УДК 636.52/.58:636.084.415:579.64
doi: 10.15389/agrobiology.2015.6.817rus
Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда по научному проекту «Современные представления о микрофлоре кишечника птицы при различных рационах питания: молекулярно-генетические подходы» № 14-16-00140
ТАКСОНОМИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ МИКРОБИОМА
СЛЕПЫХ ОТРОСТКОВ КИШЕЧНИКА У ЦЫПЛЯТ-БРОЙЛЕРОВ
И ЕГО ИЗМЕНЕНИЕ ПОД ВЛИЯНИЕМ КОМБИКОРМОВ С
ПОДСОЛНЕЧНЫМ ШРОТОМ И СНИЖЕННОЙ ОБМЕННОЙ
ЭНЕРГИЕЙ
Л.А. ИЛЬИНА1, Е.А. ЙЫЛДЫРЫМ1, И.Н. НИКОНОВ1, В.А. ФИЛИППОВА1, Г.Ю. ЛАПТЕВ1, Н.И. НОВИКОВА1, А.А. ГРОЗИНА2, Т.Н. ЛЕНКОВА2, В.А. МАНУКЯН2, В.И. ФИСИНИН2, И.А. ЕГОРОВ2
В настоящее время продукты переработки подсолнечника как самого дешевого источника белка растительного происхождения по сравнению с соевыми жмыхами и шротами рассматриваются в качестве альтернативы последним в рационе сельскохозяйственной птицы. Однако подсолнечный шрот имеет более низкую энергетическую ценность и содержит меньше необходимого птице лизина, в то же время включая существенно большее количество некрахмалистых полисахаридов, которые птица не способна усваивать самостоятельно из-за отсутствия необходимых ферментов (амилаз, целлюлаз и др.). Переваривание указанных компонентов рациона возможно только благодаря микробиальным ферментам. У птицы именно в слепых отростках содержимое кишечника задерживается на самое длительное время и происходят основные процессы микробиального протеолиза, расщепления целлюлозы и крахмала. Используя NGS-секвенирование и ПЦР в реальном времени, мы сравнили численность и состав бактериального сообщества в слепых отростках кишечника у цыплят-бройлеров кросса Сobb 500 в возрасте 36 сут, которые получали рационы на основе комбикормов, содержащих соевый и подсолнечный шроты. Вопреки традиционным взглядам, исследуемый микробиоценоз характеризовался богатой и разнообразной таксономической структурой и включал как облигатных представителей желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) птицы (семейств Clostridiaceae, Eubacteriaceae, Lactobacillaceae, фила Bacteroidetes), так и ряд неидентифицированных таксонов. Классическим представлениям также противоречили полученные данные о том, что при этом энтерококки и бифидобактерии занимали в сообществе минорное положение, а типичные патогенные микроорганизмы ЖКТ птицы (Camphylobacter sp., Staphylocoссus sp.) полностью отсутствовали. В представляемом исследовании были впервые детально охарактеризованы изменения в составе микробиома слепых отростков в зависимости от используемых комбикормов. Установлено, что включение в рецептуру комбикорма 25 % подсолнечного шрота приводило к увеличению общей бактериальной численности в 14,70 раза, а также к снижению доли амилолитических бактерий семейств из филы Bacteroidetes в 1,40 раза и семейства Clostridiaceae— в 1,20 раза, целлюлозолитических бактерий семейств Ruminococcaceae — в 1,16 раза, Lachnospiraceae — в 1,48 раза, что свидетельствует об уменьшении метаболизма легкогидролизуемых компонентов и клетчатки корма. Также изменялось содержание облигатных представителей кишечной нормофлоры птицы: доля бактерий рода Lactobacillus sp. увеличивалась в 3,04 раза, порядка Bacillales — в 1,50 раза, тогда как родов Bifidobacterium sp. и Enterococcus sp. — уменьшалась соответственно в 3 и 10 раз. В отличие от классических представлений, свидетельствующих о росте содержания нежелательной микрофлоры в ЖКТ при высоком количестве некрахмалистых полисахаридов в рационах птицы, в слепых отростках бройлеров, получающих в составе комбикорма 25 % подсолнечного шрота, отмечалось достоверное снижение доли бактерий рода Escherichia sp. (в 55 раз), а также семейств Erysipelotrichaceae(в 2,50 раза) и Sutterellaceae(в 1,80 раз), включающих ряд видов, способных вызывать дисбиотические нарушения в макроорганизме. Кроме того, было установлено, что с перестройкой бактериального сообщества сопряжено изменение показателей продуктивности птицы. Живая масса как у петушков, так и у курочек оказалась максимальной (2142,0±45,40 г) в 36-суточном возрасте в контрольной группе, не получавшей подсолнечной шрот, по сравнению с показателем в опытной группе (2017,0±53,30 г). Наряду с этим затраты корма на выращивание птицы в опытной группе возросли на 13 %.
