Влияние добавок растительных масел на микробиоту рубца жвачных и течение обменных процессов в рубце в in vitro исследованиях

Актуальность. В исследовании с использованием метода in vitro изучались изменения таксономического рубца и течение процессов ферментации в ответ на добавление различных липидных добавок в рацион жвачных животных.

Методы. Были сформированы три образца: контроль — без добавления масла, опытные дополнялись подсолнечным маслом (3%) (I) и соевым (3%) (II). Объектом исследования является рубцовое содержимое, полученное от бычков казахской белоголовой породы с хронической фистулой рубца (n = 3) методом латинского квадрата. Исследования переваримости СВ проводили с помощью инкубатора ANKOM DaisyII по специализированной методике. Лабораторные исследования: уровень летучих жирных кислот (ЛЖК) в содержимом рубца определяли методом газовой хроматографии на хроматографе газовом «Кристаллюкс-4000М», определение форм азота — по ГОСТ 26180-84. Микробное биоразнообразие содержимого рубца проводили с помощью MiSeq (Illumina, США) методом секвенирования нового поколения (NGS) с набором реагентов MiSeq® Reagent Kit v3 (600 cycle).

Результаты. Добавление масел оказывало стимулирующее влияния на переваримость СВ корма в рубце, увеличивая данный показатель на 2,7%. По сравнению с контролем добавление масла уменьшало концентрацию общего и белкового азота в рубцовом содержимом, содержание небелкового азота при этом увеличивалось (на 5,4%) при использовании подсолнечного и (на 7,8%) соевого масла. Дополнительное включение масел показало повышение уровня уксусной и масляной кислот, соответственно: в группе с использованием подсолнечного масла — на 46,8% и 55,6%, в группе с соевым маслом — на 51,5% и 60,5% относительно контроля. Дополнительное включение подсолнечного масла в рацион показало изменение численности микроорганизмов в РЖ, но качественный состав микробиоты относительно контрольной группы изменялся незначительно.

1. Morgavi D.P., Forano E., Martin C., Newbold C.J. Microbial ecosystem and methanogenesis in ruminants. Animal. 2010; 4(7): 1024–1036. https://doi.org/10.1017/S1751731110000546

2. Gerber P.J., Henderson B., Makkar H.P.S. (eds.). Mitigation of greenhouse gas emissions in livestock production — A review of technical options for non-CO2 emissions. FAO Animal Production and Health Paper No. 177. Rome: FAO. 2013; xvi + 206. ISBN: 978-92-5-107658-3

3. Vargas-Bello-Pérez E., Cancino-Padilla N., Romero J., Garnsworthy P.C. Quantitative analysis of ruminal bacterial populations involved in lipid metabolism in dairy cows fed different vegetable oils. Animal. 2016; 10(11): 1821–1828. https://doi.org/10.1017/S1751731116000756

4. Huws S.A., Lee M.R.F., Muetzel S.M., Scott M.B., Wallace R.J., Scollan N.D. Forage type and fish oil cause shifts in rumen bacterial diversity. FEMS Microbiology Ecology. 2010; 73(2): 396–407. https://doi.org/10.1111/j.1574-6941.2010.00892.x

5. Shingfield K.J., Reynolds C.K., Hervás G., Griinari J.M., Grandison A.S., Beever D.E. Examination of the Persistency of Milk Fatty Acid Composition Responses to Fish Oil and Sunflower Oil in the Diet of Dairy Cows. Journal of Dairy Science. 2006; 89(2): 714–732. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(06)72134-8

6. Shingfield K.J., Bonnet M., Scollan N.D. Recent developments in altering the fatty acid composition of ruminant-derived foods. Animal. 2013; 7(S1): 132–162. https://doi.org/10.1017/S1751731112001681

7. Myer P.R., Smith T.P.L., Wells J.E., Kuehn L.A., Freetly H.C. Rumen Microbiome from Steers Differing in Feed Efficiency. PLoS ONE. 2015; 10(6): e0129174. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0129174

8. Bodas R., Prieto N., García-González R., Andrés S., Giráldez F.J., López S. Manipulation of rumen fermentation and methane production with plant secondary metabolites. Animal Feed Science and Technology. 2012; 176(1–4): 78–93. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2012.07.010

9. Denman S.E., McSweeney C.S. Development of a real-time PCR assay for monitoring anaerobic fungal and cellulolytic bacterial populations within the rumen. FEMS Microbiology Ecology. 2006; 58(3): 572–582. https://doi.org/10.1111/j.1574-6941.2006.00190.x

10. Vargas J.E., Andrés S., Snelling T.J., López-Ferreras L., Yáñez-Ruiz D.R., García-Estrada C., López S. Effect of Sunflower and Marine Oils on Ruminal Microbiota, In vitro Fermentation and Digesta Fatty Acid Profile. Frontiers in Microbiology. 2017; 8: 1124. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.01124

11. Palmquist D.L., Jenkins T.C. Fat in lactation rations: review. Journal of Dairy Science. 1980; 63(1): 1–14. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(80)82881-5

12. Nagaraja T.G., Newbold C.J., van Nevel C.J., Demeyer D.I. Manipulation of ruminal fermentation. Hobson P.N., Stewart C.S. (eds.). The Rumen Microbial Ecosystem. Dordrecht: Springer. 1997; 523–632. https://doi.org/10.1007/978-94-009-1453-7_13

13. Jenkins T.C. Lipid metabolism in the rumen. Journal of Dairy Science. 1993; 76(12): 3851–3863. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(93)77727-9

14. Doreau M., Aurousseau E., Martin C. Effects of linseed lipids fed as rolled seeds, extruded seeds or oil on organic matter and crude protein digestion in cows. Animal Feed Science and Technology. 2009; 150(3–4): 187–196. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2008.09.004

15. Weld K.A., Armentano L.E. The effects of adding fat to diets of lactating dairy cows on total-tract neutral detergent fiber digestibility: a meta-analysis. Journal of Dairy Science. 2017; 100(3): 1766–1779. https://doi.org/10.3168/jds.2016-11500

16. Patra A.K. A meta-analysis of the effect of dietary fat on enteric methane production, digestibility and rumen fermentation in sheep, and a comparison of these responses between cattle and sheep. Livestock Science. 2014; 162: 97–103. https://doi.org/10.1016/j.livsci.2014.01.007

17. Gao J., Wang M.Z., Jing Y.J., Sun X.Z., Wu T.Y., Shi L.F. Impacts of the unsaturation degree of long-chain fatty acids on the volatile fatty acid profiles of rumen microbial fermentation in goats in vitro. Journal of Integrative Agriculture. 2016; 15(12): 2827–2833. https://doi.org/10.1016/s2095-3119(16)61418-1

18. Рязанов В.А., Шейда Е.В., Дускаев Г.К., Рахматуллин Ш.Г., Кван О.В. Оценка воздействия фитобиотических препаратов Salviae folia, Scutellaria baicalensis, Origanum vulgare на обменные процессы в модели рубца. Аграрная наука. 2022; (7–8): 86–92. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2022-361-7-8-86-92

19. Kim E.J. et al. Fish Oil Increases the Duodenal Flow of Long Chain Polyunsaturated Fatty Acids andtrans-11 18:1 and Decreases 18:0 in Steers via Changes in the Rumen Bacterial Community. The Journal of Nutrition. 2008; 138(5): 889–896. https://doi.org/10.1093/jn/138.5.889

20. Belenguer A., Toral P.G., Frutos P., Hervás G. Changes in the rumen bacterial community in response to sunflower oil and fish oil supplements in the diet of dairy sheep. Journal of Dairy Science. 2010; 93(7): 3275–3286. https://doi.org/10.3168/jds.2010-3101

21. Шейда Е.В. Изучение влияния различных добавок на ферментативные процессы в рубце и таксономический состав микробиома. Аграрный вестник Урала. 2022; (3): 72–82. https://www.elibrary.ru/ncgbpt

22. Shingfield K.J. et al. Dietary Fish Oil Supplements Modify Ruminal Biohydrogenation, Alter the Flow of Fatty Acids at the Omasum, and Induce Changes in the Ruminal Butyrivibrio Population in Lactating Cows. The Journal of Nutrition. 2012; 142(8): 1437–1448. https://doi.org/10.3945/jn.112.158576