Научный архив: статьи

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).