Кормовые добавки, кормовые культуры. Рубрика в журнале - Сельскохозяйственная биология
Статья научная
Повышение показателей продуктивности остается актуальным вопросом животноводства и связано с удовлетворением потребностей организма сельскохозяйственных животных в питательных веществах, в том числе макро- и микроэлементах. Ультрадисперсные частицы (УДЧ) диоксида кремния перспективны как стимуляторы процессов пищеварения. Однако следует проводить предварительную оценку взаимодействия УДЧ с другими кормовыми компонентами для выявления потенциальных синергических и антагонистических эффектов и обоснования рецептуры кормовой добавки. В настоящей работе впервые выявлены показатели рубцового пищеварения и элементный профиль рубцовой жидкости при комбинации УДЧ диоксида кремния с органическими и неорганическими источниками серы в составе кормовой добавки. Выявлено стимулирующее действие трехкомпонентной добавки (УДЧ диоксида кремния, комплекс аминокислоты, сульфат натрия) на азотный обмен, метаболизм короткоцепочечных жирных кислот и биодоступность эссенциальных элементов из корма. Нашей целью было изучение совместного влияния ультрадисперсных частиц диоксида кремния и серосодержащих соединений на концентрацию химических элементов в рубцовой жидкости и особенности рубцового метаболизма с оценкой переваримости, бактериальной биомассы, содержание летучих жирных кислот и форм азота. Исследования проведены в Федеральном научном центре биологический систем и агротехнологий РАН, на базе центра «Нанотехнологии в сельском хозяйстве» и в центре коллективного пользования биологических систем и агротехнологий РАН в 2023 году. Схема эксперимента in vitro была следующей: контроль - без добавок, I группа - УДЧ диоксида кремния + натрий сернокислый, II группа - УДЧ диоксида кремния + аминокислоты (лизин, метионин, триптофан), III группа - УДЧ диоксида кремния + натрий сернокислый + аминокислоты (лизин, метионин, триптофан). Исследования проводили на модели «искусственного рубца» с использованием установки-инкубатора ANKOM Daisy II («AN-KOM Technology Corporation», США). Биосубстрат (пшеничные отруби) для переваривания и исследуемые комплексы помещали в герметичные полиэфирные мешочки ( n = 5) и инкубировали в установке с рубцовой жидкостью при +39,5 °C. Каждый исследуемый комплекс инкубировали в отдельном сосуде с рубцовой жидкостью, который постоянно вращался. Рубцовую жидкость отбирали через хроническую фистулу рубца («ANKOM Technology Corporation», США) через 3 ч после кормления у быка породы казахская белоголовая (250 кг, 10 мес), основной рацион которого включал 30 % концентратов и 70 % грубых кормов. Коэффициент переваримости сухого вещества in vitro вычисляли как разницу масс образца корма с мешочком до и после инкубации. Численность простейших в рубцовой жидкости определяли в камере Горяева. Микробиальную массу рассчитывали методом дифференцированного центрифугирования с последующим высушиванием. Элементный состав (Mg, Ca, K, P, Mn, I, Co, Fe, Zn, Cu, Ni, Pb, As, Al, Cd) рубцовой жидкости определяли атомно-эмиссионным и масс-спектральным методами на масс-спектрометре с индуктивно-связанной плазмой Agilent 7900 ICP-MS («Agilent Technologies», США). Общий и остаточный азот в рубцовой жидкости определяли методом Кьельдаля по ГОСТ 13496.4-2019 (М., 2019), белковый - по разности общего и остаточного азота, аммиак - микродиффузным методом в чашках Конвея по ГОСТ 26180-84 (М., 1984). Общее