Оценка микробного разнообразия слепого отдела кишечника цыплят-бройлеров при введении кумарина и кормового антибиотика в рацион

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В современных условиях существует необходимость поиска альтернатив антибиотикам в связи с растущей резистентностью микроорганизмов. Перспективной заменой могут выступать растительные экстракты, которые благодаря своим биологическим функциям могут подавлять развитие различных процессов, связанных с патогенностью и вирулентностью, в частности, процесс Quorum sensing. Цель исследования - о ценка биоактивности 7,8-дигидрокси-4-метилкумарина и 20% хлортетрациклина по отношению к микробному разнообразию слепого отдела кишечника цыплят-бройлеров. Для эксперимента были сформированы 4 группы цыплят-бройлеров. Контрольная группа получала рацион без добавок (основной рацион (ОР)); I группа - OР + 20% хлортетрациклин в дозировке 0,63 г/ кг ж. м./ сут, II группа - О Р + 7,8-дигидрокси-4-метилкумарин в дозе 9,0 мкг/кг ж. м./сут; III группа - O P + 7,8-дигидрокси-4-метилкумарин + 20% хлортетрациклин. В качестве метода исследования использовалось NGS гена 16S рРНК. Анализ результатов показал, что добавление кумарина, антибиотика и их сочетания в рацион птицы оказали влияние на формирование микробного состава кишечника. При этом наблюдается сокращение численности семейств Lactobacillaceae , Lachnospiraceae и Erysipelotrichaceae. Кроме этого, более чем на 10 % убывает доля условно-патогенной микрофлоры рода Streptococcus.

Об авторах

Галимжан Калиханович Дускаев

Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: gduskaev@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9015-8367

доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник отдела кормления с/х животных и технологии кормов, заместитель директора

Российская Федерация, 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, д. 29

Кристина Сергеевна Лазебник

Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук

Email: christinakondrashova94@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4907-9656

младший научный сотрудник лаборатории молекулярно-генетических исследований в животноводстве

Российская Федерация, 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, д. 29

Татьяна Андреевна Климова

Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук

Email: klimovat91@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4298-1663

научный сотрудник лаборатории микробиологии

Российская Федерация, 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, д. 29

Список литературы

  1. Cegelski L, Marshall GR, Eldridge GR, Hultgren SJ. The biology and future prospects of antivirulence therapies. Nat Rev Microbiol. 2008;6(1):17-27. doi: 10.1038/nrmicro1818
  2. Cooper MA, Shlaes D. Fix the antibiotics pipeline. Nature. 2011;472:32. doi: 10.1038/472032a
  3. LaSarre B, Federle MJ. Exploiting quorum sensing to confuse bacterial pathogens. Microbiol Mol Biol Rev. 2013;77(1):73-111. doi: 10.1128/Mmbr.00046-12
  4. De la Fuente-Núñez C, Korolik V, Bains M, Nguyen U, Breidenstein EBM, Horsman S, Lewenza S, Burrows L, Hancock RE. Inhibition of bacterial biofilm formation and swarming motility by a small synthetic cationic peptide. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 2012;56(5):2696-2704. doi: 10.1128/AAC.00064-12
  5. Reen FJ, Gutiérrez-Barranquero JA, Parages ML, O’Gara F. Coumarin: a novel player in microbial quorum sensing and biofilm formation inhibition. Appl Microbiol Biotechnol. 2018;102:2063-2073. doi: 10.1007/s00253-018-8787-x
  6. Zhu N, Wang J, Yu L, Zhang Q, Chen K, Liu B. Modulation of growth performance and intestinal microbiota in chickens fed plant extracts or virginiamycin. Front Microbiol. 2019;10:1333. doi: 10.3389/fmicb.2019.01333
  7. Rudenko PA, Vatnikov YA, Rudenko AA, Rudenko VB. Epizootic analysis of livestock farms disadvantaged by factor infections. Scientific life. 2020;15(4):572-585. (In Russ.). doi: 10.35679/1991-9476-2020-15-4-572-585
  8. Vatnikov Y, Shabunin S, Kulikov E, Karamyan A, Lenchenko E, Sachivkina N, Lenchenko E, Karamyan A, Kulikov E, Shabunin S. Effectiveness of biologically active substances from Hypericum perforatum L. in the complex treatment of purulent wounds. International Journal of Pharmaceutical Research. 2020;12(4):1108-1117. doi: 10.31838/19ijpr/2020.12.04.078
  9. Wong SYY, Grant IR, Friedman M, Elliott CT, Situ C. Antibacterial activities of naturally occurring compounds against Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis. Appl Environ Microbiol. 2008;74(19):5986- 5990. doi: 10.1128/AEM.00981-08
  10. Al-Majedy YK, Al-Duhaidahawi DL, Al-Azawi KF, Al-Amiery AA, Kadhum AAH, Mohamad AB. Coumarins as potential antioxidant agents complemented with suggested mechanisms and approved by molecular modeling studies. Molecules. 2016;21(2):135. doi: 10.3390/molecule
  11. D’Almeida RE, Molina RDI, Viola CM, Luciardi MC, Nieto Peñalver C, Bardon A, Arena ME. Comparison of seven structurally related coumarins on the inhibition of Quorum sensing of Pseudomonas aeruginosa and Chromobacterium violaceum. Bioorg Chem. 2017;73:37-42. doi: 10.1016/j.bioorg.2017.05.011
  12. Yang L, Ding W, Xu Y, Wu D, Li S, Chen J, Guo B. New Insights into the Antibacterial Activity of Hydroxycoumarins against Ralstonia solanacearum. Molecules. 2016; 21(4):468. doi: 10.3390/molecules21040468
  13. Deryabin D, Inchagova K, Rusakova E, Duskaev G. Coumarin’s anti-quorum sensing activity can be enhanced when combined with other plant-derived small molecules. Molecules. 2021;26(1):208. doi: 10.3390/molecules26010208
  14. Stanley D, Denman SE, Hughes RJ, Geier MS, Crowley TM, Chen H, Haring VR, Moore RJ. Intestinal microbiota associated with differential feed conversion efficiency in chickens. Appl Microbiol Biotechnol. 2012;96:1361-1369. doi: 10.1007/s00253-011-3847-5
  15. Videnska P, Faldynova M, Juricova H, Babak V, Sisak F, Havlickova H, Rychlik I. Chicken faecal microbiota and disturbances induced by single or repeated therapy with tetracycline and streptomycin. BMC Vet Res. 2013;9:30. doi: 10.1186/1746-6148-9-30
  16. Turnbaugh PJ, Ley RE, Mahowald MA, Vincent M, Mardis ER, Gordon JI. An obesity-associated gut microbiome with increased capacity for energy harvest. Nature. 2006;444:1027-1031. doi: 10.1038/nature05414
  17. Torok VA, Allison GE, Percy NJ, Ophel-Keller K, Hughes RJ. Influence of antimicrobial feed additives on broiler commensal posthatch gut microbiota development and performance. Appl Environ Microbiol. 2011;77:3380-3390. doi: 10.1128/AEM.02300-10
  18. Thiennimitr P, Winter SE, Winter MG, Xavier MN, Tolstikov V, Huseby DL, Sterzenbach T, Tsolis RM, Roth JR, Bäumler AJ. Intestinal inflammation allows Salmonella to use ethanolamine to compete with the microbiota. PNAS. 2011;108(42):17480-17485. doi: 10.1073/pnas.1107857108
  19. Winter SE, Thiennimitr P, Winter MG, Butler BP, Huseby DL, Crawford RW, Russell JM, Bevins CL, Adams LG, Tsolis RM, Roth JR, Bäumler AJ. Gut inflammation provides a respiratory electron acceptor for Salmonella. Nature. 2010;467:426-429. doi: 10.1038/nature09415
  20. Medvecky M, Cejkova D, Polansky O, Karasova D, Kubasova T, Cizek A, Rychlik I. Whole genome sequencing and function prediction of 133 gut anaerobes isolated from chicken caecum in pure cultures. BMC Genomics. 2018;19(1):561. doi: 10.1186/s12864-018-4959-4
  21. Yang Q, Liang Q, Balakrishnan B, Belobrajdic DP, Feng QJ, Zhang W. Role of Dietary Nutrients in the Modulation of Gut Microbiota: A Narrative Review. Nutrients. 2020;12(2):381. doi: 10.3390/nu12020381
  22. Zackular JP, Baxter NT, Iverson KD, Sadler WD, Petrosino JF, Chen GY, Schloss PD. The gut microbiome modulates colon tumorigenesis. mBio. 2013;4(6): e00692-13. doi: 10.1128/mBio.00692-13
  23. Olnood CG, Beski SSM, Choct M, Iji PA. Novel probiotics: their effects on growth performance, gut development, microbial community and activity of broiler chickens. Animal Nutrition. 2015;1(3):184-191. doi: 10.1016/j.aninu.2015.07.003.43
  24. Vatnikov Y, Shabunin S, Karamyan A, Kulikov E, Sachivkina N., Stepanishin V, Vasilieva E, Bobkova N, Lucay V, Avdotin V, Zenchenkova A, Rudenko P, Rudenko A. Antimicrobial activity of Hypericum perforatum L. International Journal of Pharmaceutical Research. 2020;12(Suppl.1):723-730. doi: 10.31838/ijpr/2020.SP1.113
  25. Videnska P, Sedlar K, Lukac M, Faldynova M, Gerzova L, Cejkova D, Sisak F, Rychlik I. Succession and replacement of bacterial populations in the caecum of egg laying hens over their whole life. PLoS One. 2014;9(12):e115142. doi: 10.1371/journal.pone.0115142
  26. Grozina AA. Gut microbiota of broiler chickens influenced by probiotics and antibiotics as revealed by T-RFLP and RT-PCR. Agricultural biology. 2014;49(6):46-58. (In Russ.). doi: 10.15389/agrobiology.2014.6.46eng
  27. Yu M, Mu C, Zhang C, Yang Y, Su Y, Zhu W. Marked response in microbial community and metabolism in the ileum and cecum of suckling piglets after early antibiotics exposure. Front Microbiol. 2018;9:1166. doi: 10.3389/fmicb.2018.01166
  28. Mancabelli L, Ferrario C, Milani C, Mangifesta M, Turroni F, Duranti S, Lugli GA, Viappiani A, Ossiprandi MC, van Sinderen D, Ventura M. Insights into the biodiversity of the gut microbiota of broiler chickens. Environ Microbiol. 2016;18(12):4727-4738. doi: 10.1111/1462-2920.13363
  29. Ilyina, LA, Yildirim, EA, Nikonov IN, Filippova VA, Laptev GY, Novikova NI, Grozina A.A., Lenkova T.N., Manukyan V.A., Fisinin V.I., Egorovet I.A. Taxons of chicken cecum microbiom are abundant, and influenced by the combined feed composition and decreased metabolizable energy. Agricultural biology. 2015;50(6):817-824. (In Russ.). doi: 10.15389/agrobiology.2015.6.817rus
  30. Rychlik I. Composition and Function of Chicken Gut Microbiota. Animals. 2020;10(1):103. doi: 10.3390/ani10010103
  31. Duskaev G, Kvan O, Kosyan D, Rakhmatullin S, Levakhin G. Coumarin derivative and Bacillus cereus change live weight and cecal ecology in broilers. AIMS Agriculture and Food. 2021;6(1):360-380. doi: 10.3934/ agrfood.2021022

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».