Изучение микробиоты рубца коров методом T-RFLP. Современные нормативы

28 апреля 2017

Самодостаточное развитие

Сегодня для огромного числа людей деньги выступают основной ценностью. В психологии называют иллюзией восприятие номинальной, а не реальной стоимости денег. Смысл любых экономических отношений заключается в понимании, сколько приобретаемый продукт приносит выгоды, а не сколько он стоит. В реальности деньги всего лишь ресурс, с помощью которого человек последовательно развивает свое дело, созидая окружающий мир с заботой о будущем. Поэтому сегодня в авангарде те предприятия, которые для прогресса и создания богатства опираются на интеллектуальное применение ресурсов, а не на освоение земли и капитала. Так, например, в 2016 году многие молочные предприятия столкнулись с проблемой снижения жирности молока, что вызвало уменьшение прибыли, а также обеспокоенность специалистов здоровьем животных. Объективных данных, объясняющих причины этого явления, на тот момент не было. Разные компании приводили свои соображения по темам теплового стресса, синдрома снижения жирномолочности (ССЖМ), однако все рекомендации сводились к предложению своих продуктов. Без подтверждения фактами дополнительные затраты в ухудшающейся экономической ситуации безосновательны. Нами совместно с сотрудниками компании «Биотроф» была инициирована работа по теме «Изучение микробного сообщества рубцовой жидкости коров с применением молекулярнобиологических методов T-RFLP и ПЦР в реальном времени».

Актуальность исследования является очевидной. Известно, что в пищеварительном тракте жвачных животных обитает примерно 600 видов бактерий. Установлено, что изменение набора кормов в рационе приводит к перестройке соотношения отдельных видов микроорганизмов в экосистеме ЖКТ крупного рогатого скота, а следовательно, к изменению направленности биохимической деятельности микрофлоры, что влечет изменение продуктивности животных. Поэтому понимание состава микробного сообщества жвачных и роли конкретного микроорганизма в повышении продуктивности животных является базой для принятия взвешенных управленческих решений при выборе методов и средств устранения синдрома снижения жирномолочности.

Метод T-RFLP-анализ (terminal restriction fragment length polymorphism), основан на анализе вариабельности консервативных участков генома микроорганизмов. Суть метода заключается в выделении из содержимого желудочно-кишечного тракта ДНК всех находящихся там бактерий. После выделения ДНК с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР), ферментативном расщеплении ДНК на фрагменты. Эти фрагменты делят на фрапкции на автоматическом секвенаторе. Таксономическая принадлежность бактерий определяется в соответствии с длинами терминальных фрагментов гена с помощью программы Fragment Sorter.

По проекту мы отобрали клинически здоровых животных из 4 стад различных предприятий Белгородской, Воронежской и Московской областей по указанной проблематике (ССЖМ). Исследуемые животные находились в первой фазе лактации. Новотельным коровам скармливали типовые рационы кормления. У этих животных отбирали рубцовую жидкость для выявления состава бактерий в рубце и выявления патогенов методом T-RFLP анализа. Результаты по бактериальному сообществу рубца каждого исследованного животного представлены в табл. 1.

Усредненные результаты молекулярно-генетического анализа бактериального сообщества рубца по группам из различных предприятий представлены в табл. 2.

Установлено, что бактериальный состав микрофлоры рубца отдельных исследуемых коров имел отклонения от нормы [2], при этом были выявлены закономерности прямой связи уровня жира в молоке и удоя от состава бактериального сообщества рубца.

По результатам исследования микрофлоры рубца коров был проведен статистический анализ. Линейный корреляционный анализ показал
наличие связи между количеством некоторых микроорганизмов в рубце, содержанием жира, белка в молоке и удоем коров (табл. 3).

Результаты показали, что у коров с более высокой жирностью молока и уровнем удоя в рубце наблюдалось:

  • меньшее количество целлюлозолитиков, актиномицетов;
  • большее — бактероидов, лактат-ферментирующих бактерий, лактобактерий, фузобактерий, патогенных клостридий.

Полученные закономерности связаны с особенностью метаболизма данных микроорганизмов в рубце. Вследствие высокого содержания концентратов в рационе в рубце высокопродуктивных животных больше развиваются амилолитические и лактатферментирующие виды, участвующие в метаболизме крахмалистых компонентов концентрированных кормов. Однако это нередко приводит к изменению состава ЛЖК (летучих жирных кислот), в том числе к некоторому увеличению количества молочной кислоты, что является причиной увеличения количества транзитной микрофлоры, а также патогенных бактерий (включая фузобактерии, вызывающие развитие лактатного ацидоза и некробактериоза).

