fishes. Bull. Fac. Fish., Hokkaido Univ. Vol. 24, pp: 1-23.
  24. Ng, Y.; Hanson, S.; Malison, J.A.; Wentworth, B. and Barry, T.P., 2006. Genistein and other isoflavones found in soybeans inhibit estrogen metabolism in salmonid fish. Aquaculture. Vol. 254, pp: 665-658.
  25. Pandian, T.J. and Sheela, S.G., 1995. Hormonal induction of sex reversal in fish. Aquaculture. Vol. 138, pp: 1-22.
  26. Piferrer, F., 2001. Endocrine sex control strategies for the feminization of teleost fish. Aquaculture. Vol. 197, pp: 229-281.
  27. Tzchori, I.; Degani, G.; Elisha, R.; Eliyahu, R.; Hurvitz, A.; Vaya, J. and Moav, B., 2004. The influence of phytoestrogens and oestradiol-17beta on growth and sex determination in the European eel (Anguilla anguilla). Aquaculture Research. Vol. 35, No. 13, pp: 1213-1219. doi: 10.1111/j.1365-2109.2004.01129.
  28. Yuliana, N.; Hanson, S.; Malison, J.A.; Wentworth, B. and Barry, T.P., 2006. Genistein and other isoflavones found in soybeans inhibit estrogen metabolism in salmonid fish. Aquaculture. Vol. 254, pp: 658-665.
  29. Zar, J.H., 1999. Blostatistical Analysis. Prentic Hall. (4th Edition) New Jersey. 663 p.