CC BY
20
DOI 10.31588/2413-4201-1883-246-2-77-80
УДК: 619:579.8:004.057:678.048
ОЦЕНКА БИОСОВМЕСТИМОСТИ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ИЗОЛЯТОВ -КОМПОНЕНТОВ БИОКОНСЕРВАНТОВ
Ерошин А.И. - аспирант, Идиятов И.И. - к.б.н., ст.н.с., Потехина Р.М. - к.б.н., вед.н.с., Тремасов Ю.М. - к.б.н., ст.н.с., Тремасова А.М. - д.б.н., вед.н.с.
ФГБНУ «Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности»
Ключевые слова: изоляты, взаимодействие, биосовместимость, биоконсервант Keywords: isolates, interaction, biocompatibility, bioconservant
Интенсивные темпы производства на предприятиях агропромышленного комплекса достижимы выполнением мероприятий по улучшению качества, снижению потерь питательных веществ и повышению сохранности кормов в процессе их заготовки, переработки и длительного хранения [5, 10]. При этом весьма остро обозначилась проблема контаминации кормов плесневыми микромицетами и продуктами их жизнедеятельности [3, 4, 9]. Основную роль в обеспечении санитарного качества сельскохозяйственной продукции отводят технологии заготовки и хранения кормовой массы [6]. Применение с этой целью биологических препаратов, особенно в контексте постепенного отказа от химических фунгицидов и антибиотиков, имеет важное значение для сохранения здоровья и повышения продуктивности сельскохозяйственных животных. В связи с этим, поиск эффективных биологических средств, обеспечивающих повышение сохранности и качества кормов, комплексный подход к решению данной проблемы являются актуальными задачами современной аграрной науки.
Эффективность биологических препаратов определяется не только биотехнологичными свойствами микроорганизмов, входящих в их состав, но и биосовместимостью последних.
Поэтому целью работы являлось изучение взаимоотношений между изоля-тами микроорганизмов перспективных для разработки рецептур бактериального препарата, способствующего повышению сохранности кормов растительного проис-
хождения в процессе заготовки и хранения.
Материал и методы исследований. Исследования проведены в отделении биотехнологии ФГБНУ «ФЦТРБ-ВНИВИ». Объектом исследования служили изоляты микроорганизмов-антагонистов фитопатогенов и продуцентов органических кислот и ферментов, идентифицированных как виды Bacillus subtilis EFS, Lactobacillus plantarum, Propi-onibacterium freudenreichii, Lactococcus lac-tis, Streptococcus lactis, имеющие перспективы применения для повышения сохранности кормов растительного происхождения в процессе их заготовки и длительного хранения [5, 7, 11]. Для культивирования микроорганизмов экспериментально подобрали питательную среду, подходящую для роста каждого из изолятов. Среда состояла из панкреатического гидролизата рыбной муки, гидролизата молока, дрожжевого экстракта, пептона ферментативного, лактозы, натрия хлорида, агара.
Возможность использования изоля-тов в ассоциации выявляли капельным методом, являющимся качественным и наиболее подходящим для первичного тестирования [1, 2, 8]. Метод предполагал прямое совместное культивирование суточных изолятов на поверхности плотной питательной среды. Для этого суспензию одной из исследуемых культур наносили на поверхность среды в виде капли, после ее подсыхания с отступом 1 -2 мм от края первой капли наносили такой же объем суспензии тестируемого изолята, добиваясь затекания на пятно до половины диа-
метра. В месте наложения изолятов создавались условия для возникновения конкурирующих отношений между микроорганизмами. После подсыхания второй капли чашки с посевами инкубировали при 37 0С в термостате. Контролем служили капли одной и той же культуры, наслоенные аналогичным образом. Учет результатов проводили через 24 и 48 часов инкубации. Наличие антагонизма выявляли визуально по проявлению признаков подавления роста одной культуры другой. В случае роста обеих культур, сходного с ростом в контроле, изоляты считали биосовместимыми.
Результат исследований. В результате исследования выявили следующие типы взаимодействий между микроорганизмами: нейтралитет - отмечали независимый рост исследуемого и подсеваемого изолятов; контактная прогрессия -происходило взаимное стимулирование роста культур; антагонизм, выражающийся в наличии задержки роста подсеваемого изолята; контактная регрессия - рост исследуемого изолята подавлялся подсеваемой культурой. Тип взаимодействия отдельных изолятов микроорганизмов указан в таблице 1.
