Метан — один из важных парниковых газов, обладающий более высоким потенциалом глобального потепления, чем углекислый газ. Сельское хозяйство, особенно животноводство, считается крупнейшим сектором производства антропогенного метана. Среди домашнего скота жвачные животные являются основными источниками метана. Производство и выбросы метана жвачными животными в мире увеличиваются с увеличением численности жвачных животных, что помогает удовлетворить потребности в питательных веществах растущего населения во всем мире. В рубце жвачных преобладает гидрогенотрофный сценарий метаногенеза — непрерывного процесса, осуществляемого археями, при котором метан образуется в результате реакции водорода и углекислого газа. За последние 50 лет опубликованы результаты огромного количества исследований, которые улучшили понимание сложных процессов ферментации рубца и метаногенеза у жвачных животных, а также средств, с помощью которых можно измерить и снизить выработку метана в организме жвачных (K. A. Beauchemin с соавт., 2020). Все известные стратегии по снижению образования метана в организме жвачных животных можно разделить на две группы. Первая группа объединяет стратегии управления процессом с помощью рационов и других факторов, влияющих на микрофлору рубца. Качество, способ подготовки кормов, соотношение концентрированных и грубых кормов в рационе влияют на выбросы метана. Некоторые корма могут повышать выработку пропионата или снижать выработку ацетата, уменьшая концентрацию водорода в рубце, который будет преобразован в метан. К кормовым стратегиям также относят использование модификаторов — кормовых добавок, которые прямо или косвенно ингибируют метаногенез, и осуществление биологического контроля (дефаунизация, применение препаратов бактериоцинов, бактериофагов, иммунизация), направленные на снижение содержания метаногенов. Ко второй группе стратегий можно отнести повышение продуктивности животных за счет генетических и других факторов. Повышение продуктивности позволит снизить образование метана в организме на единицу про-дукции (мяса или молока) (M. Islam с соавт., 2019). Применение кормовых факторов различной природы (жировые добавки, органические кислоты, пробиотики, ионофоры, фитогеники) может служить стратегией для снижения метанообразования в организме жвачных (M. Wanapat с соавт., 2021; R. D. Marques с соавт., 2021; S. H. Kim с соавт., 2020). Манипуляции с питанием представляют собой упрощенный и прагматичный подход, который может обеспечить более высокую продуктивность животных и снижение уровня выбросов данного газа (M. D. Najmul с соавт., 2018). В обзоре, наряду с описанием процесса метаногенеза, обобщаются результаты современных исследований по вопросу влияния на образование метана в организме жвачных различных алиментарных факторов (структура и состав рационов, применение фитогеников — сапонинов, танинов, флавоноидов и эфирных масел). Тип рациона, качество объемистых и концентрированных кормов, их химический состав, соотношение, подготовка к скармливанию влияют на выбросы метана в организме жвачных. При этом многообещающим подходом к смягчению выделения метана служит добавление небольшого количества зерна в грубые корма и скармливание кормов высокого качества, использование корма с меньшим содержанием клетчатки и более высоким содержанием растворимых углеводов. Использование фитогеников (кормовых добавок, произведенных из различных ботанических частей растений) — дешевый и экологичный способ снижения образования парниковых газов. Это также положительно влияет на резистентность животных. В литературе представлены довольно немногочисленные работы по изучению in vitro эффективности применения флавоноидов и других вторичных метаболитов растений для снижения эмиссии метана. Полученные результаты вариабельны и зависят от вида фитогеника, его характеристик, рациона животных. Требуется проведение исследований in vivo, в том числе для установления оптимальных дозировок фитогеников, дающих положительные результаты. Актуальным и перспективным представляется комбинирование различных фитогеников. Необходим комплексный подход к снижению газообразования в организме жвачных при одновременном сохранении активности ферментации, процессов переваривания и усвоения питательных веществ кормов.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Биология
Влияние выбросов парниковых газов (ПГ) на изменение климата приобрело масштабы глобальной и публично обсуждаемой проблемы экологии и здравоохранения как в мире, так и в России. Сельское хозяйство — один из крупнейших источников парниковых газов, при этом грамотное использование потенциала отрасли способно ограничить скорость глобального потепления повышением температуры на 2 С к концу века (1).
Если у вас возникли вопросы или появились предложения по содержанию статьи, пожалуйста, направляйте их в рамках данной темы.
Список литературы
1. Pachauri R.K., Allen M.R., Barros V.R. et al. Climate change 2014: synthesis report. Contribution of working groups i, ii and iii to the fifth assessment report of the intergovernmental panel on climate change /R. Pachauri, L. Meyer (eds). Geneva, Switzerland, IPCC, 2014.
2. Islam M., Lee S.S. Advanced estimation and mitigation strategies: a cumulative approach to enteric methane abatement from ruminants. Journal of Animal Science and Technology, 2019, 61(3): 122-137 ( ). DOI: 10.5187/jast.2019.61.3.122
3. Skytt T., Nielsen S.N., Jonsson, B.G. Global warming potential and absolute global temperature change potential from carbon dioxide and methane fluxes as indicators of regional sustainability - a case study of Jämtland, Sweden. Ecological Indicators, 2020, 110: 105831 ( ). DOI: 10.1016/j.ecolind.2019.105831 EDN: GSWVUQ
4. Haque M.N. Dietary manipulation: a sustainable way to mitigate methane emissions from ruminants. Journal of Animal Science and Technology, 2018, 60(1): 15 ( ). DOI: 10.1186/s40781-018-0175-7
5. Hristov A.N., Oh J., Lee C., Meinen R., Montes F., Ott T., Firkins J., Rotz A., Dell C., Adesogan A., Yang W., Tricarico J., Kebreab E., Waghorn G., Dijkstra J., Oosting S. Mitigation of greenhouse gas emissions in livestock production. A review of options for non-CO2 emissions. FAO Animal Production and Health Paper No.177 /P.J. Gerber, B. Henderson, H.P.S. Makkar (eds.). FAO, Rome, 2013.
6. McAllister T.A., Meale S.J., Valle E., Guan L.L., Zhou M., Kelly W.J., Henderson G., Attwood G.T., Janssen P.H.Ruminant nutrition symposium: use of genomics and transcriptomics to identify strategies to lower ruminal methanogenesis. Journal of Animal Science, 2015, 93(4): 1431-1449 ( ). DOI: 10.2527/jas.2014-8329
7. Sandoval-Pelcastre A.A., Ramírez-Mella M., Rodríguez-Ávila N.L., Candelaria-Martínez B. Árboles y arbustos tropicales con potencial para disminuir la producción de metano en ruminates. Tropical and Subtropical Agroecosystems, 2020, 23(33): 1-16.
8. Opio C., Gerber P., Mottet A., Falcucci A., Tempio G., MacLeod M., Vellinga T., Henderson B., Steinfeld H. Greenhouse gas emissions from ruminant supply chains - a global life cycle assessment. FAO, Rome, 2013.
9. Gerber P.J., Steinfeld H., Henderson B., Mottet A., Opio C., Dijkman J., Falcucci A., Tempio G. Tackling climate change through livestock - a global assessment of emissions and mitigation opportunities. FAO, Rome, 2013.
10. Указ Президента РФ от 4 ноября 2020 г. № 666 “О сокращении выбросов парниковых газов”. Режим доступа: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/74756623. Дата обращения: 22.08.2022.
11. Петрунина И.В., Горбунова Н.А. Системные меры по снижению выбросов парниковых газов в животноводческих хозяйствах. Обзор. Пищевые системы, 2022, 5(3): 202-211 ( ). DOI: 10.21323/2618-9771-2022-5-3-202-211 EDN: ZIUPJC
12. Beauchemin K.A., Ungerfeld E.M., Eckard R.J., Wang M. Review: Fifty years of research on rumen methanogenesis: lessons learned and future challenges for mitigation. Animal, 2020, 14(S1): 2-6 ( ). DOI: 10.1017/S1751731119003100 EDN: RLNJHG
13. Calabrò S. Plant secondary metabolites. In: Rumen microbiology: from evolution to revolution /A.K. Puniya, R. Singh, D.N. Kamra (eds.). Springer, New Delhi, India, 2015: 153-189 ( ). DOI: 10.1007/978-81-322-2401-3_11
14. Rooke J.A., Wallace R.J., Duthie C.A., McKain N., de Souza S.M., Hyslop J.J., Ross D.W., Waterhouse T., Roehe R. Hydrogen and methane emissions from beef cattle and their rumen microbial community vary with diet, time after feeding and genotype. British Journal of Nutrition, 2014, 112(3): 398-407 ( ). DOI: 10.1017/S0007114514000932
15. Cammack K.M., Austin K.J., Lamberson W.R., Conant G.C., Cunningham H.C. Tiny but mighty: the role of the rumen microbes in livestock production. Journal of Animal Science, 2018, 96(2): 752-770 ( ). DOI: 10.1093/jas/skx053
16. Stewart R.D., Auffret M.D., Warr A., Wiser A.H., Press M.O., Langford K.W., Liachko I., Snelling T.J., Dewhurst R.J., Walker A.W., Roehe R., Watson M. Assembly of 913 microbial genomes from metagenomic sequencing of the cow rumen. Nature Communications, 2018, 9: 870 ( ). DOI: 10.1038/s41467-018-03317-6 EDN: YGIOPJ
17. De la Fuente G., Yañez-Ruiz D.R., Seradj A.R., Balcells J., Belanche A. Methanogenesis in animals with foregut and hindgut fermentation: a review. Animal Production Science, 2019, 59(12): 2109-2122 ( ). DOI: 10.1071/AN17701
18. Poulsen M., Schwab C., Borg Jensen B., Engberg R.M., Spang A., Canibe N., Højberg O., Milinovich G., Fragner L., Schleper C., Weckwerth W., Lund P., Schramm A., Urich T. Methylotrophic methanogenic thermoplasmata implicated in reduced methane emissions from bovine rumen. Nature Communications, 2013, 4(1): 1428 ( ). DOI: 10.1038/ncomms2432 EDN: PTPBUL
19. Solden L.M., Naas A.E., Roux S., Daly R.A., Collins W.B., Nicora C.D., Purvine S.O., Hoyt D.W., Schückel J., Jørgensen B., Willats W., Spalinger D.E., Firkins J.L., Lipton M.S., Sullivan M.B., Pope P.B., Wrighton K.C.Interspecies cross-feeding orchestrates carbon degradation in the rumen ecosystem. Nature Microbiology, 2018, 3(11): 1274-1284 ( ). DOI: 10.1038/s41564-018-0225-4 EDN: GWRCLY
20. Wolin M., Millert L.C., Stewart S. Microbe-microbe interactions. In: The rumen microbial ecosystem /P.N. Hobson, S. Stewart (eds.). Springer, Dordrecht, 1997: 467-491 ( ). DOI: 10.1007/978-94-009-1453-7_11
21. Patra A., Park T., Kim M., Yu Z.Rumen methanogens and mitigation of methane emission by anti-methanogenic compounds and substances. Journal of Animal Science and Biotechnology, 2017, 8(1): 13 ( ). DOI: 10.1186/s40104-017-0145-9
22. Van Lingen H.J., Plugge C.M., Fadel J.G., Kebreab E., Bannink A., Dijkstra J. Thermodynamic driving force of hydrogen on rumen microbial metabolism: a theoretical investigation. PLoS ONE, 2016, 11(10): e0161362 ( ). DOI: 10.1371/journal.pone.0161362
23. Huws S.A., Creevey C.J., Oyama L.B. et al. Addressing global ruminant agricultural challenges through understanding the rumen microbiome: past, present, and future. Frontiers in Microbiology, 2018, 9: 2161 ( ). DOI: 10.3389/fmicb.2018.02161
24. Wang M., Wang R., Xie T.Y., Janssen P.H., Sun X.Z., Beauchemin K.A., Tan Z.L., Gao M. Shifts in rumen fermentation and microbiota are associated with dissolved ruminal hydrogen concentrations in lactating dairy cows fed different types of carbohydrates. Journal of Nutrition, 2016, 146(9): 1714-1721 ( ). DOI: 10.3945/jn.116.232462
25. Cantalapiedra-Hijar G., Abo-Ismail M., Carstens G.E., Guan L.L., Hegarty R., Kenny D.A., McGee M., Plastow G., Relling A., Ortigues-Marty I. Biological determinants of between-animal variation in feed efficiency of growing beef cattle: Review. Animal, 2018, 12(s2): s321-s335 ( ). DOI: 10.1017/S1751731118001489
26. Ungerfeld E.M. Inhibition of rumen methanogenesis and ruminant productivity: a meta-analysis. Frontiers in Veterinary Science, 2018, 5: 113 ( ). DOI: 10.3389/fvets.2018.00113
27. Zhang Q., Difford G., Sahana G., Lovendahl P., Lassen J., Lund M.S., Guldbrandtsen B., Janss L. Bayesian modeling reveals host genetics associated with rumen microbiota jointly influence methane emission in dairy cows. The ISME Journal, 2020, 14(8): 2019-2033 ( ). DOI: 10.1038/s41396-020-0663-x EDN: XCZFKG
28. Broucek J. Production of methane emissions from ruminant husbandry: a review. Journal of Environmental Protection, 2014, 5(15): 1482-1493 ( ). DOI: 10.4236/jep.2014.515141
29. Bernier J.N., Undi M., Plaizier J.C., Wittenberg K.M., Donohoe G.R., Ominski K.H. Impact of prolonged cold exposure on dry matter intake and enteric methane emissions of beef cows overwintered on low-quality forage diets with and without supplemented wheat and corn dried distillers’ grain with solubles. Canadian Journal of Animal Science, 2012, 92(4): 493-500 ( ). DOI: 10.4141/cjas2012-040
30. Wang S., Pisarcikova J., Kreuzer M., Schwarm A. Utility of an in vitro test with rumen fluid from slaughtered cattle for capturing variation in methane emission potential between cattle types and with age. Canadian Journal of Animal Science, 2017, 98(1): 61-72 ( ). DOI: 10.1139/cjas-2016-0238
31. Dong L., Li B., Diao Q. Effects of dietary forage proportion on feed intake, growth performance, nutrient digestibility, and enteric methane emissions of Holstein heifers at various growth stages. Animals, 2019, 9(10): 725 ( ). DOI: 10.3390/ani9100725
32. Boadi D.A., Wittenberg K.M. Methane production from dairy and beef heifers fed forages differing in nutrient density using the Sulphur hexafluoride (sf6) tracer gas technique. Canadian Journal of Animal Science, 2002, 82(2): 201-206 ( ). DOI: 10.4141/A01-017
33. Shreck A.L., Zeltwanger J.M., Bailey E.A., Jennings J.S., Meyer B.E., Cole N.A. Effects of protein supplementation to steers consuming low-quality forages on greenhouse gas emissions. Journal of Animal Science, 2021, 99(7): skab147 ( ). DOI: 10.1093/jas/skab147 EDN: XVFUAS
34. Li Z., Liao W., Yang Y., Gao Z., Ma W., Wang D., Cai Z. CH4 and N2O emissions from China’s beef feedlots with ad libitum and restricted feeding in fall and spring seasons. Environmental Research, 2015, 138: 391-400 ( ). DOI: 10.1016/j.envres.2015.02.0
35. Warner D., Bannink A., Hatew B., Van Laar H., Dijkstra J. Effects of grass silage quality and level of feed intake on enteric methane production in lactating dairy cows. Journal of Animal Science, 2017, 95(8): 3687-3699 ( ). DOI: 10.2527/jas.2017.1459
36. Rowe S.J., Hickey S.M., Jonker A., Hess M.K., Janssen P., Johnson T., Bryson B., Knowler K., Pinares-Patino C., Bain W., Elmes S., Young E., Wing J., Waller E., Pickering N., McEwan J.C. Selection for divergent methane yield in New Zealand sheep - a ten-year perspective. Proc. of the 23rd Conf. of the association for the advancement of animal breeding and genetics (AAABG). Armidale, New South Wales, Australia, 2019: 306-309.
