Научная статья на тему 'ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ ЖЕЛЕЗА С РАСТИТЕЛЬНЫМИ МАСЛАМИ НА ТАКСОНОМИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ РУБЦА'

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ ЖЕЛЕЗА С РАСТИТЕЛЬНЫМИ МАСЛАМИ НА ТАКСОНОМИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ РУБЦА Текст научной статьи по специальности «Агробиотехнологии»

CC BY
7
1
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Пермский аграрный вестник
ВАК
AGRIS
Область наук
Ключевые слова
микробиота / животные / кормление / рубец / развитие / микрофлора кишечника / microbiota / animals / feeding / rumen / development / intestinal microflora

Аннотация научной статьи по агробиотехнологии, автор научной работы — Виктория Владимировна Гречкина, Елена Владимировна Шейда, Ольга Вилориевна Кван

Микробиом рубца – это сложное сообщество микроорганизмов, примерно на 95 % представленное бактериями, на 2-5 % – археями и на 0,1-1,0 % – эукариотами, которые активно разлагают или используют различные компоненты корма. Состав экосистемы микробного сообщества динамичен, и его состав зависит от многих факторов, в том числе от состава рациона, возраста «хозяина», времени года. В исследовании с использованием метода in vitro изучались изменения таксономическго разнообразия archaea рубца при добавлении подсолнечного масла и УДЧ железа. Были сформированы 3 группы: контрольная – без добавления масел, I опытная – подсолнечное масло в объеме 3% от СВ, II опытная – подсолнечное масло в объеме 3 % от СВ и препарат Fe в дозе 1,4 мг/кг СВ. Объектом исследования являлось рубцовое содержимое, полученное через хроническую фистулу рубца от бычков казахской белоголовой породы средней массой 340-342 кг, возраст 15 месяцев. Микробное биоразнообразие содержимого рубца проводили с помощью MiSeq («Illumina», США) методом секвенирования нового поколения (NGS) с набором реагентов MiSeq® Reagent Kit v3 (600 cycle). Результаты эксперимента показали, что в микробиоте рубца при использовании подсолнечного масла в кормлении жвачных преобладают бактерии Thermoplasmata, железо в значительной мере влияет на уровень бактерий класса Methanobacteria, Methanomicrobia. Использование УДЧ Fe с подсолнечным маслом в кормлении крупного рогатого скота приводит к повышению интенсивности микробиологических процессов в рубце и изменениям в статусе «бактерии-простейшие», оказывают позитивное влияние на интенсивность течения обменных процессов в рубце и могут быть использованы для повышения продуктивности жвачных животных. Таким образом, УДЧ Fe в кормлении являются жизненно важными регуляторами кишечной микробиоты.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по агробиотехнологии , автор научной работы — Виктория Владимировна Гречкина, Елена Владимировна Шейда, Ольга Вилориевна Кван

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

ASSESSMENT OF THE INFLUENCE OF ULTRAFINE PARTICLES OF IRON WITH VEGETABLE OILS ON THE TAXONOMIC DIVERSITY OF THE RUMEN

The rumen microbiome is a complex community of microorganisms, represented approximately by 95% by bacteria, 2-5% by archaea and 0.1–1.0% by eukaryotes, which actively decompose or use various feed components. The composition of the ecosystem of the microbial community is dynamic, and its composition depends on many factors, including the composition of the diet, the age of the "host", the time of the year. In the study using the in vitro method, changes in the taxonomic diversity of the archaea of the rumen were studied with the addition of sunflower oil and iron UFPs. 3 groups were formed: control – without the addition of oils, I experimental – with sunflower oil in the amount of 3% of the dry matter, II experimental – with sunflower oil in the amount of 3% of the dry matter and Fe preparation at a dose of 1.4 mg/kg of the dry matter. The object of the study was the rumen content obtained through a chronic rumen fistula from Kazakh white-headed bulls, with an average weight of 340-342 kg, age 15 months. Microbial biodiversity of the rumen contents was carried out using MiSeq ("Illumina", USA) by the new generation sequencing method (NGS) with a set of reagents MiSeq® Reagent Kit v3 (600 cycle). The results of the experiment showed that in the microbiota of the rumen, when sunflower oil is used in feeding ruminants, Thermoplasmata bacteria predominate, iron significantly affects the level of bacteria of the class Methanobacteria, Methanomicrobia. The use of Fe UFPs with sunflower oil in cattle feeding leads to an increase in the intensity of microbiological processes in the rumen and changes in the status of "bacteria-protozoa", have a positive effect on the intensity of metabolic processes in the rumen and can be used to increase the productivity of ruminants. Thus, Fe UFPs in feeding are vital regulators of the intestinal microbiota.