Таблица 1 - Типы взаимодействия между изолятами при совместном культивировании
Изолят B. subtilis EFS L. plantarum P. freudenreichii L. lactis S. lactis
B. subtilis EFS 1 2 1 1 3
L. plantarum 2 1 1 2 4
P. freudenreichii 1 1 1 1 4
L. lactis 1 2 1 1 3
S. lactis 3 4 4 3 1
Примечание: 1 - нейтралитет, 2 - контактная прогрессия, 3 - антагонизм, 4 - контактная регрессия
Для включения в ассоциацию отобрали изоляты, проявившие друг к другу нейтралитет и контактную прогрессию. Соответствующие типы взаимоотношений были установлены у изолятов Bacillus subtilis EFS, Lactobacillus plantarum, Propionibacterium freudenreichii и
Lactococcus lactis, следовательно, они имеют перспективу использования в составе ассоциации.
На основании изложенного выше сформировали шесть рецептур биопрепарата, сочетающих перечисленные микроорганизмы (Таблица 2).
Таблица 2 - Рецептуры препарата, сочетающего исследуемые изоляты
Рецептура Изолят
B. subtilis EFS L. plantarum P. freudenreichii L. lactis
№1 + +
№2 + +
№3 + +
№4 + +
№5 + + +
№6 + + + +
Заключение. По результатам проведенного исследования установили, что исследуемым бактериям были свойственны разнообразные типы взаимодействий. Для включения в ассоциацию отобрали изоляты, проявившие друг к другу нейтралитет и контактную прогрессию. На основании этого сформировали шесть рецеп-
тур, перспективных для проведения дальнейших исследований с целью разработки биологического препарата, способствующего повышению сохранности кормов растительного происхождения в процессе заготовки и хранения.
Работа выполнена при поддержке Совета по грантам Президента РФ для гос-
ударственной поддержки молодых российских ученых и по государственной поддержке ведущих научных школ РФ в рамках выполнения гранта МК-1582.2020.11 (соглашение № 075-15-2020-225 от 27.04.2020).
ЛИТЕРАТУРА:
1. Бегунова, А.В. Молочнокислые и пропионовокислые бактерии: формирование сообщества для получения функциональных продуктов с бифидогенными и гипотензивными свойствами / А.В. Бегунова, И.В. Рожкова, Е.А. Зверева, О.А. Глазунова, Т.В. Федорова // Прикладная биохимия и микробиология. - 2019. -Т.55. - № 6. - С. 566-577.
2. Волкова, Г.С. Использование пробиотических бактерий в кормопроизводстве / Г.С. Волкова, Е.В. Куксова, Е.М. Серба // Комбикорма. - 2019. - № 6. -С. 55-56.
3. Ермолаева, О.К. Микрофлора кормов в районах республики Татарстан / О.К. Ермолаева, С.А. Танасева, Л.Е. Мат-росова, Р.М. Потехина, Ю.В. Красовская // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. - 2020. - Т. 243. - № 3. -С. 84-87.
4. Ерошин, А.И. Эндофитные микроорганизмы: перспектива повышения доброкачественности кормов / А.И. Еро-шин, И.И. Идиятов, А.М. Тремасова // В книге: VII международная конференция молодых ученых: биофизиков, биотехнологов, молекулярных биологов и вирусологов. В рамках площадки открытых коммуникаций OpenBio-2020. - 2020. - С. 5657.
5. Идиятов, И.И. Оценка безопасности перспективных эндофитных штаммов / И.И. Идиятов, А.И. Ерошин, Н.И. Хамма-дов, С.Р. Хабирова // В книге: Современная биотехнология: актуальные вопросы, инновации и достижения. Сборник тезисов Всероссийской с международным участием онлайн-конференции. Под общей редакцией А.Ю. Просекова. - 2020. - С. 7880.
6. Идиятов, И.И. Снижение токсичности кормов с использованием бактериальных изолятов / И.И. Идиятов, А.М. Тремасова, А.И. Ерошин, В.В. Бирю-ля, Ю.М. Тремасов // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. -2020. - Т. 243. - № 3. - С. 107-112.
7. Идиятов, И.И. Оценка воздействия пробиотических штаммов на инфузорий / И.И. Идиятов, С.Р. Хабирова, А.М. Тремасова, А.И. Ерошин, В.В. Бирю-ля // Ветеринарный врач. - 2020. - № 3. -С. 21-27.
