ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ ВАНИЛИНА И КВЕРЦЕТИНА НА СТЕПЕНЬ ПЕРЕВАРИМОСТИ КОРМА И МИКРОБИОМ РУБЦА КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА
Аннотация
Обоснование. Существуют различные пути модуляции микробного разнообразия рубца жвачных животных, одним из которых является использование кормовых добавок. Включение в рацион фитохимических веществ приводит к изменению микробиома рубца и динамики ферментации в нем, что положительно сказывается на продуктивных качествах сельскохозяйственных животных.
Целью исследования явилась оценка воздействия ванилина и кверцетина на степень переваримости корма и микробиом рубца крупного рогатого скота.
Материалы и методы. Объект исследования: рубцовое содержимое бычков казахской белоголовой породы. Используемые фитохимические вещества: ванилин в концентрации 2,45×10-4 моль/л (I опытный образец) и кверцетин в концентрации 4,90×10-4 моль/л (II опытный образец). Эксперименты по оценке переваримости сухого вещества кормового субстата выполнены с использованием инкубатора Daisy D200I (Ankom Technology, США) in vitro (модель искусственного рубца). Секвенирование ДНК-библиотеки генов 16S-рРНК выполнено на платформе Illumina MiSeq (Illumina, США). Таксономический состав рубцовой жидкости определен на основе базы данных NCBI и Genome taxonomy database (GTDB).
Результаты. В ходе исследований установлено, что добавление ванилина и кверцетина приводит к увеличению переваримости кормового субстрата на 1,25% и 2,71% относительно контрольного образца. При изучении микробного разнообразия рубцовой жидкости крупного рогатого скота на уровне филума в контрольном образце определены 6 таксонов: Actinomycetota, Bacillota, Bacteroidota, Fusobacteriota, Patescibacteriota и Pseudomonadota, при этом доминирующее положение занимали бактерии филума Bacillota (41,76%), Pseudomonadota (36,82%) и Bacteroidota (9,29%). После инкубирования рубцовой жидкости с малыми молекулами растительного происхождения зафиксировано значительное увеличение количества представителей филума Bacillota и уменьшение числа бактерий, относящихся к филуму Bacteroidota и Pseudomonadota. Структура бактериального сообщества во всех опытных образцах обогатилась представителями родов Butyrivibrio и Pseudobutyrivibrio (филум Bacillota, класс Clostridia, семейство Lachnospiraceae).
Заключение. Полученные результаты определяют основу для составления рационов для крупного рогатого скота с включением ванилина и кверцетина, способствующих улучшению переваримости сухого вещества кормового субстрата и изменению микробного разнообразия рубца, что в совокупности может положительно отразиться на продуктивных качествах сельскохозяйственных животных.
Информация о спонсорстве. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ № 22-76-10008.
EDN: BTYGUO
Скачивания
Литература
Дускаев Г.К., Власенко Л.В., Косян Д.Б., Курилкина М.Я. Влияние малых молекул растительного происхождения на микробное разнообразие слепого отдела кишечника цыплят-бройлеров // Птицеводство. 2023. № 4. С. 6-51. https://doi.org/10.33845/0033-3239-2023-72-4-46-51 (Duskaev G.K., Vlasenko L.V., Kosyan D.B., Kurilkina M.Ya. The effect of small molecules of plant origin on the cecal microbial diversity in broilers. Ptitsevodstvo, 2023, no. 4, pp. 46-51. https://doi.org/10.33845/0033-3239-2023-72-4-46-51)
Abecia L., Jiménez E., Martínez-Fernandez G., Martín-García A.I., Ramos-Morales E., Pinloche E., Denman S.E., Newbold C.J., Yáñez-Ruiz D.R. Natural and artificial feeding management before weaning promote different rumen microbial colonization but not differences in gene expression levels at the rumen epithelium of newborn goats. PLOS One, 2017, vol. 12, no. 8. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0182235
Aguerre M.J., Capozzolo M.C., Lencioni P., Cabral C., Wattiaux M.A. Effect of quebracho-chestnut tannin extracts at 2 dietary crude protein levels on performance, rumen fermentation, and nitrogen partitioning in dairy cows. J. Dairy Sci., 2016, vol. 99, no. 6, pp. 4476-4486. https://doi.org/10.3168/jds.2015-10745
Atlanderova K., Makaeva A., Miroshnikov S., Duskaev G. Change In The Taxonomic Composition Of Ruminal Microflora Against The Background Of Copper And Plant Extract. Journal of Animal Science, 2021, vol. 99, no. S3, pp. 235-236. https://doi.org/10.1093/jas/skab235.430
Benchaar C., Calsamiglia S., Chaves A.V., Fraser G.R., Colombatto D., Mcallister T.A., Beauchemin K.A. A review of plant-derived essential oils in ruminant nutrition and production. Animal Feed Science and Technology, 2008, vol. 145, no. 1-4, pp. 209-228. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2007.04.014
