Научная статья на тему 'КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ QUERCUS CORTEX НА СОСТОЯНИЕ МИКРОБИОМА КИШЕЧНИКА С ОПОСРЕДОВАННЫМ ДЕЙСТВИЕМ НА РОСТ КАРПА'

КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ QUERCUS CORTEX НА СОСТОЯНИЕ МИКРОБИОМА КИШЕЧНИКА С ОПОСРЕДОВАННЫМ ДЕЙСТВИЕМ НА РОСТ КАРПА Текст научной статьи по специальности «Животноводство и молочное дело»

CC BY
3
6
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
микробиом / Quercus cortex / анти-QS активность / коррекция нормофлоры / microbiome / Quercus cortex / anti-QS activity / correction of normal flora

Аннотация научной статьи по животноводству и молочному делу, автор научной работы — Елена Петровна Мирошникова, Азамат Ерсаинович Аринжанов, Юлия Владимировна Килякова, Алексей Николаевич Сизенцов

Перспективность использования фитобиотиков в системе откорма рыб связанна с их влиянием на микробиом с опосредованным влиянием на конструктивные и энергетические процессы. Анализируя обобщенные данные комплексной оценки степени влияния экстракта Quercus cortex в системе питания, следует отметить, что применяемое вещество в определенных концентрациях обладает биокорректирующим действием в отношении отдельных представителей микробиома, активизируя биологический потенциал микроорганизмов направленный на усиление конструктивного и энергетического метаболизма и выраженной стимуляцией роста. Увеличение концентрации экстракта Quercus cortex в структуре рациона до 2 мг/мл оказывает более выраженное накопление биомассы, однако при этом отмечается существенный дисбаланс со стороны микробиома кишечника. Внесение в рацион 3 мг/кг исследуемого фитобиотика негативно влияет на развитие экспериментальных животных. Так, несмотря на наличие соблюдения правил содержания и кормления групп-аналогов, только в данной группе регистрировалось наличие представителей рода Bacillus, на долю которых приходилось более 5 % от общего объема всей биомассы микрофлоры. Стимулирование как отдельных групп микроорганизмов, так и всего микробного сообщества на фоне применения экстракта Quercus cortex в концентрации 1 мг/кг приводит к повышению эффективности процессов пищеварения и как следствие – повышению продуктивности рыб.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по животноводству и молочному делу , автор научной работы — Елена Петровна Мирошникова, Азамат Ерсаинович Аринжанов, Юлия Владимировна Килякова, Алексей Николаевич Сизенцов

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

COMPREHENSIVE ASSESSMENT OF THE INFLUENCE OF QUERCUS CORTEX ON THE STATE OF THE INTESTINAL MICROBIOME WITH AN INDIRECT EFFECT ON THE CARP GROWTH

The prospects of using phytobiotics in fish feeding systems are associated with their effect on the microbiome with an indirect effect on constructive and energy processes. Analyzing the generalized data of the comprehensive assessment of the degree of influence of Quercus cortex extract in the nutritional system, it should be noted that the substance used in certain concentrations has a biocorrective effect on individual representatives of the microbiome, activating the biological potential of microorganisms aimed at enhancing constructive and energy metabolism and distinct stimulation of growth. Increasing the concentration of Quercus cortex extract in the diet structure to 2 mg/ml leads to a more pronounced accumulation of biomass, but at the same time there is a significant imbalance in the intestinal microbiome. Adding 3 mg/kg of the studied phytobiotic to the diet negatively affects the development of experimental animals. So, despite the observance of the rules for keeping and feeding groups of analogues, only in this group the presence of the genus Bacillus was recorded, which accounted for more than 5% of the total volume of the entire microflora biomass. Stimulation of both individual groups of microorganisms and the entire microbial community when using Quercus cortex extract at a concentration of 1 mg/kg leads to increased efficiency of digestion processes and, as a result, increased fish productivity.

