Выделение и изучение видового состава микроорганизмов рубца у гибридных овец

Актуальность. Известно, что генотипические особенности животных отражаются на активности функционирования регуляторных систем, что сопровождается изменениями в интенсивности и направленности пищеварительных и обменных процессов. Переваримость и использование питательных веществ, а также потребность в них у животных разного происхождения неодинаковы. Изучение видового состава и ферментативных свойств микроорганизмов у гибридных животных представляет большой интерес. Научные исследования в этой области могут расширить видовое многообразие целлюлозолитических микроорганизмов за счет использования диких форм овец, у которых процесс расщепления и переваривания сырой клетчатки происходит более интенсивно.

Методы. Видовой состав микрофлоры и основные группы микроорганизмов (общее микробное число (ОМЧ), молочнокислые, энтерококки, дрожжеподобные грибы и целлюлозолитические микроорганизмы) определяли в лаборатории микробиологии ФГБНУ ФИЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста в 2021–2023 гг. методом высева десятикратных разведений на накопительные и дифференциально-диагностические среды с последующим подсчетом их количества (КОЕ/мл) по группам микроорганизмов.

Результаты. По результатам исследования видового состава рубцового содержимого гибридных овец разной кровности наибольшее количество по основным группам микроорганизмов отмечено у гибридов овец — 1/4 архар × 3/4 романовская. Наибольшее количество целлюлозолитических микроорганизмов, обладающих высокой ферментативной активностью, было выделено у четырехпородных гибридов: 1/32 архар × 7/32 романовская × 8/32 муфлон × 16/32 катадин.

1. Пивняк И.Г., Тараканов Б.В. Микробиология пищеварения жвачных. М.: Колос. 1982; 247.

2. Прохоренко П.Н., Волгин В.И., Романенко Л.B., Бибикова A.C., Федорова З.Л., Стеценко Н.П. Реализация генетического потенциала продуктивности в молочном скотоводстве на основе оптимизации системы кормления. Рекомендации. М.: Росинформагротех. 2006; 36.

3. Стрекозов Н.И., Амерханов Х.А. (ред.). Молочное скотоводство России. М.: ВГНИИ животноводства. 2006; 604. ISBN 5-85941-242-8 https://www.elibrary.ru/qkybzd

4. Романенко Л.B., Волгин В.И. Особенности кормления и система рационов для высокопродуктивных коров. Сельскохозяйственная биология. 2007; 42(4): 20–27. https://www.elibrary.ru/iaybsd

5. Эрнст Л.K., Зиновьева Н.А. Биологические проблемы животноводства в XXI веке. М.: Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства РАСХН. 2008; 501. https://www.elibrary.ru/sfcrwp

6. Hungate R.E. The Rumen and Its Microbes. New York: Academic Press. 1966; x + 533.

7. Jiang S.Z. et al. Diets of differentially processed wheat alter ruminal fermentation parameters and microbial populations in beef cattle. Journal of Animal Science. 2015; 93(11): 5378–5385. https://doi.org/10.2527/jas.2015-9547

8. Santschi D.E., Berthiaume R., Matte J.J., Mustafa A.F., Girard C.L. Fate of Supplementary B-Vitamins in the Gastrointestinal Tract of Dairy Cows. Journal of Dairy Science. 2005; 88(6): 2043–2054. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(05)72881-2

9. Лаптев Г.Ю. Микробиом сельскохозяйственных животных: значение для продуктивности и здоровья. Гастроэнтерология Санкт-Петербурга. 2020; (1-2): 87–89. https://www.elibrary.ru/nqbgbo

10. Ильина Л.А. и др. Выявление закономерностей содержания неидентифицируемых микроорганизмов в рубце крупного рогатого скота. Вопросы нормативно-правового регулирования в ветеринарии. 2019; (1): 256, 257. https://www.elibrary.ru/vbhkay

11. Йылдырым Е.А., Ильина Л.А., Лаптев Г.Ю., Филиппова В.А., Новикова Н.И., Тюрина Д.Г. Изучение связи микробиома рубца с состоянием здоровья жвачных с целью регуляции его состава. Гастроэнтерология Санкт-Петербурга. 2020; (1-2): 85–87. https://www.elibrary.ru/eqqqph

12. Колоскова Е.М., Остренко К.С., Езерский В.А., Овчарова А.Н., Белова Н.В. Исследование микробиома рубца у овец с использованием молекулярногенетических методов (обзор). Проблемы биологии продуктивных животных. 2020; (4): 5–26. https://doi.org/10.25687/1996-6733.prodanimbiol.2020.4.5-26

13. Фомичев Ю.П., Боголюбова Н.В., Мишуров А.В., Рыков Р.А. Биокоррекция ферментативных и микробиологических процессов в рубце, межуточный обмен у овец путем применения в питании антиоксиданта и органического йода. Российская сельскохозяйственная наука. 2019; (4): 43–47. https://doi.org/10.31857/S2500-26272019443-47

14. Остренко К.С. и др. Влияние адаптогена аскорбата лития на микробиоту рубца овец-ярок. Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наук. 2022; 60(1): 91–104. https://doi.org/10.29235/1817-7204-2022-60-1-91-104

15. Артемьева О.А., Колодина Е.Н., Логвинова Т.И. Изучение микробиоценоза у гибридных и чистопородных животных. Новости науки в АПК. 2018; (2-1): 247–250. https://www.elibrary.ru/tbjcvt

16. Багиров В.А., Эрнст Л.К., Насибов Ш.Н., Кленовицкий П.М., Иолчиев Б.С., Зиновьева Н.А. Сохранение биоразнообразия животного мира и использование отдаленной гибридизации в животноводстве. Достижения науки и техники АПК. 2009; (7): 54–56. https://www.elibrary.ru/kyodqr