Текст научной работы на тему «ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ ЖЕЛЕЗА С РАСТИТЕЛЬНЫМИ МАСЛАМИ НА ТАКСОНОМИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ РУБЦА»

Научная статья

УДК 636.082.453.52

doi: 10.47737/2307-2873_2024_45_65

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ ЖЕЛЕЗА С РАСТИТЕЛЬНЫМИ МАСЛАМИ НА ТАКСОНОМИЧЕСКОЕ

РАЗНООБРАЗИЕ РУБЦА

©2024. Виктория Владимировна Гречкина1, Елена Владимировна Шейда2, Ольга Вилориевна Кван3

123ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН, Оренбург, Россия 1ФГБОУ ВО «Оренбургский ГАУ», Оренбург, Россия 2ФГБОУ ВО «ОГУ», Оренбург, Россия 1Viktoria1985too@mailru

Аннотация. Микробиом рубца - это сложное сообщество микроорганизмов, примерно на 95 % представленное бактериями, на 2-5 % - археями и на 0,1-1,0 % - эукариотами, которые активно разлагают или используют различные компоненты корма. Состав экосистемы микробного сообщества динамичен, и его состав зависит от многих факторов, в том числе от состава рациона, возраста «хозяина», времени года. В исследовании с использованием метода in vitro изучались изменения таксономическго разнообразия archaea рубца при добавлении подсолнечного масла и УДЧ железа. Были сформированы 3 группы: контрольная - без добавления масел, I опытная - подсолнечное масло в объеме 3% от СВ, II опытная -подсолнечное масло в объеме 3 % от СВ и препарат Fe в дозе 1,4 мг/кг СВ. Объектом исследования являлось рубцовое содержимое, полученное через хроническую фистулу рубца от бычков казахской белоголовой породы средней массой 340-342 кг, возраст 15 месяцев. Микробное биоразнообразие содержимого рубца проводили с помощью MiSeq («Illumina», США) методом секвенирования нового поколения (NGS) с набором реагентов MiSeq® Reagent Kit v3 (600 cycle). Результаты эксперимента показали, что в микробиоте рубца при использовании подсолнечного масла в кормлении жвачных преобладают бактерии Thermoplasmata, железо в значительной мере влияет на уровень бактерий классаMethanobacteria, Methanomicrobia. Использование УДЧ Fe с подсолнечным маслом в кормлении крупного рогатого скота приводит к повышению интенсивности микробиологических процессов в рубце и изменениям в статусе «бактерии-простейшие», оказывают позитивное влияние на интенсивность течения обменных процессов в рубце и могут быть использованы для повышения продуктивности жвачных животных. Таким образом, УДЧ Fe в кормлении являются жизненно важными регуляторами кишечной микробиоты.

Ключевые слова: микробиота, животные, кормление, рубец, развитие, микрофлора кишечника

Введение. Микробиом рубца имеет основополагающее значение для

продуктивности и здоровья молочного скота, и известно, что рацион питания влияет на состав микробиоты рубца [1]. Микрофлора рубца играет ключевую роль в метаболизме организма, и иммунные реакции также могут стать регулятором влияния кормления на метаболическое состояние организма хозяина [2]. Тип, качество, компоненты и источник корма животных будут влиять на состав кишечного микробиома, а также на функции и взаимодействия в экосистеме микробиома [3].