Текст научной работы на тему «КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ QUERCUS CORTEX НА СОСТОЯНИЕ МИКРОБИОМА КИШЕЧНИКА С ОПОСРЕДОВАННЫМ ДЕЙСТВИЕМ НА РОСТ КАРПА»

Научная статья

УДК 639.371.5, 639.3.043.13

doi: 10.47737/2307-2873 2024 45 91

КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ QUERCUS CORTEX НА СОСТОЯНИЕ МИКРОБИОМА КИШЕЧНИКА С ОПОСРЕДОВАННЫМ ДЕЙСТВИЕМ НА РОСТ КАРПА

©2024. Елена Петровна Мирошникова1, Азамат Ерсаинович Аринжанов2, Юлия Владимировна Килякова3, Алексей Николаевич Сизенцов4

1,2,3,4ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный университет» [email protected]

Аннотация. Перспективность использования фитобиотиков в системе откорма рыб связанна с их влиянием на микробиом с опосредованным влиянием на конструктивные и энергетические процессы. Анализируя обобщенные данные комплексной оценки степени влияния экстракта Quercus cortex в системе питания, следует отметить, что применяемое вещество в определенных концентрациях обладает биокорректирующим действием в отношении отдельных представителей микробиома, активизируя биологический потенциал микроорганизмов направленный на усиление конструктивного и энергетического метаболизма и выраженной стимуляцией роста. Увеличение концентрации экстракта Quercus cortex в структуре рациона до 2 мг/мл оказывает более выраженное накопление биомассы, однако при этом отмечается существенный дисбаланс со стороны микробиома кишечника. Внесение в рацион 3 мг/кг исследуемого фитобиотика негативно влияет на развитие экспериментальных животных. Так, несмотря на наличие соблюдения правил содержания и кормления групп-аналогов, только в данной группе регистрировалось наличие представителей рода Bacillus, на долю которых приходилось более 5 % от общего объема всей биомассы микрофлоры. Стимулирование как отдельных групп микроорганизмов, так и всего микробного сообщества на фоне применения экстракта Quercus cortex в концентрации 1 мг/кг приводит к повышению эффективности процессов пищеварения и как следствие - повышению продуктивности рыб.

Ключевые слова: микробиом, Quercus cortex, анти-QS активность, коррекция нормофлоры

Введение. Использование

сбалансированного кормления,

обеспечивающее организм необходимыми пластическими и энергетическими

материалами, является одной из основных задач современного животноводства, при этом следует отметить, что ключевую роль в процессе пищеварения выполняет симбиотная флора (микробиом кишечника), оказывающая влияние на регуляцию общего метаболизма, поддержание гомеостаза пищеварительного тракта, обеспечение защитных функций макроорганизма и т. д [1, 2].

Физиологические процессы

микробиома находятся в прямой зависимости не только от типа питания, но и таксономического состава нормофлоры и количественного состава представителей

отдельных групп в составе симбиотической популяции [1-7].

Исследования на биоразнообразие микробиома кишечника промысловых рыб, в первую очередь обусловлены оценкой степени влияния однокомпонентных кормов на видовой состав нормофлоры [8]. Ряд исследователей связывают видовой состав нормофлоры кишечника с микробиомом пищи (характерно для хищников), воды и грунта [9, 10], другие авторы считают, что микробиом пищеварительного тракта рыб отличен от микробиоты, ассоциированной с

компонентами окружающей среды.

Процесс идентификации и регуляции микробиома кишечника рыб является весьма сложным и трудоемким [11-15]. Так, на фоне применения кормовых антибиотиков и снижения риска развития патологических

состоянии, вызванных условно-патогенной микрофлорой, отмечается ингибирование симбиотной нормофлоры, формирование полирезистентных штаммов, а также кумулятивный эффект антибактериальных соединений в животноводческой продукции. Фитобиотики положительно влияют на динамические показатели продуктивности животных. Гипотетически данное явление может быть обусловлено не только анти-QS активностью в отношении микробиома кишечника, но и антибактериальной активностью, снижая таким образом нагрузку на микробиоту организма и, тем самым, положительно влияют на рост и развитие животных [11, 12].

Исходя из вышеизложенного, перед нами была поставлена цель провести комплексную оценку различных

концентраций Quercus cortex на микробиом кишечника карпа с опосредованным действием на его рост и развитие.