17. Насибов Ш.Н. и др. Генетический потенциал дикой фауны в создании новых селекционных форм животных. Достижения науки и техники АПК. 2010; (8): 59–62. https://www.elibrary.ru/mupimh

18. Багиров В.А. и др. Цитогенетическая характеристика архара Ovis ammon ammon, снежного барана O. nivicola borealis и их гибридов. Сельскохозяйственная биология. 2012; (6): 43–48. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2012.6.43rus

19. Zishiri O.T., Cloete S.W.P., Olivier J.J., Dzama K. Genetic parameters for growth, reproduction and fitness traits in the South African Dorper sheep breed. Small Ruminant Research. 2013; 112(1–3): 39–48. https://doi.org/10.1016/j.smallrumres.2013.01.004

20. Jetana T., Tasripoo K., Vongpipatana C., Kitsamraj S., Sophon S. The comparative study digestion and metabolism of nitrogen and purine derivatives in male, Thai, Swamp buffalo and Thai, Brahman cattle. Animal Science Journal. 2009; 80(2): 130–139. https://doi.org/10.1111/j.1740-0929.2008.00618.x

21. Sales J., Jančík F., Homolka P. Quantifying differences in total tract nutrient digestibilities between goats and sheep. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition. 2007; 96(4): 660–670. https://doi.org/10.1111/j.1439-0396.2011.01194.x

22. Clauss M., Hofmann R.R., Streich W.J., Fickel J., Hummel J. Convergence in the macroscopic anatomy of the reticulum in wild ruminant species of different feeding types and a new resulting hypothesis on reticular function. Journal of Zoology. 2010; 281(1): 26–38. https://doi.org/10.1111/j.1469-7998.2009.00675.x

23. Henderson G. et al. Rumen microbial community composition varies with diet and host, but a core microbiome is found across a wide geographical range. Scientific Reports. 2015; 5: 14567. https://doi.org/10.1038/srep14567

24. Грушкин А.Г., Шевелев Н.С. О морфофункциональных особенностях микробиоты рубца жвачных животных и роли целлюлозолитических бактерий в рубцовом пищеварении. Сельскохозяйственная биология. 2008; 43(2): 12–19. https://www.elibrary.ru/isiedx

25. Эннисон Е.Ф., Льюис Д. Обмен веществ в рубце. М.: Сельхозиздат. 1962; 174.

26. Тараканов Б.В. Методы исследования микрофлоры пищеварительного тракта сельскохозяйственных животных и птицы. М.: Научный мир. 2006; 188. ISBN 5-89176-386-9 https://www.elibrary.ru/qkpcyr

27. Lay C., Sutren M., Rochet V., Saunier K., Doré J., Rigottier-Gois L. Design and validation of 16S rRNA probes to enumerate members of the Clostridium leptum subgroup in human faecal microbiota. Environmental Microbiology. 2005; 7(7): 933–946. https://doi.org/10.1111/j.1462-2920.2005.00763.x

28. Gänzle M.G., Follador R. Metabolism of oligosaccharides and starch in lactobacilli: a review. Front. Microbiol. 2012; 3:340. doi:10.3389/fmicb.2012.00340

29. Бондаренко В.М., Суворов А.Н. Симбиотические энтерококки и проблемы энтерококковой оппортунистической инфекции. М.: Медицина. 2007; 30.

30. Esteban-Torres M., Ruiz L., Lugli G.A., Ventura M., Margolles A., van Sinderen D. Editorial: Role of Bifidobacteria in Human and Animal Health and Biotechnological Applications. Front. Microbiol. 2021. 12: 785664. doi: 10.3389/fmicb.2021.785664

31. Couch C.E. et al. Bighorn sheep gut microbiomes associate with genetic and spatial structure across a metapopulation. Scientific Reports. 2020; 10: 6582. https://doi.org/10.1038/s41598-020-63401-0

32. Morgavi D.P., Rathahao-Paris E., Popova M., Boccard J., Nielsen K.F., Boudra H. Rumen microbial communities influence metabolic phenotypes in lambs. Frontiers in Microbiology. 2015; 6: 1060. https://doi.org/10.3389/fmicb.2015.01060

33. Zeng Y. et al. Characterization of the cellulolytic bacteria communities along the gastrointestinal tract of Chinese Mongolian sheep by using PCR-DGGE and real-time PCR analysis. World Journal of Microbiology and Biotechnology. 2015; 31(7): 1103–1113. https://doi.org/10.1007/s11274-015-1860-z

34. Costello E.K., Stagaman K., Dethlefsen L., Bohannan B.J.M., Relman D.A. The Application of Ecological Theory Toward an Understanding of the Human Microbiome. Science. 2012; 336(6086): 1255–1262. https://doi.org/10.1126/science.1224203

35. Saason G. et al. Heritable Bovine Rumen Bacteria Are Phylogenetically Related and Correlated with the Cow’s Capacity To Harvest Energy from Its Feed. mBio. 2017; 8(4). https://doi.org/10.1128/mBio.00703-17

36. Sundset M.A., Præsteng K.E., Cann I.K.O., Mathiesen S.D., Mackie R.I. Novel Rumen Bacterial Diversity in Two Geographically Separated Sub-Species of Reindeer. Microbial Ecology. 2007; 54(3): 424–438. https://doi.org/10.1007/s00248-007-9254-x

37. Rustomo B., AlZahal O., Odongo N.E., Duffield T.F., McBride B.W. Effects of Rumen Acid Load from Feed and Forage Particle Size on Ruminal pH and Dry Matter Intake in the Lactating Dairy Cow. Journal of Dairy Science. 2006; 89(12): 4758–4768. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(06)72525-5