Ключевые слова: микрофлора слепых отростков, цыплята-бройлеры, продуктивность бройлеров, бактериальное сообщество, NGS-секвенирование, ПЦР в реальном времени.
L.A. Il’ina1, E.A. Yildirim1, I.N. Nikonov1, V.A. Filippova1, G.Yu. Laptev1, N.I. Novikova1,
A.A. Grozina2, T.N. Lenkova2, V.A. Manukyan2, V.I. Fisinin2, I.A. Egorov2
Currently the processed sunflower products as the cheapest source of vegetable protein are considered an alternative to soybean cake and meal in the poultry diet. However, in sunflower meal the energy value is lower, lysine rate is less than required, and the level of non-starch polysaccharides not digestible in poultry gut because of absence of specific enzymes (i.e., amylases, cellulases, etc.) are rather high. Digestion of these components is possible due to microbial enzymes. Gut content is detained in the poultry caecum for the longest time, wherein the basic processes of microbial proteolysis, and cellulose and starch destruction are performed. Using modern molecular methods of NGS-sequence analysis and real-time PCR, we investigated the number of bacteria and the structure of bacterial community in cecum of 36-day-old Cobb 500 broiler chickens fed with diets containing soybean meal or sunflower meal. Contrary to traditional view, the composition of caecum microbiom was very abundant and divers, and included the obligate gut microflora (Clostridiaceae, Eubacteriaceae, Lactobacillaceae, Bacteroidetes) and non-identified taxons. Moreover, the typical gut microorganisms (i.e., enterococcus, bifidobacterium) were minor and the pathogenic bacteria of genera Camphylobacter sp., Staphylocoссus sp. were not detected. Our results first characterized in detail the caecum microbiome as influenced by the combined factors such as specific composition and decreased metabolizable energy in feed. This study showed that the feed containing 25 % sunflower meal caused a 14.7-fold increase in total number of bacteria while the number of phylum Bacteroides amylolytics was 1.4-times lower, the family Clostridiaceae was 1.2-times less abundant and the cellulosolytics families Ruminococcaceae and Lachnospiraceae were1.16-times and 1.48-times depressed, respectively, thus indicating limitations in the metabolism of hydrolysable components and cellulose in the poultry gut. Moreover, the obligate bacterial intestinal flora changed in number. Particularly, there were a 3.04-fold increase in genera Lactobacillus sp., a 1.5-fold increase in order Bacillales, 3-fold decrease in genera Bifidobacterium sp. and 10-fold decrease in genera Enterococcus sp. Also the bacterial number in genera Escherichia sp. was found to be 55-fold lower, and families Sutterellaceae and Erysipelotrichaceae, including species that might cause disbiotic diseases, were depressed 2.5 times and 1.8 times, respectively. Moreover, our research showed that the changes in the cecum bacterial community due to the sunflower meal containing feed depressed the chickens’ performance. Thus, the weight of 36-day-old chickens (males and females) was the highest in the control group not fed with sunflower meal (2142.0±45.40 g) compared to the experimental poultry (2017.0±53.30 g) in which the feed consumption increased by 13 %.
Keywords: microflora of cecum, chicken, performance in broilers, bacterial community, NGS-sequencing, real-time PCR.
1ООО «Биотроф+», |
Поступила в редакцию |
Оформление электронного оттиска