37. Короткий В.П., Зайцев В.В., Буряков Н.П., Кучин А.В., Рыжов В.А., Турубанов А.И. Способ снижения метаногенеза у крупного рогатого скота. C1 2777053 (РФ), A 61 K 38/00. ООО Научно-технический центр “Химинвест” (РФ), № 2021137457. Заяв. 16.12.2021. Опубл. 01.08.2022.
38. De Mulder T., Peiren N., Vandaele L., Ruttink T., De Campeneere S., Van de Wiele T., Goossens K. Impact of breed on the rumen microbial community composition and methane emission of Holstein Friesian and Belgian Blue heifers. Livestock Science, 2018, 207: 38-44 ( ). DOI: 10.1016/j.livsci.2017.11.009
39. Hristov A.N., Kebreab E., Niu M. et al. Symposium review: uncertainties in enteric methane inventories, measurement techniques, and prediction models. Journal of Dairy Science, 2018, 101(7): 6655-6674 ( ). DOI: 10.3168/jds.2017-13536 EDN: YFUQDR
40. Huhtanen P., Cabezas-Garcia E.H., Utsumi S., Zimmerman S.Comparison of methods to determine methane emissions from dairy cows in farm conditions. Journal of Dairy Science, 2015, 98(5): 3394-3409 ( ). DOI: 10.3168/jds.2014-9118
41. Kumar S., Choudhury P.K., Carro M.D., Griffith G.W., Dagar S.S., Puniya M., Calabro S., Ravella S.R., Dhewa T., Upadhyay R.C., Sirohi S.K., Kundu S.S., Wanapat M., Puniya A.K. New aspects and strategies for methane mitigation from ruminants. Applied Microbiology and Biotechnology, 2014, 98(1): 31-44 ( ). DOI: 10.1007/s00253-013-5365-0 EDN: DJOAVM
42. Knapp J.R., Laur G.L., Vadas P.A., Weiss W.P., Tricarico J.M. Invited review: Enteric methane in dairy cattle production: Quantifying the opportunities and impact of reducing emissions. Journal of Dairy Science, 2014, 97(6): 3231-3261 ( ). DOI: 10.3168/jds.2013-7234 EDN: SOVJVL
43. Negussie E., de Haas Y., Dehareng F., Dewhurst R.J., Dijkstra J., Gengler N., Morgavi D.P., Soyeurt H., van Gastelen S., Yan T., Biscarini F. Invited review: Large-scale indirect measurements for enteric methane emissions in dairy cattle: a review of proxies and their potential for use in management and breeding decisions. Journal of Dairy Science, 2017, 100(4): 2433-2453 ( ). DOI: 10.3168/jds.2016-12030
44. Tapio I., Snelling T.J., Strozzi F., Wallace R.J. The ruminal microbiome associated with methane emissions from ruminant livestock. Journal of Animal Science and Biotechnology, 2017, 8(1): 7 ( ). DOI: 10.1186/s40104-017-0141-0
45. Montenegro J., Barrantes E., DiLorenzo N. Methane emissions by beef cattle consuming hay of varying quality in the dry forest ecosystem of Costa Rica. Livestock Science, 2016, 193: 45-50. DOI: 10.1016/j.livsci.2016.09.0
46. Chiavegato M.B., Rowntree J.E., Carmichael D., Powers W.J. Enteric methane from lactating beef cows managed with high- and low-input grazing systems. Journal of Animal Science, 2015, 93(3): 1365-1375 ( ). DOI: 10.2527/jas.2014-8128
47. Hatew B. Low emission feed: opportunities to mitigate enteric methane production of dairy cows. Wageningen University, 2015.
48. Molano G., Clark H. The effect of level of intake and forage quality on methane production by sheep. Australian Journal of Experimental Agriculture, 2008, 48(2): 219 ( ). DOI: 10.1071/ea07253
49. Gere J.I., Bualó R.A., Perini A.L., Arias R.D., Ortega F.M., Wulff A.E., Berra G. Methane emission factors for beef cows in Argentina: effect of diet quality. New Zealand Journal of Agricultural Research, 2021, 64(2): 260-268 ( ). DOI: 10.1080/00288233.2019.1621
50. Alvarado-Bolovich V., Medrano J., Haro J., Castro-Montoya J., Dickhoefer U., Gómez C. Enteric methane emissions from lactating dairy cows grazing cultivated and native pastures in the high Andes of Peru. Livestock Science, 2021, 243: 104385 ( ). DOI: 10.1016/j.livsci.2020.1043 EDN: XJPHOZ
51. Benchaar C., Pomar C., Chiquette J. Evaluation of dietary strategies to reduce methane production in ruminants: a modelling approach. Canadian Journal of Animal Science, 2001, 81(4): 563-574 ( ). DOI: 10.4141/A00-119
52. Gislon G., Colombini S., Borreani G., Crovetto G.M., Sandrucci A., Galassi G., Rapetti L. Milk production, methane emissions, nitrogen, and energy balance of cows fed diets based on different forage systems. Journal of Dairy Science, 2020, 103(9): 8048-8061 ( ). DOI: 10.3168/jds.2019-18134 EDN: QUCBDT
53. Beauchemin K.A., Kreuzer M., O’Mara F., McAllister T.A. Nutritional management for enteric methane abatement: a review. Australian Journal of Experimental Agriculture, 2008, 48(2): 21-27 ( ). DOI: 10.1071/EA07199
54. Wang C., Zhang C., Yan T., Chang S., Zhu W., Wanapat M., Hou F. Increasing roughage quality by using alfalfa hay as a substitute for concentrate mitigates CH4 emissions and urinary N and ammonia excretion from dry ewes. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 2019, 104(1): 22-31 ( ). DOI: 10.1111/jpn.13223
55. Martin C., Morgavi D.P., Doreau M. Methane mitigation in ruminants: from microbe to the farm scale. Animal, 2010, 4(3): 351-365 ( ). DOI: 10.1017/S1751731109990620
56. Albores-Moreno S., Alayón-Gamboa J.A., Ayala-Burgos A.J., Solorio-Sánchez F.J., Aguilar-Pérez C.F., Olivera-Castillo L., Ku-Vera J.C. Effects of feeding ground pods of Enterolobium cyclocarpum Jacq. Griseb on dry matter intake, rumen fermentation, and enteric methane production by Pelibuey sheep fed tropical grass. Tropical Animal Health and Production, 2017, 49(4): 857-866 ( ). DOI: 10.1007/s11250-017-1275-y EDN: QOMGKD
57. Lovett D., Lovell S., Stack L., Callan J., Finlay M., Conolly J., O’Mara F.P. Effect of forage/concentrate ratio and dietary coconut oil level on methane output and performance of finishing beef heifers. Livestock Production Science, 2003, 84(2): 135-146 ( ). DOI: 10.1016/j.livprodsci.2003.09.010 EDN: ETDYHF
58. Beauchemin K.A., McAllister T.A., McGinn S.M. Dietary mitigation of enteric methane from cattle. Perspectives in Agriculture. Veterinary Science, Nutrition and Natural Resources, 2009, 4(035): 1-18 ( ). DOI: 10.1079/PAVSNNR20094035
59. Murphy M.R., Baldwin R.L., Koong L.J. Estimation of stoichiometric parameters for rumen fermentation of roughage and concentrate diets. Journal of Animal Science, 1982, 55(2): 411-421 ( ). DOI: 10.2527/jas1982.552411x
60. Orskov E.R. Starch digestion and utilization in ruminants. Journal of Animal Science, 1986, 63(5): 1624-1633 ( ). DOI: 10.2527/jas1986.6351624x
61. Hindrichsen I.K., Kreuzer M. High methanogenic potential of sucrose compared with starch at high ruminal ph. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 2009, 93(1): 61-65 ( ). DOI: 10.1111/j.1439-0396.2007.00779.x
62. Beauchemin K.A., McGinn S.M., Benchaar C., Holtshausen L. Crushed sunflower, flax, or canola seeds in lactating dairy cow diets: effects on methane production, rumen fermentation, and milk production. Journal of Dairy Science, 2009, 92(5): 2118-2127 ( ). DOI: 10.3168/jds.2008-1903
63. Llonch P., Haskel M.J., Dewhurs R.J., Turner S.P. Current available strategies to mitigate greenhouse gas emissions in livestock systems: An animal welfare perspective. Animal, 2017, 11(2): 274-284 ( ). DOI: 10.1017/S1751731116001440
64. Patra A.K. The effect of dietary fats on methane emissions, and its other effects on digestibility, rumen fermentation and lactation performance in cattle: a meta-analysis. Livestock Science, 2013, 155(2-3): 244-254 ( ). DOI: 10.1016/j.livsci.2013.05.023 EDN: RIJMRL
65. Шейда Е.В., Лебедев С.В., Мирошников С.А., Дускаев Г.К., Рязанов В.А., Гречкина В.В., Рахматуллин Ш.Г. Влияние дополнительного введения льняного масла на изменение микробиома рубца крупного рогатого скота. Животноводство и кормопроизводство, 2021, 104(2): 84-95 ( ). DOI: 10.33284/2658-3135-104-2-84 EDN: LPXPHT
66. Wanapat M., Viennasay B., Matra M., Totakul P., Phesatcha B., Ampapon T., Wanapat S. Supplementation of fruit peel pellet containing phytonutrients to manipulate rumen pH, fermentation efficiency, nutrient digestibility and microbial protein synthesis. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2021, 101(11): 4543-4550 ( ). DOI: 10.1002/jsfa.11096 EDN: TYHVXN
67. Marques R.D., Cooke R.F. Effects of ionophores on ruminal function of beef cattle. Animals, 2021, 11(10): 2871 ( ). DOI: 10.3390/ani11102871 EDN: DXRCQL
68. Appuhamy J.R., Strathe A.B., Jayasundara S., Wagner-Riddle C., Dijkstra J., France J., Kebreab E. Anti-methanogenic effects of monensin in dairy and beef cattle: a meta-analysis. Journal of Dairy Science, 2013, 96(8): 5161-5173 ( ). DOI: 10.3168/jds.2012-5923
69. Pedraza-Hernández J., Elghandour M.M.M.Y., Khusro A., Camacho-Diaz L.M., Vallejo L.H., Barbabosa-Pliego A., Salem A.Z.M. Mitigation of ruminal biogases production from goats using Moringa oleifera extract and live yeast culture for a cleaner agriculture environment. Journal of Cleaner Production, 2019, 234: 779-786 ( ). DOI: 10.1016/j.jclepro.2019.06
70. Kim S.H., Mamuad L.L., Islam M., Lee S.S. Reductive acetogens isolated from ruminants and their effect on in vitro methane mitigation and milk performance in Holstein cows. Journal of Animal Science and Technology, 2020, 62(1): 1-13 ( ). DOI: 10.5187/jast.2020.62.1.1 EDN: MSIDPY
71. Abdelbagi M., Ridwan R., Fidriyanto R., Rohmatussolihat, Nahrowi, Jayanegara A. Effects of probiotics and encapsulated probiotics on enteric methane emission and nutrient digestibility in vitro. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. IOP Publishing, 2021, 788: 012050 ( ). DOI: 10.1088/1755-1315/788/1/012050 EDN: AWCRQV
72. Guo G., Shen C., Liu Q., Zhang S.L., Shao T., Wang C., Wang Y., Xu Q., Huo W. The effect of lactic acid bacteria inoculums on in vitro rumen fermentation, methane production, ruminal cellulolytic bacteria populations and cellulase activities of corn stover silage. Journal of Integrative Agriculture, 2020, 19(3): 838-847 (. DOI: 10.1016/S2095-3119(19)62707-3) EDN: NUYGNR
73. Jeyanathan J., Martin C., Eugène M., Ferlay A., Popova M., Morgavi D.P. Bacterial direct-fed microbials fail to reduce methane emissions in primiparous lactating dairy cows. Journal of Animal Science and Biotechnology, 2019, 10: 41 ( ). DOI: 10.1186/s40104-019-0342-9 EDN: XLKWRG
74. Latham E.A., Pinchak W.E., Trachsel J., Allen H.K., Callaway T.R., Nisbet D.J., Anderson R.C. Paenibacillus 79R4, a potential rumen probiotic to enhance nitrite detoxification and methane mitigation in nitrate-treated ruminants. Science of The Total Environment, 2019, 671: 324-328 ( ). DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019
75. Deng K.D., Xiao Y., Ma T., Tu Y., Diao Q.Y., Chen Y.H., Jiang J.J.Ruminal fermentation, nutrient metabolism, and methane emissions of sheep in response to dietary supplementation with Bacillus licheniformis. Animal Feed Science and Technology, 2018, 241: 38-44 ( ). DOI: 10.1016/j.anifeedsci.2018
76. Партнерский материал. Фитогеники: настоящее и будущее. Агроинвестор, 30 апреля 2019. Режим доступа: https://www.agroinvestor.ru/business-pages/31677-fitogeniki-nastoyashchee-i-budushchee/. Без даты.