количество летучих жирных кислот в рубцовой жидкости оценивали на хроматографе Кристалл ЛЮКС 4000 (ЗАО СКБ «Хроматэк», Россия). По результатам опытов было отмечено увеличение коэффициента переваримости в I и III группах на 2,9 и 3,2 % (p ≤ 0,05) по сравнению с контролем. В рубцовой жидкости наблюдалось снижение концентрации Ni и Al в I (на 16 и 14,6 %, p ≤ 0,05) и II (на 16,5 и 10,6 %, p ≤ 0,05) группах относительно контрольных значений. В III группе отмечали увеличение концентрации Mg, P, Ca и Fe на 17,7; 22,1; 13,8 и 76 % (p ≤ 0,05), а также снижение содержания Pb (-27,3 %, p ≤ 0,05) и Cd (-73,0 %, p ≤ 0,05). Концентрация уксусной кислоты в рубцовой жидкости в I, II и III группах была на 10,4; 26,4 и 15,8 % выше, чем в контроле, масляной кислоты в тех же группах - на 13,8; 25 и 43,8 %. Наблюдались изменения в количестве общего азота в сравнении с контролем: в I группе показатель был ниже на 3,5 %, во II и III группах - выше соответственно на 39,7 (p ≤ 0,05) и 45,3 % (p ≤ 0,05). Таким образом, было выявлено положительное влияние совместного использования УДЧ диоксида кремния с аминокислотным комплексом и сульфатом натрия для стимуляции процессов рубцового пищеварения. Показана перспектива применения сочетания УДЧ диоксида кремния с аминокислотами и сульфатом натрия для повышения биодоступности эссенциальных элементов из корма, и снижения концентрации токсичных в рубцовой жидкости.
Бесплатно
Статья научная
Оптимизация состава рационов остается актуальной задачей современного птицеводства, учитывая стремление повысить рентабельность производства при минимизации затрат на дорогостоящие компоненты рациона. В настоящей работе впервые получены результаты, демонстрирующие влияние введения в рацион бетаина на экспрессию ключевых генов, связанных с иммунитетом, воспалительными процессами, барьерной функцией кишечника, антиоксидантной активностью и транспортом питательных веществ у цыплят-бройлеров кросса Смена 9 на фоне рационов с пониженным содержанием обменной энергии (на 5 %), лизина (на 10 %) и метионина (на 10 %). Целью работы было изучение влияния различных дозировок (200-400 г/т корма) бетаина на экспрессию ряда генов в тканях слепых отростков кишечника у цыплят-бройлеров кросса Смена 9, а также оценка его влияния на мясную продуктивность птицы, получавшей рацион с пониженным содержанием обменной энергии, лизина и метионина. Исследование проводили на цыплятах-бройлерах (Gallus gallus) кросса Смена 9 на базе ФГБУ СГЦ «Загорское ЭПХ» ВНИТИП (г. Сергиев Посад) в 2025 году. Были сформированы четыре группы птицы (n = 36 в каждой группе с равным разделением по полу): I группа (контрольная) получала основной рацион (ОР) с пониженным содержанием обменной энергии (на 5 %), лизина (на 10 %) и метионина (на 10 %) в соответствии с рекомендациями ВНИТИП (17); II группа - ОР с добавлением 200 г/т комбикорма бетаина в форме кристаллического порошка с содержанием 95 % триметилглицина («Taian Havay Chemicals Co., Ltd», Китай), III группа - ОР с добавлением 300 г/т бетаина, IV группа - ОР с добавлением 400 г/т бетаина. Бетаин вносили посредством тщательного смешивания с комбикормом вручную. Кормление осуществляли вволю с использованием рассыпных комбикормов. Цикл кормления был трехэтапным: первый этап (до 14-х сут жизни) - использование стартерного комбикорма Старт (СГЦ «Загорское ЭПХ», Россия); второй этап (15-21-е сут) - применение ростоформирующего комбикорма Рост (СГЦ «Загорское ЭПХ», Россия; третий