Влияние адаптогена аскорбата лития на микробиоту рубца овец-ярок

Здоровье и продуктивность жвачных животных напрямую зависят от рубцового и кишечного пищеварения. Нормальная микрофлора защищает организм от патогенных микробов, стимулирует иммунную систему, участвует в метаболических реакциях и играет важную роль в энергетическом обмене. Нарушение видового состава микрофлоры рубца под влиянием различных факторов приводит к изменению усвояемости продуктов пищеварения, изменениям ферментативных процессов и развитию прочих патологических процессов. Биологически активные вещества адаптогенной природы могут проявлять иммуномодулирующую и антимикробную активность. Адаптоген аскорбат лития обладает стресс-протекторными, нейротрофическими, нейропротекторными, антиоксидантными, иммуномодулирующими свойствами и в качестве кормовой добавки влияет на микробиоту рубца. В настоящем исследовании при использовании NGS-секвенирования впервые изучено влияние адаптогена аскорбата лития на бактериальное сообщество рубца овец-ярок романовской породы. На фоне длительного содержания овец на основном рационе в условиях вивария ВНИИФБиП нормофлора рубца не подвергалась негативным изменениям. Введение органической соли лития в состав основного рациона в дозировке 10 мг/кг живой массы способствовало усилению процессов ферментации в рубце, достоверному росту целлюлозолитической активности, снижению суммарной доли патогенных и доли некоторых условно-патогенных микроорганизмов в рубцовом содержимом. Полученные данные свидетельствуют о благотворном влиянии введения аскорбата лития в качестве добавки к основному рациону на состав микробиоты рубца овец.

1. Сенчук, И. В. Диагностика нарушений рубцового пищеварения у овец / И. В. Сенчук // Изв. с.-х. науки Тавриды. – 2019. – № 17 (180). – С. 156–163.

2. Shreiner, A. B. The gut microbiome in health and in disease / A. B. Shreiner, J. Y. Kao, V. B. Young // Current Opinion in Gastroenterology. – 2015. – Vol. 31, N 1. – P. 69–75. https://doi.org/10.1097/MOG.0000000000000139

3. Role of gut microbiota in the aetiology of obesity: proposed mechanisms and review of the literature / M. J. Khan [et al.] // J. of Obesity. – 2016. – Vol. 2016. – Art. 7353642. https://doi.org/10.1155/2016/7353642

4. Zheng, D. Interaction between microbiota and immunity in health and disease / D. Zheng, T. Liwinski, E. Elinav // Cell Research. – 2020. – Vol. 30, N 6. – P. 492–506. https://doi.org/10.1038/s41422-020-0332-7

5. Yan, H. Hematopoiesis and the bacterial microbiome / H. Yan, M. T. Baldridge, K. Y. King // Blood. – 2018. – Vol. 132, N 6. – P. 559-564. https://doi.org/10.1182/blood-2018-02-832519

6. Glassner, K. L. The microbiome and inflammatory bowel disease / K. L. Glassner, B. P. Abraham, E. M. M. Quigley // J. of Allergy a. Clinical Immunology. – 2020. – Vol. 145, N 1. – P. 16-27. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2019.11.003

7. Cancer and the gut microbiota: an unexpected link / L. Zitvogel [et al.] // Science Translational Medicine. – 2015. – Vol. 7, N 271. – P. 271ps1. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.3010473

8. Кирпиченко, А. А. Психобиотики: способна ли микробиота кишечника оказывать влияние на психическое здоровье хозяина? / А. А. Кирпиченко, И. Ю. Ким // Вестн. Витеб. гос. мед. ун-та. – 2017. – Т. 16, № 2. – С. 26–42. https://doi.org/10.22263/2312-4156.2017.2.26

9. The microbiota-gut-brain axis / J. F. Cryan [et al.] // Physiol. Rev. – 2019. – Vol. 99, N 4. – P. 1877–2013. https://doi.org/10.1152/physrev.00018.2018

10. Олескин, А. В. Пробиотики, психобиотики и метабиотики: проблемы и перспективы / А. В. Олескин, Б. А. Шендеров // Физ. и реабилитац. медицина, мед. реабилитация. – 2020. – Т. 2, № 3. – С. 233–243. https://doi.org/10.36425/rehab25811

11. Foster, J. A. Gut-brain axis: how the microbiome influences anxiety and depression / J. A. Foster, K.-A. McVey Neufeld // Trends in Neurosciences. – 2013. – Vol. 36, N 5. – P. 305–312. https://doi.org/10.1016/j.tins.2013.01.005

12. Hooper L. V. Interactions between the microbiota and the immune system / L. V. Hooper, D. R. Littman, A. J. Macpherson // Science. – 2012. – Vol. 336, N 6086. – P. 1268–1273. https://doi.org/10.1126/science.1223490

13. Загоруй, А. В. Ветеринарно-санитарная характеристика свинины, полученной при убое стрессчувствительных животных / А. В. Загоруй // Актуальные проблемы инфекционной патологии и биотехнологии : материалы Х Междунар. студенч. науч. конф., 30–31 мая 2017 г. / Ульян. гос. аграр. ун-т. – Ульяновск, 2017. – Ч. 1. – С. 159–161.