77. Kaur N., Agarwal A., Sabharwal M., Jaiswal N. Natural food toxins as anti-nutritional factors in plants and their reduction strategies. In: Food chemistry /M. Sen (еd.), Scrivener Publishing LLC, 2021: 217-248 ( ). DOI: 10.1002/9781119792130.ch8
78. Vasta V., Daghio M., Cappucci A., Buccioni A., Serra A., Viti C., Mele M. Invited review: plant polyphenols and rumen microbiota responsible for fatty acid biohydrogenation, fiber digestion, and methane emission: experimental evidence and methodological approaches. Journal of Dairy Science, 2019, 102(5): 3781-3804 ( ). DOI: 10.3168/jds.2018-14985
79. De Nardi R., Marchesini G., Li S., Khafipour E., Plaizier K.J.C., Gianesella M., Ricci R., Andrighetto I., Segato S. Metagenomic analysis of rumen microbial population in dairy heifers fed a high grain diet supplemented with dicarboxylic acids or polyphenols. BMC Veterinary Research, 2016, 12(1): 2074161 ( ). DOI: 10.1186/s12917-016-0653-4 EDN: GHSIND
80. Aboagye I.A., Oba M., Koenig K.M., Zhao G.Y., Beauchemin K.A. Use of gallic acid and hydrolyzable tannins to reduce methane emission and nitrogen excretion in beef cattle fed a diet containing alfalfa silage. Journal of Animal Science, 2019, 97(5): 2230-2244 ( ). DOI: 10.1093/jas/skz101
81. Ngámbi J.W., Selapa M.J., Brown D., Manyelo T.G. The effect of varying levels of purified condensed tannins on performance, blood profile, meat quality and methane emission in male Bapedi sheep fed grass hay and pellet-based diet. Tropical Animal Health and Production, 2022, 54(5): 263 ( ). DOI: 10.1007/s11250-022-03268-7
82. Suybeng B., Charmley E., Gardiner C.P., Malau-Aduli B.S., Malau-Aduli A.E.O. Supplementing Northern Australian beef cattle with desmanthus tropical legume reduces in-vivo methane emissions. Animals (Basel), 2020, 10(11): 2097 ( ). DOI: 10.3390/ani10112097 EDN: PTXKAE
83. Ku-Vera J.C., Jiménez-Ocampo R., Valencia-Salazar S.S., Montoya-Flores M.D., Molina-Botero I.C., Arango J., Gómez-Bravo C.A., Aguilar-Pérez C.F., Solorio-Sánchez F.J. Role of secondary plant metabolites on enteric methane mitigation in ruminants. Frontiers in Veterinary Science, 2020, 7: 584 ( ). DOI: 10.3389/fvets.2020.00584 EDN: LZPWHX
84. Min B.R., Pinchak W.E., Hume M.E., Anderson R.C. Effects of condensed tannins supplementation on animal performance, phylogenetic microbial changes, and in vitro methane emissions in steers grazing winter wheat. Animals (Basel), 2021, 11(8): 2391 ( ). DOI: 10.3390/ani11082391 EDN: GKIOPK
85. Jayanegara A., Goel G., Makkar H.P.S., Becker K. Reduction in methane emissions from ruminants by plant secondary metabolites: effects of polyphenols and saponins. In: Sustainable improvement of animal production and health /N.E. Odongo, M. Garcia, G.J. Viljoen (eds). FAO, Rome, Italy, 2010: 151-157.
86. Jayanegara A., Leiber F., Kreuzer M. Meta-analysis of the relationship between dietary tannin level and methane formation in ruminants from in vivo and in vitro experiments. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 2012, 96(3): 365-375 ( ). DOI: 10.1111/j.1439-0396.2011.01172.x
87. Min B.R., Solaiman S.Comparative aspects of plant tannins on digestive physiology, nutrition and microbial changes in sheep and goats: a review. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 2018, 102(5): 1181-1193 ( ). DOI: 10.1111/jpn.12938
88. Goel C., Makkar H.P.S., Becker K. Methane mitigation from ruminants using tannins and saponins. Tropical Animal Health and Production, 2011, 44(4): 729-739 ( ). DOI: 10.1007/s11250-011-9966-2
89. Naumann H.D., Tedeschi L.O., Zeller W.E., Huntley N.F. The role of condensed tannins in ruminant animal production: advances, limitations and future directions. Revista Brasileira de Zootecnia, 2017, 46: 929-949 ( ). DOI: 10.1590/s1806-92902017001200009 EDN: VEIFDU
90. Bhatta R., Uyeno Y., Tajima K., Takenaka A., Yabumoto Y., Nonaka I., Enishi O., Kurihara M. Difference in the nature of tannins on in vitro ruminal methane and volatile fatty acid production and on methanogenic archaea and protozoal populations. Journal of Dairy Science, 2009, 92(11): 5512-5522 ( ). DOI: 10.3168/jds.2008-1441
91. Jayanegara A., Goel G., Makkar H.P.S., Becker K. Divergence between purified hydrolysable and condensed tannin effects on methane emission, rumen fermentation and microbial population in vitro. Animal Feed Science and Technology, 2015, 209: 60-68 ( ). DOI: 10.1016/j.anifeedsci.2015.08.002
92. Mannelli F., Daghio M., Alves S.P., Bessa R.J., Minieri S., Giovannetti L., Conte G., Mele M., Messini A., Rapaccini S., Viti C., Buccioni A. Effects of chestnut tannin extract, vescalagin and gallic acid on the dimethyl acetals profile and microbial community composition in rumen liquor: an in vitro study. Microorganisms, 2019, 7(7): 202 ( ). DOI: 10.3390/microorganisms707020
93. Mueller-Harvey I. Unravelling the conundrum of tannins in animal nutrition and health. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2006, 86(13): 2010-2037 ( ). DOI: 10.1002/jsfa.2577
94. Costa M., Alves S.P., Cabo Â., Guerreiro O., Stilwell G., Dentinho M.T., Bessa R.J. Modulation of in vitro rumen biohydrogenation by Cistus ladanifer tannins compared with other tannin sources. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2017, 97(2): 629-635 ( ). DOI: 10.1002/jsfa.7777
95. Waghorn G.C., Woodward S.L.Ruminant contributions to methane and global warming - a New Zealand perspective. In: Climate change and managed ecosystems /J.S. Bhatti, R. Lal, M.J. Apps, M.A. Price (eds.). Taylor and Francis, Boca Raton, 2006: 233-261.
96. Woodward S.L., Waghorn G.C., Ulyatt M.J., Lassey K.R. Early indication that feeding lotus will reduce methane emission from ruminants. Proceedings of New Zealand Society of Animal Production, 2001, 61: 23-26.
97. Puchala R., Min B.R., Goetsch A.L., Sahlu T. The effect of a condensed tannin-containing forage on methane emission by goats. Journal of Animal Science, 2005, 83(1): 182-186 ( ). DOI: 10.2527/2005.831182x
98. Carulla J.E., Kreuzer M., Machmüller A., Hess H.D. Supplementation of Acacia mearnsii tannins decreases methanogenesis and urinary nitrogen in forage-fed sheep. Australian Journal of Agricultural Research, 2005, 56(9): 961-970 ( ). DOI: 10.1071/AR05022
99. Animut G., Puchala R., Goetsch A.L., Patra A.K., Sahlu T., Varel V.H., Wells J. Methane emission by goats consuming diets with different levels of condensed tannins from Lespedeza. Animal Feed Science and Technology, 2008, 144: 212-227 ( ). DOI: 10.1016/j.anifeedsci.2007.10.014
100. Tiemann T.T., Lascano C.E., Wettstein H.R., Mayer A.C., Kreuzer M., Hess H.D. Effect of the tropical tannin-rich shrub legumes Calliandra calothyrsus and Flemingia macrophylla on methane emission and nitrogen and energy balance in growing lambs. Animal, 2008, 2(5): 790-799 ( ). DOI: 10.1017/S1751731108001791
101. De Oliveira S.G., Berchielli T.T., Pedreira M.D.S., Primavesi O., Frighetto R., Lima M.A. Effect of tannin levels in sorghum silage and concentrate supplementation on apparent digestibility and methane emission in beef cattle. Animal Feed Science and Technology, 2007, 135(3-4): 236-248 ( ). DOI: 10.1016/j.anifeedsci.2006.07.012
102. Grainger C., Clarke T., Auldist M.J., Beauchemin K.A., McGinn S.M., Waghorn G.C. Potential use of Acacia mearnsii condensed tannins to reduce methane emissions and nitrogen excretion from grazing dairy cows. Canadian Journal of Animal Science, 2009, 89(2): 241-251 ( ). DOI: 10.4141/CJAS08110
103. Patra A.K., Kamra D.N., Bhar R., Kumar R., Aggarwal N. Effect of Terminalia chebula and Allium sativum on in vivo methane emission by sheep. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 2011, 95(2): 187-191 ( ). DOI: 10.1111/j.1439-0396.2010.01039.x
104. Santoso B., Mwenya B., Sar C., Gamo Y., Kobayashi T., Morikawa R., Kimura K., Mizukoshi H., Takahashi J. Effects of supplementing galacto-oligosaccharides, Yucca schidigera or nisin on rumen methanogenesis, nitrogen and energy metabolism in sheep. Livestock Production Science, 2004, 91(3): 209-217 ( ). DOI: 10.1016/j.livprodsci.2004.08.004
105. Kozłowska M., CieŚlak A., JóŹwik A., El-Sherbiny M., Stochmal A., Oleszek W., Kowalczyk M., Filipiak W., Szumacher-Strabel M. The effect of total and individual alfalfa saponins on rumen methane production. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2019, 100(5): 1922-1930 ( ). DOI: 10.1002/jsfa.10204 EDN: VVSQQC
106. Kang J., Zeng B., Tang S., Wang M., Han X., Zhou C., Yan Q., He Z., Liu J., Tan Z. Effects of Momordica charantia saponins on in vitro ruminal fermentation and microbial population. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 2016, 29(4): 500-508 ( ). DOI: 10.5713/ajas.15.0402
107. Canul-Solis J.R., Piñeiro-Vazquez A.T., Chay-Canul A.J., Castillo-Sánchez L.E., Alayón-Gamboa J.A., Ayala-Burgos A.J., Aguilar-Pérez A.J., Pedraza-Beltran, Castelan-Ortega O.A., Ku-Vera J.C. Effect of the source and concentration of saponins on in vitro and ruminal methane production. Archivos de Zootecnia, 2019, 68(263): 362-369 ( ). DOI: 10.21071/az.v68i263.4194
108. Wang B., Ma M.P., Diao Q.Y., Tu Y. Saponin-induced shifts in the rumen microbiome and metabolome of young cattle. Frontiers in Microbiology, 2019, 10: 356 ( ). DOI: 10.3389/fmicb.2019.00356
109. Wu H., Meng Q., Zhou Z., Yu Z. Ferric citrate, nitrate, saponin and their combinations affect in vitro ruminal fermentation, production of sulphide and methane and abundance of select microbial populations. Journal of Applied Microbiology, 2019, 127(1): 150-158 ( ). DOI: 10.1111/jam.14286
110. Guyader J., Eugène M., Doreau M., Morgavi D.P., Gérard C., Martin C. Tea saponin reduced methanogenesis in vitro but increased methane yield in lactating dairy cows. Journal of Dairy Science, 2017, 100(3): 1845-1855 ( ). DOI: 10.3168/jds.2016-11644 EDN: YXFGID
111. Wallace R., McEwan N.R., McIntosh F.M., Teferedegne B., Newbold C.J. Natural products as manipulators of rumen fermentation. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 2002, 15(10): 1458-1468 ( ). DOI: 10.5713/ajas.2002.145
112. Chen R.J., Chung T., Li F., Lin N., Tzen J.T. Effect of sugar positions in ginsenosides and their inhibitory potency on Na+/K+-ATPase activity. Acta Pharmacologica Sinica, 2009, 30(1): 61-69 ( ). DOI: 10.1038/aps.2008.6
113. Ramos-Morales E., Arco-Pérez A., Martín-García A.I., Yáñez-Ruiz D.R., Frutos P., Hervás G. Use of stomach tubing as an alternative to rumen cannulation to study ruminal fermentation and microbiota in sheep and goats. Animal Feed Science and Technology, 2014, 198: 57-66 ( ). DOI: 10.1016/j.anifeedsci.2014.09.016
114. Guo Y.Q., Liu J.X., Lu Y., Zhu W.Y., Denman S.E., McSweeney C.S. Effect of tea saponin on methanogenesis, microbial community structure and expression of mcrA gene, in cultures of rumen micro-organisms. Letters in Applied Microbiology, 2008, 47(5): 421-426 ( ). DOI: 10.1111/j.1472-765X.2008.02459.x
115. Pen B., Sar C., Mwenya B., Kuwaki K., Morikawa R., Takahashi J. Effects of Yucca schidigera and Quillaja saponaria extracts on in vitro ruminal fermentation and methane emission. Animal Feed Science and Technology, 2006, 129: 175-186 ( ). DOI: 10.1016/j.anifeedsci.2006.11.018
116. Holtshausen L., Chaves A.V., Beauchemin K.A., McGinn S.M., McAllister T., Odongo N.E., Cheeke P.R., Benchaar C. Feeding saponin-containing Yucca schidigera and Quillaja saponaria to decrease enteric methane production in dairy cows. Journal of Dairy Science, 2009, 92(6): 2809-2821 ( ). DOI: 10.3168/jds.2008-1843
117. Mao H., Wang J., Zhou Y., Liu J. Effects of addition of tea saponins and soybean oil on methane production, fermentation and microbial population in the rumen of growing lambs. Animal Feed Science and Technology, 2010, 129(1-3): 56-62 ( ). DOI: 10.1016/j.livsci.2009.12.011
118. Zhou Y.Y., Mao H.L., Jiang F., Wang J.K., Liu J.X., McSweeney C.S. Inhibition of rumen methanogenesis by tea saponins with reference to fermentation pattern and microbial communities in Hu sheep. Animal Feed Science and Technology, 2011, 166: 93-100 ( ). DOI: 10.1016/j.anifeedsci.2011.04.007
119. Sliwinski B.J., Kreuzer M., Wettstein H.R., Machmuller A.Rumen fermentation and nitrogen balance of lambs fed diets containing plantextracts rich in tannins and saponins and associated emissions of nitrogen and methane. Archieves of Animal Nutrition, 2002, 56(6): 379-392 ( ). DOI: 10.1080/00039420215633