этап (22-35-е сут) - завершающая фаза с применением финишного комбикорма Финиш (СГЦ «Загорское ЭПХ», Россия). В конце эксперимента убивали птицу посредством декапитации и проводили отбор тканей слепых отростков кишечника для последующего анализа экспрессии генов. Анализ экспрессии генов был выполнен методом количественной полимеразной цепной реакции в реальном времени. Общую РНК выделяли из образцов тканей с использованием коммерческого набора Aurum™ Total RNA («Bio-Rad», США) в соответствии с протоколом производителя. qRT-PCR выполняли с использованием набора SsoAdvanced™ Universal SYBR® Green Supermix («Bio-Rad», США) на детектирующем амплификаторе DTlite 4S1 (НПК «ДНК-технология», Россия). Использовали праймеры для генов IL6, IL8L2, PTGS2, кодирующих провоспалительные цитокины, AvBD1, AvBD2, AvBD9, AvBD10, AvBD11, кодирующих антимикробные пептиды, Casps6, кодирующего каспазу-6, MUC2 , кодирующего синтез муцина, SGLT2, кодирующего натрий-глюкозный котранспортер 2, SOD1, кодирующего супероксиддисмутазу 1. Относительную экспрессию генов рассчитывали с использованием метода 2-ΔΔCT. В дополнение к изучению экспрессии генов, фиксировали живую массу цыплят индивидуально, среднесуточный прирост живой массы, убойный выход и содержание абдоминального жира в тушах. Представляют интерес выявленные половые и дозозависимые различия в ответе на бетаин. Настоящая работа впервые демонстрирует сложный, дифференцированный эффект бетаина на экспрессию генов, связанных с иммунитетом, воспалением и метаболизмом глюкозы, в зависимости от пола и дозировки. Так, наиболее значительное увеличение живой массы петушков (на 7,2 и 7,3 %, p ≤ 0,05) наблюдалось при повышенных дозировках бетаина (300 и 400 г/т), что демонстрирует ранее известные свойства бетаина по улучшению продуктивности цыплят-бройлеров кросса Смена 9. При этом было выявлено существенное снижение отложения абдоминального жира (p ≤ 0,05). Бетаин вызывал дифференцированную реакцию, характеризующуюся повышением экспрессии SOD1 -ключевого гена антиоксидантной защиты. Влияние бетаина на экспрессию многих генов иммунитета зависело от пола птицы. Так, у курочек произошло более чем 8-кратное увеличение экспрессии гена AvBD1 при дозировке 200 г/т бетаина (p ≤ 0,01). В то же время при более высоких дозах отмечалось снижение экспрессии других генов семейства AvBD (p ≤ 0,05). Отмечено снижение уровня мРНК генов провоспалительных факторов (IL6, IL8 и PTGS2) (p ≤ 0,05). Количество мРНК гена Casp6 повышалось у курочек при скармливании 200 г/т бетаина в 13,9 раза по сравнению с контролем (p ≤ 0,01). У петушков в группе с дозировкой 200 г/т произошел резкий скачок экспрессии SGLT2 (натрий-глюкозный транспортер второго типа) - в 362 раза (p ≤ 0,001), а при увеличении дозировки до 300 и 400 г/т - соответственно в 39,4 и 13,5 раза (p ≤ 0,01).
Бесплатно
Статья научная
Кукуруза ( Zea mays L.) широко используется в кормопроизводстве. Один из важнейших вторичных метаболитов, определяющих питательную ценность кормов и физиологическое состояние растений, - каротиноиды, которые тесно связаны с хлорофиллом и участвуют во многих клеточных процессах растений. Каротиноиды способны поглощать свет в тех областях видимого спектра, где хлорофилл не очень эффективен. Они передают часть световой энергии хлорофиллам и защищают растения от необратимой фотодеструкции. Каротиноиды также служат липофильными антиоксидантами, которые защищают клеточные мембраны от окислительного стресса посредством поглощения синглетного кислорода. Растения с повышенным содержанием каротиноидов более стрессоустойчивы и характеризуются увеличением вегетативной массы. Корма, богатые каротиноидами, способствуют улучшению состояния иммунной системы крупного рогатого скота, снижают заболеваемость и положительно влияют на продуктивность. В представленном исследовании в коллекции Института сельского хозяйства - филиала ФГБНУ ФНЦ Кабардино-Балкарский научный центр РАН (ИСХ КБНЦ РАН) были впервые выявлены селекционные линии кукурузы с высоким содержанием в листьях каротиноидов, а также показана взаимосвязь между их накоплением и экспрессией ключевых генов каротиногенеза. Целью работы стало определение содержания каротиноидов и экспрессии ключевых генов каротиногенеза в селекционных линиях кукурузы ИСХ КБНЦ РАН для выделения образцов, которые будут использоваться в селекционной работе для получения новых сортов и гибридов кормовой направленности. Для анализа были отобраны 150 селекционных линий кукурузы из коллекции ИСХ КБНЦ РАН. Растения были выращены на опытных участках ИСХ КБНЦ РАН (с. Опытное, Терский р-н, Кабардино-Балкарская Республика) в 2023 году. Площадь участка - 2,0 га, предшественник - соя. Почва опытного участка - чернозем обыкновенный. Содержание каротиноидов в листовой ткани определяли с использованием реактива Фолча на спектрофотометре УФ-1100 («Эковью», Россия). Экспрессию генов определяли в тех же тканях, гомогенизированных в жидком азоте, которые использовали для измерения содержания каротиноидов. Суммарную РНК выделяли из 50 мг листовой ткани (RNeasy Plant Mini Kit, «QIAGEN GmbH», Германия) и очищали от ДНК-контаминации (RNase-free DNase set, «QIAGEN GmbH», Германия). Полученную мРНК использовали для синтеза кДНК с праймером oligo-dT (GoScript Reverse Transcription System, «Promega Corporation», США). Экспрессию генов определяли методом количественной ПЦР в реальном времени (ПЦР-РВ) на приборе CFX96 Real-Time PCR Detection System («Bio-Rad Laboratories», США). Результаты биохимического анализа листьев анализируемых образцов показали значительную вариабельность в содержании каротиноидов, что позволило разделить линии на группы с высоким, средним и низким содержанием пигментов. Для экспрессионного анализа ключевых генов каротиногенеза (фитоинсинтаз PSY и ликопин-циклаз Lcy ) были отобраны четыре линии с контрастным содержанием каротиноидов в листьях. Транскрипционный анализ показал, что линии 944 и 726 с высоким содержанием каротиноидов характеризовались повышенной экспрессией генов биосинтеза каротиноидов PSY1 , PSY2 , LcyB и LcyE по сравнению с низкокаротиноидными линиями 804 и 849. Это может свидетельствовать о том, что повышение экспрессии генов биосинтеза каротиноидов способствует увеличенному накоплению этих пигментов в листьях кукурузы. Различия в содержании каротиноидов и экспрессии соответствующих генов у исследованных линий кукурузы, вероятно, были обусловлены генетически. Такая генетическая вариабельность служит важным фактором для селекционных программ, направленных на повышение питательной ценности кукурузы. Выделенные линии с повышенным содержанием каротиноидов (линии 8007, 931, 944, 726, 760, 847, 728) имеют большой потенциал для использования в селекционных программах по созданию гибридов кукурузы с улучшенным содержанием каротиноидов, особенно в рамках биофортификации, направленной на повышение питательной и диетической ценности кукурузы.