Желудочно-кишечный тракт

жвачных животных содержит разнообразные микробы, которые ферментируют различные корма, потребляемые животными, с образованием различных продуктов ферментации, таких как летучие жирные кислоты. Продукты ферментации могут влиять на продуктивность, здоровье и самочувствие животных. В составе микробов желудочно-кишечного тракта микробы рубца весьма разнообразны, вносят значительный вклад в ферментацию и являются наиболее важными в питании жвачных животных [4].

Основные процессы пищеварения у жвачных осуществляются в преджелудках, в целом представляющих собой

узкоспециализированный биореактор, где микробы колонизируют и трансформируют растительный материал. Микрофлора легко изменяется при изменении рациона питания. Эксперименты показали, что изменения в рационе питания при добавлении минеральных добавок могут вызывать временные сдвиги в большом количестве микроорганизмов, поскольку кормление является основным источником энергии для животных и важнейшим методом поддержания здоровья и роста, состав рациона оказывает большое влияние на микробиоту кишечника [5-6].

Гомогенизация результатов

исследования в области микрофлоры рубца необходима для улучшения понимания диетических вмешательств на микробиоту совместно с минеральными компонентами для улучшения здоровья животных [7].

Цель исследования - установить влияние подсолнечного масла в сочетании с УДЧ железа на таксономическое разнообразие рубца животных.

Методика. Объект исследования. Рубцовое содержимое, полученное через хроническую фистулу рубца от бычков казахской белоголовой породы средней массой 340-342 кг, возраст 15 месяцев.

Обслуживание животных и экспериментальные исследования были выполнены в соответствии с инструкциями и рекомендациями российских нормативных актов (1987 г.; Приказ Минздрава СССР № 755 от 12.08 1977 «О мерах по дальнейшему совершенствованию организационных форм работы с использованием

экспериментальных животных») и «Guide for the Carre and Use of Laboratjry Animals» (National Academy Press, Washington, D.C., 1996). При проведении исследований были предприняты меры по сведению к минимуму страдания животных и уменьшению количества исследованных опытных образцов.

Схема эксперимента. Изучение микробиома рубца производили методом латинского квадрата (n=4) на модели «искусственный рубец» in vitro. Животные содержались привязно в типовых клетках, со свободным доступом к воде на основном сбалансированном рационе.

У фистульных животных через 3 часа после кормления брали пробы рубцового содержимого, которые фильтровали через 4 слоя марли и вносили в камеру инкубатора «ANKOM Daisy II», предварительно в камеру помещали образцы с исследуемыми кормами (мешочки), после чего замещали воздух углекислотной средой и выдерживали при температуре +39 0С в течение 48 часов. В качестве субстрата в контрольном и опытных образцах для исследований in vitro использовали отруби пшеничные. В I опытную группу дополнительно вносили подсолнечное масло в объеме 3 % от СВ, а во II опытную - подсолнечное масло в объеме 3 % от СВ и препарат Fe в дозе 1,4 мг/кг СВ.

В исследованиях использовали нерафинированное подсолнечное масло первичного холодного отжима, высшего сорта, ТУ 10.41.59-001-95662146-2017 (соответствует требованиям ТР ТС 024/2011 «Технический регламент на масложировую продукцию». Изготовитель: ООО «Хлебодар», Россия, 461705, Оренбургская область, Асекеевский район, ст. Заглядино, ул. Элеваторная 2) и ультрадисперсную форму железа (УДЧ). УДЧ Fe - получен методом электрического взрыва проводника в атмосфере аргона («Передовые порошковые технологии», г. Томск), d=90 нм, Z-потенциал 7,7±0,5 мВ, содержит 99,8 % - Fe.

После инкубирования производили отбор рубцовой жидкости шприцом-дозатором «Экохим ОПА-02-20» (ООО «Экросхим», Россия), в микропробирки типа «Eppendorf» объёмом 1,5 мл. Для анализа отбирали 1,5 мл субстрата рубцовой жидкости, по одной пробе для каждого образца.

Метагеномный анализ содержимого рубца. Микробное биоразнообразие содержимого рубца проводили с помощью MiSeq («Illumina», США) методом секвенирования нового поколения (NGS) с набором реагентов MiSeq® Reagent Kit v3 (600 cycle) в Центре коллективного пользования научным оборудованием «Персистенция микроорганизмов»

(Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН). При выделении ДНК отобранные пробы содержимого

инкубировали при +37 0С в течение 30 мин в 300 мкл стерильного буфера для лизиса (20 мМ EDTA, 1400 мМ NaCl, 100 мМ Tris-HCl,

pH 7,5; 50 мкл раствора лизоцима в концентрации 100 мг/мл). К смеси добавляли 10 мкл протеиназы К («Thermo Fisher Scientific, Inc.», США) в концентрации 10 мг/мл и SDS до конечной концентрации 1,0 % и инкубировали в течение 30 мин при +60 0С. ДНК очищали смесью фенола и хлороформа (1:1), осаждали добавлением ацетата натрия (3 М, до 10 % по объёму) и трёх объёмов абсолютного этанола при +20 0С в течение 4 ч. После экстракции смесью фенол-хлороформ-изоамиловый спирт (25:24:1) и хлороформ-изоамиловый спирт (24:1) ДНК в водной фазе осаждали 1 М ацетатом аммония (до 10 % по объёму) и 3-кратным объёмом безводного этанола в течение 12 часов при +20 0С. Осадок ДНК отделяли центрифугированием (12000 об./мин, 10 мин), дважды промывали 80 % этанолом, сушили и растворяли в ТЕ-буфере (1 M Ws-HCl, pH 8,0 - 1 мл, 0,5 М EDTA, pH 8,0 - 200 мкл, Н2О - до 100 мл; «Евроген», Россия). Чистоту экстракции оценивали по отрицательному контролю выделения (100 мкл автоклавированной деионизированной воды). Чистоту полученных препаратов ДНК проверяли электрофорезом в 1,5 % агарозном геле с фотометрией (NanoDrop 8000, «Thermo Fisher Scientific, Inc.», США). Концентрацию ДНК измеряли флуориметрическим методом (прибор Qubit 2.0 с высокой чувствительностью определения dsDNA, «Life Technologies», США. NGS-секвенирование выполняли на платформе MiSeq («Illumina, Inc.», США) с набором реактивов MiSeq Reagent Kit V3 PE600 («Illumina, Inc.», США). Классификацию полученных операционных таксономических единиц (ОТЕ) проводили с использованием интерактивного инструмента VAMPS и базы данных RDP (https://vamps.mbl.edu) 15.03.2021.

Статистическая обработка.

Численные данные были обработаны с помощью программы SPSS «Statistics 20» («IBM», США), рассчитывали средние (М), среднеквадратичные отклонения (±о), ошибки стандартного отклонения (±SE).

Результаты. В результате введения подсолнечного масла и УДЧ железа в рубце происходило снижение уровня Halobacteria во всех опытных группах (таблица 1). Halobacterii важны не только своей устойчивостью к экстремальной солености, но и потому, что они являются

представителями архей и обладают некоторыми специфическими

метаболическими способностями [8].

Уровень МвЛапоЬаМвпу снижался в I опытной группе на 23,05 % ^<0,05), во II опытной группе под влиянием Fe возрастал на 7,21 % относительно животных контрольной группы. Статус продукта, содержащего теЛапоЬаМвт, может быть использован для оценки конкретных желудочно-кишечных расстройств у животных [9]. Дополнительная нагрузка жиром снижала разнообразие бактерий рубца, и это могло привести к увеличению их скорости выведения из него.

Железо во II опытной группе в данном случае играло роль регулятора, изменяя кислотно-щелочное равновесие, что сказывается на системе «бактерии-простейшие» благодаря этому снижение теЛапоЬа^епу не происходило.