120. Molina-Botero I.C., Arroyave-Jaramillo J., Valencia-Salazar S., Barahona-Rosales R., Aguilar-Pérez C.F., Ayala Burgos A., Jacobo A., Ku-Vera J.C. Effects of tannins and saponins contained in foliage of Gliricidia sepium and pods of Enterolobium cyclocarpum on fermentation, methane emissions and rumen microbial population in crossbred heifers. Animal Feed Science and Technology, 2019, 251: 1-11 ( ). DOI: 10.1016/j.anifeedsci.2019.01.011
121. Montoya-Flores M.D., Molina-Botero I.C., Arango J., Romano-Muñoz J.L., Solorio-Sánchez F.J., Aguilar-Pérez C.F., Ku-Vera J.C. Effect of dried leaves of Leucaena leucocephala on rumen fermentation, rumen microbial population, and enteric methane production in crossbred heifers. Animals, 2020, 10(2): 300 ( ). DOI: 10.3390/ani10020300 EDN: OOCCOT
122. Molina I.C., Angarita E.A., Mayorga O.L., Chará J., Barahona-Rosales R. Effect of Leucaena leucocephala on methane production of Lucerna heifers fed a diet based on Cynodon plectostachyus. Livestock Science, 2016, 185: 24-29 ( ). DOI: 10.1016/j.livsci.2016.01.009
123. Valencia Salazar S.S., Piñeiro Vázquez A.T., Molina Botero I.C., Lazos Balbuena F.J., Uuh Narváez J.J., Segura Campos M.R., Avilés L.R., Solorio Sánchez F.J., Ku Vera J.C. Potential of Samanea saman pod meal for enteric methane mitigation in crossbred heifers fed low-quality tropical grass. Agricultural and Forest Meteorology, 2018, 258: 108-116 ( ). DOI: 10.1016/j.agrformet.2017.12.262
124. Yejun L., Su Kyoung L., Shin Ja L., Jong-Su E., Sung Sill L. Effects of Lonicera japonica extract supplementation on in vitro ruminal fermentation, methane emission, and microbial population. Animal Science Journal, 2019, 90(9): 1170-1176 ( ). DOI: 10.1111/asj.13259
125. Моисеева Е.А., Кравченко И.В., Шепелева Л.Ф., Бордей Р.Х. Накопление фотосин-тетических пигментов и вторичных метаболитов в листьях галеги (Galega orientalis Lam.) сорта Гале в зависимости от возраста травостоя и агротехнологии при интродукции в зоне Средней тайги Западной Сибири. Сельскохозяйственная биология, 2022, 57(1): 44-65 ( ). DOI: 10.15389/agrobiology.2022.1.44rus EDN: ENJUCC
126. Olagaray K.E., Bradford B.J. Plant flavonoids to improve productivity of ruminants - a review. Animal Feed Science and Technology, 2019, 251: 21-36 ( ). DOI: 10.1016/j.anifeedsci.2019.02.004
127. Oskoueian E., Abdullah N., Oskoueian A. Effects of flavonoids on rumen fermentation activity, methane production, and microbial population. BioMed Research International, 2013, 2013: ID 349129 ( ). DOI: 10.1155/2013/349129
128. Seradj A.R., Abecia L., Crespo J., Villalba D., Fondevila M., Balcells J. The effect of Bioflavex® and its pure flavonoid components on in vitro fermentation parameters and methane production in rumen fluid from steers given high concentrate diets. Animal Feed Science and Technology, 2014, 197: 85-91 ( ). DOI: 10.1016/j.anifeedsci.2014.08.013
129. Zhan J., Liu M., Su X., Zhan K., Zhang C., Zhao G. Effects of alfalfa flavonoids on the production performance, immune system, and ruminal fermentation of dairy cows. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 2017, 30(10): 1416-1424 ( ). DOI: 10.5713/ajas.16.0579
130. Sinz S, Kunz C., Liesegang A., Braun U., Marquardt S., Soliva C.R., Kreuzer M. In vitro bioactivity of various pure flavonoids in ruminal fermentation, with special reference to methane formation. Czech Journal of Animal Science, 2018, 63: 293-304 ( ). DOI: 10.17221/118/2017-CJAS
131. Ahmed E., Fukuma N., Hanada M., Nishida T. The efficacy of plant-based bioactives supplementation to different proportion of concentrate diets on methane production and rumen fermentation characteristics in vitro. Animals, 2021, 11(4): 1029 ( ). DOI: 10.3390/ani11041029 EDN: LZIIDL
132. Нуржанов Б.С., Рязанов В.А., Шейда Е.В., Дускаев Г.К., Рахматуллин Ш.Г. Способ снижения концентрации метана в рубце жвачных животных. C1 2780832 (РФ), A23K 10/30, A23K 50/10, 04.10.2022. Федеральное государственное бюджетное научное учреждение “Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук” (РФ). № 2022106708. Заявл. 15.03.2022. Опубл. 04.10.2022.
133. Бальсельс Терес Ж., Креспо Монтеро Ф.Ш. Способ снижения метаногенеза у жвачных животных. C1 2576195 (РФ). № 2014146434/13. Заявл. 18.04.2013. Опубл. 27.02.2016.
134. Hu Q., Zhou M., We, S. Progress on the antimicrobial activity research of clove oil and eugenol in the food antisepsis field. Journal of Food Science, 2018, 83(6): 1476-1483 ( ). DOI: 10.1111/1750-3841.14180
135. Benchaar C., Greathead H. Essential oils and opportunities to mitigate enteric methane emissions from ruminants. Animal Feed Science and Technology, 2011, 166-167: 338-355 ( ). DOI: 10.1016/j.anifeedsci.2011.04.024
136. Zhou X., Zhang N., Zhang J., Gu Q., Dong C., Lin B., Zou C. Microbiome and fermentation parameters in the rumen of dairy buffalo in response to ingestion associated with a diet supplemented with cysteamine and hemp seed oil. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 2022, 106(3): 471-484 ( ). DOI: 10.1111/jpn.13616 EDN: CIGMZG
137. Joch M., Mrázek J., Skřivanová E., Čermák L., Marounek M. Effects of pure plant secondary metabolites on methane production, rumen fermentation and rumen bacteria populations in vitro. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 2018, 102(4): 869-881 ( ). DOI: 10.1111/jpn.12910
138. Zeng Z., Sheng P., Zhang H., He L., Huang J., Wang D., Gui G.The effect of Macleaya cordata extract on in vitro ruminal fermentation and methanogenesis. Food Science & Nutrition, 2021, 9(8): 4561-4567 ( ). DOI: 10.1002/fsn3.2436 EDN: CTFHRW
139. Petrič D., Mravčáková D., Kucková K., Čobanová K., Kišidayová S., Cieslak A., Ślusarczyk S., Váradyová Z. Effect of dry medicinal plants (wormwood, chamomile, fumitory and mallow) on in vitro ruminal antioxidant capacity and fermentation patterns of sheep. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 2020, 104(5): 1219-1232 ( ). DOI: 10.1111/jpn.13349 EDN: LMXFFI
140. Yu J., Cai L., Zhang J., Yang A., Wang Y., Zhang L., Guan L.L., Qi D. Effects of thymol supplementation on goat rumen fermentation and rumen microbiota in vitro. Microorganisms, 2020, 8(8): 1160 ( ). DOI: 10.3390/microorganisms8081160 EDN: TVIREA
141. Rossi C.A.S., Grossi S., Dell’Anno M., Compiani R., Rossi L. Effect of a blend of essential oils, bioflavonoids and tannins on in vitro methane production and in vivo production efficiency in dairy cows. Animals, 2022, 12(6): 728 ( ). DOI: 10.3390/ani12060728 EDN: IGYLLP
142. Castro-Montoya J., Peiren N., Cone J.W., Zweifel B., Fievez V., De Campeneere S. In vivo and in vitro effects of a blend of essential oils on rumen methane mitigation. Livestock Science, 2015, 180: 134-142 ( ). DOI: 10.1016/j.livsci.2015.08.010
143. Hart K., Jones, H., Waddams K., Worgan H., Zweifel B., Newbold C. An essential oil blend decreases methane emissions and increases milk yield in dairy cows. Open Journal of Animal Sciences, 2019, 9(03): 259-267 ( ). DOI: 10.4236/ojas.2019.93022
144. Klop G., Dijkstra J., Dieho K., Hendriks W.H., Bannink A. Enteric methane production in lactating dairy cows with continuous feeding of essential oils or rotational feeding of essential oils and lauric acid. Journal of Dairy Science, 2017, 100(5): 3563-3575 ( ). DOI: 10.3168/jds.2016-12033
145. Рахматуллин Ш.Г., Нуржанов Б.С., Дускаев Г.К., Кван О.В., Шейда Е.В. Влияние растительных экстрактов на метагеном рубца. Животноводство и кормопроизводство, 2021, 3(104): 94-103 ( ). DOI: 10.33284/2658-3135-104-3-94 EDN: YXJJYU
146. Alves T.P., Dall-Orsoletta A.C., Ribeiro-Filho H.M.N. The effects of supplementing acacia mearnsii tannin extract on dairy cow dry matter intake, milk production, and methane emission in a tropical pasture. Tropical Animal Health and Production, 2017, 49(8): 1663-1668 ( ). DOI: 10.1007/s11250-017-1374-9
147. Chen D., Chen X., Tu Y., Wang B., Lou C., Ma T., Diao Q. Effects of mulberry leaf flavonoid and resveratrol on methane emission and nutrient digestion in sheep. Animal Nutrition, 2015, 1(4): 362-367 ( ). DOI: 10.1016/j.aninu.2015.12.008
148. Dey A., Attri K., Dahiya S.S., Paul S.S. Influence of dietary phytogenic feed additives on lactation performance, methane emissions and health status of Murrah buffaloes (Bubalus bubalis). Journal of the Science of Food and Agriculture, 2021, 101(10): 4390-4397 ( ). DOI: 10.1002/jsfa.11080 EDN: TAQARS
149. Van Gastelen S., Dijkstra J., Bannink A. Are dietary strategies to mitigate enteric methane emission equally effective across dairy cattle, beef cattle, and sheep? Journal of Dairy Science, 2019, 102(7): 6109-6130 ( ). DOI: 10.3168/jds.2018-15785
150. Boadi D.A., Wittenberg K.M., Scott S.L., Burton D., Buckley K., Small J.A., Ominski K.H. Effect of low and high forage diet on enteric and manure pack greenhouse gas emissions from a feedlot. Canadian Journal of Animal Science, 2004, 84(3): 445-453 ( ). DOI: 10.4141/a03-079
Выпуск
Другие статьи выпуска
Заболевания печени различного генеза и степени тяжести, возникающие в результате постепенного разрушения желчных протоков, вызывают накопление желчных кислот в печени, желчи и сыворотке крови, которое индуцирует провоспалительный ответ и повышенную продукцию активных форм кислорода, что приводит к цитотоксичным эффектам. Любое снижение эффективности экстракции, вызванное нарушениями функций печени, ведет к повышению количества общих желчных кислот в сыворотке крови. Их содержание в сыворотке или плазме крови - чувствительный показатель состояния печени, отражающий как печеночный синтез и секрецию, так и реабсорбцию. Тестирование сыворотки крови может выявить нарушения функции печени до формирования более выраженных клинических признаков. Целью нашей работы было обнаружение корреляционных связей между стандартными биохимическими показателями и содержанием желчных кислот в сыворотке крови, которое также оценили как предиктора состояния гепатобилиарной системы. Опыты проводили на звероферме «Мермерины» (д. Мермерины, Калининский р-н, Тверская обл., 2022 год). В качестве модельных животных были выбраны норки ( Mustela vison Schreber, 1777) породы паломино. У 100 самок и 100 самцов в возрасте 1 год брали кровь из надреза кончика хвоста. Основной критерий отбора норок - отсутствие клинических проявлений патологий печени. Содержание общего белка, альбуминов, общего билирубина, щелочной фосфатазы, глюкозы, холестерина, общих желчных кислот, коэффициент де Ритиса определяли на биохимическом анализаторе URIT 8021A VET («URIT Medical Electronic Group Co., Ltd.», Китай). Общие желчные кислоты детектировали с использованием BSBE-набора для определения желчных кислот («BSBE», Китай). Был проведен расчет корреляционных взаимосвязей (коэффициент ранговой корреляции Спирмена и корреляционно-регрессионный анализ) между классическими предикторами состояния гепатобилиарной системы (количество общего белка, альбуминов, общего билирубина, щелочной фосфатазы, глюкозы, холестерина, коэффициент де Ритиса) и общими желчными кислотами. Установлено, что оценка общего количества желчных кислот может стать перспективным способом выявления патологий гепатобилиарной системы, особенно тех, которые сопровождаются нарушением белкового и жирового обменов, что подтверждается стойкими корреляционными взаимосвязями содержания желчных кислот с активностью щелочной фосфатазы и коэффициентом де Ритиса. Связь между этими показателями согласуется с биохимическими свойствами анализируемых соединений. Желчные кислоты способны стимулировать синтез щелочной фосфатазы, а цитотоксическая или цитопротекторная функция различных представителей пула желчных кислот напрямую влияет на количество аланинаминотрансферазы и на коэффициент де Ритиса. Совпадение значений, полученных с использованием двух методик статистического анализа корреляций при высокий доверительной вероятности (Р > 95 %), свидетельствовало о достоверном характере выявленных взаимосвязей. При этом наблюдалась неоднородность полученных результатов в зависимости от пола животных. У самцов прослеживалась наиболее очевидная связь количества желчных кислот с холестерином и альбуминами (прямая умеренная - 0,2 ≥ r ≤ 0,5 по методике расчета корреляционно-регрессионного анализа и 0,3 ≥ r ≤ 0,5 по методике расчета коэффициента корреляции Спирмена), у самок - с общим белком и билирубином (прямая высокая - 0,7 ≥ r ≤ 0,9 по методике расчета корреляционно-регрессионного анализа и 0,7 ≥ r ≤ 0,9 по методике расчета коэффициента корреляции Спирмена).