Для реализации поставленной цели нами были определены следующие задачи:

1. Оценить степень влияния различных концентраций Quercus cortex на биоразнообразие микробиома кишечника.

2. Оценить степень влияния различных концентраций Quercus cortex на ростовые характеристика и качественные показатели исследуемой рыбы.

Методика. Исследования были проведены в условиях аквариумного стенда кафедры «Биотехнологии животного сырья и аквакультуры» Оренбургского

государственного университета. Объектом исследований являлись годовики карпа, выращенные в условиях ООО «Оренбургский осётр» (г. Оренбург). Для проведения исследований методом пар-аналогов были сформированы 4 группы (n=20) (табл. 1). После подготовительного периода (7 суток) группы были переведены на условия учетного периода (35 суток).

В качестве основного рациона был использован корм КРК-110-1 производства ОАО «Оренбургский комбикормовый завод» (г. Оренбург).

Таблица 1

Схема эксперимента

1 этап проведение доклинических испытаний

К2 (n = 20) Oi (n = 20) О2 (n = 20) Оз (n = 20)

Интактная группа основной рацион основной рацион основной рацион основной рацион

Синтетический аналог экстракта Quercus cortex - 1 мл/кг живой массы 2 мл/кг живой массы 3 мл/кг живой массы

Оценка эффективности применения антикворум веществ при откорме карпа

Исследование эффективности применения исследуемых веществ в откорме рыб Суточную норму кормления определяли в количестве 3 % от массы рыб. Кормление осуществлялось 3 раза в сутки. Контроль живой массы проводился еженедельно, путем индивидуального взвешивания утром, до кормления (±1 г), в течение учетного периода (35 суток).

Исследование микробиома кишечника Исследовали образцы содержимого кишечника. ДНК выделялась и очищалась по модифицированной методике (Андронова Е.Е. и др., 2011). Для построения спектров оптической плотности и оценки чистоты препарата ДНК (по OD260/OD280) использован спектрофотометр NanoDrop («Thermo Scientific», США), для измерения концентрации (нг/мкл) — флуориметр Qubit 2.0 («Invitrogen/Life Technologies», США). Концентрация ДНК измерялась 3-кратно: после выделения ДНК, после первой полимеразной цепной реакции (ПЦР) со специфичными 16S прокариотическими праймерами и после второй ПЦР с адаптерами и индексами протоколов Nextera XT. Анализ микрофлоры осуществляться методом метагеномного секвенирования (Illumina MiSeq, «Illumina», США) с набором реагентов MiSeq® Reagent Kit v3 (600 cycle). Для биоинформатической обработки результатов использована программа PEAR (Pair-End AssembeR, PEAR v0.9.8). Результаты секвенирования были обработаны с использованием пакета программ Microsoft Excel.

Примечание: инструкциями Russian Regulations, 1987 (Order No.755 on 12.08.1977 the USSR Ministry of Health) и «The Guide for Care and Use of Laboratory Animals (National Academy Press Washington, D.C. 1966)». При выполнении исследований были предприняты усилия, чтобы свести к минимуму страдания животных и к уменьшению количества используемых образцов.

В рамках выполнения

экспериментальных исследований в качестве основного действующего вещества (фитобиотика) нами использовался экстракт Quercus cortex в различных концентрациях. Химический состав используемого соединения представлен широким спектром биологически активных веществ, обладающих

антисептическим, анатцидным,

обволакивающим и противовосполительным действием.

Результаты. Основную структуру микробиома кишечника исследуемых рыб

составляют представители трех

филогенетических групп: ЕшоЬа^епа, Уеггисот1сгоЫа и Р^еоЬа^епа на долю которых приходится 89,57 % от общего объема в контрольной группе (табл. 2). Структурный баланс микробиома в совокупности обеспечивает оптимальное функционирование системы пищеварения в интактной группе о чем свидетельствует отсутствие

поведенческих и физиологических отклонений у представителей данной группы.