8. Ковалевская, В.С. Изучение биосовместимости и биотехнологических свойств молочнокислых бактерий / В.С. Ковалевская, Н.Р. Молодкина, Т.И. Тимофеенко // Электронный сетевой политематический журнал «Научные труды КубГТУ». - 2016. - № 14. - С. 284-288.
9. Матросова, Л.Е. Анализ токсичности кормов в отдельных регионах российской федерации / Л.Е. Матросова, З.Х. Сагдеева, ЕЮ. Тарасова, Р.М. Поте-хина, О.К. Ермолаева // Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В.Р. Филиппова. - 2020. -№ 4 (61). - С. 69-75.
10. Тремасова, А.М. Токсикологическая оценка консорциума микроорганизмов для использования с целью повышения качества кормов / А.М. Тремасова, И.И. Идиятов, Ю.М. Тремасов, А.И. Еро-шин // Вестник Марийского государственного университета. Серия: Сельскохозяйственные науки. Экономические науки. -2020. - Т.6. - № 3 (23). - С. 318-325.
11. Хабирова (Галлямова), С.Р. Оценка безопасности выделенных из природных биотопов молочнокислых бактерий путем биотестирования на простейших и культуре клеток / С.Р. Хабирова (Галля-мова), И.И. Идиятов, В.В. Бирюля, Э.А. Шуралев, М.Н. Мукминов // Российский журнал Проблемы ветеринарной санитарии, гигиены и экологии. - 2020. -№ 1 (33). - С. 67-72.
ОЦЕНКА БИОСОВМЕСТИМОСТИ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ИЗОЛЯТОВ - КОМПОНЕНТОВ
БИОКОНСЕРВАНТОВ
Ерошин А.И., Идиятов И.И., Потехина Р.М., Тремасов Ю.М., Тремасова А.М.
Резюме
Целью настоящей работы явилось изучение взаимоотношений между изолятами Bacillus subtilis EFS, Lactobacillus plantarum, Propionibacterium freudenreichii, Lactococcus lactis, Streptococcus lactis, которые имеют перспективу для разработки бактериального препарата, способствующего повышению сохранности кормов растительного происхождения в процессе заготовки и хранения. Возможность использования тестируемых изолятов в составе ассоциации выявляли капельным методом, являющимся качественным и наиболее подходящим для первичного тестирования. Метод предполагал прямое совместное культивирование микроорганизмов на поверхности плотной питательной среды и визуальную оценку признаков подавления либо усиления роста одной культуры другой. В результате проведенного исследования были выявлены следующие типы взаимодействий между микроорганизмами: нейтралит, контактная прогрессия, антагонизм и контактная регрессия. Для включения в ассоциацию отобрали изоляты, проявившие друг к другу нейтралитет и контактную прогрессию. Соответствующие типы взаимоотношений были характерны изолятам B. subtilis EFS, L. plantarum, P. freudenreichii и L. lactis. На основании этого сформировали шесть рецептур, перспективных для проведения дальнейших исследований с целью разработки биологического препарата, способствующего повышению сохранности кормов растительного происхождения в процессе заготовки и хранения.
EVALUATION OF BIOCOMPATIBILITY OF BACTERIAL ISOLATES-COMPONENTS OF
BIOCONSERVANTS
Eroshin A.I., Idiyatov I.I., Potekhina R.M., Tremasov Yu.M., Tremasova A.M.
Summary
The aim of this work was to study the relationship between the isolates of Bacillus subtilis EFS, Lactobacillus plantarum, Propionibacterium freudenreichii, Lactococcus lactis, and Streptococcus lactis, which have the potential for the development of a bacterial preparation that improves the safety of plant-based feed during harvesting and storage. The possibility of using the tested isolates as part of the association was identified by the drip method, which is high quality and most suitable for primary testing. The method involved direct joint cultivation of microorganisms on the surface of a dense nutrient medium and visual assessment of signs of suppression or enhancement of the growth of one culture by another. As a result of the study, the following types of interactions between microorganisms were identified: neutrality, contact progression, antagonism, and contact regression. For inclusion in the association, isolates that showed neutrality and contact progression to each other were selected. The corresponding types of relationships were characteristic of B. subtilis EFS, L. plantarum, P. freudenreichii, and L. lactis isolates. Based on this, six recipes were formed that are promising for further research in order to develop a biological preparation that helps to improve the safety of plant-based feed during harvesting and storage.