Гипоксические явления, в том числе сопряженные с особенностями протекания отдельных периодов эмбриогенеза птицы, приводят к замедлению в развитии, а в тяжелых случаях - к многоплановым морфофункциональным нарушениям у зародышей. Многочисленные исследования подтвердили эффективность использования биостимуляторов с выраженными антиоксидантными свойствами, которые позволяют нивелировать негативные последствия гипоксии и обеспечивать условия более быстрого перехода к аэробному гликолизу. К таким биостимуляторам можно отнести глицинат кобальта, синтезированный в Московской государственной академии ветеринарной медицины и биотехнологии - МВА им. К. И. Скрябина. Выбор составляющих биостимулятора основывался на свойствах каждого компонента в отдельности, а также теоретической возможности возникновения взаимодополняющих эффектов. В настоящей работе впервые установлено, что глицинат кобальта оказывает антигипоксическое и энергостимулирующее действие на эмбрионы перепелов и организм перепелят 1-суточного возраста. Цель работы - изучить действие глицината кобальта на энергетический обмен, а также обосновать возможность коррекции гипоксических явлений, возникающих в период эмбриогенеза, у перепелов в условиях промышленной инкубации. Эксперимент проводили в 2020 году в условиях ООО «Шепиловская птицефабрика» на инкубационных яйцах перепелов ( Coturnix japonica ) японской породы, полученных от одновозрастной птицы. Яйца сортировали по 220 шт. в две партии (опытную и контрольную). Опытную партию яиц до инкубации обрабатывали с помощью аэрозольного распылителя HURRICANE 2792 («Curtis Dyna-Fog», США) однократно 0,05 % раствором глицината кобальта. Контрольную партию обработке не подвергали. Яйца помещали в инкубатораы типа ИУВ-Ф-15-31 («Энергомера», Россия; диапазон температур от 38,1 до 36,8 °С, ширина открытия вентиляционных заслонок - 10-15 мм). В эксперименте учитывали основные категории отходов инкубации, выводимость яиц, вывод перепелят, живую массу молодняка 1-суточного возраста, температуру тела, а также проводили индивидуальную оценку особей 1-суточного возраста по критериям качества шкал Пасгар и Оптистарт. Цельную кровь и сыворотку получали от молодняка 1-суточного возраста методом декапитации. Антиоксидантную активность плазмы крови (АОА), содержание продуктов перекисного окисления липидов определяли колориметрическим методом, измеряя оптическую плотность проб на спектрофотометре Beckman DU-7 («Beckman Coulter, Inc.», США), концентрацию общего белка, липидов, глюкозы в сыворотке крови - на автоматическом биохимическом анализаторе DIRUI CS-600B («Dirui Industrial Co., Ltd.», Китай), содержание лактата и пировиноградной кислоты - методом тандемной хромато-масс-спектрометрии с помощью хроматографа Agilent 6410 Triple («Agilent Technologies Inc.», США), содержание АТФ - биолюминесцентным методом с помощью люминометра и набора реагентов «Люмтек» (Россия), рН - методом прямой потенциометрии на анализаторе электролитов крови E-Lyte 5 («High Technology Inc.», США). В опытной группе количество основных категорий отходов инкубации (кровяные кольца и задохлики) было меньше, чем в контроле, соответственно в 1,82 и в 2,28 раза при увеличении вывода перепелят на 8,64 % (р < 0,05) и выводимости яиц на 7,97 % (р < 0,05). Предынкубационная обработка яиц глицинатом кобальта в оптимальной концентрации способствовала снижению интенсивности свободно-радикальных реакций и липопероксидации. Наибольшие различия (20 %) наблюдались по концентрации оксодиеновых конъюгатов (р < 0,05). Редукция интенсивности ПОЛ, возможно, была сопряжена со стимулирующим влиянием глицината кобальта на антиоксидантную систему, что выразилось в повышении АОА на 12,9 % (р < 0,01) по сравнению с контролем. Концентрация АТФ в сыворотке крови у перепелят из опытной группы была в 1,4 раза больше (р < 0,01), чем в контроле, что в сочетании с повышением содержания глюкозы на 8,73 % (p ˂ 0,01), пировиноградной кислоты на 12,5 % (p < 0,05), рН на 0,67 % и снижением количества лактата на 16 % свидетельствовало о более эффективном использовании энергетических субстратов организмом. У птицы из опытной группы снижалась вероятность развития некомпенсированной формы ацидоза. Наряду с этим стимуляция энергетического обмена обусловила статистически значимое (p < 0,01) повышение температуры, измеренной ректально и под крылом, соответственно на 0,4 и 0,3 °С (39,1 и 37,5 °С против 38,7 и 37,2 °С). Отдельно следует отметить повышение концентрации общего белка в сыворотке крови на 3,88 % (p < 0,01) при увеличении живой массы на 8,34 % (p < 0,05). Таким образом, при обработке яиц перепелов японской породы 0,05 % раствором глицината кобальта в условиях промышленной инкубации снижалась интенсивность свободно-радикальных реакций и, как следствие, липопероксидации. Наряду с этим глицинат кобальта обладал энергостимулирующим эффектом, что выразилось в более быстром переходе перепелят к аэробному гликолизу при снижении вероятности развития ацидоза некомпенсированной формы. Более высокая концентрация АТФ у особей 1-суточного возраста из опытной группы свидетельствовала об отсутствии состояния истощения энергетического обмена в предшествующие периоды развития и указывала на лучшие возможности реализации терморегулирующих механизмов, характеризующих естественную резистентность и биологическую полноценность, что определило превосходство по эмбриональной жизнеспособности.
Несмотря на то, что число эмбрионов крупного рогатого скота (КРС), получаемых in vitro (in vitro embryo production, IVP), в мире ежегодно возрастает, их качество все еще уступает качеству эмбрионов, получаемых in vivo, а условия, в которых происходит развитие IVP эмбрионов, до сих пор требуют детализации. В связи с этим в представленной работе была изучена зависимость развития IVP эмбрионов и их качества от условий обновления среды in vitro культивирования (in vitro culture, IVC) и ее объема. Post mortem ооциты коров культивировали в среде созревания, оплодотворяли in vitro заморожено-оттаянной спермой и переносили в среду BO-IVC («IVF Bioscience», Великобритания) объемом 500 или 100 мкл для эмбрионального развития. Сравнивали три варианта инкубации: без смены среды (БСС), с полной сменой среды (ПСС) и с частичной сменой среды (ЧСС). В первом случае эмбрионы развивались в течение всего периода (8 сут) без обновления среды культивирования, во втором - через 3 сут IVC эмбрионы были перенесены для дальнейшего развития в капли свежей среды, в варианте ЧСС через 3 сут инкубации половина изначального объема среды удалялась и заменялась эквивалентным объемом свежей среды. Во всех вариантах на 8-е сут культивирования оценивали число эмбрионов, развившихся до стадии бластоцисты (Бл), и их качество (на основе определения общего числа ядер и ядер с признаками апоптоза в Бл при цитологическом анализе). Также исследовали развитие 8-суточных бластоцист через 2 сут дополнительного культивирования до стадии вылупившейся Бл (ВБл). Результаты показали, что по сравнению с непрерывным культивированием ПСС обеспечивала значительное повышение частоты образования бластоцист (с 23,0±1,5 и 25,8±0,8 до 45,7±4,8 и 52,1±4,9 %, p < 0,01), снижение частоты апоптоза в эмбрионах (с 6,53±0,88 и 6,47±0,66 до 3,60±0,12 и 3,50±0,29 %, p < 0,05 и p < 0,01) и повышение выхода вылупившихся бластоцист от общего числа оплодотворенных ооцитов (с 14,9±1,5 и 11,6±3,3 до 25,2±3,9 и 40,8 ±3,2 %, p < 0,05 и p < 0,001) независимо от объема IVC среды, в котором происходило развитие эмбрионов (данные представлены для объема среды соответственно 500 и 100 мкл), а также увеличивало число ядер в Бл в случае культивирования эмбрионов в среде объемом 100 мкл (с 175,8±13,5 до 224,3±6,7, p < 0,05). Культивирование, предполагающее ЧСС, также было по основным показателям эффективнее, чем таковое без смены среды. Частота образования бластоцист (до 44,9±0,7 и 44,1±5,0 %, p < 0,01 и p < 0,01) и развития до стадии ВБл (до 26,2±3,2 и 27,7±1,4 %, p < 0,05) повышалась аналогично тому, что наблюдалось при ПСС, а в случае культивирования в среде объемом 100 мкл отмечалось увеличение числа ядер в Бл (до 230,4±8,4, p < 0,05) и снижение доли апоптотических ядер (до 3,10±0,17, p < 0,01). Значимых различий между вариантами ПСС и ЧСС по всему спектру исследуемых показателей обнаружено не было, тем не менее при ПСС и культивировании в среде объемом 100 мкл показатели развития Бл и ВБл оказались самыми высокими. Таким образом, ПСС и ЧСС в сравнении с культивированием без смены среды положительно влияют на развитие и качество IVP эмбрионов КРС. Также отмеченный эффект, очевидно, зависит от объема среды IVC. При культивировании эмбрионов в среде BO-IVC объемом 500 мкл эффективны оба способа обновления среды, для объема 100 мкл лучшие показатели достигаются при ПСС.