14. Воздействие теплового стресса на микробиоту кишечника / Е. А. Ажмулдинов [и др.] // Животноводство и кормопроизводство. – 2019. – Т. 102, № 4. – С. 163–173. https://doi.org/10.33284/2658-3135-102-4-163

15. Early life stress alters behavior, immunity, and microbiota in rats: implications for irritable bowel syndrome and psychiatric illnesses / S. M. O’Mahony [et al.] // Biol. Psychiatry. – 2009. – Vol. 65, N 3. – P. 263–267. https://doi.org/10.1016/j. biopsych.2008.06.026

16. Microbiota alteration is associated with the development of stress-induced despair behavior / I. A. Marin [et al.] // Sci. Rep. – 2017. – Vol. 7. – Art. 43859. https://doi.org/10.1038/srep43859

17. Dinan, T. G. Melancholic microbes: a link between gut microbiota and depression? / T. G. Dinan, J. F. Cryan // Neurogastroenterology a. Motility. – 2013. – Vol. 25, N 9. – P.713–719. https://doi.org/10.1111/nmo.12198

18. Dinan, T. G. Psychobiotics: a novel class of psychotropic / T. G. Dinan, C. Stanton, J. F. Cryan // Biol. Psychiatry. – 2013. – Vol. 74, N 10. – P. 720–726. https://doi.org/biopsych.2013.05.001

19. Dietary prebiotics: current status and new definition / G. R. Gibson [et al.] // Food Science a. Technology Bull. – 2011. – Vol. 7. – P. 1–19. https://doi.org/10.1616/1476-2137.15880

20. Dynamic alterations in yak rumen bacteria community and metabolome characteristics in response to feed type / C. Liu [et al.] // Frontiers in Microbiology. – 2019. – Vol. 10. – Art. 1116. https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.01116

21. Metagenomic assessment of the functional potential of the rumen microbiome in Holstein dairy cows / D.W. Pitta [et al.] // Anaerobe. – 2016. – Vol. 38. – P. 50–60. https://doi.org/10.1016/j.anaerobe.2015.12.003

22. Metagenomic analysis of the rumen microbiome of steers with wheat-induced frothy bloat / D. W. Pitta [et al.] // Frontiers in Microbiology. – 2016. – Vol. 7. – Art. 689. https://doi.org/10.3389/fmicb.2016.00689

23. Effect of dietary concentrate to forage ratio on growth performance, rumen fermentation and bacterial diversity of Tibetan sheep under barn feeding on the Qinghai-Tibetan plateau / H. Liu [et al.] // Peer J. – 2019. – Vol. 7. – Art. 7462. https://doi.org/10.7717/peerj.7462

24. Сезонные изменения микробиома рубца у северного оленя (Rangifer tarandus) в условиях Российской Арктики / Л. А. Ильина [и др.] // С.-х. биология. – 2020. – Т. 55, № 4. – С. 697–713. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2020.4.697rus

25. Effect of different feeding methods on rumen microbes in growing Chinese Tan sheep / Z. Fu [et al.] // Rev. Brasileira de Zootecnia. – 2020. – Vol. 49. – Art. e20190258. https://doi.org/10.37496/rbz4920190258

26. High-grain feeding causes strong shifts in ruminal epithelial bacterial community and expression of Toll-like receptor genes in goats / J. Liu [et al.] // Frontiers in Microbiology. – 2015. – Vol. 6. – Art. 167. https://doi.org/10.3389/fmicb.2015.00167

27. Ноздрин, Г. А. Теоретические и практические основы применения пробиотиков на основе бацилл в ветеринарии / Г. А. Ноздрин, А. Б. Иванова А. Г Ноздрин // Вестн. НГАУ. – 2011. – № 5 (21). – С. 87–95.