Количество МеЛапот1егоЬп у животных I опытной группы снижался на 71,42 %, а во II опытной группе на 10,76 % ^<0,05) относительно контроля.

Уменьшение количества МеЛапоЬгеЫЬа^ег у животных объясняется адаптацией к высококалорийной диете. Следовательно, уменьшение количества М. microЫi - это адаптация микрофлоры к питанию. При смене рациона кормления происходят изменения в соотношении микрофлоры, а также изменяется эффективность

энергетического обмена [10].

Methanobrevibacter spp. и

Methanomassiliicoccales ирр. часто встречаются в пищеварительной системе человека и животных, и их роль в здоровье только начинает раскрываться [11]. Недавно было высказано предположение, что МеЛапотаииИпсосса1еи ирр. может снижать риск сердечно-сосудистых заболеваний, хронической болезни почек или триметиламинурии путем метаболизма триметиламина, метилированного

соединения, в противном случае токсичного для человека и животного [12].

Как следует из полученных данных, в I опытной группе животных высоким содержанием жира обладали представители бактерий класса Thermoplasmata, больше на 2,18 % относительно контрольной группы животных, II опытная группа по данному показателю изменялась незначительно - на 0,57 % ^<0,05).

Таблица 1

Таксономическое разнообразие Archaea рубца крупного рогатого скота при использовании

в рационе различных добавок, п=4

Группа Тип Класс Порядок Семейство Род

Контрольная Euryarchaeot a (100,00±0,00) Halobacteria (0,04±0,01) Haloferacales (0,04±0,01) Haloferacaceae (0,04±0,01) Haloquadratum (0,04±0,01)

Methanobacteria (9,02±0,77) Methanobacteriales (9,02±0,77) Methanobacteriaceae (9,02±0,77) Methanobacterium (0,11±0,07)

Methanobrevibacter (8,69±0,80)

Methanosphaera (0,21±0,08)

Methanomicrobia (0,72±0,10) Methanomicrobiales (0,72±0,10) Methanomicrobiaceae (0,72±0,10) Methanomicrobium (0,72±0,10)

Thermoplasmata (90,23±0,80) Methanomassiliicocca les (90,23±0,80) Methanomassiliicocca ceae (90,23±0,80) Methanomassiliicoccus (90,23±0,80)

I опытная Euryarchaeota (100,00±0,00) Halobacteria (0,00±0,00) Haloferacales (0,00±0,00) Haloferacaceae (0,00±0,00) Haloquadratum (0,00±0,00)

Methanobacteria (7,33±0,64) Methanobacteriales (7,33±0,64) Methanobacteriaceae (7,33±0,64) Methanobacterium (0,13±0,09)

Methanobrevibacter (7,13±0,55)

Methanosphaera (0,07±0,07)

Methanomicrobia (0,47±0,16) Methanomicrobiales (0,47±0,16) Methanomicrobiaceae (0,47±0,16) Methanomicrobium (0,47±0,16)

Thermoplasmata (92,20±0,65*) Methanomassiliicocca les (92,20±0,65) Methanomassiliicocca ceae (92,20±0,65) Methanomassiliicoccus (92,20±0,65)

II опытная Euryarchaeota (100,00±0,00) Halobacteria (0,00±0,00) Haloferacales (0,00±0,00) Haloferacaceae (0,00±0,00) Haloquadratum (0,00±0,00)

Methanobacteria (9,67±1,65) Methanobacteriales (9,67±1,65) Methanobacteriaceae (9,67±1,65) Methanobacterium (0,07±0,04)

Methanobrevibacter (9,40±1,62)

Methanosphaera (0,20±0,08)

Methanomicrobia (0,65±0,09) Methanomicrobiales (0,65±0,09) Methanomicrobiaceae (0,65±0,09) Methanomicrobium (0,65±0,09)

