Корма и кормовые добавки

Сравнительная оценка влияния пробиотиков дрожжевой и бактериальной природы на продуктивность и микрофлору кишечника цыплят-бройлеров 15.06.2017

Сравнительная оценка влияния пробиотиков дрожжевой и бактериальной природы на продуктивность и микрофлору кишечника цыплят-бройлеров

Изучение свойств пробиотических микроорганизмов, продуцирующих ферменты, аминокислоты, является важным подходом при создании биопрепаратов для профилактики различных заболеваний и увеличения продуктивности сельскохозяйственной птицы. Используя молекулярно-генетические методы T-RFLP и ПЦР в реальном времени, сравнили численность и состав бактериального сообщества слепых отростков кишечника трех групп цыплят-бройлеров кросса Сobb 500 в возрасте 37 суток.

Наибольший пробиотический эффект обнаружен в результате применения пробиотика Целлобактерин-Т. Применение пробиотиков оказало положительное влияние на показатели выращивания и продуктивности птицы. Введение в рацион бройлеров дрожжевого препарата способствовало повышению потребления кормов.

Ключевые слова: микрофлора слепых отростков, цыплята-бройлеры, бактериальное сообщество, T-RFLP, ПЦР в реальном времени, пробиотик, Целлобактерин-Т, дрожжи, продуктивность бройлеров.

На сегодняшний день фундаментальный научный интерес представляют исследования влияния пробиотических биопрепаратов на основе штаммов полезных микроорганизмов, продуцирующих ферменты, аминокислоты и другие биологически активные вещества, на состав микробиома кишечника птицы [1, 2]. Известно, что нормальная микрофлора кишечника способна оказывать воздействие на формирование иммунной системы организма-хозяина, участвовать в инактивации некоторых вредных продуктов распада и препятствовать размножению условно-патогенных бактерий [3, 4]. Объектом для исследования у птицы, как правило, являются слепые отростки желудочно-кишечного тракта, где содержимое кишечника задерживается на наиболее длительный период и происходят основные процессы микробиального протеолиза, расщепления целлюлозы и крахмала [5, 6].

Перспективными объектами для создания пробиотических препаратов являются бактерии рода Bacillus. Так, в качестве пробиотиков для человека были апробированы виды B. subtilis, B. licheniformis, B. coagulans, B. clausii, B. pumilus, B. cereus [7]. Несмотря на значительное отличие свойств бацилл от классических пробиотических микроорганизмов, таких как лактобактерии или бифидобактерии, бациллы имеют ряд преимуществ. Прежде всего, данные микроорганизмы благодаря наличию спор являются более устойчивыми к условиям ЖКТ [8]. Показано, что бациллы способны колонизировать пищеварительный тракт птицы, взаимодействуя при этом как с эпителием кишечника организма-хозяина, так и непосредственно с населяющими ЖКТ микроорганизмами. Кроме того, известна способность подавляющего числа бацилл к синтезу органических кислот, бактериоцинов, антибиотических веществ, в связи с чем они обладают способностью к антагонистическому вытеснению из кишечника патогенов, в т.ч. сальмонелл, протея, стафилококков, кишечной палочки, стрептококков [8, 9]. Также большинство штаммов бацилл обладает широкой ферментативной активностью, благодаря чему они принимают участие в процессах метаболизма различных питательных субстратов.

Интересным объектом в качестве пробиотика для птицы считают дрожжи рода Saccharomyces благодаря продуцированию ими разнообразных антибиотических соединений, подавляющих рост ряда патогенов [10]. Важнейшим конкурентным преимуществом дрожжей является их устойчивость к антибиотикам. При этом положительный эффект дрожжей связывают не только с вырабатываемыми метаболитами, но и с компонентами их клеточных стенок. Кроме того, ряд исследований подтверждает положительное влияние ряда пробиотических микроорганизмов на иммунитет птицы.

В этом исследовании, используя методы T-RFLP и ПЦР в реальном времени, мы впервые продемонстрировали влияние препаратов на основе живых клеток дрожжей рода Saccharomyces и пробиотика Целлобактерин-Т на основе бактерий Bacillus subtilis на бактериальное сообщество слепых отростков ЖКТ. Впервые на основе анализа коэффициентов биоразнообразия показано, что дрожжевой препарат обладал наибольшим эффектом воздействия на бактериальное сообщество. При этом пробиотический эффект в отношении патогенных микроорганизмов был выше при применении бактериального препарата.

