Preview

Ветеринария сегодня

Расширенный поиск

Сравнительная характеристика кишечного микробиома местного крупного рогатого скота и скота абердин-ангусской породы, импортированного в Казахстан

https://doi.org/10.29326/2304-196X-2022-11-1-53-60

Полный текст:

Аннотация

Микробиом животных играет существенную роль во всех жизненно важных процессах организма. Его изучение необходимо для детального понимания процессов, происходящих между микроорганизмами, населяющими определенный орган, и их взаимосвязи с клетками макроорганизма. Оценка состояния микробного сообщества животных и его функции может оказать неоценимую помощь в поиске новых стратегий повышения эффективности кормления и сохранения здоровья крупного рогатого скота. Целью исследования было сравнение таксономической структуры микробиома кишечника крупного рогатого скота абердин-ангусской породы, импортированного в Казахстан, и коров местных пород с помощью технологии секвенирования нового поколения. Был определен полный микробный состав содержимого кишечника животных при исследовании образцов экскрементов без предварительной стадии микробиологического культивирования на питательных средах. Результаты 16S метагеномного анализа показали, что доминирующими бактериальными таксонами в микробиоме кишечника животных обеих групп на уровне типа были Firmicutes и Proteobacteria примерно в одинаковом количестве. На уровне бактериальных семейств численность представителей Clostridiaceae была немного больше у коров абердин-ангусской породы (19,7%), чем у скота местной породы (15,4%). Представители семейств Bacteroidaceae, Peptococcaceae, Ruminococcaceae и Coriobacteriaceae преобладали в микробном сообществе кишечника местного скота. Данные микроорганизмы участвуют в синтезе витаминов, стимулируют иммунную функцию организма, нормализуют пищеварение, увеличивают усвояемость питательных веществ и, как следствие, повышают привесы у животных. Бактерии семейства Prevotellaceae были выявлены в небольшом количестве (0,5%) только у коров местной породы, которые имели высокие привесы. На уровне рода значительное разнообразие наблюдали в микробиоме местного скота: всего 65 таксонов против 40 у абердин-ангусов. Установлено, что в кишечном микробиоме крупного рогатого скота местных пород содержится меньшее количество метаногенов и большее количество ацетогенов. 

Об авторах

А. Т. Даугалиева
ТОО«Казахский научно-исследовательский институт животноводства и кормопроизводства» (ТОО«КазНИИЖиК»)
Казахстан

кандидат ветеринарных наук, старший научный сотрудник,

г. Алматы



С. Т. Даугалиева
ТОО«Научно-производственный центр микробиологии и вирусологии»
Казахстан

кандидат ветеринарных наук, ведущий научный сотрудник,

г. Алматы



М. А. Кинеев
ТОО«Казахский научно-исследовательский институт животноводства и кормопроизводства» (ТОО«КазНИИЖиК»)
Казахстан

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, академик НАН Казахстана, главный научный сотрудник,

г. Алматы



Б. С. Арынгазиев
ТОО«Казахский научно-исследовательский институт животноводства и кормопроизводства» (ТОО«КазНИИЖиК»)
Казахстан

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник,

г. Алматы



А. И. Сембаева
ТОО«Казахский научно-исследовательский институт животноводства и кормопроизводства» (ТОО«КазНИИЖиК»)
Казахстан

магистр, младший научный сотрудник,

г. Алматы



Т. А. Лаврентьева
ТОО«Казахский научно-исследовательский институт животноводства и кормопроизводства» (ТОО«КазНИИЖиК»)
Казахстан

бакалавр, младший научный сотрудник,

г. Алматы



Список литературы

1. Carberry C. A., Kenny D. A., Han S., McCabe M. S., Waters S. M. Effect of phenotypic residual feed intake and dietary forage content on the rumen microbial community of beef cattle. Appl. Environ. Microbiol. 2012; 78 (14): 4949–4958. DOI: 10.1128/AEM.07759-11.