Таблица 2

Структурный состав филогенетических групп микробиома кишечника исследуемых

Филум, класс Группа

Контроль Oí О2 О3

Fusobacteria 34,42 31,72 36,98 32,25

Fusobacteria 34,42 30,64 36,98 31,41

Verrucomicrobia 30,70 32,10 28,14 29,83

Verrucomicrobiae 30,70 32,10 28,11 28,05

Proteobacteria 24,45 26,38 24,45 23,17

Alphaproteobacteria 19,52 21,00 21,52 20,98

Gammaproteobacteria 4,38 5,11 1,38 -

Firmicutes 7,08 8,25 7,05 12,18

Bacilli 5,99 7,01 6,22 10,42

Неклассифицированные 2,00 1,55 2,06 2,06

Другие 1,35 - 1,09 0,51*

* В результатах учитывались таксоны, численность которых > 1%

В структуре распределения микробиома в опытных группах на фоне применения в качестве кормовой добавки различных концентраций экстракта Quercus cortex регистрируется относительно незначительное изменение балансового распределения внутри филогенетических групп и представленных классов. Применение экстракта в опытных группах вносит значительные изменения в структуру популяции микробиома кишечника, при этом следует отметить, что наиболее чувствительными к высоким концентрациям используемого фитобиотика оказались представители класса Gammaproteobacteria, численность которых существенно снижается вплоть до полного отсутствия на фоне приема препарата в дозе 3 мл/кг живой массы тела. При этом регистрируется значительное увеличение численности представителе Firmicutes, плотность популяции которых в интактной группе имела относительно невысокий процент содержания.

В отношении распределения представителей Verrucomicrobiae и Bacilli следует отметить наличие обратно пропорциональной зависимости между представителями данных классов.

Представленные в таблице 2 данные свидетельствуют о наличии выраженной чувствительности Verrucomicrobiae, о чем свидетельствует обратная зависимость между дозой используемого фитобиотика и плотностью популяции представителей данного класса. Увеличение численности представителей класса Bacilli, на наш взгляд, гипотетически может быть обусловлено совокупностью экзогенных (обильное поступление представителей данного класса из окружающей среды с кормом, илом и водой) и эндогенных (наличие антагонистического взаимодействия между представителями нормофлоры и транзиторной флоры) факторов. Совокупность воздействия вышеперечисленных факторов может, на наш взгляд, обусловить столь значительное

увеличение процента плотности популяции в третьей опытной группе на фоне снижения численности основных представителей микробиома кишечника (Fusobacteria, Verrucomicrobia и Proteobacteria). При этом наиболее перспективными, с позиции биоразнообразия, является использование в качестве кормовой добавки экстракта Quercus cortex в дозе 1 мг/ кг живой массы тела, так как микробиота данной группы имеет качественные и количественные значения, близкие к группе интактных животных.

Одним из критериев оценки эффективности применения фитобиотиков в рационе рыб является оценка степени их влияния на рост и массу экспериментальных животных (рисунок 1).

Анализируя полученные

экспериментальные данные, следует отметить, что отобранные группы аналогов при введении их в эксперимент, имели практически идентичные показатели живой массы тела с отклонениями в 0,1 грамма. Введение в рацион опытных групп экстракта Quercus cortex в концентрациях от 1 мл/кг до 3 мл/кг живой массы тела позволило уже на первой контрольной точке эксперимента получить

более высокие значения прироста по отношению к интактной группе (15,65 %). Увеличение биомассы составило 17,75 % в группе О1, 25,4 % и 21,54 % в группах О2 и Оз, соответственно.

На второй неделе контрольная точка исследования характеризовалась

положительной динамикой увеличения биомассы в опытных группах по отношению к интактным объектам исследования (12,16 %), и составила 22,02 %, 15,09 % и 18,06 % для групп О1, О2 и Оз, соответственно. Следует отметить, что уровень прироста во второй группе существенно уступал показателям первой и третьей опытных групп.

На 3-ей неделе эксперимента во всех исследуемых группах отмечалась общая тенденция к снижению процента прироста биомассы по сравнению с первыми двумя точками исследования. Минимальные значения увеличения массы тела были зарегистрированы в группе Оз (9,44 %), в отличии от группы О2, в которой данный показатель достоверно превысил значения интактной группы на 11,2 % (Р<0,05) и составил 12,2 %.

85 т 80

75 -70 65

£ 60 + м

55

50 --

35

"Контроль - - О1

-О2

О3

/ „ '

< -

фон

4 5

сроки исследования, недели

45 --

40

2

3

Рис 1. Динамика живой массы рыбы Fig. 1. Dynamics of fish live weight

Наиболее выраженная положительная динамика прироста биомассы на четверной контрольной точке исследования (28 день эксперимента) отмечалась в группе интактных объектов исследования, группах Oi и О2 и составила 16,64 %, 16,03 % и 17,53 % соответственно. При этом достоверно значимые различия были установлены в опытной группе с добавлением 2 мл/кг живой массы тела экстракта Quercus cortex по отношению к контрольной на 11,88 % (Р<0,05). В третьей экспериментальной группе прирост составил 7,95 %, что существенно ниже значений аналогичного показателя в остальных исследуемых группах.

На финальном этапе проведения исследований зарегистрирована

неоднородность распределения показателей прироста биомассы по отношению к значениям, полученным в ходе всего эксперимента. Так максимальные значения прироста были зарегистрированы в третьей опытной и интактной группах и составили 17,55 % и 17,4 % соответственно, в то время как в остальных группах данный показатель составил 15,1 % и 14,5 % для Oi и О2 соответственно.

Выводы. Анализируя обобщенные данные комплексной оценки степени влияния экстракта Quercus cortex в системе питания следует отметить, что применяемое вещество в определенных концентрациях обладает биокорректирующим действием в отношении отдельных представителей микробиома, активизируя биологический потенциал

микроорганизмов, направленный на усиление конструктивного и энергетического метаболизма, и выраженной стимуляцией роста в концентрации 1 мг/кг живой массы тела.

Следует отметить, что увеличение концентрации экстракта Quercus cortex в структуре рациона до 2 мг/мл оказывает более выраженное накопление биомассы, однако при этом отмечается существенный дисбаланс со стороны микробиома кишечника.

Внесение в рацион 3 мг/кг исследуемого фитобиотика негативно влияет на развитие экспериментальных животных. На наш взгляд, данное явление обусловлено совокупностью факторов воздействия, связанных со снижением всасывания питательных веществ, выраженным ингибирующим действием в отношении отдельных представителей микробиома кишечника и, как следствие, включением в его структуры посторонней транзиторной флоры, в отношении которой нормофлора проявляет выраженный антагонизм.

Стимулирование как отдельных групп микроорганизмов, так и всего микробного сообщества на фоне применения экстракта Quercus cortex в концентрации 1 мг/кг приводит к повышению эффективности процессов пищеварения и увеличению продуктивности рыб.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда, проект № 22-2600281.

Список источников

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1. Ringo E., Seppola M., Berg A., Olsen R.E., Schillinger U., Holzapfel W. Characterization of Carnobacterium divergens strain 6251 isolated from intestine of Arctic charr (Salvelinus alpinus L.) // Systematic and Applied Microbiology. 2002. V. 25. P. 120-129.

2. Wu S., Wang G., Angert E.R., Wang W., Li W., Zou H. Composition, diversity, and origin of the bacterial community in Grass Carp intestine // PLoS ONE. 2012. V. 7. I. 2. P. 1-11.

3. Ringo, E. Sperstad S., Myklebust R., Refstiea S., Krogdahla A. Characterization of the microbiota associated with intestine of Atlantic cod (Gadus morhua L.). The effect of fish meal, standard soybean meal and a bioprocessed soybean meal // Aquaculture. 2006. V. 261. I. 3. P. 829-841.

4. Yang G., Bao B., Peatman E., Li H., Huang L., Ren D. Analysis of the composition of the bacterial community in puffer fish Takifugu obscurus // Aquaculture. 2007. V. 262. P. 183-191.

5. Wu S., Wang G., Angert E., Wang W., Cheng Y., Wang G. Microbial diversity of intestinal contents and mucus in yellow catfish (Pelteobagrus fulvidraco) // Aquaculture. 2010. V. 303. P. 1 -7.

