Changes in the elemental composition of the chyme and metabolic processes in the rumen when exogenous enzymes are used in feeding bulls

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Introduction. Coordination of the processes of scar digestion and metabolism in ruminants is a prerequisite for achieving high efficiency in the use of feed nutrients, improving product quality and profitability of production.

The purpose of this study was to evaluate whether the inclusion of the exogenous lipase enzyme in the diet of bullocks in feedlots has a positive effect on physiology, fermentation in the rumen, digestibility and the profile of fatty acids in the rumen.

Material and methods. In the experiment, 8 animals were used, divided into 2 groups. the bulls of the control group received the basic diet (RR), the experimental group also received RR with the inclusion of the lipase enzyme at a dosage of 25 g / head / day. The level of volatile fatty acids (VFA) in the contents of the scar was determined by gas chromatography on a gas chromatograph "Crystallux-4000M", determination of nitrogen forms according to GOST 26180-84. The elemental composition of biosubstrates was studied using atomic emission and mass spectrometry (NPP-ISP and MS-ISP) in the IC of the Central Research Center of the FNC BST RAS.

Results. The study of the ratio of LVH in the scar fluid showed that in the experimental group of animals the content of acetic acids decreased by 18.35%, propionic acid – 15.29%, butyric acid – 34.28%, valerian acid – 11.11%, while caproic acid was not found in the experimental group. Nitrogen metabolism in the body showed that the level of total nitrogen in the scar fluid increased by 64.71%, non–protein 53.66%, protein 66.22%, ammonia 78.57% (p <0.05), respectively. Analysis of the biomass of bacteria and protozoa showed that during the experiment, these indicators were higher in the experimental group of animals by 17.07% and 22.22%, respectively, compared with the control. The trace element composition of the scar fluid revealed differences in the mechanism of action of the lipase enzyme on the metabolism of chemicals. There was an increase in the concentration of chemical elements in the experimental group of bulls Ca – by 11.51%, P –17.72%, K – 20.34% (p≤0.05), Fe – 21.31%, Zn – 10.14%, Cu – 23.53%, Se – 39.13%. Against the background of a decrease in Ni – 11.44%, Ba – 14.67%, B – 9.00%, I – 33.33%, Al – 15.71 and Sr – 15.85% (p<0.05).

Conclusion. Thus, the study of microbial communities of the LJ rumen, primarily of cattle, is very relevant due to the possibility of rapid diagnosis and prevention of many pathologies of the digestive system associated with improper feeding, which, as a rule, is accompanied by the development of pathogenic and opportunistic microorganisms.

作者简介

V. Grechkina

Federal Scientific Center of Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian Academy of Sciences; Orenburg State Agrarian University

Email: viktoria1985too@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1159-0531

Ph.D. (Biol.), Acting Head of the Laboratory, Associate Professor

俄罗斯联邦, Orenburg; Orenburg

E. Sheida

Federal Scientific Center of Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian Academy of Sciences; Orenburg State University

Email: elena-shejjda@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2586-613X

Dr. Sc. (Biol.), Senior Researcher

俄罗斯联邦, Orenburg; Orenburg

O. Kvan

Federal Scientific Center of Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian Academy of Sciences; Orenburg State University

Email: kwan111@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-0561-7002

Ph.D. (Biol.), Acting Head of the Department

俄罗斯联邦, Orenburg; Orenburg

N. Soboleva

Orenburg State Agrarian University

Email: natalya.soboleva12@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3688-2303

Ph.D. (Agricul.), Associate Professor

俄罗斯联邦, Orenburg

L. Ivanova

Orenburg State Agrarian University

Email: ludmila056rus@mail.ru

Ph.D. (Agricul.), Associate Professor

俄罗斯联邦, Orenburg

L. Bykova

Orenburg State University

编辑信件的主要联系方式.
Email: ludmila20082@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3031-1171

