Корма и кормовые добавки

15.06.2017

Изучение микробиоты рубца коров методом T-RFLP. Современные нормативы

Самодостаточное развитие

Сегодня для огромного числа людей деньги выступают основной ценностью. В психологии называют иллюзией восприятие номинальной, а не реальной стоимости денег. Смысл любых экономических отношений заключается в понимании, сколько приобретаемый продукт приносит выгоды, а не сколько он стоит. В реальности деньги всего лишь ресурс, с помощью которого человек последовательно развивает свое дело, созидая окружающий мир с заботой о будущем. Поэтому сегодня в авангарде те предприятия, которые для прогресса и создания богатства опираются на интеллектуальное применение ресурсов, а не на освоение земли и капитала.

Так, например, в 2016 году многие молочные предприятия столкнулись с проблемой снижения жирности молока, что вызвало уменьшение прибыли, а также обеспокоенность специалистов здоровьем животных. Объективных данных, объясняющих причины этого явления, на тот момент не было. Разные компании приводили свои соображения по темам теплового стресса, синдрома снижения жирномолочности (ССЖМ), однако все рекомендации сводились к предложению своих продуктов. Без подтверждения фактами дополнительные затраты в ухудшающейся экономической ситуации безосновательны.

Нами совместно с сотрудниками компании «Биотроф» была инициирована работа по теме «Изучение микробного сообщества рубцовой жидкости коров с применением молекулярно-биологических методов T-RFLP и ПЦР в реальном времени».

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

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

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

Результаты по бактериальному сообществу рубца каждого исследованного животного представлены в табл. 1.

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

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

Таблица 1

Характеристика проб и количество микроорганизмов в рубце у исследуемых животных

№ пробы	№ коровы	Дата исследования	Дата отела коровы	Дней доения	Удой, кг	Отбор проб	Качественные показатели молока		Количество микроорганизмов по результатам ПЦР в реальном времени, геном.экв./г
							жир, %	белок, %	бактерии	археи	грибы-хитридиомицеты
I группа									3,9×109	3,2×107	3,2×10⁷
I-1	№ 1	22.08.2016	29.06.2016	54	34	ср. сут.	3,70	2,91	4,2×109	3,2×107	4,4×107
I-2	№ 2	22.08.2016	04.07.2016	49	32	ср. сут.	3,80	3,15	5,5×109	3,8×107	4,3×107
I-3	№ 3	22.08.2016	12.06.2016	71	38	ср. сут.	3,80	3,17	2,1×109	2,6×107	8,8×10⁶
II группа									6,3×109	9,5×107	3,3×107
II-1	№ 1	24.08.2016	25.07.2016	30	23	ср. сут.	2,51	3,61	7,1×109	8,8×107	4,2×107
II-2	№ 2	24.08.2016	01.07.2016	54	31	ср. сут.	2,77	3,54	6,9×109	8,6×107	2,7×107
II-3	№ 3	24.08.2016	25.07.2016	30	23	ср. сут.	2,96	3,52	5,0×109	1,1×108	2,9×107
III группа									10,9×109	6,9×107	1,1×108
III-1	№ 1	25.07.2016	27.06.2016	28	26	ср. сут.	– *	– *	9,9×109	3,7×107	8,3×107
III-2	№ 2	25.07.2016	24.06.2016	31	21	ср. сут.	3,45	2,81	1,2×1010	1,1×108	1,7×108
III-3	№ 3	25.07.2016	22.06.2016	33	23	ср. сут.	3,35	3,22	1,2×1010	6,9×107	7,7×107
III-4	№ 4	25.07.2016	06.06.2016	49	46	ср. сут.	4,21	3,38	9,9×109	6,2×107	1,2×108
IV группа									7,1×109	2,5×107	1,3×107
IV-1	№ 1	28.07.2016	27.06.2016	31	39	ср. сут.	3,33	2,97	4,5×109	1,7×107	3,6×107
IV-2	№ 2	28.07.2016	18.07.2016	10	46	ср. сут.	3,01	2,77	7,8×109	4,2×106	5,9×106
IV-3	№ 3	28.07.2016	01.06.2016	57	30	утро	5,39	2,96	1,9×109	3,0×106	3,0×106
						обед	2,22	3,22
						вечер	2,97	3,28
IV-4	№ 4	28.07.2016	18.01.2016	192	16	утро	3,93	3,04	1,4×1010	7,6×107	8,9×106
						вечер	3,57	2,99