Бесплатно
Статья научная
Резюме: Rhodotorula - род сапрофитных дрожжей семейства Sporidiobolaceae , которые распространены в воздухе, почве, озерах, морской воде, молоке, пищевых продуктах, колонизирует простейших, растения, людей и других млекопитающих. Три вида Rhodotorula (R. mucilaginos a, R. glutinis и R. minuta) рассматриваются как условно-патогенные и становятся наиболее частыми возбудителями инфекции у людей с ослабленным иммунитетом. Однако в последнее время дрожжи R. mucilaginosa все чаще используются в биотехнологии для производства каротиноидов и в кормлении сельскохозяйственных животных. Каротиноидные пигменты служат антиоксидантами, обладают антиканцерогенными свойствами, в том числе иммуномодулирующими и онкопротекторными, что способствует нормализации репродуктивной функции, роста и развития сельскохозяйственных животных и птиц. В настоящей работе мы впервые провели комплексное изучение дрожжей Rhodotorula mucilaginosa , выделенных из желудочно-кишечного тракта сельскохозяйственных животных и птицы. Была установлена их видовая принадлежность по 5.8S-ITS-фрагменту рДНК. Показано, что морфобиохимические свойства имеют высокую внутривидовую вариабельность. Определена оптимальная температура роста. Выявлены лидерные штаммы по продукции каротиноидов на среде без обогащения. Целью работы было выделение из содержимого желудочно-кишечного тракта сельскохозяйственных животных и птицы пигментированных дрожжей с последующей идентификацией до вида, культивированием, получением биомассы, оценкой суммарного содержания синтезируемых каротиноидов и их содержания в биомассе, а также выявление наиболее перспективных изолятов для дальнейшего использования в составе кормовой добавки. Опыты проводили в период с 2023 по 2025 год. Изоляты дрожжей были выделены из содержимого желудочно-кишечного тракта крупного рогатого скота черно-пестрой породы, помесных боровков F2 (крупная белая × ландрас) × дюрок и бройлеров кросса Смена-9 в ФГБНУ ФИЦ ВИЖ им. академика Л.К. Эрнста. Выделение проводили на декстрозном агаре Сабуро («HiMedia Laboratories Pvt. Ltd.», Индия). Для микроскопического исследования проводили стандартное окрашивание метиленовым синим для определения формы клеток. Морфологические свойства и чистоту изолятов проверяли под световым микроскопом Nicon ECLIPSE Ci-L («Nikon», Япония). Биохимический профиль определяли с использованием тест-системы KB009R HiCarbo («HiMedia Laboratories Pvt. Ltd.», Индия) и специфических сахаров. Полимеразную цепную реакцию (ПЦР) осуществляли в амплификаторе Mini Amp Plus («Thermo Fisher Scientific», Сингапур). Для амплификации 5.8S-ITS-фрагмента рДНК и определения его первичной нуклеотидной последовательности использовали олигонуклеотидные праймеры ITS1 (5´-TCC GTA GGT GAA CCT GCG G-3´) и ITS4 (5´-TCC TCC GCT TAT TGA TAT GC-3´). Экстракцию пигментов проводили из образцов, каждый из которых содержал замороженную сырую биомассу дрожжей одного из изолятов (от 5 до 20 г). Содержание каротиноидов в экстракте определяли спектрофотометрически на спектрофотометре UV-1800 («Shimadzu Corp.», Япония). Осуществляли измерение спектров поглощения в диапазонах λ = 300-600 нм. Все выделенные изоляты использовали глюкозу, декстрозу, маннозу, раффинозу, сахарозу, фруктозу в качестве источников углерода для ферментации . Колонии всех изолятов, выращенных на среде ДАП, имели оттенок оранжево-красного цвета, были круглыми, выпуклыми, поверхность колоний была гладкой, края ровными, структура однородной. Оптимальная температура роста составляла 19-30 °С. Максимальную площадь клетки имели штаммы Chli 32 (4,364 мкм2) и Sr 16 (4,714 мкм2), а наибольший коэффициент удлиненности (Ку) - штаммы Pf 22 (1,821 при длине клетки 3,069±0,100 мкм и ширине 1,685±0,033 мкм) и Chc 8 (1,685 при длине 2,727±0,098 мкм и ширине 1,619±0,034 мкм). Штаммы Chc 65 и Pf 13 имели площадь клетки 4,121 и 4,298 мкм2, при этом Ку у них составлял 1,414 и 1,520, это значит, что форма клеток была более вытянутой. Минимальная площадь клеток отмечена у штамма Chc 6 (1,786 мкм2). Из биомассы всех изолятов были экстрагированы каротиноиды, осуществлен их спектрофотометрический анализ, по результатам которого были отобраны 6 изолятов (Chli 32, Chli 49, Chc 65, Cm 17, Cr 32, Sr 40) с максимальным содержанием каротиноидов (22,86; 21,71; 18,05; 15,08; 11,74; 11,24 мкг/г сырой биомассы). Эти изоляты представляются наиболее перспективными для дальнейшей оптимизации процесса культивирования и повышения их продуктивности.
Бесплатно