Bodas R., Prieto N., Garcia-Gonzalez R., Andres S., Giraldez F.J., Lopez S. Manipulation of rumen fermentation and methane production with plant secondary metabolites. Anim. Feed Sci. Technol., 2012, vol. 176, pp. 78-93. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2012.07.010
Calsamiglia S., Busquet M., Cardozo P., Castillejos L., Ferret A. Invited review: essential oils as modifiers of rumen microbial fermentation. J. Dairy Sci., 2007, vol. 90, pp. 2580-2595. https://doi.org/10.3168/jds.2006-644
Chuang S-T., Ho S-T., Tu P-W., Li K-Y., Kuo Y-L., Shiu J-S., Wang S-Y., Chen M-J. The Rumen Specific Bacteriome in Dry Dairy Cows and Its Possible Relationship with Phenotypes. Animals (Basel), 2020, vol. 10, no. 10. https://doi.org/10.3390/ani10101791
Hassan F., Arshad M.A., Ebeid H.M., Rehman M.S., Khan M.S., Shahid S., Yang C. Phytogenic Additives Can Modulate Rumen Microbiome to Mediate Fermentation Kinetics and Methanogenesis Through Exploiting Diet–Microbe Interaction. Front Vet Sci., 2020, vol. 7, pp. 575801. https://doi.org/10.3389/fvets.2020.575801
Henderson G., Cox F., Ganesh S., Jonker A., Young W., Global Rumen Census Collaborators, Janssen P.H. Rumen microbial community composition varies with diet and host, but a core microbiome is found across a wide geographical range. Sci Rep., 2015, vol. 5. https://doi.org/10.1038/srep14567
Lillehoj H., Liu Y, Calsamiglia S., Fernandez-Miyakawa M.E., Chi F., Cravens R.L., Oh S., Gay C.G. Phytochemicals as antibiotic alternatives to promote growth and enhance host health. Vet Res., 2018, vol. 49, no. 1, pp. 76. https://doi.org/10.1186/s13567-018-0562-6
Malmuthuge N., Guan L.L. Understanding host-microbial interactions in rumen: searching the best opportunity for microbiota manipulation. J. Anim. Sci. Biotechnol., 2017, vol. 8. https://doi.org/10.1186/s40104-016-0135-3
Min Y.W., Rhee P-L. The role of microbiota on the gut immunology. Clin. Ther., 2015, vol. 37, no. 5, pp. 968-975. tps://doi.org/10.1016/j.clinthera.2015.03.009
O'Hara E., Neves A.L.A., Song Y., Guan L.L. The Role of the Gut Microbiome in Cattle Production and Health: Driver or Passenger? Annu Rev Anim Biosci., 2020, vol. 8, pp. 199-220. https://doi.org/10.1146/annurev-animal-021419-083952
Ornaghi M., Prado R.M., Ramos T.R., Catalano F.R., Mottin C., Creevey C.J., Huws S.A., Prado I.N. Natural plant-based additives can improve ruminant performance by influencing the rumen microbiome. Research square, 2020. https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-29748/v1
Ozbayram E.G., Ince O., Ince B., Harms H., Kleinsteuber S. Comparison of Rumen and Manure Microbiomes and Implications for the Inoculation of Anaerobic Digesters. Microorganisms, 2018, vol. 6, no. 1, pp. 15. https://doi.org/10.3390/microorganisms6010015
Patel D.D., Patel A.K., Parmar N.R. Shah M.T., Patel J.B., Pandya P.R., Joshi C.G. Microbial and carbohydrate active enzyme profile of buffalo rumen metagenome and their alteration in response to variation in the diet. Gene, 2014, vol. 545, pp. 88-94. https://doi.org/10.1016/j.gene.2014.05.003
Tong J., Zhang H., Yang D., Zhang Y., Xiong B., Jiang L. Illumina sequencing analysis of the ruminal microbiota in high-yield and low-yield lactating dairy cows. PLoS One, 2018, vol. 13, no. 11. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0198225
Torres Manno M.A., Gizzi F.O., Martin M., Espariz M., Magni C., Blancato S.V. Metagenomic approach to infer rumen microbiome derived traits of cattle. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 2023, vol. 39. https://doi.org/10.1007/s11274-023-03694-1
Vlasenko L., Atlanderova K. Assessment (in vitro) toxicity of small molecules of plant origin. E3S Web of Conf. VIII International Conference on Advanced Agritechnologies, Environmental Engineering and Sustainable Development (AGRITECH-VIII 2023), 2023, vol. 390. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202339007022
Wallace R.J., Chaudhary L.C., McKain N., McEwan N.R., Richardson A.J., Vercoe P.E., Walker N.D., Paillard D. Clostridium proteoclasticum: A ruminal bacterium that forms stearic acid from linoleic acid. FEMS Microbiol. Lett., 2006, vol. 265, pp. 195-201. https://doi.org/10.1111/j.1574-6968.2006.00487.x
Xue M., Sun H., Wu X., Guan L.L., Liu J. Assessment of Rumen Microbiota from a Large Dairy Cattle Cohort Reveals the Pan and Core Bacteriomes Contributing to Varied Phenotypes. Appl Environ Microbiol., 2018, vol. 84, no. 19. https://doi.org/10.1128/AEM.00970-18
Yáñez-Ruiz D.R., Abecia L., Newbold C.J. Manipulating rumen microbiome and fermentation through interventions during early life: a review. Front. Microbiol., 2015, vol. 6, pp. 1133. https://doi.org/10.3389/fmicb.2015.01133
Просмотров аннотации: 33 Загрузок PDF: 23
Copyright (c) 2024 Ludmila V. Vlasenko, Kseniya N. Atlanderova, Galimzhan K. Duskaev
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