Прижизненное получение ооцитов (ovum pick-up, OPU) - важнейший элемент в системе получения эмбрионов коров in vitro (IVP). В этой связи повышение результативности OPU становится определяющим фактором для широкого внедрения IVP-технологии в разведение крупного рогатого скота. В представленной работе впервые показана возможность и эффективность получения OPU-ооцитов у коров ярославской породы. В ярославской породе по сравнению с симментальской установлена вариабельность числа фолликулов как между отдельными животными, так и между сессиями у одних и тех же животных. Мы не наблюдали статистически значимых различий в степени извлечения и качественных характеристиках ооцит-кумулюсных комплексов, что позволяет использовать стандартизированные протоколы для телок-доноров симментальской и ярославской пород. Целью настоящей работы было изучение влияния индивидуальных и породных особенностей телок-доноров симментальской и ярославской пород на результативность прижизненного получения ооцитов. Исследования проводили в ФИЦ ВИЖ им. Л. К. Эрнста в 2020-2022 годах на половозрелых клинически здоровых телках ( Bos taurus taurus ) симментальской и ярославской пород в возрасте от 17 до 36 мес. Ооциты получали методом трансвагинальной сонографически-ассистированной пункции фолликулов с интервалом между сессиями 7 сут в соответствии с методическими рекомендациями с использованием системы для OPU у крупного рогатого скота Bovine OPU («Minitube GmbH», Германия). В первом эксперименте изучали влияние на результативность OPU индивидуальных особенностей телок-доноров симментальской ( n = 7, 50 сессий) и ярославской ( n = 5, 25 сессий) пород. Во втором эксперименте оценивали результативность OPU в зависимости от породных особенностей телок-доноров симментальской ( n = 6, 12 сессий) и ярославской ( n = 5, 25 сессий) пород, используя параметры проведения OPU, оптимизированные для животных симментальской породы. Критериями оценки результативности OPU были число видимых с помощью УЗИ фолликулов, число извлеченных ооцитов в составе ооцит-кумулюсных комплексов (ОКК), степень извлечения ОКК, доля ОКК, потенциально пригодных для использования в системе получения IVP эмбрионов, от общего количества извлеченных ОКК. Пригодными считали ОКК, у которых в ооцитах не было явных признаков аномалий цитоплазмы (дегенерация, лизис, сжатие, неправильная форма), за исключением созревших ОКК. Также к пригодным относили ооциты с гомогенной ооплазмой, лишенные полностью или частично клеток кумулюса. Мы наблюдали высокую вариабельность среднего числа УЗИ-видимых фолликулов между телками-донорами как симментальской (4,71-11,50 фолликулов; Cv = 47,9 %), так и ярославской пород (5,80-9,80 фолликулов, Cv = 32,0%), при этом различия между некоторыми донорами были высокодостоверны (p ≤ 0,001). Различия в числе УЗИ-видимых фолликулов приводили к различиям в числе получаемых ОКК между отельными донорами симментальской (2,33-5,17 ОКК) и ярославской пород (3,60-6,00 ОКК). Сравнительные исследования телок-доноров симментальской и ярославской пород не показали статистически значимых различий по среднему числу УЗИ-видимых фолликулов (7,33±0,62 и 6,96±0,45), получаемых (4,17±0,69 и 3,36±0,41) и пригодных ОКК (3,08±0,60 и 2,52±0,29), то есть технические (тип используемой аспирационной иглы и давление вакуума) и технологические параметры (кратность сессий) проведения OPU, оптимизированные для симментальской породы, могут быть использованы для ярославской породы без заметной потери результативности. Принимая во внимание высокую положительную корреляцию между числом пунктированных фолликулов и извлекаемых ОКК - r = 0,97 (p ≤ 0,01) и r = 0,72 (p ≤ 0,05) соответственно у телок-доноров симментальской и ярославской пород, для повышения результативности OPU целесообразно отбирать животных, характеризующихся большим числом УЗИ-видимых фолликулов.
Внеклеточные везикулы (extracellular vesicles, EVs), выделенные из фолликулярной жидкости (ФЖ) яичников, вовлечены in vivo в регуляцию мейоза в женских половых клетках, в связи с чем в последние годы EVs активно изучаются как потенциальные регуляторы качества ооцитов с целью повышения эффективности технологии получения эмбрионов in vitro (in vitro embryo production, IVP). В представленной работе мы впервые исследовали компетенцию к эмбриональному развитию у ооцитов коров ( Bos taurus ) при культивировании в присутствии EVs в процессе созревания и старении in vitro перед экстракорпоральным оплодотворением. Цель представленной работы заключалась в изучении влияния тестируемых условий на возрастные трансформации в зрелых ооцитах в процессе созревания in vitro (in vitro maturation, IVM) с точки зрения их способности после оплодотворения развиваться до стадии бластоцисты, а также качества получаемых IVP эмбрионов. EVs из ФЖ выделяли методом дифференциального ступенчатого центрифугирования и ультрацентрифугирования при 100 000 g. В полученной везикулярной фракции содержание общего белка составляло 37,5 мкг/мл ФЖ. Образцы проанализировали с использованием трансмиссионной электронной микроскопии, которая подтвердила наличие EVs, соответствующих по размерам экзосомам, в выделенных препаратах. Для функциональных экспериментов ооцит-кумулюсные комплексы (ОКК) культивировали с целью созревания в среде ТС-199, содержащей бычий сывороточный альбумин (3 мг/мл), пируват натрия (0,5 мМ) и эпидермальный фактор роста (EGF, 100 нг/мл) в отсутствие (контроль) или в присутствии EVs. Везикулярный белок добавляли в среду IVM в физиологической концентрации (на 1 мл среды количество EVs, выделенное из 1 мл ФЖ). Через 24 ч созревания ОКК переносили в среду старения и культивировали еще в течение 12 ч, после чего подвергали экстракорпоральному оплодотворению и культивированию для эмбрионального развития. На 3-и сут после оплодотворения изучали морфологию раздробившихся оплодотворенных ооцитов, на 7-е сут культивирования определяли число эмбрионов, развившихся до стадии бластоцисты, и их качество. Последнее оценивали на основании общего числа ядер в эмбрионах, которое подсчитывали с помощью цитологического анализа. Всего было проведено четыре независимых эксперимента. Число ОКК в каждой экспериментальной группе варьировало от 116 до 121. Доля раздробившихся после оплодотворения ооцитов в контроле была ниже, чем в опыте (53,5±2,9 против 63,8±2,9 %, p < 0,05). Также обнаружено положительное влияние EVs на развитие созревших и стареющих in vitro ооцитов до стадии бластоцисты после оплодотворения. В контроле выход бластоцист составлял 17,3±1,6 %. Присутствие в среде созревания EVs повышало этот показатель до 26,5±0,7 % (p < 0,05), при этом качество полученных эмбрионов не ухудшалось. Полученные данные позволяют сделать вывод, что использование EVs из ФЖ яичников коров в процедуре IVM повышает устойчивость яйцеклеток к возрастным трансформациям и, как следствие, их компетенцию к эмбриональному развитию после старения in vitro и оплодотворения. Также очевидно, что EVs на этапе экстракорпорального созревания могут быть использованы для повышения эффективности технологии получения IVP эмбрионов у крупного рогатого скота.
Загрязнение микотоксинами наносит значительный экономический ущерб пищевой и кормовой промышленности и серьезно угрожает здоровью человека и животных из-за мутагенности, онкогенности и других опасных свойств этих вторичных метаболитов грибов. Метод ферментативной деградации является эффективной и экологически приемлемой альтернативой химическим методам деконтаминации сельскохозяйственного сырья и пищевой продукции. В проведенном нами исследовании система экспрессии рекомбинантных белков, которую мы адаптировали для повышения копийности дрожжевых гетерологичных генов в хромосоме дрожжей Pichia pastoris, была впервые применена для получения фермента ADTZ-оксидазы из Armillaria tabescens, разлагающей афлатоксин В1. Cинтетический ген adtz указанного фермента был интегрирован в геном штамма P. pastoris GS115 под контролем промотора глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы. Для амплификации гена adtz сконструировали олигонуклеотидные последовательности, к 5´-концу которых добавили специфические сайты рестрикции HindIII и NotI. После получения на основе вектора pPIG-1 плазмиды pPIG-ADTZ, содержащей ген adtz, ее линеаризовали посредством расщепления эндонуклеазой рестрикции ApaI и методом электропорации трансформировали клетки реципиентного штамма P. pastoris GS115. Полученные трансформанты дрожжевых клеток отбирали на среде Yeast Extract-Peptone-Dextrose (YPD) с антибиотиком. Вставку целевого гена подтверждали с помощью ПЦР-амплификации, рестрикционным анализом и секвенированием по Сэнгеру. В результате получили 54 трансформанта штамма P. pastoris GS115, содержавшие вставку целевого гена adtz, и среди них отобрали наиболее активный продуцент - клон ADTZ-14 (выход общего внеклеточного белка 2,1 мг/мл). Секретируемый этим клоном рекомбинантный фермент ADTZ представлял собой мономерный белок с молекулярной массой 78±3 кДа, обладающий высокой аффинностью к афлатоксину В1 (АФВ1). Сохранение функциональных свойств полученного белка было подтверждено экспериментами по оценке его способности деградировать АФВ1 при кратковременной и длительной инкубации. Так, под воздействием ADTZ концентрация АФВ1, добавленного в бесклеточную культуральную жидкость (КЖ) клона ADTZ-14, снижалась на 14 % уже через 2 ч инкубации при 40 °С. После более длительной инкубации при 30 °С содержание добавленного АФВ1 (5 мг/мл) в бесклеточной КЖ было на 50 % ниже, чем в контроле (КЖ нетрансформированного штамма P. pastoris GS115), через 3 сут, а через 5 сут инкубации в тех же условиях деградация токсина достигала 80 %. Полученные данные свидетельствуют о достаточно высоком биотехнологическом потенциале нового продуцента рекомбинантного белка ADTZ и целесообразности дальнейших исследований по созданию на его основе ферментного препарата для деконтаминации растениеводческой продукции, загрязненной АФВ1.
Сочетание широкого использования антибиотиков и присутствия в кормах остаточных количеств пестицидов способно поставить под угрозу терапевтические и производственные эффекты от применения антибактериальных препаратов в промышленном птицеводстве. Происходящие при этом изменения могут сопровождаться модификацией экспрессии ряда генов. В настоящей работе впервые показано, что стимуляция мясной продуктивности цыплят-бройлеров кросса Ross 308 под влиянием ветеринарных антибиотиков энрофлоксацина и колистина, вероятно, имеет связь с индукцией экспрессии гена MYOG, который способствует развитию и дифференцировке мышц, генов антимикробной ( Gal9, Gal10 ) и антивирусной ( IRF7 ) защиты, а также провоспалительных генов IL6, IL8 и PTGS2. Кроме того, впервые выявлено, что глифосат подавляет экспрессию антимикробных и антивирусных генов у цыплят-бройлеров. Наша цель заключалась в оценке продуктивности и изменения экспрессии генов, ассоциированных с иммунитетом, продуктивностью и устойчивостью к токсическим и лекарственным веществам, при воздействии антибиотиков, в том числе на фоне загрязнения кормов глифосатом и введения в рацион цыплят-бройлеров штамма Bacillus sp. Эксперименты проводили в 2022 году в виварии ООО «БИОТРОФ+» на бройлерах ( Gallus gallus L.) кросса Ross 308 от 1- до 35-суточного возраста. Для кормления с 1-х по 28-е сут использовали комбикорм ПК 5 для бройлеров, с 29-х по 35-е сут - ПК 6 для бройлеров. Птицу разделили на 4 группы по 40 гол. в каждой. Бройлеры в I группе (контроль) получали рацион без антибиотиков, глифосата и штамма микроорганизма; во II опытной - рацион с добавлением ветеринарных антибиотиков энрофлоксацина и колистина в виде препарата Энрофлон К (ООО «ВИК - здоровье животных», Россия) в дозировке 1 мл/л воды с 1-х по 5-е сут выращивания и флорфеникола (ООО «Агроветзащита С.-П. НВЦ», Россия) в дозировке 1 мл/л воды с 17-х по 20-е сут; в III опытной - рацион с добавлением препарата Энрофлон К по схеме, описанной выше, а также глифосата в составе препарата Агрокиллер (ЗАО Фирма «Август», Россия) в количестве 20 мг/кг корма, что соответствовало 1ПДК для продуктов питания; в IV опытной - рацион с добавлением энрофлоксацина, колистина, флорфеникола, глифосата, а также штамма Bacillus sp. ГЛ-8, выделенного из кишечника бройлеров. Для анализа содержания глифосатов методом ИФА в кормах и питательных средах использовали cтриповый иммуноферментный анализатор STAT FAX 303+ («Awareness Technology Co. LLC», США) и тест-систему Glyphosate ELISA, Microtiter Plate («Abraxis», США). В конце эксперимента у бройлеров отбирали ткани слепых отростков кишечника и грудных мышц. Анализ экспрессии генов проводили с помощью количественной ПЦР с обратной транскрипцией. Тотальную РНК выделяли с использованием мини-набора AurumТМ Total RNA («Bio-Rad», США), следуя инструкциям производителя. Реакцию обратной транскрипции проводили для получения кДНК на матрице РНК с использованием iScriptТМ Reverse Transcription Supermix («Bio-Rad», США). Для анализа экспрессии мРНК были выбраны специфические праймеры для генов интерлейкина 6 ( IL6 ), интерлейкина 8 ( IL8 ), синтеза регуляторного фактора интерферона 7 ( IRF7 ), простагландин-эндопероксидсинтазы ( PTGS2 ), синтеза b-дефензина 9 AvBD9 ( Gal9 ), b-дефензина 10 AvBD10 ( Gal10 ), инсулиноподобного фактора роста 1 ( LGF1 ), миогенина ( MYOG ), миозенина ( MYOZ2 ) и гена GSTA3, связанного с устойчивостью к токсическим и лекарственным веществам. ПЦР проводили с использованием амплификатора ДТлайт («ДНК-Технология», Россия) и набора SsoAdvancedТМ Universal SYBR® Green Supermix («Bio-Rad», США). Живую массу бройлеров определяли в возрасте 7, 14, 21, 28 и 35 сут. Показано, что антибиотики стимулировали (p £ 0,05) продуктивность бройлеров с 14-х сут жизни до конца эксперимента на 4,8-23,3 % (II группа по сравнению с I группой). В конце эксперимента отмечали негативное влияние глифосата на продуктивность бройлеров (III группа по сравнению со II, p £ 0,05). Результаты оценки экспрессии генов бройлеров, связанных с ростом и формированием мышечных волокон, показали, что экспрессия гена MYOG была выше у бройлеров из II и IV групп соответственно в 2,0 и 2,1 раза по сравнению с I группой (p £ 0,05). В III группе количество мРНК гена MYOG не повышалось (р > 0,05), что свидетельствует о негативном влиянии глифосата на экспрессию генов продуктивности птицы. Глифосат (III группа) выступал и как супрессор экспрессии генов антимикробной и антивирусной защиты Gal9, Gal10 и IRF7 (по сравнению со II группой) (p £ 0,05). Интродукция штамма микроорганизма в корм на фоне глифосата и антибиотиков (IV группа) вызывала усиление экспрессии Gal9 по сравнению с наблюдаемой в III группе (p £ 0,05). Прослеживалась тенденция резкого возрастания экспрессии провоспалительных генов IL6, IL8 и PTGS2 во II группе (соответственно в 4,6; 11,2 и 6,6 раза по сравнению с контролем, p £ 0,05). Введение в рацион антибиотиков также оказало некоторое стимулирующее воздействие на экспрессию гена GSTA3 (p £ 0,05). Таким образом, механизм положительного влияния антибиотиков на продуктивность бройлеров кросса Ross 308, вероятно, частично связан с тем, что антибиотики выступают в роли индукторов ряда важных генов. На фоне глифосатов эффект стимуляции продуктивности птицы снижался. Глифосаты оказывают воздействие, в том числе, через нарушение активности некоторых ключевых генов. Наблюдаемые позитивные изменения транскрипции ряда генов, включая гены антимикробной и антивирусной защиты, под влиянием штамма микроорганизма Bacillus sp., свидетельствуют о перспективности пробиотиков как инструмента сглаживания физиологического дисбаланса при применении лекарственных веществ и загрязнении корма токсическими веществами.