Следует отметить, что у исследованных животных с высокой продуктивностью (группы I, III и IV) отклонений от нормы по составу целлюлозолитических, амилолитических, транзитных и патогенных бактерий не обнаружено, что говорит о сбалансированности их кормления и отсутствии признаков нарушения микрофлоры рубца и развития лактатного ацидоза. При этом в рубце данных животных отмечено наличие более высокого количества бацилл, как известно, обладающих способностью к расщеплению углеводов растительных кормов и угнетению размножения патогенных видов микроорганизмов. Вероятно, увеличение численности бацилл в рубце связано со скармливанием данным животным содержащего бациллы препарата Провитол.

У животных же с низкой жирностью молока (группа II) наблюдалось значительное превышение нормы по количеству актиномицетов, транзитной микрофлоры. Отметим, что молоко животных данной группы характеризовалось также более высоким содержанием белка. На основе статистического анализа (табл. 3) установлено, что чем больше в рубце было актиномицетов и транзитной микрофлоры, тем больше в молоке коров было белка и меньше — жира.

Таким образом, у животных с низкой жирностью молока (группа II) был выявлен дисбактериоз микрофлоры рубца, который, однако, оказался не связан с нарушением содержания целлюлозолитиков и патогенов в рубце.

На основании корреляционного статистического анализа установлено, что снижение процентного содержания жира в молоке животных группы II связано со следующими нарушениями микрофлоры рубца:

  • снижением количества хитридиомицетов, что свидетельствует об ухудшении процессов переваривания объемистых кормов;
  • повышенным содержанием актиномицетов и транзитной микрофлоры.

Выявленный состав микробного сообщества рубца животных группы II свидетельствует о наличии дисбиотических изменений в рубце. Стоит отметить, что дисбиоз рубца может приводить к снижению резистентности организма к нежелательным и патогенным микроорганизмам и стать стимулом их размножения в различных биотопах (в рубце, на вымени, копытах, в половых выделениях коров) и к возникновению заболеваний животных (болезням конечностей, эндометритам и др.). Одной из причин нарушения состава микрофлоры рубца может являться высокое содержание микотоксинов в кормах [1].

Решение для ликвидации возникшего ССЖМ лежит на поверхности: это устранение или сокращение «грязных» кормов, ввод в рацион актуального сорбента микотоксинов, устранение ошибок в технологии заготовки кормов, применение консервантов при закладке. Соблюдение гигиены кормов — основа прогрессивного производства. На этом фронте 20% усилий дают 80% результата. Для каждого специалиста хозяйства мы предоставляем широкий диапазон инструментов повышения рентабельности. Начиная с базовых продуктов РМЦ и ФБС или линейки премиксов Витекс каждый продукт обеспечивает эффективность, достаточную окупаемость и позволяет специалисту проводить долгосрочное планирование своей работы.

Литература

  1. Лаптев, Г.Ю. Микотоксины в силосе и стратегия борьбы с ними / Г.Ю. Лаптев, Н.И. Новикова, Е.А. Йылдырым,
    Л.А. Ильина [и др.] — СПб.: ООО «БИОТРОФ», 2016.
  2. Лаптев, Г.Ю. Нормы содержания микрофлоры в рубце крупного рогатого скота: методические рекомендации / Г.Ю. Лаптев, Н.И. Новикова, Л.А. Ильина, Е.А. Йылдырым [и др.]. — СПб.: ООО «БИОТРОФ», 2016. — 48 с.
  3. Микотоксины и микотоксикозы / под ред. Д. Диаза. — М.: Печатный Город, 2006. — 376 c.

Резюме

Для изучения причин синдрома снижения жирномолочности (ССЖМ) проведены молекулярно-генетические исследования бактериального сообщества рубца у коров из 4 различных хозяйств. На основе статистического анализа установлено, что чем больше в рубце актиномицетов и транзитной микрофлоры, тем выше в молоке содержание белка и меньше — жира.

Для ликвидации ССЖМ рекомендуется минимизировать потребление кормов, пораженных микотоксинами, путем введения в рацион актуального сорбента, а также устранить ошибки в технологии заготовки кормов, применять консерванты при закладке фуража.

А. Иванов, директор по развитию ООО «АгроВитЭкс», специалист по кормлению

 

Заказать бесплатную консультацию
* Поля, обязательные для заполнения