2. Rufener W. H. Jr., Nelson W. O., Wolin M. J. Maintenance of the rumen microbial population in continuous culture. Appl. Microbiol. 1963; 11 (3): 196–201. DOI: 10.1128/am.11.3.196-201.1963.

3. Matthews C., Crispie F., Lewis E., Reid M., O’Toole P. W., Cotter P. D. The rumen microbiome: a crucial consideration when optimising milk and meat production and nitrogen utilisation efficiency. Gut. Microbes. 2019; 10 (2): 115–132. DOI: 10.1080/19490976.2018.1505176.

4. Pace N. R., Stahl D. A., Lane D. J., Olsen G. J. The Analysis of Natural Microbial Populations by Ribosomal RNA Sequences. In: Advances in Microbial Ecology. Eds. K. C. Marshall. Vol. 9. Boston: Springer; 1986; Chapter 1: 1–55. DOI: 10.1007/978-1-4757-0611-6_1.

5. Klindworth A., Pruesse E., Schweer T., Peplies J., Quast C., Horn M., Glöckner F. O. Evaluation of general 16S ribosomal RNA gene PCR primers for classical and next-generation sequencing-based diversity studies. Nucleic Acids Res. 2013; 41 (1):e1. DOI: 10.1093/nar/gks808.

6. Mao S. Y., Zhang R. Y., Wang D. S., Zhu W. Y. Impact of subacute ruminal acidosis (SARA) adaptation on rumen microbiota in dairy cattle using pyrosequencing. Anaerobe. 2013; 24: 12–19. DOI: 10.1016/j.anaerobe.2013.08.003.

7. Li R. W., Connor E. E., Li C., Baldwin VI R. L., Sparks M. E. Characterization of the rumen microbiota of pre-ruminant calves using metagenomic tools. Environ. Microbiol. 2012; 14 (1): 129–139. DOI: 10.1111/j.1462-2920.2011.02543.x.

8. Khafipour E., Li S., Tun H. M., Derakhshani H., Moossavi S., Plaizier J. C. Effects of grain feeding on microbiota in the digestive tract of cattle. Animal Frontiers. 2016; 6 (2): 13–19. DOI: 10.2527/af.2016-0018.

9. Shanks O. C., Kelty C. A., Archibeque S., Jenkins M., Newton R. J., McLellan S. L., et al. Community structures of fecal bacteria in cattle from different animal feeding operations. Appl. Environ. Microbiol. 2011; 77 (9): 2992–3001. DOI: 10.1128/AEM.02988-10.

10. Plaizier J. C., Li S., Tun H. M., Khafipour E. Nutritional models of experimentally-induced subacute ruminal acidosis (SARA) differ in their impact on rumen and hindgut bacterial communities in dairy cows. Front. Microbiol. 2017; 7:2128. DOI: 10.3389/fmicb.2016.02128.

11. Myer P. R. Bovine genome-microbiome interactions: metagenomic frontier for the selection of efficient productivity in cattle systems. mSystems. 2019; 4 (3):e00103-19. DOI: 10.1128/mSystems.00103-19.

12. Kim M., Park T., Yu Z. Metagenomic investigation of gastrointestinal microbiome in cattle. Asian-Australas. J. Anim. Sci. 2017; 30 (11): 1515–1528. DOI: 10.5713/ajas.17.0544.

13. Kelly W. J., Leahy S. C., Kamke J., Soni P., Koike S., Mackie R., et al. Occurrence and expression of genes encoding methyl-compound production in rumen bacteria. Anim. Microbiome. 2019; 1 (1):15. DOI: 10.1186/s42523-019-0016-0.

14. Wallace R. J., Sasson G., Garnsworthy P. C., Tapio I., Gregson E., Bani P., et al. A heritable subset of the core rumen microbiome dictates dairy cow productivity and emissions. Sci. Adv. 2019; 5 (7):eaav8391. DOI: 10.1126/sciadv.aav8391.

15. Bach A., López-García A., González-Recio O., Elcoso G., Fàbregas F., Chaucheyras-Durand F., Castex M. Changes in the rumen and colon microbiota and effects of live yeast dietary supplementation during the transition from the dry period to lactation of dairy cows. J. Dairy Sci. 2019;102 (7): 6180–6198. DOI: 10.3168/jds.2018-16105.

16. Freetly H. C., Dickey A., Lindholm-Perry A. K., Thallman R. M., Keele J. W., Foote A. P., Wells J. E. Digestive tract microbiota of beef cattle that differed in feed efficiency. J. Anim. Sci. 2020; 98 (2):skaa008. DOI: 10.1093/jas/skaa008.

17. Liu J., Liu F., Cai W., Jia C., Bai Y., He Y., et al. Diet-induced changes in bacterial communities in the jejunum and their associations with bile acids in Angus beef cattle. Anim. Microbiome. 2020; 2 (1):33. DOI: 10.1186/s42523-020-00051-7.

18. Shabat S. K., Sasson G., Doron-Faigenboim A., Durman T., Yaacoby S., Berg Miller M. E., et al. Specific microbiome-dependent mechanisms underlie the energy harvest efficiency of ruminants. ISME J. 2016; 10 (12): 2958–2972. DOI: 10.1038/ismej.2016.62.

19. Li F., Guan L. L. Metatranscriptomic profiling reveals linkages between the active rumen microbiome and feed efficiency in beef cattle. Appl. Environ. Microbiol. 2017; 83 (9):e00061-17. DOI: 10.1128/AEM.00061-17.

20. Myer P. R., Smith T. P., Wells J. E., Kuehn L. A., Freetly H. C. Rumen microbiome from steers differing in feed efficiency. PLoS One. 2015; 10 (6):e0129174. DOI: 10.1371/journal.pone.0129174.

21. Zhang G., Wang Y., Luo H., Qiu W., Zhang H., Hu L., et al. The association between inflammaging and age-related changes in the ruminal and fecal microbiota among lactating Holstein cows. Front. Microbiol. 2019; 10:1803. DOI: 10.3389/fmicb.2019.01803.

22. Лычкова А. Э. Взаимодействие электромоторной активности гладких мышц и микрофлоры кишечника. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2012; 11: 84–90. eLIBRARY ID: 21589953.

23. Martinez-Fernandez G., Denman S. E., Yang C., Cheung J., Mitsumori M., McSweeney C. S. Methane inhibition alters the microbial community, hydrogen flow, and fermentation response in the rumen of cattle. Front. Microbiol. 2016; 7:1122. DOI: 10.3389/fmicb.2016.01122.

24. Khafipour E., Li S., Plaizier J. C., Krause D. O. Rumen microbiome composition determined using two nutritional models of subacute ruminal acidosis. Appl. Environ. Microbiol. 2009; 75 (22): 7115–7124. DOI: 10.1128/AEM.00739-09.


Рецензия

Для цитирования:


Даугалиева А.Т., Даугалиева С.Т., Кинеев М.А., Арынгазиев Б.С., Сембаева А.И., Лаврентьева Т.А. Сравнительная характеристика кишечного микробиома местного крупного рогатого скота и скота абердин-ангусской породы, импортированного в Казахстан. Ветеринария сегодня. 2022;(1):53-60. https://doi.org/10.29326/2304-196X-2022-11-1-53-60

For citation:


Daugaliyeva A.T., Daugaliyeva S.T., Kineev M.A., Aryngaziyev B.S., Sembaeva A.I., Lavrentieva T.A. Comparative analysis of intestinal microbiome of local cattle and Aberdeen Angus cattle imported to Kazakhstan. Veterinary Science Today. 2022;(1):53-60. https://doi.org/10.29326/2304-196X-2022-11-1-53-60

Просмотров: 88


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2304-196X (Print)
ISSN 2658-6959 (Online)