Идентификация и картирование генов, детерминирующих проявление селекционно значимых признаков у сельскохозяйственных животных, в том числе птицы, - одна из ключевых задач геномной селекции, направленной на повышение эффективности животноводства. За последние годы с использованием полногеномного анализа ассоциаций выявлено достаточно большое число важных генов-кандидатов у разных видов сельскохозяйственных животных. При этом из многочисленных видов сельскохозяйственной птицы существенная доля исследований по поиску и идентификации локусов количественных признаков (QTL, quantitative trait loci) проведена на курах. На перепелах число подобных исследований относительно невелико. Это связано прежде всего с отсутствием коммерческих чипов, что затрудняет поиск SNP и идентификацию генов, связанных с селекционно значимыми признаками. К настоящему времени в литературе недостаточно информации о локусах количественных признаков перепелов, достоверно связанных с продуктивностью. Живая масса и скорость роста перепелов - показатели мясной продуктивности, которые зависят от условий кормления и содержания птицы и детерминированы множеством QTL. В настоящем сообщении представлены результаты полногеномных ассоциативных исследований скорости роста перепелов из F2 модельной ресурсной популяции. Целью работы была идентификация локусов количественных признаков в геноме перепелов и анализ ассоциации найденных мутаций с показателем массы тела, а также характеристика аллельных вариантов в изученной F2 модельной ресурсной популяции. Перепела F2 модельной ресурсной популяции были получены посредством серии межпородных скрещиваний японского перепела (медленный рост) и техасского перепела (быстрый рост). Генотипирование полученных особей F2 ( n = 232) проводили методом GBS (genotyping by sequencing). После фильтрации при обработке данных генотипирования для последующего анализа отобрали 92686 SNP. C использованием программного обеспечения PLINK 1.9 (https://www. cog-genomics. org/plink/) с принятыми ограничениями (geno 0,1, mind 0,2, maf 0,05) изучили ассоциации между данными полногеномного генотипирования и живой массой, отражающей физическое развитие птицы. Показано, что полученная F2 ресурсная популяция перепелов характеризовалась высокой изменчивостью этого показателя. У 1-суточных перепелят живая масса варьировала от 5 до 11 г и составила в среднем 9±0,1 г. В возрасте 2, 4, 6 и 8 нед она достигала соответственно 69±1, 157±2, 219±2 и 252±2 г. На основании проведенного GWAS-анализа идентифицированы 149 SNP на 1-й, 2-й, 3-й, 5-й, 6-й, 8-й, 11-й, 14-й, 15-й, 20-й, 24-й, 25-й и 26-й хромосомах, которые с высокой достоверностью (p < 0,00001) ассоциированы с живой массой. При этом на 1-й, 2-й, 3-й, 5-й, 11-й и 26-й хромосомах детектированы блоки из 2-9 SNP, относящиеся к одному гену. Установлены семь генов-кандидатов ( PCDH9, SMAD9, PAN4, EGFR, WDPCP, MDGA2 и PEPD ), достоверно (p < 0,00001) связанных с показателем живой массы в возрасте 8 нед. Выявленные SNP могут быть в дальнейшем изучены в качестве генетических маркеров в программах селекции на увеличение массы перепелов, а также в связи с остальными показателями продуктивности.
В современных условиях представляет интерес изучение эффективности натуральных комплексных кормовых добавок, которые позволят регулировать состав и метаболическую активность микробиома и улучшить иммунитет и физиологический статус кроликов. В настоящей работе впервые с применением биоинформатических методов обнаружено, что комплексный пробиотический биопрепарат оказывает влияние на изменение прогнозируемых метаболических путей в микробиоме кишечника кроликов. Целью работы было изучение совместного действия комплекса, содержащего минеральные вещества и пробиотик, на организм кроликов, их физиологические показатели, состав и функциональный потенциал микробиома. Исследование проводили в 2021 году на 10 кроликах породы советская шиншилла на базе вивария ФГБУ ВО СПХФУ Минздрава России. Возраст животных на начало эксперимента - 2,5 мес, живая масса - 5,37-5,53 кг. Животных разделили на две группы (по 5 гол. в каждой): I контрольная группа получала основной рацион (ОР) в соответствии с рекомендуемыми детализированными нормами РАСХН (2003 год), II опытная группа - ОР с добавлением комплексной кормовой добавки микроэлементов и пробиотического штамма бактерий в количестве 30 мг/гол. в сутки. Комплексная кормовая добавка включала микроэлементный препарат Silaccess (ООО «ТЕХНОЛОГ 2Д», Россия) в дозе 5 мг/кг живой массы. Кроме того, в добавку был включен пробиотический штамм микроорганизма Bacillus subtilis 1-85. На 30-е и 60-е сут после начала эксперимента животных взвешивали натощак перед утренним кормлением, а также брали кровь для анализа. Определяли естественную резистентность (бактерицидная активность, включая лизоцимную, фагоцитарная активность нейтрофилов). Образцы химуса слепых отростков кишечника для исследования микробиома отбирали в конце эксперимента с максимально возможным соблюдением условий асептики вручную и немедленно помещали в стерильные пластиковые пробирки. Тотальную ДНК выделяли с использованием набора Genomic DNA Purification Kit («Thermo Fisher Scientific, Inc.», США). Бактериальное сообщество оценивали методом NGS-секвенирования на автоматическом секвенаторе MiSeq («Illumina, Inc.», США) с праймерами для V3-V4 региона гена 16S рРНК: 5´-TCGTCGGCAGCGTCAGATGTGTATAAG-AGACAGCCTACGGGNGGCWGCAG-3´ (прямой праймер), 5´-GTCTCGTGGGCTCGGAGATGTG-TATAAGAGACAGGACTACHVGGGTATCTAATCC-3´ (обратный праймер). Реконструкцию и прогнозирование функционального содержания метагенома проводили при помощи программного комплекса PICRUSt2 (v.2.3.0) (https://github. com/picrust/picrust2). Математическую и статистическую обработку результатов осуществляли методом многофакторного дисперсионного анализа в программах Microsoft Excel XP/2003, R-Studio (Version 1.1.453) (https://rstudio. com). Фагоцитарный индекс был выше (p ≤ 0,05) во II опытной группе по сравнению с контрольной на 1,8, фагоцитарное число - на 32,3 % (p ≤ 0,05). С применением метода NGS-секвенирования во II группе были установлены более высокие значения индексов a-биоразнообразия Chao1, Shannon и Simpson (p £ 0,05) по сравнению с I группой. По данным исследований таксономического состава микроорганизмов слепых отростков кишечника кроликов выявили 12 филумов царства Bacteria, среди которых представители филума Firmicutes доминировали по численности (80,2±6,2 % в контрольной группе, 78,2±7,4 % в опытной группе). Во II группе происходило количественное увеличение филумов Verrucomicrobiota, Actinobacteriota, Patescibacteria, Proteobacteria, Desulfobacterota в 1,3-2,6 раза и снижение представленности филума Campilobacterota в 4,8 раза (p ≤ 0,05). В слепых отростках кишечника у кроликов из опытной группы наблюдалось возрастание численности бактерий рода Bacillus spp. в 2,82 раза по сравнению с контролем (p ≤ 0,05). В кишечнике животных из I контрольной группы присутствовал вид Staphylococcus sciuri (0,075±0,006 %), тогда как во II опытной группе его не обнаружили. В результате анализа, проведенного с использованием программного комплекса PICRUSt2 (v.2.3.0), у микробного сообщества кишечника кроликов мы выявили 370 прогнозируемых метаболических путей, при этом между экспериментальными группами наблюдались различия (p ≤ 0,05) по 36 путям. В кишечном микробиоме животных из II опытной группы по сравнению с I контрольной происходила активация (p ≤ 0,05) путей, которые относились к деградации ароматических соединений и ксенобиотиков, белковому, углеводному, энергетическому обмену, биосинтезу спиртов, фотодыханию, ассимиляции формальдегида, деградации мио-, хиро- и сцилло-инозитола, синтезу клеточной стенки и спорообразованию. Доминирующее число (15 путей) усиленных потенциальных метаболических путей было связано с деградацией ароматических соединений и ксенобиотиков. Таким образом, введение в рацион кроликов породы советская шиншилла комплексной кормовой добавки на основе пробиотического штамма бактерий Bacillus subtilis 1-85 и микроэлементов оказывает множественное позитивное действие как на микроорганизмы (биологический контроль над патогенами, регуляция метаболических путей), так и на макроорганизм (повышение иммунитета, улучшение физиологии).
Енных воздействий он может оказаться под угрозой исчезновения, поэтому изучение и сохранение генетического разнообразия северного оленя остается актуальной задачей. В представленной работе мы впервые дали характеристику генетического разнообразия северных оленей, обитающих на территории Российской Федерации, выявили филогенетические связи и дали оценку степени дифференциации исследованных животных с использованием комплексного молекулярно-генетического подхода, который заключался в анализе ядерного и митохондриального геномов. Нашей целью была оценка генетического разнообразия, генетической структуры и филогенетических взаимоотношений домашних и диких популяций северного оленя, разводимых на территории Российской Федерации, на основе полных последовательностей гена CytB митохондриальной ДНК и полиморфизма локусов микросателлитов. Исследования проводили в 2022 году. Материалом служили срезы с рогов северного оленя. Выборка включала диких северных оленей тундровой популяции (WLD), домашних оленей ненецкой (NEN), чукотской (CHU), эвенской (EVN) пород, а также красноярской (EVK_KRA) и якутской (EVK_YAK) популяций эвенкийской породы. Для исследования мтДНК были отобраны 123 неродственные особи. Микросателлитный анализ проводили у 213 особей домашних пород и 119 представителей дикой популяции. Полные последовательности гена CytB определяли с использованием NGS (next generation sequencing) технологии (секвенатор miSeq, «Illumina, Inc.», США). Полиморфизм 9 STR (short tandem repeat) локусов (NVHRT21, NVHRT24, NVHRT76, RT1, RT6, RT7, RT9, RT27, RT30) определяли с помощью фрагментного анализа (генетический анализатор ABI3130xl, «Applied Biosystems», США). Для оценки генетического разнообразия каждой группы северных оленей рассчитывали показатели митохондриальной (число полиморфных сайтов S, среднее число нуклеотидных различий K, число гаплотипов H, гаплотипическое разнообразие HD, нуклеотидное разнообразие p) и микросателлитной (аллельное разнообразие, вычисленное с применением процедуры рарификации AR, наблюдаемая HO и несмещенная ожидаемая uHE гетерозиготность, несмещенный коэффициент инбридинга FIS) изменчивости. Степень генетической дифференциации групп оценивали на основании попарных значений FST и JostD. Статистическую обработку данных выполняли с использованием программ MEGA 7.0.26, PopART 1.7, PartitionFinder 2, Arlequin 3.5.2.2, MrBayes 3.2.7, FigTree 1.4.3, DnaSP 6.12.01, SplitsTree 4.14.5, STRUCTURE 2.3.4 и R пакетов diveRsity, pophelper, аdegenet и ggplot2. Анализ последовательностей гена CytB мтДНК показал, что все популяции характеризовались высоким гаплотипическим HD = 0,519 (CHU)-0,997 (WLD) и нуклеотидным разнообразием p = 0,00238 (CHU)-0,00626 (WLD). По мтДНК обособленной генетической структуры исследуемых популяций северного оленя мы не выявили. При анализе микросателлитной изменчивости значения аллельного разнообразия находились в пределах от 6,188 у CHU до 8,76 у WLD. Во всех шести популяциях наблюдаемая гетерозиготность варьировала от 0,566 (CHU) до 0,687 (EVK_YAK) и 0,693 (WLD). Все группы северного оленя характеризовались дефицитом гетерозигот, на что указывали положительные значения индекса фиксации FIS = 0,11 (EVK_YAK)-0,262 (EVK_KRA). Анализ структуры генетической сети показал дифференциацию чукотской породы от остальных, о чем свидетельствуют наивысшие показатели индекса FST и критерия JostD - от 0,203 и 0,488 у EVK_KRA до 0,212 и 0,564 у EVN. Как по ядерным, так и по митохондриальным маркерам популяция диких оленей отличалась от одомашненных популяций более высоким генетическим разнообразием. Можно предположить, что так или иначе селекционная работа с домашними породами северного оленя привела к созданию уникальных массивов животных, отличающихся от исходных диких сородичей. Тем не менее как домашняя, так и дикая популяции характеризовались высокой генетической изменчивостью.
Количество жира в молоке коров относится к признакам, наиболее подверженным высокой изменчивости, и зависит как от условий среды (кормление, технология содержания), так и от генетических факторов (порода, генотип). Особый интерес представляет содержание жирных кислот (ЖК) как биомаркера контроля физиологического состояния животных и критерия оценки показателей качества сырого молока, в части его пригодности к переработке (выход сыра, масла и сливок). Соотношение ЖК в молоке по числу атомов углерода, а также длине цепи, степени ее насыщения различается между особями и на популяционном уровне. Поэтому изучение генетической и геномной изменчивости признаков молочной продуктивности для повышения эффективности управления отбором животных остается актуальной задачей. Цель наших исследований заключалась в поиске полногеномных ассоциаций и полиморфизмов в генах, детерминирующих жирнокислотный состав молока, на основе инфракрасной спектрометрии как одного из наиболее быстрых и точных экспресс-методов физико-химического анализа состава молока. Популяционно-генетические параметры и изменчивость содержания жирных кислот в молоке изучали на популяции голштинизированного черно-пестрого и голштинского скота 14 племенных стад из Московской области (2017-2018 годы). Всего для оценки суточных показателей молочной продуктивности использовали 36982 образца. Расчет коэффициентов наследуемости (h2) и корреляции ( rg ) показателей состава молока коров проводили на основе метода REML (residual maximum likelihood) с использованием семейства программ BLUPF90. Поиск SNP проводили в выборке коров из экспериментального стада голштинизированного черно-пестрого скота (ПЗ «Ладожский» - филиал ФГБНУ ФИЦ ВИЖ им. Л. К. Эрнста, 2020-2021 годы). Фракционный состав молока определяли с помощью автоматического анализатора MilkoScan 7 DC («FOSS», Дания), принцип действия которого основан на экспресс-оценке методом инфракрасной спектроскопии. При индивидуальной оценке была сформирована группа из 144 генотипированных с помощью биочипа Bovine GGP 150K («Neogen», США) коров с полным фенотипическим описанием спектра жирных кислот и компонентов молока. Контроль качества генотипирования (110884 SNP), анализ полногеномных ассоциаций (GWAS, genome-wide association study) и многомерное шкалирование (MDS, multidimensional scaling) выполняли с помощью программы Plink 1.9. Поиск генов по выявленным значимым полиморфизмам проводили в браузере Ensembl по сборке генома крупного рогатого скота Bos taurus UMD 3.1.1 (https://www. ncbi. nlm. nih. gov/assembly/). Аннотацию генов для определения локусов количественных признаков на хромосомах животных осуществляли по международной базе данных Animal QTLdb. Наследуемость показателей жирных кислот молока варьировала от низкой для полиненасыщенных ЖК (h2 = 0,018) до умеренных для средне- (h2 = 0,125), длинноцепочечных (h2 = 0,155) и миристиновой кислоты (h2 = 0,155), мононенасыщенных ЖК (h2 = 0,176) и олеиновой кислоты (h2 = 0,196). Методом многомерного шкалирования оценили генетическую структуру экспериментальной группы животных, где мы наблюдали умеренный размах вариабельности по первой (PC1 = 7,82 %) и по второй (PC2 = 4,65 %) компонентам изменчивости. Для миристиновой и пальмитиновой ЖК выявлены общие кластеры (QTL) на хромосомах BTA5, BTA10, BTA14, BTA18 и BTA27; для стеариновой и олеиновой ЖК (как входящих в группу длинноцепочечные ЖК) показана схожая локализация QTL на хромосомах BTA9, BTA10, BTA11, BTA14, BTA17, BTA18, BTA19, BTA20 и BTA29. Для коротко- и среднецепочечных ЖК обнаружены ассоциации на хромосомах BTA1, BTA5, BTA10, BTA11, BTA14, BTA18, BTA19 и BTA24, для длинноцепочечных ЖК детектированы QTL на BTA6, BTA7, BTA9, BTA10, BTA11, BTA17, BTA18 и BTA29. Для коротко- и среднецепочечных ЖК, насыщенных ЖК, C14:0, C16:0, C18:0 и C18:1 установлены гены, образующие QTL на хромосомах BTA10, BTA11 и BTA14, - CACNA1C, GCH1, ATG14, KCNH5, PRKCE, CTNNA2, CYHR1, VPS28, DGAT1, ZC3H3, RHPN1, TSNARE1. Коротко- и среднецепочечные ЖК, миристиновая и пальмитиновая ЖК, насыщенные ЖК показали связь с полиморфизмами в генах MED12L, EPHB1, GRIN2B, PRMT8, ERC1, PELI2, ARHGAP39, MROH1, MAF1, GSDMD, LY6D. Для длинноцепочечных и мононенасыщенных ЖК, стеариновой и олеиновой ЖК в результате аннотации получены селекционно значимые гены RPS6KA2, CPQ, CPE, FTO, FAT3, LUZP2. Продолжение изучения генетических механизмов наследования содержания жирных кислот и компонентов молока необходимо для формирования стратегии селекции молочного скота с лучшим жирнокислотным профилем и составом компонентов.
Эффективность выращивания цыплят-бройлеров напрямую зависит от функционального состояния желудочно-кишечного тракта (N. Abdelli c соавт., 2021). Микробиом кишечника играет ключевую роль в модуляции иммунной системы и регуляции пищеварительной функции. Взаимосвязь между рационом и таксономическим профилем вызывает особый интерес к функциональным продуктам питания, положительно влияющим на микробиом (S. Khan c соавт., 2020). Метаболиты, синтезируемые микроорганизмами кишечника, служат основными модуляторами перекрестной коммуникации между хозяином и микробиомом. Среди таковых выделяют короткоцепочечные жирные кислоты, триптамин, конъюгированные линолевые кислоты, индол и его производные, а также желчные кислоты (S. A. Lee c соавт., 2017; S. Khan c соавт., 2020). Следовательно, микробиом - это основополагающее звено в поддержании продуктивных взаимодействий между хозяином и кишечником (S. A. Lee c соавт., 2017). Фитобиотики (ФБ) служат безопасной и эффективной альтернативой кормовым антибиотикам (M. Kikusato c соавт., 2021). Цель настоящего обзора - систематизация информации об эффективности ФБ как потенциальных регуляторов микробиома кишечника у цыплят-бройлеров. Полезные функции растительных экстрактов в основном зависят от их специфических биоактивных компонентов (органические кислоты, полисахариды, флавоны), которые синтезируются в качестве антимикробных средств против патогенных микроорганизмов (O. A. Багно c соавт., 2018; J. J. Flees c соавт., 2021). Известно, что механизм действия ФБ заключается в разрушении мембраны патогенных микроорганизмов, модификации поверхности клеток с изменением вирулентности, стимуляции иммунной системы (S. Diaz-Sanchez c соавт., 2015). Контакт микробиома и фитохимических веществ - это двусторонний процесс, в котором бактерии метаболизируют полифенолы в более простые метаболиты, в свою очередь, полифенолы оказывают влияние на популяцию кишечных микроорганизмов, приводя к сдвигу метаболической активности (Y. Iqbal c соавт., 2020). ФБ контролируют рост и таксономический состав микробиома кишечника, поскольку фитохимические вещества подобно пребиотикам положительно влияют на состояние желудочно-кишечного тракта даже при минимальном всасывании в тонком кишечнике (J. Martel c соавт., 2020). При скармливании фитохимических веществ повышаются показатели продуктивности птицы. Установлено, что дополнение рациона ФБ оказывает положительный эффект на метаболическую активность организма и повышает его адаптационный потенциал, что выражается в активации экспрессии некоторых генов ( IL6 и BPIFB3 ) как у зараженных, так и у незараженных птиц (G. Y. Laptev c соавт., 2021). Растительные соединения способны не только напрямую улучшать здоровье цыплят-бройлеров, но и модулировать микробиоту их желудочно-кишечного тракта, повышая продуктивность (O. A. Багно c соавт., 2018). Эксперименты, выполненные по этой тематике, демонстрируют противоречивые результаты, но в любом случае полученные к настоящему времени данные отражают сложный характер связей между окружающей средой, хозяином и микробиомом. Для выяснения механизмов модулирующего действия ФБ на экосистему желудочно-кишечного тракта бройлеров необходимы дальнейшие исследования.
Мясное скотоводство характеризуется существенно более высокими затратами корма на получение единицы продукции по сравнению с другими отраслями животноводства. Для большинства видов сельскохозяйственных животных селекция на повышение эффективности использования корма до недавнего времени была затруднена из-за сложности индивидуальной оценки этого показателя. В основном улучшение признака происходило косвенно, посредством селекции на повышение интенсивности роста и уменьшение содержания жира в тушах. В 1960-1980 годах компания «Förster-Technik GmbH» (Германия) разработала автоматические кормовые станции индивидуального откорма для учета данных о затратах энергии на рост и развитие животных, что позволило вывести показатель конверсии корма (feed conversion rate, FCR), который остается одним из основных параметров эффективности использования корма (K. R. Koots с соавт., 1994). FCR как признак генетического отбора не имеет важного значения из-за умеренной наследуемости (А. А. Сермягин с соавт., 2020; Crews D. N. с соавт., 2005). В связи с этим и благодаря данным с фидлотов в 1963 году была разработана новая альтернативная концепция показателя FCR - прогнозируемое остаточное потребление корма (residual feed intake, RFI). RFI - это индивидуальная характеристика животного, которая определяется по результатам тестового откорма (продолжительность от 70 до 84 сут) с ежесуточным учетом потребленного корма и прироста живой массы (R. M. Koch с соавт., 1963). Преимущество RFI в качестве характеристики эффективности использования корма совместно с FCR заключается в том, что отбор по отрицательному значению RFI даст возможность сократить потребление корма без ущерба для роста. Прогнозируемое остаточное потребление корма не зависит от продуктивности, роста и размера тела, что делает этот признак важным для включения в селекционный отбор (G. Acetoze с соавт., 2015; J. A. Archer с соавт., 2000; G. E. Carstens с соавт., 2002). Установлено, что RFI коррелирует с FCR (коэффициенты генетической корреляции варьируют от 0,45 до 0,85), но RFI не зависит от среднесуточного прироста (ADG) и метаболической массы тела (MWT) (B. W. Kennedy с соавт., 1993; P. F. Artur с соавт., 2001). Утверждение, что особи с одной и той же массой тела требуют разное количество корма для достижения одной и той же продуктивности, составляет научную основу для оценки RFI у мясного скота. Благодаря тому, что показатель RFI наследственно обусловлен (коэффициенты наследуемости варьируют от 0,08 до 0,49), ведется направленный поиск локусов количественных признаков (quantitative trait loci, QTL) при помощи методологии GWAS (genome-wide association studies). С 2000-х годов были разработаны и внедрены способы оценки племенной ценности сельскохозяйственных животных с использованием информации по большому числу SNP (single nucleotide polymorphism), основанные на принципе линейного моделирования. Линейные модели в зависимости от подхода к структурированию данных подразделяются на rrBLUP (оценка эффекта каждого маркера), GBLUP (оценка племенной ценности на основании геномного родства) и один из наиболее распространенных методов одношаговой оценки - ssGBLUP (модель оценки геномной племенной ценности, учитывающая геномное родство наряду с родословной); нелинейные байесовские методы включают BayesA и BayesB. Научные исследования с использованием полногеномного анализа ассоциаций позволили разработать программы геномной селекции и идентифицировать ряд SNP, ассоциированных с показателями эффективности использования корма. Так, обнаружены семь позиционных генов-кандидатов, которые ранее ассоциировались с эффективностью использования корма и энергией роста у разных видов сельскохозяйственных животных, а недавно были выявлены у крупного рогатого скота породы ангус. Проведенный анализ зарубежных исследований позволяет нам рекомендовать применение описанных методов как в научно-исследовательской работе, так и в производственных целях с перспективой включения указанных параметров в критерии геномной оценки мясного скота разных пород, разводимых на территории России.
Издательство
- Издательство
- РЕДАКЦИЯ ЖУРНАЛА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 125367, г Москва, р-н Покровское-Стрешнево, Полесский проезд, д 16 стр 1, офис 2/36
- Юр. адрес
- 125367, г Москва, р-н Покровское-Стрешнево, Полесский проезд, д 16 стр 1, офис 2/36
- ФИО
- Федорова Лариса Михайловна (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
- Контактный телефон
- +7 (___) _______