Цель работы заключалась в изучении особенностей бактериального сообщества слепых отростков кишечника и продуктивности у цыплят-бройлеров на фоне рационов с включением пробиотиков на основе дрожжей рода Saccharomyces и бактерий Bacillus subtilis.

Методика. Объектом исследования, проведенного в виварии ФГУП «Загорское ЭПХ» ВНИТИП (Московская обл.), были три группы бройлеров кросса Соbb 500 в период с первых суток до 37-дневного возраста. Кормление цыплят осуществляли вручную, вволю, сухими полнорационными комбикормами в соответствии с нормами для кросса. Цыплята контрольной группы получали основной рацион (ОР) — рассыпные сбалансированные комбикорма. Птицу 1-й опытной группы кормили аналогичными комбикормами, которые обогащали пробиотиком на основе живых клеток дрожжей рода Saccharomyces в количестве 1 кг на 1 т корма. Бройлеры 2-й опытной группы также получали основной рацион, но с добавкой пробиотического препарата Целлобактерин-Т в количестве 1 кг на 1 т корма. Первые 5 суток птица получала одинаковые престартерные гранулированные комбикорма, в дальнейшем кормление осуществлялось в соответствии со схемой опыта. Цыплят содержали в клеточных батареях AviMax, по 35 голов в каждой группе (без разделения по полу), с соблюдением всех технологических параметров, соответствующих нормам ВНИТИП [12].

Учитывали основные результаты выращивания бройлеров: сохранность поголовья, живую массу в возрасте 7, 21 и 37 суток (взвешивание индивидуальное), среднесуточный прирост живой массы, потребление и затраты корма на 1 кг живой массы, содержание витаминов и каротиноидов в печени, химический состав грудных и ножных мышц, переваримость и использование питательных веществ корма по методике физиологического (балансового) опыта.

Исследования состава бактериального сообщества слепых отростков кишечника птицы проводили методами T-RFLP и ПЦР в реальном времени. Отбор материала (содержимого слепых отростков ЖКТ цыплят) для молекулярно-генетических исследований проводили в 37-суточном возрасте (по 3 гол. из каждой группы) при убое со строгим соблюдением стерильности в соответствии с установленными требованиями [12].

Результаты. По результатам ПЦР в реальном времени, общая численность бактерий в слепых отростках птицы контрольной группы составляла 2,43×108±8,31×106 экв. геномов/г (см. табл. 1). Показано, что добавление в рацион бройлеров живых клеток микроорганизмов вызвало достоверное увеличение общего числа бактерий в слепых отростках в обеих опытных группах: в 2,88 раза при применении в рационе Целлобактерина-Т и в 1,77 раз при добавлении в рацион дрожжевого пробиотика.

Таблица 1

Численность и соотношение бактериальных таксонов в слепых отростках кишечника у бройлеров кросса Cobb 500 в возрасте 37 суток при использовании пробиотика Целлобактерин-Т и дрожжевого пробиотика


Показатель

Контроль (n=3),

ОР

1-я опытная группа (n=3),

ОР + дрожжевой пробиотик 1 кг/т

2-я опытная группа (n=3),

ОР + Целлобактерин-Т 1 кг/т

Общая численность бактерий, экв. геномов/г содержимого

2,43×108±8,31×106

4,31×108±3,15×106***

7,02×108±1,42×106***

Количество филотипов, ед.

155±6,24

128±5,93*

138±5,45

Встречаемость таксона, %:

 

 

 