Thermoplasmata (89,68±1,70) Methanomassiliicocca les (89,68±1,70) Methanomassiliicocca ceae (89,68±1,70) Methanomassiliicoccus (89,68±1,70)

*P<0,05 в сравнении с контролем

Выводы. На основании проведенных исследований, установлено, что кормление является ключевым фактором,

определяющим и поддерживающим взаимодействие микробиоты хозяина. В микробиоте рубца при использовании подсолнечного масла в кормлении жвачных преобладают бактерии Thermoplasmata, железо в значительной мере влияет на уровень бактерий класса Methanobacteria, Methanomicrobia. Использование УДЧ Fe с подсолнечным маслом в кормлении крупного рогатого скота приводит к повышению интенсивности микробиологических

процессов в рубце и изменениям в статусе

«бактерии-простейшие», оказывая

позитивное влияние на интенсивность течения обменных процессов в рубце, и могут быть использованы для повышения продуктивности жвачных животных. Это универсальное средство для реализации генетического потенциала животных путем обеспечения правильно подобранного рациона и введение минеральных компонентов.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда, проект № 2316-00061.

Список источников

1. Бондаренко В.М. Оценка микробиоты и пробиотических штаммов с позиций новых научных технологий // Фарматека. 2016. №11. С. 21-33.

2. Кожевников А.А. Участие кишечной микробиоты в процессах метаболизма, старения и перспективы применения имеющихся данных в реальной практической практике // РМЖ. Медицинское обозрение. 2017. Т.1. № 2. С. 103.

3. Лебедева И.А. Bacillus subtilis как элемент природоподобной технологии выращивания и эксплуатации сельскохозяйственных животных и птиц // БИО. 2021. 12 (255). № С. 18.

4. Павлов А.Г. Амилолитическая активность изолятов бактерий bacillus subtilis, выделенных из микробиоты диких животных // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2022. Т.52. № 5. С. 130-135.

5. Allin K.H., Tremaroli V., Caesar R. Aberrant intestinal microbiota in individuals with prediabetes // Diabetologia. 2018. №61. Р. 810-820.

6. Grechkina V.V., Lebedev S.V., Miroshnikov I.S., Ryazanov V.A., Sheida E.V., Korolev V.L. Justification of rational and safe biotechnological methods of using fat additives from vegetable raw materials // IOP: Earth and Environmental Science. 2021. №624(1). Р.012160. doi: 10.1088/1755-1315/624/1 /012160

7. Gholizadeh P., Mahallei M., Pormohammad A. Microbial balance in the intestinal microbiota and its association with diabetes, obesity and allergic disease // Microb Pathog. 2019. №127. Р. 48-55.

8. Gowd V, Xie L, Zheng X, Chen W. Dietary fibers as emerging nutritional factors against diabetes: focus on the involvement of gut microbiota // Crit Rev Biotechnol. 2019. №39. Р. 524-540.

9. Hosseindoust A., Lee S., Gook Nho W., Song Y.H., Shin J.S., Laxman Ingale, S., et al. A dose-response study to evaluate the effects of pH-stable P-mannanase derived from Trichoderma citrinoviride on growth performance, nutrient retention, and intestine morphology in broiler chickens // Ital J Anim Sci. 2019. №.18(1). Р.147-154. doi: 10.1080/1828051X.2018.1500872

10. Jha R., Fouhse J.M., Tiwari U.P., Li L., Willing B.P. Dietary fiber and intestinal health of monogastric animals // Front Vet Sci. - 2019. - №6. - р.48. doi: 10.3389/fvets.2019.00048

11. Kojer B., Bozkurt M., Ege G., Tuzun A.E. Effects of sunflower meal supplementation in the diet on productive performance, egg quality and gastrointestinal tract traits of laying hens // Br Poult Sci. 2021. №. 62(1). Р. 101-109. doi: 10.1080/00071668.2020.1814202

12. Zhao S., Min L., Zheng N., Wang J. Effect of heat stress on bacterial composition and metabolism in the rumen of lactating dairy cows. Animals (Basel). 2019. №9. Р.925. doi: 10.3390/ani9110925.