Таблица 2

Усредненные результаты молекулярно-генетического анализа бактериального сообщества рубца по группам из различных предприятий

Бактерии	Роль бактерий	Норма для рубца дойных коров, %	Содержание бактерий в пробах
			I группа	II группа	III группа	IV группа
Нормофлора
Бактероиды	Амилолитики, ферментируют крахмал концентр. кормов	min 2, max 17	3,64	2,10	3,08	3,51
Сукцинивибрио		max 2	0,00	0,10	0,07	0,46
Целлюлозолитики, в т.ч.	«Полезные» микроорганизмы, расщепляют растительную клетчатку и другие углеводы кормов	min 20	22,99	33,23	36,66	34,38
лахноспиры		min 4	8,59	12,41	22,59	13,23
руминококки		min 2	2,00	6,73	6,02	5,55
эубактерии		min 1	4,81	6,41	3,31	4,77
клостридии		min 2	6,82	6,61	4,49	10,21
термоанаэробактерии		min 0,5	0,78	1,07	0,53	0,64
Лактат-ферментирующие	Ферментируют кислоты (в т.ч. молочную)	min 3	14,79	11,75	17,31	17,15
Бифидобактерии	«Полезные» м.о., с антимикробной активностью против патогенов	min 0,5	0,67	0,16	0,48	0,69
Бациллы	Обладают антимикробной активностью против патогенов и другими полезными свойствами (расщепление углеводов кормов)	min 7	14,10	7,90	8,97	13,70
Патогенные микроорганизмы
Стафилококки	Возбудитель мастита	max 2,5	2,02	2,15	0,63	1,01
Кампилобактерии	Возбудитель мастита	max 3	1,00	0,21	0,20	1,39
Фузобактерии	Возбудитель некробактериоза	max 3	1,33	0,94	1,64	2,13
Пептококки	Возбудитель гнойно-некротических заболеваний	max 1	0,11	0,12	0,00	0,29
Патогенные клостридии		max 1,5	0,49	0,00	0,66	0,12
«Нежелательная» микрофлора
Лактобактерии	Ферментируют моносахара до молочной кислоты	max 2	0,90	0,36	0,00	0,37
Энтеробактерии	Возбудители гастроэнтеритов, эндометритов, маститов	max 10	3,83	2,23	2,04	2,33
Актиномицеты	Возбудители актиномикозов	max 10	8,96	19,51	5,46	6,97
Некультивируемые на питательных средах микроорганизмы
Некультивируемые	Роль не ясна	min 5, max 55	18,76	7,83	9,34	13,41
Транзитная микрофлора
Псевдомонады и ацидобактерии	Микроорганизмы, поступающие с кормом. Не играют существенной роли	max 10	2,31	11,40	9,40	2,02

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

Таблица 3

Связь между содержанием микроорганизмов в рубце и показателями продуктивности

Микроорганизм	Характер связи (+ / – / н.о. *)
	жир в молоке	белок в молоке	удой коров
Грибы-хитридиомицеты	+	н.о.	н.о.
Бактероиды	н.о.	–	+
Целлюлозолитики	–	н.о.	–
Лактат-ферментирующие	н.о.	–	+
Бациллы	+	н.о.	+
Лактобактерии	+	н.о.	н.о.
Актиномицеты	–	+	–
Фузобактерии	н.о.	–	+
Патогенные клостридии	+	н.о.	н.о.
Транзитная микрофлора	н.о.	+	–

* + — положительная связь, – — отрицательная связь, н.о. — связи не выявлено.

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

● меньшее количество целлюлозолитиков, актиномицетов;

● большее — бактероидов, лактат-ферментирующих бактерий, лактобактерий, фузобактерий, патогенных клостридий.

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

Следует отметить, что у исследованных животных с высокой продуктивностью (группы I, III и IV) отклонений от нормы по составу целлюлозолитических, амилолитических, транзитных и патогенных бактерий не обнаружено, что говорит о сбалансированности их кормления и отсутствии признаков нарушения микрофлоры рубца и развития лактатного ацидоза.

При этом в рубце данных животных отмечено наличие более высокого количества бацилл, как известно, обладающих способностью к расщеплению углеводов растительных кормов и угнетению размножения патогенных видов микроорганизмов. Вероятно, увеличение численности бацилл в рубце связано со скармливанием данным животным содержащего бациллы препарата Провитол.

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

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

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

● снижением количества хитридиомицетов, что свидетельствует об ухудшении процессов переваривания объемистых кормов;

● повышенным содержанием актиномицетов и транзитной микрофлоры.

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

Решение для ликвидации возникшего ССЖМ лежит на поверхности: это устранение или сокращение «грязных» кормов, ввод в рацион актуального сорбента микотоксинов, устранение ошибок в технологии заготовки кормов, применение консервантов при закладке. Соблюдение гигиены кормов — основа прогрессивного производства. На этом фронте 20% усилий дают 80% результата.

Для каждого специалиста хозяйства мы предоставляем широкий диапазон инструментов повышения рентабельности. Начиная с базовых продуктов РМЦ и ФБС или линейки премиксов Витекс каждый продукт обеспечивает эффективность, достаточную окупаемость и позволяет специалисту проводить долгосрочное планирование своей работы.

Резюме. Для изучения причин синдрома снижения жирномолочности (ССЖМ) проведены молекулярно-генетические исследования бактериального сообщества рубца у коров из 4 различных хозяйств. На основе статистического анализа установлено, что чем больше в рубце актиномицетов и транзитной микрофлоры, тем выше в молоке содержание белка и меньше — жира. Для ликвидации ССЖМ рекомендуется минимизировать потребление кормов, пораженных микотоксинами, путем введения в рацион актуального сорбента, а также устранить ошибки в технологии заготовки кормов, применять консерванты при закладке фуража.

Summary. In order to clear out what causes the syndrome of lowering the butter-fat yielding capacity there were carried out molecular-genetic researches of rumen microbiota on the basis of cows fromт4 farms. Statistical analysis allowed to see: the more actinomyces and transit microflora are in the rumen, the more albumen and the less fat are there in the milk. To eliminate it is recommended to minimize feeds with mycotoxins by introducing actual sorbent into the diet; to liquidate mistakes in fodder conservation; to apply conservants when preparing forage.

Список используемой литературы

1. Лаптев, Г.Ю. Микотоксины в силосе и стратегия борьбы с ними / Г.Ю. Лаптев, Н.И. Новикова, Е.А. Йылдырым, Л.А. Ильина [и др.] — СПб.: ООО «БИОТРОФ», 2016.

2. Лаптев, Г.Ю. Нормы содержания микрофлоры в рубце крупного рогатого скота: методические рекомендации / Г.Ю. Лаптев, Н.И. Новикова, Л.А. Ильина, Е.А. Йылдырым [и др.]. — СПб.: ООО «БИОТРОФ», 2016. — 48 с.

3. Микотоксины и микотоксикозы / под ред. Д. Диаза. — М.: Печатный Город, 2006. — 376 c.

«АгроВитЭкс»

115093 г. Москва, ул. Б. Серпуховская, 31, корп. 6

Тел./факс: +7 (495) 926-07-56

E-mail: vitex.krs@yandex.ru

www.agrovitex.ru

 

Количество показов: 3035
Автор:  А. Иванов, директор по развитию ООО «АгроВитЭкс», специалист по кормлению
Источник:  Дайджест Сельское хозяйство. Наука и Практика. Выпуск №4
Компания:  АгроВитЭкс