фила Bacteroidetes

22,00±1,09

21,18±0,87

20,69±1,01

фила Firmicutes

39,09±1,85

43,05±1,99

42,85±2,11

класс Clostridia

19,49±0,79

23,90±1,20*

21,60±0,88

семейство Lachnospiraceae

2,96±0,12

2,20±0,10**

2,32±0,10**

семейство Eubacteriaceae

6,06±0,28

9,97±0,38***

8,50±0,09***

семейство Ruminococcaceae

3,50±0,16

4,80±0,21**

4,09±0,13*

семейство Clostridiaceae

6,63±0,21

6,29±0,24

5,64±0,35

род Peptococcus

0,34±0,017

0,64±0,03***

1,05±0,04***

род Lactobacillus

3,58±0,16

4,31±0,19*

5,29±0,22***

род Enterococcus

2,81±0,11

1,44±0,06***

1,57±0,08***

род Bacillus

4,55±0,21

3,84±0,16*

6,30±0,28**

род Staphylococcus

1,22±0,05

0,90±0,04**

1,31±0,06

порядок Negativicutes

7,44±0,32

8,66±0,38

6,78±0,31

фила Actinobacteria

4,81±0,23

3,96±0,17*

4,53±0,21

род Bifidobacterium

1,55±0,06

1,07±0,04***

1,26±0,12

прочие

3,26±0,12

2,86±0,11*

3,27±0,10

фила Proteobacteria

6,14±0,28

8,08±0,39*

7,95±0,31*

семейство Enterobacteriaceae

2,70±0,09

2,00±0,04***

1,87±0,05***

семейство Сampylobacteriaceae

0,33±0,013

0,49±0,02***

0,11±0,004***

семейство Pseudomonadaceae

2,52±0,16

4,86±0,22***

5,21±0,19***

семейство Pasteurellaceae

0,59±0,03

0,73±0,03*

0,66±0,06***

фила Tenericutes (род Mycoplasma)

3,02±0,14

3,84±0,10**

3,06±0,16

фила Fusobacteria

0,75±0,12

0,97±0,15

0,87±0,14

неклассифицированные последовательности

24,19±1,12

18,92±0,67**

20,15±0,98*


* Р<0,05; ** Р<0,01; *** Р<0,001; **** ниже предела достоверного определения методом T-RFLP.

Результаты T-RFLP-анализа показали, что структура бактериального сообщества слепых отростков кишечника птицы характеризовалась достаточно богатым таксономическим разнообразием. Наибольшее биоразнообразие наблюдалось у цыплят контрольной группы. При введении в рацион пробиотиков наблюдалась тенденция к снижению бактериального разнообразия в слепых отростках птицы на 12,32% (Р<0,05) и на 21,09% соответственно для 1-й и 2-й опытной группы по сравнению с контролем (табл. 1).

Состав идентифицированных микроорганизмов содержимого слепых отростков птицы был отнесен к 6 филумам и включал в себя главным образом представителей филума Firmicutes, в том числе бактерий семейств Bacillaceae, Lactobacillaceae, Lachnospiraceae, Ruminococcaceae, Clostridiaceae, Eubacteriaceae. В более низких концентрациях выявлялись представители филумов Proteobacteria, Bacteroidetes, Actinobacteria, Tenericutes и Fusobacteria.

В невысоких количествах зафиксированы традиционно выявляемые в ЖКТ птицы различные условно-патогенные и патогенные микроорганизмы родов Staphylococcus, семейств Campylobacteriaceae, Enterobacteriaceae. Установлено, что введение в рацион птицы живых клеток пробиотических культур дрожжей и бактерий способствовало изменению качественного и количественного состава бактериальной микробиоты в содержимом слепых отростков.

Прежде всего, у птицы 2-й опытной группы, в рацион которой вводили Целлобактерин-Т, отмечено достоверное увеличение процентного содержания представителей рода Bacillus в 1,38 раз (Р<0,01) по сравнению с контролем, что связано с хорошей приживаемостью и размножением интродуцированных бацилл в содержимом кишечника. Полученные результаты согласуются с данными авторов, согласно которым некоторые виды бацилл, включая Bacillus subtilis, способны к адгезии на слизистой кишечника, что позволяет им колонизировать пищеварительный тракт и занимать свободные экологические ниши в микробиоме кишечного тракта, оказывая при этом пробиотический эффект [9].

Напротив, у цыплят-бройлеров 1-й опытной группы, в рацион которых вводили дрожжи, доля бацилл достоверно снижалась на 18,49% (Р<0,05).

У птицы 1-й и 2-й опытных групп было отмечено достоверное увеличение доли бактерий рода Lactobacillus — на 20,39% (Р<0,05) и 47,77% (Р<0,005) соответственно. При этом содержание других микроорганизмов с аналогичными свойствами рода Enterococcus и семейства Bifidobacteriaceae снижалось: у цыплят 1-й опытной группы — на 95,13% (Р<0,005) и 78,98% (Р<0,005), у цыплят 2-й опытной группы — на 44,86% (Р<0,005) и 23,02% соответственно.

Было отмечено, что ввод пробиотиков в рацион цыплят практически не влиял на содержание бактерий из филы Bacteroidetes (как правило, обладающих целлюлозо- и амилолитическими ферментами), однако оказывал непосредственное влияние на бактерии со сходными свойствами из филума Firmicutes.