ASSESSMENT OF THE INFLUENCE OF ULTRAFINE PARTICLES OF IRON WITH VEGETABLE OILS ON THE TAXONOMIC DIVERSITY OF THE RUMEN

©2024. Victoria V. Grechkina1, Elena V. Sheida2, Olga V. Kvan3

1,2,3 Federal Scientific Center of Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian Academy of Sciences, 29, 9 Yanvarya St., Orenburg, Russia

1Orenburg State Agrarian University, 18, Chelyuskintsev St., Orenburg, Russia 2Orenburg State University, 13, Prospekt Pobedy, Orenburg, Russia [email protected]

Abstract. The rumen microbiome is a complex community of microorganisms, represented approximately by 95% by bacteria, 2-5% by archaea and 0.1-1.0% by eukaryotes, which actively decompose or use various feed components. The composition of the ecosystem of the microbial community is dynamic, and its composition depends on many factors, including the composition of the diet, the age of the "host", the time of the year. In the study using the in vitro method, changes in the taxonomic diversity of the archaea of the rumen were studied with the addition of sunflower oil and iron UFPs. 3 groups were formed: control - without the addition of oils, I experimental - with sunflower oil in the amount of 3% of the dry matter, II experimental - with sunflower oil in the amount of 3% of the dry matter and Fe preparation at a dose of 1.4 mg/kg of the dry matter. The object of the study was the rumen content obtained through a chronic rumen fistula from Kazakh white-headed bulls, with an average weight of 340-342 kg, age 15 months. Microbial biodiversity of the rumen contents was carried out using MiSeq ("Illumina", USA) by the new generation sequencing method (NGS) with a set of reagents MiSeq® Reagent Kit v3 (600 cycle). The results of the experiment showed that in the microbiota of the rumen, when sunflower oil is used in feeding ruminants, Thermoplasmata bacteria predominate, iron significantly affects the level of bacteria of the class Methanobacteria, Methanomicrobia. The use of Fe UFPs with sunflower oil in cattle feeding leads to an increase in the intensity of microbiological processes in the rumen and changes in the status of "bacteria-protozoa", have a positive effect on the intensity of metabolic processes in the rumen and can be used to increase the productivity of ruminants. Thus, Fe UFPs in feeding are vital regulators of the intestinal microbiota.

Key words: microbiota, animals, feeding, rumen, development, intestinal microflora

References

1. Bondarenko V.M. Otsenka mikrobioty i probioticheskikh shtammov s pozitsiy novykh nauchnykh tekhnologiy (Assessment of microbiota and probiotic strains from the perspective of new scientific technologies) // Farmateka. 2016. №11. S. 21-33

2. Kozhevnikov A.A. Uchastiye kishechnoy mikrobioty v protsessakh metabolizma, stareniya i perspektivy primeneniya imeyushchikhsya dannykh v real'noy prakticheskoy praktike (Participation of intestinal microbiota in the processes of metabolism, aging and prospects for applying existing data in real-life practice) // RMZh. Meditsinskoye obozreniye. 2017. T.1. № 2. S. 103.

3. Lebedeva I.A. Bacillus subtilis kak element prirodopodobnoy tekhnologii vyrashchivaniya i ekspluatatsii sel'skokhozyaystvennykh zhivotnykh i ptits (Bacillus subtilis as an element of nature-like technology for growing and exploiting farm animals and poultry) // BIO. 2021. 12 (255). № S. 18.

4. Pavlov A.G. Amiloliticheskaya aktivnost' izolyatov bakteriy bacillus subtilis, vydelennykh iz mikrobioty dikikh zhivotnykh (Amylolytic activity of bacillus subtilis bacterial isolates isolated from the microbiota of wild animals) // Sibirskiy vestnik sel'skokhozyaystvennoy nauki. 2022. T.52. № 5. S. 130-135.

5. Allin K.H., Tremaroli V., Caesar R. Aberrant intestinal microbiota in individuals with prediabetes // Diabetologia. 2018. №61. Р. 810-820.

6. Grechkina V.V., Lebedev S.V., Miroshnikov I.S., Ryazanov V.A., Sheida E.V., Korolev V.L. Justification of rational and safe biotechnological methods of using fat additives from vegetable raw materials // IOP: Earth and Environmental Science. 2021. №624(1). Р.012160. doi:10.1088/1755-1315/624/1/012160

7. Gholizadeh P., Mahallei M., Pormohammad A. Microbial balance in the intestinal microbiota and its association with diabetes, obesity and allergic disease // MicrobPathog. 2019. №127. Р. 48-55.

8. Gowd V, Xie L, Zheng X, Chen W. Dietary fibers as emerging nutritional factors against diabetes: focus on the involvement of gut microbiota // Crit Rev Biotechnol. 2019. №39. Р. 524-540.

9. Hosseindoust A., Lee S., Gook Nho W., Song Y.H., Shin J.S., Laxman Ingale, S., et al. A dose-response study to evaluate the effects of pH-stable P-mannanase derived from Trichoderma citrinoviride on growth performance, nutrient retention, and intestine morphology in broiler chickens // Ital J Anim Sci. 2019. №.18(1). Р.147-154. Doi: 10.1080/1828051X.2018.1500872

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

10. Jha R., Fouhse J.M., Tiwari U.P., Li L., Willing B.P. Dietary fiber and intestinal health of monogastric animals // Front Vet Sci. - 2019. - №6. - р.48. doi: 10.3389/fvets.2019.00048

11. Kojer B., Bozkurt M., Ege G., Tuzun A.E. Effects of sunflower meal supplementation in the diet on productive performance, egg quality and gastrointestinal tract traits of laying hens // Br Poult Sci. 2021. №. 62(1). Р. 101-109. Doi: 10.1080/00071668.2020.1814202

12. Zhao S., Min L., Zheng N., Wang J. Effect of heat stress on bacterial composition and metabolism in the rumen of lactating dairy cows. Animals (Basel). 2019. №9. Р.925. doi: 10.3390/ani9110925.

Сведения об авторах В.В. Гречкина1 - канд. биол. наук, и.о. заведующего лабораторией, доцент; Е.В. Шейда2 - канд. биол. наук, старший научный сотрудник; О.В. Кван3 - канд. биол. наук., и.о. заведующего отделом.

1-2-3 Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук, ул. 9 Января 29, Оренбург, Россия

Юренбургский государственный аграрный университет, ул. Челюскинцев 18, Оренбург, Россия 2Оренбургский государственный университет, просп. Победы, д. 13, Оренбург, Россия '[email protected], https://orcid.org/0000-0002-1159-0531 [email protected], https://orcid.org/0000-0002-2586-613 3kwan111 @yandex.ru, https://orcid.org/0000-0003-0561-7002

Information about the authors V.V. Grechkina1 - Cand. Biol. Sci, Acting Head of the Laboratory, Associate Professor; E.V. Sheida2 - Cand. Biol. Sci, Senior Researcher; O.V. Kvan3 - Cand. Biol. Sci., Acting Head of the Department.

1,2,3 Federal Scientific Center of Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian Academy of Sciences, 29, 9 Yanvarya St., Orenburg, Russia

1Orenburg State Agrarian University, 18, Chelyuskintsev St., Orenburg, Russia 2Orenburg State University, 13, Prospekt Pobedy, Orenburg, Russia [email protected], https://orcid.org/0000-0002-1159-0531 [email protected],https://orcid.org/0000-0002-2586-613 3kwan111 @yandex.ru, https://orcid.org/0000-0003-0561-7002

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 06.09.2023; одобрена после рецензирования 29.12.2023; принята к публикации 10.02.2024 The article was submitted 06.09.2023; approved after reviewing 29.12.2023; acceptedfor publication 10.02.2024

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.