6. Sullam K., Essinger S.D., Lozupone C.A., O'Connor M.P., Rosen G.L., Knight R., et al. Environmental and ecological factors that shape the gut bacterial communities of fish: a meta-analysis // Molecular Ecology. 2012. № 21. P. 3363-3378.

7. Bolnick D.I., Snowberg L.K., Hirsch P.E., Lauber C.L., Knight R., Caporaso J.G. et al. Individuals' diet diversity influences gut microbial diversity in two freshwater fish (threespine stickleback and Eurasian perch) // Ecology Letters. 2014. V. 17. I. 8. P. 979-987.

8. Parks B.W., Nam E., Org E., Kostem E., Norheim F., Hui S.T., et al. Genetic control of obesity and gut microbiota composition in response to high-fat, high-sucrose diet in mice // Cell Metabolism. 2013. V. 17. P. 141-152.

9. Han S., Liu Y., Zhou Z., He S., Cao Y., Shi P. et al. Analysis of bacterial diversity in the intestine of grass carp (Ctenopharyngodon idellus) based on 16S rDNA gene sequences // Aquaculture Research. 2010. № 42. P. 47-56.

10. Laparra J.M., Sanz Y. Interactions of gut microbiota with functional food components and nutraceuticals // Pharmacological Research. 2010. V. 61. P. 219-225.

11. Зайцева Ю. В., Доколин Д. А., Злобин И. В. Сравнительный анализ микробиоценозов кишечника радужной форели (Oncorynchus mykiss) и водной среды в условиях садкового хозяйства // Аграрный вестник Урала. 2022. № 12 (227). С. 42-53. doi: 10.32417/1997-4868-2022-227-12-42-53

12. Сергалиев Н.Х., Андронов Е.Е., Пинаев А.Г., Какишев М.Г., Гинаятов Н.С. Изучение микрофлоры осетровых видов рыб разводимых в УЗВ с применением методов метагеномики // Сборник научных трудов КНЦЗВ. 2019. Т. 8. № 1. С. 63-68. doi: 10.34617/1k2c-7x77

13. Смородинская С.В., Бугаев О.Г., Климов В.А. Влияние ликопина как перспективной пищевой добавки на культивируемую микробиоту разных отделов кишечника Danio rerio. Вестник Керченского государственного морского технологического университета. 2022. № 2. С. 171-184.

14. Скворцова Е.Г., Филинская О.В., Микряков Д.В. Исследование микробиомов кишечника стерляди Acipenser ruthenus, выращенной в условиях аквакультуры // Сборник тезисов II Всероссийской школы-конференции «Сохранение и преумножение генетических ресурсов микроорганизмов». Москва: Издательство Перо, 2023. С. 79-80.

15. Сергалиев Н.Х., Какишев М.Г., Гинаятов Н.С. Применение методов метагеномики при оценке разнообразия микробиома осетровых, выращиваемых в УЗВ // Ветеринарный врач. 2019. № 5. С. 38-45. doi: 10.33632/1998-698X.2019-5-38-45

16. Arosio P., Carmona F., Gozzelino R., Maccarinelli F., Poli M. The importance of eukaryotic ferritins in iron handling and cytoprotection // Biochem. J. 2015;472(1): 1-15. doi: 10.1042/BJ20150787.

17. Aslam M.F., Frazer D.M., Farian N. Ferroportin mediates the intestinal absorption of iron from a nanoparticulate ferritin core mimetic in mice // FASEB J. 2014;28(8): 3671-3678. doi: 10.1096/fj.14-251520.

COMPREHENSIVE ASSESSMENT OF THE INFLUENCE OF QUERCUS CORTEX ON THE STATE OF THE INTESTINAL MICROBIOME WITH AN INDIRECT EFFECT ON THE CARP GROWTH

©2024. Elena P. Miroshnikova1, Azamat E. Arinzhanov2, Yulia V. Kilyakova 3, Alexey N. Sizentsov4

1.2Д4 Orenburg State University [email protected]

Abstract. The prospects of using phytobiotics in fish feeding systems are associated with their effect on the microbiome with an indirect effect on constructive and energy processes. Analyzing the generalized data of the comprehensive assessment of the degree of influence of Quercus cortex extract in the nutritional system, it should be noted that the substance used in certain concentrations has a biocorrective effect on individual representatives of the microbiome, activating the biological potential of microorganisms aimed at enhancing constructive and energy metabolism and distinct stimulation of growth. Increasing the concentration of Quercus cortex extract in the diet structure to 2 mg/ml leads to a more pronounced accumulation of biomass, but at the same time there is a significant imbalance in the intestinal microbiome. Adding 3 mg/kg of the studied phytobiotic to the diet negatively affects the development of experimental animals. So, despite the observance of the rules for keeping and feeding groups of analogues, only in this group the presence of the genus Bacillus was recorded, which accounted for more than 5% of the total volume of the entire microflora biomass. Stimulation of both individual groups of microorganisms and the entire microbial community when using Quercus cortex extract at a concentration of 1 mg/kg leads to increased efficiency of digestion processes and, as a result, increased fish productivity.

Keywords: microbiome, Quercus cortex, anti-QS activity, correction of normal flora

References

1. Ringo E.,SeppolaM., BergA., OlsenR.E., SchillingerU., Holzapfel W. Characterization of Carnobacterium divergens strain 6251 isolated from intestine of Arctic charr (Salvelinus alpinus L.) // Systematic and Applied Microbiology. 2002. V. 25. P. 120-129.

2. WuS., WangG., AngertE.R., WangW., LiW., Zou H. Composition, diversity, and origin of the bacterial community in Grass Carp intestine // PLoS ONE. 2012. V. 7. I. 2. P. 1-11.

3. Ringo, E. Sperstad S., Myklebust R., Refstiea S., Krogdahla A. Characterization of the microbiota associated with intestine of Atlantic cod (Gadus morhua L.). The effect of fish meal, standard soybean meal and a bioprocessed soybean meal // Aquaculture. 2006. V. 261. I. 3. P. 829-841.

4. Yang G., BaoB., PeatmanE., LiH., HuangL., Ren D. Analysis of the composition of the bacterial community in puffer fish Takifugu obscurus // Aquaculture.2007. V. 262. P. 183-191.

5. Wu S., Wang G., Angert E., Wang W., Cheng Y., Wang G. Microbial diversity of intestinal contents and mucus in yellow catfish (Pelteobagrus fulvidraco) // Aquaculture. 2010. V. 303. P. 1 -7.

6. Sullam K., EssingerS.D., LozuponeC.A., O'ConnorM.P., RosenG.L., KnightR., et al.Environmental and ecological factors that shape the gut bacterial communities of fish: a meta-analysis // Molecular Ecology. 2012.№ 21. P. 3363-3378.

7. Bolnick D.I., SnowbergL.K., HirschP.E., LauberC.L., KnightR., CaporasoJ.G. et al.Individuals' diet diversity influences gut microbial diversity in two freshwater fish (threespine stickleback and Eurasian perch) // Ecology Letters. 2014. V. 17. I. 8. P. 979-987.

8. Parks B.W., Nam E., Org E., Kostem E., Norheim F., Hui S.T., et al. Genetic control of obesity and gut microbiota composition in response to high-fat, high-sucrose diet in mice// Cell Metabolism. 2013. V. 17. P. 141-152.

9.Han S., LiuY., ZhouZ., HeS., CaoY., ShiP. et al.Analysis of bacterial diversity in the intestine of grass carp (Ctenopharyngodon idellus) based on 16S rDNA gene sequences // Aquaculture Research. 2010. № 42. P. 47-56.

10. Laparra J.M., Sanz Y. Interactions of gut microbiota with functional food components and nutraceuticals // Pharmacological Research. 2010. V. 61. P. 219-225.

11. Zaitseva Yu. V., Dokolin D. A., Zlobin I. V. Sravnitel'nyi analiz mikrobiotsenozov kishechnika raduzhnoi foreli (Oncorynchus mykiss) i vodnoi sredy v usloviyakh sadkovogo khozyaistva (Comparative analysis of intestinal microbiocenoses of rainbow trout (Oncorynchus mykiss) and the aquatic environment in cage farming) // Agrarian Bulletin of the Urals. 2022. No. 12 (227). pp. 42-53. doi: 10.32417/1997-4868-2022-227-12-42-53

12. Sergaliev N.Kh., Andronov E.E., Pinaev A.G., Kakishev M.G., Ginayatov N.S. Izuchenie mikroflory osetrovykh vidov ryb razvodimykh v UZV s primeneniem metodov metagenomiki (The study of the microflora of sturgeon fish species bred in recirculation systems using metagenomics methods) // Collection of scientific works of KSCZV. - 2019. - T. 8. - No. 1. P. 6368. doi:10.34617/1k2c-7x77

13. Smorodinskaya S.V., Bugaev O.G., Klimov V.A. Vliyanie likopina kak perspektivnoi pishchevoi dobavki na kul'tiviruemuyu mikrobiotu raznykh otdelov kishechnika Danio rerio (The effect of lycopene as a promising food additive on the cultivated microbiota of different parts of the intestine of Danio rerio) // Bulletin of Kerch State Marine Technological University. 2022. No. 2. P. 171-184.

14. Skvortsova E.G., Filinskaya O.V., Mikryakov D.V. Issledovanie mikrobiomov kishechnika sterlyadi Acipenser ruthenus, vyrashchennoi v usloviyakh akvakul'tury (The study of the intestinal microbiomes of the sterlet Acipenser ruthenus grown under aquaculture conditions). Collection of abstracts of the II All-Russian school-conference "Preservation and enhancement of genetic resources of microorganisms." - Moscow: Pero Publishing House, 2023. pp. 79-80.

15. Sergaliev N.Kh., Kakishev M.G., Ginayatov N.S. Primenenie metodov metagenomiki pri otsenke raznoobraziya mikrobioma osetrovykh, vyrashchivaemykh v UZV (Application of metagenomics methods in assessing the diversity of the microbiome of sturgeon reared in RAS) // Veterinarian. 2019. No. 5. P. 38-45. doi: 10.33632/1998-698X.2019-5-38-45

16. Arosio P, Carmona F, Gozzelino R, Maccarinelli F, Poli M. The importance of eukaryotic ferritins in iron handling and cytoprotection // Biochem. J. 2015;472(1): 1-15. doi: 10.1042/BJ20150787.

17. Aslam MF, Frazer DM, Farian N. Ferroportin mediates the intestinal absorption of iron from a nanoparticulate ferritin core mimetic in mice // FASEB J. 2014;28(8): 3671-3678. doi: 10.1096/fj.14-251520.

Сведения об авторах Е.П. Мирошникова1 - доктор биол. наук, профессор, зав. кафедрой; А.Е. Аринжанов2 - канд. с.-х. наук, доцент кафедры; Ю.В. Килякова3 - канд. биол. наук, доцент кафедры; А.Н. Сизенцов4 - канд. биол. наук, доцент кафедры.

1,2,3,4Оренбургский государственный университет, 460018, Россия, Оренбург, пр. Победы 13.

[email protected], ORCID: 0000-0003-3804-5151

[email protected], ORCID: 0000-0001-6534-7118

[email protected], ORCID: 0000-0002-2385-264X

[email protected], ORCID: 0000-0003-1099-3117

Information about authors E.P. Miroshnikova1 - Dr. Biol. Sci., Professor, Head of Department; A.E. Arinzhanov2 - Cand. Agr. Sci., Associate Professor; Yu.V. Kilyakova3 - Cand. Biol. Sci., Associate Professor; A.N. Sizentsov4 - Cand. Biol. Sci., Associate Professor. 1,2,3,4Orenburg State University, 13, Pobedy Avenue, Orenburg, 460018, Russia [email protected], ORCID: 0000-0003-3804-5151 [email protected], ORCID: 0000-0001-6534-7118 [email protected], ORCID: 0000-0002-2385-264X [email protected], ORCID: 0000-0003-1099-3117

Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interest: the authors declare that they have no conflicts of interest.

Статья поступила в редакцию 18.08.2023; одобрена после рецензирования 17.10.2023; принята к публикации 10.02.2024 The article was submitted 18.08.2023; approved after reviewing 17.10.2023; acceptedfor publication 10.02.2024

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.