Влияние пробиотиков на основе Saccharomyces sp. и Bacillus subtilis на бактериальное сообщество слепых отростков кишечника и продуктивность цыплят-бройлеров
Автор: Егорова Т.А., Ленкова Т.Н., Ильина Л.А., Йылдырым Е.А., Никонов И.Н., Филиппова В.А., Лаптев Г.Ю., Новикова Н.И., Грозина А.А., Манукян В.А., Фисинин В.И., Егоров И.А.
Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology
Рубрика: Микробиом и продуктивность
Статья в выпуске: 6 т.51, 2016 года.
Бесплатный доступ
Изучение свойств пробиотических микроорганизмов, продуцирующих ферменты и аминокислоты, - важный подход при создании биопрепаратов для профилактики различных заболеваний и увеличения продуктивности сельскохозяйственной птицы. Бактерии родов Lactobacillus и Bifidobacterium получили широкое применение в качестве пробиотиков благодаря способности к адгезии на слизистой кишечника и выраженной антагонистической активности в отношении различных патогенных микроорганизмов. Менее изученными, однако перспективными в качестве пробиотиков для птицы считаются бактерии рода Bacillus и дрожжи рода Saccharomyces из-за их способности синтезировать антибиотические соединения и других полезных свойств. Используя молекулярно-генетические методы T-RFLP (terminal restriction fragment length polymorphism) и ПЦР в реальном времени, мы сравнили численность и состав бактериального сообщества в слепых отростках кишечника у трех групп цыплят-бройлеров кросса Сobb 500 в возрасте 37 сут. Цыплята I группы (контроль) получали рассыпные сбалансированные комбикорма (ОР). Птицу из II группы кормили аналогичными комбикормами, которые обогащали пробиотиком на основе живых клеток дрожжей рода Saccharomyces в количестве 1 кг/т корма. Бройлеры III группы получали такой же рацион, но с добавкой пробиотического препарата целлобактерин-Т в количестве 1 кг/т корма. Бактериальное сообщество слепых отростков кишечника бройлеров характеризовалось разнообразной таксономической структурой, включающей, помимо традиционно присутствующих в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ) птицы микроорганизмов, ряд неидентифицированных филотипов. Таксономическими доминантами сообщества были представители филума Firmicutes, объединяющего преимущественно бактерии с целлюлозо- и амилолитическими свойствами класса Clostridia, а также микроорганизмы родов Bacillus, Lactobacillus и Enterococcus, как правило, обладающих антимикробной активностью. Помимо этого, обнаружены разнообразные условно-патогенные и патогенные бактерии, связанные с заболеваниями птицы, в том числе вызывающие поражения респираторного тракта (семейство Pasteurellaceae, род Mycoplasma и др.). Включение в рецептуру комбикорма пробиотиков приводило к увеличению общей численности бактерий и снижению биоразнообразия в содержимом слепых отростков ЖКТ бройлеров. Наиболее значительные различия по сравнению с остальными группами были обнаружены у птицы при скармливании дрожжевого пробиотика: бактериальное сообщество слепых отростков во II группе характеризовалось наименьшей величиной индекса Шеннона и показателя индекса доминирования Симпсона. Наибольший пробиотический эффект был обнаружен в результате применения пробиотика целлобактерина-Т. В сообществе слепых отростков ЖКТ птицы в III группе по сравнению с контролем достоверно увеличилось содержание бактерий рода Bacillus - в 1,38 раз (Р 2 и каротиноидов в печени были зафиксированы у бройлеров в III группе. Введение в рацион птицы дрожжевого препарата способствовало повышению потребления кормов. Влияния препаратов на химический состав грудных и ножных мышц бройлеров обнаружено не было.
Микрофлора слепых отростков, цыплята-бройлеры, бактериальное сообщество, пцр в реальном времени, пробиотик, целлобактерин-т, дрожжи, продуктивность бройлеров
Короткий адрес: https://sciup.org/142213994
IDR: 142213994 | DOI: 10.15389/agrobiology.2016.6.891rus
Список литературы Влияние пробиотиков на основе Saccharomyces sp. и Bacillus subtilis на бактериальное сообщество слепых отростков кишечника и продуктивность цыплят-бройлеров
- 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. Brit. Poultry Sci., 2010, 51(2): 258-569 ( ) DOI: 10.1080/00071661003777003
- Малик Н.И., Панин А.Н. Ветеринарные пробиотические препараты. Ветеринария, 2001, 1: 27.
- 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
- 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
- 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
- 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
- Urdaci M.C., Bressollier P., Pinchuk I. Bacillus clausii probiotic strains: antimicrobial and immunomodulatory activities. J. Clin. Gastroenterol., 2004, 38: 86-90.
- Mazza P. The use of Bacillus subtilis as an antidiarrhoeal microorganism. Boll. Chim. Farm., 1994, 133: 3-18.
- 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 ( ) DOI: 10.1111/j.1365-2672.2008.03773.x
- 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. Poultry Sci., 2015, 94(10): 2445-2455 ( ) DOI: 10.3382/ps/pev243
- 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. Poultry Sci., 2015, 94(5): 898-905 ( ) DOI: 10.3382/ps/pev035
- DeVries T.J., Chevaux E. Modification of the feeding behavior of dairy cows through live yeast supplementation. J. Dairy Sci., 2014, 97(10): 6499-6510 ( ) DOI: 10.3168/jds.2014-8226
- Zhang Z., Cao L., Zhou Y., Wang S., Zhou L. Analysis of the duodenal microbiotas of weaned piglet fed with epidermal growth factor-expressed Saccharomyces cerevisiae. BMC Microbiol., 2016, 28: 161-166 ( ) DOI: 10.1186/s12866-016-0783-7
- Pizzolitto R.P., Armando M.R., Combina M., Cavaglieri L.R., Dalcero A.M., Salvano M.A. Evaluation of Saccharomyces cerevisiae strains as probiotic agent with aflatoxin B₁ adsorption ability for use in poultry feedstuffs. J. Environ. Sci. Health. B, 2012, 47(10): 933-941 ( ) DOI: 10.1080/03601234.2012.706558
- Slizewska K., Piotrowska M. Reduction of ochratoxin A in chicken feed using probiotic. Ann. Agric. Environ. Med., 2014, 21(4): 676-680 ( ) DOI: 10.5604/12321966
- Amit-Romach E., Uni Z., Reifen R. Multistep mechanism of probiotic bacterium, the effect on innate immune system. Mol. Nutr. Food. Res., 2010, 54: 277-284 ( ) DOI: 10.1002/mnfr.200800591
- Pagnini C., Saeed R., Bamias G., Arseneau K.O., Pizarro T.T., Cominelli F., Amit-Romach E., Uni Z., Reifen R. Probiotics promote gut health through stimulation of epithelial innate immunity. PNAS USA, 2010, 107: 454-459 ( ) DOI: 10.1073/pnas.0910307107
- Rajput I.R., Hussain A., Li Y.L., Zhang X., Xu X., Long M.Y., You D.Y., Li W.F. Saccharomyces boulardii and Bacillus subtilis B10 modulate TLRs mediated signaling to induce immunity by chicken BMDCs. J. Cell. Biochem., 2014, 115(1): 189-198 ( ) DOI: 10.1002/jcb.24650
- Alizadeh M., Rogiewicz A., McMillan E., Rodriguez-Lecompte J.C., Patterson R., Slominski B.A. Effect of yeast-derived products and distillers dried grains with solubles (DDGS) on growth performance and local innate immune response of broiler chickens challenged with Clostridium perfringens. Avian Pathol., 2016, 45(3): 334-345 ( ) DOI: 10.1080/03079457.2016.ne
- Alizadeh M., Rodriguez-Lecompte J.C., Yitbarek A., Sharif S., Crow G., Slominski B.A. Effect of yeast-derived products on systemic innate immune response of broiler chickens following a lipopolysaccharide challenge. Poultry Sci., 2016, 95(10): 2266-2273 ( ) DOI: 10.3382/ps/pew154
- Тараканов Б.В. Методы исследования микрофлоры пищеварительного тракта сельскохозяйственных животных и птицы. М., 2006.
- Тимошко М.А. Микрофлора пищеварительного тракта сельскохозяйственных животных. Кишинев, 1990.
- Park S.H., Lee S.I., Ricke S.C. Microbial populations in naked neck chicken ceca raised on pasture flock fed with commercial yeast cell wall prebiotics via an Illumina MiSeq Platform. PLoS ONE, 11(3): e0151944 ( ) DOI: 10.1371/journal.pone.0151944
- Torok V.A., Hughes R.J., Mikkelsen L.L. Identification and characterization of potential performance-related gut microbiota in broiler chickens across various feeding trials. Appl. Environ. Microbiol., 2011, 77(17): 5868-5878 ( ) DOI: 10.1128/AEM.00165-11
- Witzig M., Camarinha-Silva A., Green-Engert R., Hoelzle K., Zeller E., Seifert J., Hoelzle L.E., Rodehutscord M. Correction: spatial variation of the gut microbiota in broiler chickens as affected by dietary available phosphorus and assessed by T-RFLP analysis and 454 pyrosequencing. PLoS ONE, 2015, 10(12): e0145588 ( ) DOI: 10.1371/journal.pone.0145588
- de Boer P., Rahaoui H., Leer R.J., Montijn R.C., van der Vossen J.M. Real-time PCR detection of Campylobacter spp.: a comparison to classic culturing and enrichment. Food Microbiol., 2015, 51: 96-100 ( ) DOI: 10.1016/j.fm.2015.05.006
- Hold G.L., Schwiertz A., Aminov R.I., Blaut M., Flint H.J. Oligonucleotide probes that detect quantitatively significant groups of butyrate-producing bacteria in human feces. Appl. Environ. Microbiol., 2003, 69: 4320-4324.
- Bjerrum L., Engberg R.M., Leser T.D., Jensen B.B., Finster K., Pedersen K. Microbial community composition of the ileum and cecum of broiler chickens as revealed by molecular and cellular-based techniques. Poultry Sci., 2006, 85: 1151-1164.
- Методика проведения научных и производственных исследований по кормлению сельскохозяйственной птицы. Молекулярно-генетические методы определения микрофлоры кишечника/Под ред. В.И. Фисинина. Сергиев Посад, 2013.
- Инструкция по санитарно-микробиологическому контролю тушек, мяса птицы, птицепродуктов, яиц и яйцепродуктов на птицеводческих и перерабатывающих предприятиях. М., 1990.
- Маниатис Т., Фрич Э., Сэмбрук Дж. Методы генетической инженерии. Молекулярное клонирование. М., 1984.
- Gong J., Forster R.J., Yu H., Chambers J.R., Sabour P.M., Wheatcroft R., Chen S. Diversity and phylogenetic analysis of bacteria in the mucosa of chicken ceca and comparison with bacteria in the cecal lumen. FEMS Microbiol. Lett., 2002, 208: 1-7 ( ) DOI: 10.1016/S0378-1097(01)00521-3
- Amit-Romach E., Sklan D., Uni Z. Microflora ecology of the chicken intestine using 16S ribosomal DNA primers. Poultry Sci., 2004, 83: 1093-1098 ( ) DOI: 10.1093/ps/83.7.1093
- Rinttila T., Apajalahti J. Intestinal microbiota and metabolites -Implications for broiler chicken health and performance. J. Appl. Poultry Res., 2013, 22(3): 647-658 ( ) DOI: 10.3382/japr.2013-00742
- Sanchez B., Arias S., Chaignepain S., Denayrolles M., Schmitter J.M., Bressollier P., Urdaci M.C. Identification of surface proteins involved in the adhesion of a probiotic Bacillus cereus strain to mucin and fibronectin B. Microbiology, 2009, 155: 1708-1716 ( ) DOI: 10.1099/mic.0.025288-0
- Le Blay G., Blottiere H.M., Ferrier L., Le Foli E.C., Bonnet J.P., Galmiche C., Cherbut C. Shortchain fatty acids induce cytoskeletal and extracellular protein modifications associated with modulation of proliferation on primary culture of rat intestinal smooth muscle cells. Dig. Dis. Sci., 2000, 45: 1623-1630.
- Yasuoka T., Tsujikawa Y. Fujiyama, Bamba T. Effects of the soluble fibre pectin on intestinal cell proliferation, fecal short chain fatty acid production and microbial population. Digestion, 2003, 67: 42-49.
- Niba A.T., Beal J.D., Kudi A.C., Brooks P.H. Bacterial fermentation in the gastrointestinal tract of non-ruminants: Influence of fermented feeds and fermentable carbohydrates. Trop. Anim. Health Prod., 2009, 41: 1393-1407 ( ) DOI: 10.1007/s11250-009-9327-6
- Pryde S.E., Duncan S.H., Hold G.L., Stewart C.S., Flint H.J. The microbiology of butyrate formation in the human colon. FEMS Microbiol. Lett., 2002, 217: 133-139.
- Louis P., Young P., Holtrop G., Flint H.J. Diversity of human colonic butyrate-producing bacteria revealed by analysis of the butyryl-CoA:acetate CoA-transferase gene. Environ. Microbiol., 2010, 12: 304-314 ( ) DOI: 10.1111/j.1462-2920.2009.02066.x
- Belenguer A., Duncan S.H., Holtrop G., Anderson S.E., Lobley G.E., Flint H.J. Impact of pH on lactate formation and utilization by human fecal microbial communities. Appl. Environ. Microbiol., 2007, 73: 6526-6533.
- Harmsen H.J.M., Raangs G.C., He T., Degener J.E., Welling G.W. Extensive set of 16S rRNAbased probes for detection of bacteria in human feces. Appl. Environ. Microbiol., 2002, 68: 2982-2990.
- Swiqtkiewicz S., Arczewska-Wlosek, Jozetiak D. Immunomodulatory efficacy of yeast cell products in poultry: a current review. World's Poultry Science Journal, 2014, 70(1): 57-68.
- Birgit K. Hefen in der Nutztierfutterung. Feed Mag., 2015, 98(1-2): 17-21.
- Fanelli A., Agazzi A., Alborali G.L., Pilotto A., Pilotto A., Bontempo V., Dell'Orto V., Demey V., Caputo J.M., Savoini G. Prevalence reduction of pathogens in poultry fed with Saccharomyces cerevisiae. Biotechnol. Agron. Soc. Environ., 2015, 19(1): 3-10.