28. Invited review: Current production trends, farm structures, and economics of the dairy sheep and goat sectors / G. Pulina [et al.] // J. of Dairy Science. – 2018. – Vol. 101, N 8. – P. 6715–6729. https://doi.org/10.3168/jds.2017-14015

29. Арсеньев, Д. Д. Технология романовского овцеводства / Д. Д. Арсеньев, В. Ю. Лобков. – Ярославль : Яросл. ГСХА, 2011. – 267 с.

30. Биокоррекция ферментативных и микробиологических процессов в рубце, межуточный обмен у овец путем применения в питании антиоксиданта и органического йода / Ю. П. Фомичев [и др.] // Рос. с.-х. наука. – 2019. – № 4. – C. 43–47. https://doi.org/10.31857/S2500-26272019443-47

31. Чёрная, Л. В. Особенности жизнедеятельности эндобионтных инфузорий в желудке овец / Л. В. Чёрная // Междунар. журн. приклад. и фундам. исслед. – 2016. – № 3, ч. 3. – С. 402–404.

32. Артемьева, О. А. Изучение микробиоценоза у гибридных и чистопородных животных / О. А. Артемьева, Е. Н. Колодина, Т. И. Логвинова // Новости науки в АПК. – 2018. – № 2 (11), ч. 1. – С. 247–250. https://doi.org/10.25930/5er7-eh98

33. Microbial community compositions in the gastrointestinal tract of Chinese Mongolian sheep using Illumina MiSeq sequencing revealed high microbial diversity / Y. Zeng [et al.] // AMB Express. – 2017. – Vol. 7, N 1. – P. 75–86. https://doi.org/10.1186/s13568-017-0378-1

34. Convergent evolution of rumen microbiomes in high-altitude mammals / Z. Zhang [et al.] // Current Biology. – 2016. – Vol. 26, N 14. – P. 1873–1879. https://doi.org/10.1016/j.cub.2016.05.012

35. Dynamics and stabilization of the rumen microbiome in yearling Tibetan sheep / L. Wang [et al.] // Sci. Rep. – 2019. – Vol. 9, N 1. – Art. 19620. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-019-56206-3

36. Diversity and composition of rumen bacteria, fungi, and protozoa in goats and sheep living in the same high-altitude pasture / S. Langda [et al.] // Animals. – 2020. – Vol. 10, N 2. – Art. 186. https://doi.org/10.3390/ani10020186

37. Rumen microbiome and metabolome of tibetan sheep (ovis aries) reflect animal age and nutritional requirement / H. Li [et al.] // Frontiers in Veterinary Science. – 2020. – Vol. 7. – Art. 609. https://doi.org/10.3389/fvets.2020.00609

38. Comparison of the rumen bacterial community, rumen fermentation and growth performance of fattening lambs fed lowgrain, pelleted or non-pelleted high grain total mixed ration / E. В. Trabi [et al.] // Animal Feed Science a. Technology. – 2019. – Vol. 253. – P. 1–12. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2019.05.001

39. Odenyo A. A. Tannin-tolerant ruminal bacteria from East African ruminants / A. A. Odenyo, P. O. Osuji // Canad. J. of Microbiology. – 1998. – Vol. 44, N 9. – P. 905–909. https://doi.org/10.1139/cjm-44-9-905

40. Сравнительная оценка природных кормовых добавок по функциональному действию на процессы пищеварения и микробиоту рубца у овец (ovis aries) / Ю. П. Фомичев [и др.] // С.-х. биология. – 2020. – Т. 55, № 4. – С. 770–783. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2020.4.770rus

41. Органические соли лития – эффективные антистрессовые препараты нового поколения / К. С. Остренко [и др.] // Проблемы биологии продуктив. животных. – 2017. – № 2. – С. 5–28.

42. Janda, J. M. 16S rRNA gene sequencing for bacterial identification in the diagnostic laboratory: pluses, perils, and pitfalls / J. M. Janda, S. L. Abbott // J. of Clinical Microbiology. – 2007. – Vol. 45, N 9. – P. 2761–2764. https://doi.org/10.1128/JCM.01228-07

43. A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing / J. Qin [et al.] // Nature. – 2010. – Vol. 464, N 7285. – P. 59–65. https://doi.org/10.1038/nature08821

44. Shotgun metagenomics, from sampling to analysis / C. Quince [et al.] // Nature Biotechnology. – 2017. – Vol. 35, N 9. – P. 833–844. https://doi.org/10.1038/nbt.3935

45. Лаптев, Г. Микробиом рубца – основа здоровья коров / Г. Лаптев, Е. Йылдырым, Л. Ильина // Животноводство России. – 2020. – № 4. – С. 42–45.