Ph.D. (Tech.), Associate Professor

俄罗斯联邦, Orenburg

参考

  1. Betancur-Murillo C.L., Aguilar-Marin S.B., Jovel J. Prevotella: A key player in ruminal metabolism. Microorganisms. 2023; 11(1): 1. doi: 10.3390/microorganisms11010001.
  2. Лаптев Г., Йылдырым Е., Ильина Л. Микробиом рубца – основа здоровья коров. Животноводство России. 2020; 4: 42–45. [Laptev G., Yildirim E., Ilyina L. The rumen microbiome is the basis of cortical health. Animal husbandry of Russia. 2020; 4: 42–45. (In Russ.)].
  3. Фомичев Ю.П., Боголюбова Н.В., Мишуров А.В., Рыков Р.А. Биокоррекция ферментативных и микробиологических процессов в рубце, межуточный обмен у животных путем применения в питании антиоксиданта и органического йода. Российская сельскохозяйственная наука. 2019; 4: 43–47. [Fomichev Yu.P., Bogolyubova N.V., Mishurov A.V., Rykov R.A. Biocorrection of enzymatic and microbiological processes in the rumen, daily metabolism in animals by using an antioxidant and organic iodine in nutrition. Russian agricultural science. 2019; 4: 43–47. (In Russ.)]. doi: 10.31857/S2500-26272019443-47.
  4. Edison K.L., Ragitha V.S., Pradeep N.S. Beta-glucanases in animal nutrition. In: Pradeep N., Edison L.K., editors. Microbial Beta Glucanases. Interdisciplinary biotechnological advances. Springer, Singapore; 2022: 73–83. doi: 10.1007/978-981-19-6466-4_5.
  5. Ali U., Saeed M., Ahmad Z., et al. Stability and survivability of alginate gum-coated lactobacillus rhamnosus GG in simulated gastrointestinal conditions and probiotic juice development. Journal of Food Quality. 2023; 2023: 3660968. doi: 10.1155/2023/3660968.
  6. Liu Z.K., Li Y., Zhao C.C., et al. Effects of a combination of fibrolytic and amylolytic enzymes on ruminal enzyme activities, bacterial diversity, blood profile and milk production in dairy cows. Animal. 2022; 16(8): 100595. doi: 10.1016/j.animal.2022.100595.
  7. Ellatif S.A., Razik E.S.A., AL-Surhanee A.A., et al. Enhanced production, cloning, and expression of a xylanase gene from endophytic fungal strain Trichoderma harzianum kj831197.1: unveiling the in vitro anti-fungal activity against phytopathogenic fungi. J Fungi. 2022; 8(5): 447. doi: 10.3390/jof8050447.
  8. Refat B., Christensen D.A., Ismael A., et al. Evaluating the effects of fibrolytic enzymes on rumen fermentation, omasal nutrient flow and production performance in dairy cows during early lactation. Canadian Journal of Animal science. 2022; 102(1): 39–49. doi: 10.1139/cjas-2020-0062.
  9. Campana M., Morais J.P.G., Capucho E., et al. Fibrolytic enzymes increase fermentation losses and reduce fiber content of sorghum silage. Annals of animal science. 2023; 2023(1): 165–172. doi: 10.2478/aoas-2022-0038.
  10. Islam R., Rahman M., Islam S., et al. Degradation of lignocellulosic content of rice straw using aerobic cellulolytic bacteria isolated from forest soil of Bangladesh. African Journal of Microbiology Research. 2021; 15(3): 161–170. doi: 10.5897/AJMR2021.9498.
  11. Carrillo-Diaz M.I., Miranda-Romero L.A., Chavez-Aguilar G., et al. Improvement of ruminal neutral detergent fiber degradability by obtaining and using exogenous fibrolytic enzymes from whiterot fungi. Animals. 2022; 12(7): 843. doi: 10.3390/ani12070843.
  12. Ibarra-Islas A., Hernandez J.E.M., Armenta S., et al. Use of nutshells wastes in the production of lignocellulolytic enzymes by white-rot fungi. Brazilian Archives of Biology and Technology. 2023; 66: e23210654. doi: 10.1590/1678-4324-2023210654.
  13. Хамидуллин И.Р., Галиуллин А.К., Тамимдаров Б.Ф., Шакиров Ш.К. Идентификация микроорганизмов рубца крупного рогатого скота. Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины. 2016; 227(3): 112–114. [Khamidullin I.R., Galiullin A.K., Tamimdarov B.F., Shakirov S.K. Identification of microorganisms of cattle rumen. Scientific notes of the Kazan State Academy of Veterinary Medicine. 2016; 227(3): 112–114. (In Russ.)]. DOI: https://sciup.org/14288848.
  14. Yang J.C., Guevara-Oquendo V.H., Refat B., Yu P. Effects of exogenous fibrolytic enzyme derived from trichoderma reesei on rumen degradation characteristics and degradability of low-tannin whole plant faba bean silage in dairy cow. Dairy. 2022; 3(2): 303–313. doi: 10.3390/dairy3020023.
  15. Singh A., Anil, Nair P.M., et al. A review on the role of exogenous fibrolytic enzymes in ruminant nutrition. Current Journal of Applied Science and Technology. 2022; 41(36): 45–58. doi: 10.9734/CJAST/2022/v41i363966.
  16. Лаптев Г., Ильина Л., Солдатова В. Микробиом рубца жвачных: современные представления. Животноводство России. 2018; 10: 38–42. [Laptev G., Ilyina L., Soldatova V. Microbiome of ruminant rumen: modern concepts. Animal husbandry of Russia. 2018; 10: 38–42. (In Russ.)].
  17. Estrada-Reyes Z., Tsukahara Y., Goetsch A., et al. Genetic markers for resistance to gastrointestinal parasites in sheep and goats from the southern region of the united states. 01/2022. doi: 10.32473/edis-an383-2022.
  18. Silva D.L., Dalolio F.S., Teixeira L.V., et al. Impact of the supplementation of exogenous protease and carbohydrase on the metabolizable energy and standardized ileal amino acid digestibility of soybean meals in two Brazilian regions. Brazilian Journal of Poultry Science. 2022; 24(04): 001–010. doi: 10.1590/1806-9061-2021-1452.
  19. Jabri J., Ammar H., Abid K., et al. Effect of exogenous fibrolytic enzymes supplementation or functional feed additives on in vitro ruminal fermentation of chemically pretreated sunflower heads. Agriculture. 2022; 12(5): 696. doi: 10.3390/agriculture12050696.
  20. Mousa G.A., Allak M.A., Hassan O.G.A. Influence of fibrolytic enzymes supplementation on lactation performance of ossimi ewes. Advances in Animal and Veterinary Sciences. 2022; 10(1): 27–34. doi: 10.17582/journal.aavs/2022/10.1.27.34.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2. Fig. 1. The concentration of volatile fatty acids in the scar content, mg/ml

下载 (108KB)
3. Fig. 2. Biomass of bacteria and protozoa, g/100 ml

下载 (45KB)

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».