Введение в рацион пробиотических препаратов оказало положительное влияние на снижение содержания патогенов в слепых отростках ЖКТ. Установлено, что пробиотики снижают долю условно-патогенных энтеробактерий (на 35,00 и 45,94% соответственно в 1-й и 2-й опытных группах по сравнению с контролем). Кроме того, Целлобактерин-Т сократил в 3 раза (Р<0,005) содержание кампилобактерий семейства Сampylobacteriaceae, патогенных не только птицы, но и человека. Отмечено, что дрожжевой препарат приводил к увеличению доли патогенных кампилобактерий на 48,50% (Р<0,005), пастерелл — на 23,72% (Р<0,05) и микоплазм — на 27,15% (Р<0,05).

С изменениями в структуре бактериального сообщества оказалась связана продуктивность исследуемых цыплят-бройлеров (табл. 2).

Таблица 2

Продуктивность бройлеров кросса Cobb 500 при использовании пробиотика Целлобактерин-Т и дрожжевого пробиотика


Показатель

Контроль (n=35),

ОР

1-я опытная группа (n=35),

ОР + дрожжевой пробиотик 1 кг/т

2-я опытная группа (n=35), ОР + Целлобактерин-Т 1 кг/т

Сохранность поголовья, %

100,0

100,0

100,0

Живая масса (г)

в возрасте:

1 сут.

 

 

42,8±0,25

 

 

42,1±0,31

 

 

41,9±0,27

7 сут.

193,9±2,27

195,6±2,52

196,3±2,94

21 сут.

779,7±11,81

786,0±11,77

809,5±13,41

Средняя живая масса (г)

в возрасте 37 сут., в т.ч.:

курочки

петушки

 

2096,2

1980,5±16,65

2211,9±14,86

 

2128,9

2004,3±17,09

2253,5±11,54*

 

2188,2

2062,9±20,45**

2313,4±16,09***

Среднесуточный прирост живой массы, г

 

55,5

 

56,4

 

58,0

Затраты корма на 1 гол., кг

3,46

3,59

3,45

Затраты корма на 1 кг прироста живой массы, кг

 

1,69

 

1,72

 

1,61


* Р<0,05, ** Р<0,01,*** Р<0,001.

Добавка пробиотических препаратов в разной степени оказала влияние на прирост живой массы птицы. Так, если в 1-й опытной группе в 7-, 21- и 37-суточном возрасте она была выше, чем в контрольной группе, на 0,9; 0,8 и 1,6%, то во 2-й опытной группе — на 1,2; 3,8; 4,4% соответственно.

Следовательно, наиболее высокой скоростью роста на всем протяжении выращивания отличались цыплята, комбикорма которых обогащали пробиотическим препаратом Целлобактерин-Т (2-я опытная группа). К концу данного периода живая масса курочек в данной группе была выше на 4,2% (Р<0,01), петушков — на 4,6% (Р<0,001).

Использование дрожжевого пробиотика влияло на потребление корма птицей, увеличивая его. При этом разница с контролем по данному показателю составила в 1-й опытной группе (при использовании только дрожжей) 3,8%.

Данный факт не мог не отразиться на затратах корма на 1 кг прироста живой массы, поэтому в 1-й опытной группе они были выше, чем в контроле, на 1,8%, а во 2-й опытной группе — ниже на 4,7%.

Обсуждая полученные данные, необходимо отметить, что результаты анализа по выращиванию бройлеров во многом объясняются составом бактериального сообщества кишечника.

Подводя итог и основываясь на полученных экспериментальных результатах исследований с использованием молекулярно-генетического метода T-RFLP, можно сделать вывод, что Целлобактерин-Т обладает высокой пробиотической активностью, оказывая положительное воздействие на состав бактериального сообщества слепых отростков кишечника бройлеров. В результате скармливания исследуемого препарата происходит достоверное увеличение представителей нормофлоры родов Bacillus, Lactobacillus, а также снижение содержания ряда микроорганизмов, традиционно связанных с дисбиозом кишечника человека и животных, — бактерий семейства Enterobacteriaceae, семейства Сampylobacteriaceae.

Исследование выполнено при поддержке гранта РНФ по научному проекту «Современные представления о микрофлоре кишечника птицы при различных рационах питания: молекулярно-генетические подходы» 14-16-00140.

Резюме. Изучение свойств микроорганизмов важно при создании пробиотиков для профилактики различных заболеваний и увеличения продуктивности сельскохозяйственной птицы. Используя методы T-RFLP и ПЦР в реальном времени, сравнили разнообразие бактериального сообщества слепых отростков кишечника трех групп цыплят-бройлеров кросса Сobb 500. Наибольший пробиотический и зоотехнический эффект обнаружен в результате применения пробиотика Целлобактерин-Т.

Summary. Study of the properties of microorganisms is important for creation of probiotics for the prevention of various diseases and increase in the productivity of agricultural poultry.

By using of T-RFLP and PCR methods with real-time response the diversity of the bacterial community of the blind intestinal processes of the three groups of broiler chickens of Cobb 500 Cross was compared.

 The greatest probiotic and zootechnical effect was detected as a result of the use of the probiotic CELLOBAKTERIN-T.

Литература

1. Czerwinski J., Hojberg O., Smulikowska S., Engberg R.M., Mieczkowska A. Influence of dietary peas and organic acids and probiotic supplementation on performance and caecal microbial ecology of broiler chickens // Br. Poult. Sci., 2010, 51(2): 258–569 (doi: 10.1080/00071661003777003).

2. Малик Н.И., Панин А.Н. Ветеринарные пробиотические препараты // Ветеринария. — 2001. — № 1. — С. 27.

3. Stanley D., Hughes R.J., Moore R.J. Microbiota of the chicken gastrointestinal tract: influence on health, productivity and disease // Appl. Microbiol. Biotechnol., 2014, 98: 4301–4309 (doi: 10.1007/s00253-014-5646-2).

4. Rodriguez-Lecompte J.C., Yitbarek A., Brady J., Sharif S., Cavanagh M.D., Crow G., Guenter W., House J.D., Camelo-Jaimes G. The effect of microbial-nutrient interaction on the immune system of young chicks after early probiotic and organic acid administration // J. Anim. Sci., 2012, 90(7): 2246–2254 (doi: 10.2527/jas.2011–4184).

5. Stanley D., Hughes R.J., Moore R.J. Microbiota of the chicken gastrointestinal tract: influence on health, productivity and disease // Appl. Microbiol. Biotechnol., 2014, 98: 4301–4310 (doi: 10.1007/s00253-014-5646-2).

6. Rehman H., Vahjen W., Awad W., Zentek J. Indigenous bacteria and bacterial metabolic products in the gastrointestinal tract of broiler chickens // Arch. Anim. Nutr., 2007, 61: 319–335 (doi: 10.1080/17450390701556817).

7. Urdaci M.C., Bressollier P., Pinchuk I. Bacillus clausii probiotic strains: antimicrobial and immunomodulatory activities // J. Clin. Gastroenterol., 2004, 38: 86–90.

8. Mazza P. The use of Bacillus subtilis as an antidiarrhoeal microorganism // Boll. Chim. Farm., 1994, 133: 3–18.

9. Hong H.A., Huang J.M., Khaneja R., Hiep L.V., Urdaci M.C., Cutting S.M. The safety of Bacillus subtilis and Bacillus indicus as food probiotics // J. Appl. Microbiol., 2008, 105: 510–520.

10. Mountzouris K.C., Dalaka E., Palamidi I., Paraskeuas V., Demey V., Theodoropoulos G., Fegeros K. Evaluation of yeast dietary supplementation in broilers challenged or not with Salmonella on growth performance, cecal microbiota composition and Salmonella in ceca, cloacae and carcass skin // Poult. Sci., 2015, 94(10): 2445–2455 (doi: 10.3382/ps/pev243).

11. M'Sadeq S.A., Wu S.B., Choct M., Forder R., Swick R.A. Use of yeast cell wall extract as a tool to reduce the impact of necrotic enteritis in broilers // Poult. Sci. 2015, 94(5): 898–905 (doi: 10.3382/ps/pev035).

12. Методика проведения научных и производственных исследований по кормлению сельскохозяйственной птицы. Молекулярно-генетические методы определения микрофлоры кишечника / Под ред. В.И. Фисинина. — Сергиев Посад, 2013.

 


Количество показов: 2552
Автор:  Т. Ленкова, Т. Егорова, Г. Лаптев, И. Никонов, Л. Ильина, Е. Йылдырым, В. Филиппова, Н. Новикова, В. Манукян, В. Фисинин, И. Егоров, ФГБНУ ФНЦ «ВНИТИП» РАН; ООО «БИОТРОФ+» / T. Lenkova, T. Egorova, G. Laptev, I. Nikonov, L. Ilina, E. Jyldyrym, V. Filippova, N. Novikova, V. Manukyan, V. Fisinin, I. Egorov, FSBI FSC RRTIP RAS, BIOTROF Ltd
Источник:  Дайджест Сельское хозяйство. Наука и Практика. Выпуск №4
Компания:  БИОТРОФ

Возврат к списку


Материалы по теме: