STUDY OF MICROBIOTA OF REINDEERS RUMEN BY USING THE MOLECULAR-GENETIC METHOD T-RFLP

Abstract



Введение. Оленеводство играет ведущую роль для Арктических регионов России как в качестве продовольственной базы, так и в качестве источника шкурной, пантовой и эндокринно-ферментной продукции. Большое значение в ж изнедея тельности северных оленей имеют микроорганизмы-симбионты рубца, так как усвоение растительных кормов происходит, как и у других ж вач-ных, посредством синтезируемых ими ферментов [1-2]. Наиболее информативными методами изучения микробного сообщества рубца жвачных являются молекулярно-генетические, которые направлены на изучение структуры микробиома (NGS-секвенирование и T-RFLP-анализ) [3]. В данном отношении микробиоценоз рубца северного оленя Rangifer tarandus является на сегодняшний день наименее изученным среди жвачных животных. Единичные публикации встречаются по микробиоценозу рубца северных оленей, обитающих на территории Норвегии [4]. Материалы и методы. Отбор образцов содержимого рубца проводили у взрослых особей возрастом 3-6 лет в Мурманской области в летний период. Исследование микробиоты рубца проводили с применением молекул рно-генетических методов в компании ООО «БИОТРОФ+». Состав бактериального сообщества анализировали с применением метода T-RFLP (Terminal restriction fragment length polymorphism) [3]. Результаты и их обсуждение. В результате проведенных исследований установлено, что определенная часть выявленных фрагментов ДНК (47 филотипов) не соответствует известным бактериям и по результатам анализа была отнесена к группе некультивируемых («uncultured bacterium»). Процентное содержание таких микроорганизмов в сумме составило 51,88±7,69%. Ранее исследовател ми было показано, что содержание некультивируемых микроорганизмов в рубце северных оленей Norwegian reindeer (Rangifer tarandus tarandus - европейский северный олень) существенно выше, чем у крупного рогатого скота и газелей То мпсона [1]. Среди идентифицированных таксонов в составе микробиоценоза содержимого рубца северных оленей доминировали представители филума филума Firmicu-tes (37,9±7,07%), главным о бразом, семейств Lachno-spiraceae (12,10±2,7%) и Clostridiaceae (9,41 ±2,17%»). В меньшей концентрации вы влены бактерии фи-лумов Bacteroidetes (4,95±3,98%), Actinobacteria (4,39±2,04%) и Proteobacteria (4,11 ±0,32%»). Всего у северных оленей в содержимом рубца идентифицировано присутствие 16 бактериальных семейств, чаще среди которых встречаютс представители Clostridia-ceae (8,58±1,97%), Paenibacillaceae (5,86±1,15%) и Lactobacillaceae (3,21±1,63%). Полученные результаты в целом согласуются с сообщениями исследователей для Rangifer tarandus tarandus (Norwegian reindeer) [5] и свидетельствуют о том, что микрофлора рубца северных оленей является весьма эффективной в ферментации клетчатки и белка кормов, что позволяет животным выживать в специфических ус-лови х питани , характерных дл их среды обитани . Интересно, что в рубце северных оленей детектировано присутствие бактерий, которые традиционно относ тс к возбудител м различных инфекционных процессов, включая представителей семейств Enterobacteriaceae (2,79±0,37%), Burkholderiaceae (1,07± 0,15%), Legionellaceae (0,26±0,24%), филума Fusobac-teria (0,6±0,24%), несмотря на отсутствие клинических проявлений заболеваний у исследуемых животных. Заключение. Итак, по результатам T-RFLP-анализа содержимого рубца северных оленей выявлено, что доминирующими представителями бактериального сообщества были некультивируемые таксоны и бактерии с целлюло- и сахаролитическими свойствами семейств Lachnospiraceae, Clostridiaceae, Eubacteriaceae и филума Bacteroidetes. В перспективе применение T-RFLP-анализа поможет установить взаимосвязи между составом и структурой микробного сообщества рубца северного оленя и его кормовым рационом. Этот метод может быть также использован для идентификации бактериальных возбудителей болезней оленей. Сведения о специфических микроорганизмах в рубцовом содержимом северных оленей могут быть использованы при разработке кормовых добавок, оценке качества кормления и в качестве индикатора экологической ситуации в ареале о битания животных. Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда для реализации научного проекта №17-76-20026 «Микробиоценоз рубца Rangifer tarandus Арктических регионов России как фундаментальная основа получения перспективных биотехнологий для сельскохозяйственных животных».

L A Ilyina

„BIOTROF“ Limited Liability Company

G Yu Laptev

„BIOTROF“ Limited Liability Company

K A Layshev

„BIOTROF“ Limited Liability Company

E A Yuyldyrym

„BIOTROF“ Limited Liability Company

V A Philippova

„BIOTROF“ Limited Liability Company

I N Nikonov

„BIOTROF“ Limited Liability Company

N I Novikova

„BIOTROF“ Limited Liability Company

  1. Hungate R.E. The Rumen and its Microbes. New York: Academic Press, 1966.
  2. Тараканов Б.В. Методы исследования микрофлоры пищеварительного тракта сельскохозяйственных животных и птицы. М.: Научный мир, 2006. 188 с. [Tarakanov B.V. Metody issledovaniya mikroflory pishchevaritel'nogo trakta sel'skohozyajstvennyh zhivotnyh i pticy. M.: Nauchnyj mir, 2006. 188 р.].
  3. Брюханов А.Л., Рыбак К.В., Нетрусов А.И. Молекулярная биология. М.: Изд-во МГУ, 2012. 474 c. [Bryuhanov A.L., Rybak K.V., Netrusov A.I. Molekulyarnaya biologiya. M.: Izd-vo MGU, 2012. 474 р.].
  4. Zielińska S., Kidawa D., Stempniewicz L., Łoś M., Łoś J.M. New Insights into the Microbiota of the Svalbard Reindeer Rangifer tarandus platyrhynchus // Frontiers in Microbiology. 2016. Vol. 7. Р. 170.
  5. Sundset M.A., Præsteng K.E., Cann I.K.O., Mathiesen S.D., Mackie R.I. Novel rumen bacterial diversity in two geographically separated sub-species of reindeer. Microbial. Ecol. 2007. Vol. 54. P. 424-438.

Views

Abstract - 22

PDF (Russian) - 2

Cited-By


PlumX

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2017 Ilyina L.A., Laptev G.Y., Layshev K.A., Yuyldyrym E.A., Philippova V.A., Nikonov I.N., Novikova N.I.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies