ivmМеждународный вестник ветеринарииInternational Journal of Veterinary Medicine2072-2419SpbGUVM Publishing House10.52419/issn2072-2419.2024.4.59ivm-1506Research ArticleИНФЕКЦИОННЫЕ БОЛЕЗНИINFECTIOUS DISEASESМолекулярно-биологическая характеристика микробиоценоза кишечника собак, находящихся на смешанном питанииMolecular biological characteristics of the intestinal microbiocenosis of dogs on a mixed diethttps://orcid.org/0000-0002-4220-1009ЛогиновС. Н.LoginovS. N.

Логинов С.Н. – асп. каф. специальных ветеринарных дисциплин 

Loginov S.N. – postgraduate student, Department of Special Veterinary Disciplines

sergyn21@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2263-6355БатомункуевА. С.BatomunkuevA. S.

Батомункуев А.С. – д-р ветеринар. наук, доц., доц. кафедры специальных ветеринарных дисциплин

Batomunkuev A.S. – D.Sc. (Veterinary Science), Assoc. Prof., Assoc. Prof., Department of Special Veterinary Disciplines

https://orcid.org/0000-0002-1245-3440СухининА. А.SukhininA. A.

Сухинин А.А. – д-р биол. наук, проф., зав. каф. микробиологии, вирусологии и иммунологии

Sukhinin A.A. – D.Sc. (Biol. Science), Prof., Head of the Department of Microbiology, Virology and Immunology

https://orcid.org/0000-0002-3368-4678КраснопеевА. Ю.KrasnopeevA. Yu.

Краснопеев А.Ю. – науч. сотр.

Krasnopeev A.Yu. – research associate 

https://orcid.org/0000-0003-2408-0837ГоршковаА. С.GorshkovaA. S.

Горшкова А.С. – канд. биол. наук, науч. сотр. 

Gorshkova A.S. – Ph.D. (Biol. Science), research associate

https://orcid.org/0000-0002-1188-7351БелыхО. И.BelykhO. I.

Белых О.И. – канд. биол. наук, доц., вед. науч. сотр. 

Belykh O.I. – Ph.D. in Biology, Assoc. Prof., Leading Researcher 

https://orcid.org/0000-0002-6214-2974ЛипкоИ. А.LipkoI. A.

Липко И.А. – канд. биол. наук, науч. сотр.

Lipko I.A. – Ph.D. in Biology, Researcher

https://orcid.org/0000-0003-1391-6731ПотаповС. А.PotapovS. A.

Потапов С.А. – науч. сотр. 

Potapov S.A. –Researcher 

https://orcid.org/0000-0002-4323-6799ТихоноваИ. В.TikhonovaI. V.

Тихонова И.В. – канд. биол. наук, ст. науч. сотр. 

Tikhonova I.V. – Ph.D. in Biology, Senior Researcher

ФГБОУ ВО «Иркутский государственный аграрный университет имени А.А. Ежевского»РоссияIrkutsk State Agrarian University named after A.A. YezhevskyRussian FederationФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет ветеринарной медицины»РоссияSt. Petersburg State University of Veterinary MedicineRussian FederationФГБУН «Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук»РоссияLimnological Institute of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences"Russian Federation202416012025045971Copyright © Логинов С.Н., Батомункуев А.С., Сухинин А.А., Краснопеев А.Ю., Горшкова А.С., Белых О.И., Липко И.А., Потапов С.А., Тихонова И.В., 20242024Логинов С.Н., Батомункуев А.С., Сухинин А.А., Краснопеев А.Ю., Горшкова А.С., Белых О.И., Липко И.А., Потапов С.А., Тихонова И.В.Loginov S.N., Batomunkuev A.S., Sukhinin A.A., Krasnopeev A.Y., Gorshkova A.S., Belykh O.I., Lipko I.A., Potapov S.A., Tikhonova I.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vetjournal.spbguvm.ru/jour/article/view/1506

Метабаркодинговые исследования кишечника домашних животных являются актуальными для ветеринарии. Влияние кормов и пищевых добавок на его микробиом кишечника имеет как прикладную, так и фундаментальную значимость и демонстрирует стимулирование роста различных групп бактерий. Целью нашей работы является изучение влияния отечественного полнорационного корма Дилли на микробное сообщество кишечника собак питомника г. Иркутска. Состав микробиома определяли у 12 животных разного возраста с помощью секвенирования ампликонов V3-V4 региона 16S рРНК на Illumina MiSeq. Коэффициенты разнообразия применяли для оценки богатства и представленности бактериальных ОТЕ, а непараметрический критерий Манна-Уитни (парный тест, p≤0,05) использовали для оценки достоверности разницы процентного содержания ОТЕ у различных физиологических групп. Всего получено 147150 последовательностей фрагмента гена 16S рРНК. Доминирующими являлись бактерии филумов Firmicutes, Actinobacteriota, Bacteroidota, Proteobacteria. У исследуемых животных почти отсутствовали бактерии Fusobacteriota – маркеры диеты с преобладанием сырого мяса (хищничества). Филум Firmicutes включал бактерий пяти семейств. Самым многочисленным семейством среди фирмикут были бактерии Lactobacillaceae. Среди бактерий Actinobacteriota наблюдали представителей семи семейств, из которых доминировали Bifidobacteriaceae. Протеобактерии порядка Enterobacterales и Burkholderiales составляли малую долю от всего сообщества, и зависели от возраста животного. Результаты исследований в перспективе могут быть использованы для расширения знаний о процессе пищеварения у всеядного животного рода волков. У этих животных достаточно пластичный микробиом, который имеет несколько вариантов нормального состава. В микробных сообществах кишечника собак, потребляющих в пищу корма, содержащие грубые пищевые волокна, преобладали молочнокислые бактерии. В свою очередь, молочнокислые бактерии редуцировали численность Fusobacteriota. 

Metabarcoding research of the domestic animal intestines is relevant for veterinary medicine. The effect of feeding and food additives on its gut microbiome is of both applied and fundamental significance and demonstrates the stimulation of the various groups of bacteria development. The objective of our work is to study the effect of the domestic complete pet feed Dilly on the microbial community of the dogs’ intestines in breeding kennel of Irkutsk. The microbiome composition was determined in 12 animals of different ages having used Illumina MiSeq amplicon sequencing of the V3-V4 region of 16S rRNA. Rates diversity had been adapted to evaluate the affluence and prominence of Bacterial operational and taxonomic units and nonparametric Mann-Whitney criteria (correlative test, p≤0,05) used to evaluate the certainty value of the difference of operational and taxonomic unit percentage in different physiological groups. All in all, 147150 the 16S rRNA gene fragment sequences were obtained. The dominant bacteria turned out to be the phyla Firmicutes, Actinobacteriota, Bacteroidota, and Proteobacteria. The animals that had been under research had almost no Fusobacteriota bacteria - markers of a diet with a predominance of raw meat (predation). The Firmicutes phylum included bacteria from five families. The most numerous families among the Firmicutes were the Lactobacillaceae bacteria. Representatives of seven families were observed among Actinobacteriota bacteria, of which Bifidobacteriaceae predominated. Proteobacteria of the Enterobacterales order and Burkholderiales made up a small proportion of the entire community and depended on the animal age. The research result could be used in perspective to enlarge knowledge about the digestive process in an omnivorous animal of the wolf pack. These animals have a more or less flexible microbiome, which has several variants of normal composition. There predominated lactic acid bacteria in the microbial communities of the dogs’ intestines, which consumed feed that contained coarse dietary fibers. In its turn, lactic acid bacteria reduced the number of Fusobacteriota.

собакауглеводная диетамикробиом кишечникабактерииметабаркодинг 16S рРНКdoghydrocarbon dietintestine microbiomebacteria16S rRNA metabarcodingReferencesPereira A.M. et al. Dogs’ microbiome from tip to toe / A.M. Pereira, A. Clemente // Top Companion Anim Med. 2021. 45. P. 100584.Pereira A.M. et al. Dogs’ microbiome from tip to toe / A.M. Pereira, A. Clemente // Top Companion Anim Med. 2021. 45. P. 100584.Garrigues Q. et al. Gut microbiota development in the growing dog: A dynamic process influenced by maternal, environmental and host factors / Q. Garrigues, E. Apper, S. Chastant, H. Mila // Front. Vet. Sci. 2020. 9. P. 964649. doi: 10.3389/fvets.2022.964649Garrigues Q. et al. Gut microbiota development in the growing dog: A dynamic process influenced by maternal, environmental and host factors / Q. Garrigues, E. Apper, S. Chastant, H. Mila // Front. Vet. Sci. 2020. 9. P. 964649. doi: 10.3389/fvets.2022.964649Benno Y. et al. Impact of the advances in age on the gastrointestinal microflora of beagle dogs / Y. Benno, H. Nakao, K. Uchida, T. Mitsuoka // J Vet Med Sci. 1992. 54(4). P. 703. doi: 10.1292/jvms.54.703.Benno Y. et al. Impact of the advances in age on the gastrointestinal microflora of beagle dogs / Y. Benno, H. Nakao, K. Uchida, T. Mitsuoka // J Vet Med Sci. 1992. 54(4). P. 703. doi: 10.1292/jvms.54.703.Сухинин А.А. Генетическое разнообразие бактерий кишечника крупного рогатого скота, выявленное с помощью высокопроизводительного секвенирования / А.А. Сухинин, А.Ю. Краснопеев, А.С. Горшкова [и др.] // Международный вестник ветеринарии. 2022. № 3. С. 27-36. DOI 10.52419/issn2072-2419.2022.3.27.Sukhinin A.A. Geneticheskoe raznoobrazie bakterij kishechnika krupnogo rogatogo skota, vy`yavlennoe s pomoshh`yu vy`sokoproizvoditel`nogo sekvenirovaniya [Genetic diversity of cattle intesti-nal bacteria revealed using high-throughput sequencing] / A.A. Sukhinin, A.Yu. Krasnopeev, A.S. Gorshkova [et al.] // International Bulletin of Veteri-nary Medicine. 2022. No. 3. P. 27-36. DOI 10.52419/issn2072-2419.2022.3.27.Suchodolski J. et al. Analysis of bacterial diversity in the canine duodenum, jejunum, ileum, and colon by comparative 16S rRNA gene analysis / J. Suchodolski, J. Camacho, J.M. Steiner // FEMS Microbiol Ecol. 2008. 66. P. 567. doi: 10.1111/j.1574–6941.2008.00521.x.Suchodolski J. et al. Analysis of bacterial diversity in the canine duo-denum, jejunum, ileum, and colon by comparative 16S rRNA gene analysis / J. Suchodolski, J. Camacho, J.M. Steiner // FEMS Microbiol Ecol. 2008. 66. P. 567. doi: 10.1111/j.1574–6941.2008.00521.x.Middelbos I.S. et al. Phylogenetic Characterization of Fecal Microbial Communities of Dogs Fed Diets with or without Supplemental Dietary Fiber Using 454 Pyrosequencing / I.S. Middelbos, B.M. Vester Boler, A. Qu, B.A. White, K.S. Swanson, G.C. Jr Fahey / PLoS ONE. 2010. 5(3). P. 9768. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0009768Middelbos I.S. et al. Phylogenetic Characterization of Fecal Microbi-al Communities of Dogs Fed Diets with or without Supplemental Dietary Fiber Using 454 Pyrosequencing / I.S. Middelbos, B.M. Vester Boler, A. Qu, B.A. White, K.S. Swanson, G.C. Jr Fahey / PLoS ONE. 2010. 5(3). P. 9768. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0009768Lin Ch.-Y. et al. Longitudinal fecal microbiome and metabolite date demonstrate rapid shifts and subsequent stabilization after an abrupt dietary change in healthy adult dogs / Ch.-Y. Lin, J. Aashish, P. Oba // J. Animal Mi-crobiome. 2020. 46(4) DOI: 10.1186/s42523-022-00194-9Lin Ch.-Y. et al. Longitudinal fecal microbiome and metabolite date demonstrate rapid shifts and subsequent stabilization after an abrupt dietary change in healthy adult dogs / Ch.-Y. Lin, J. Aashish, P. Oba // J. Animal Mi-crobiome. 2020. 46(4) DOI: 10.1186/s42523-022-00194-9Suchodolski J. Analysis of the gut microbiome in dogs and cats. Vet Clin Pathol. 2022. 50. P. 6. https://doi.org/10.1111/vcp.13031Suchodolski J. Analysis of the gut microbiome in dogs and cats. Vet Clin Pathol. 2022. 50. P. 6. https://doi.org/10.1111/vcp.13031Vazquez-Baeza E.R. et al. Dog and human inflammatory bowel disease rely on overlapping yet distinct dysbiosis networks / E.R. Vazquez-Baeza, J.S Hyde, Knight R. Suchodolski // Nat Microbiol. 2016. 1. P. 16177Vazquez-Baeza E.R. et al. Dog and human inflammatory bowel dis-ease rely on overlapping yet distinct dysbiosis networks / E.R. Vazquez-Baeza, J.S Hyde, Knight R. Suchodolski // Nat Microbiol. 2016. 1. P. 16177Pilla R. et al. The Role of the Canine Gut Microbiome and Metabolome in Health and Gastrointestinal Disease / R. Pilla, J.S. Suchodolski // Front. Vet. Sci. 2020. 6. P. 498.Pilla R. et al. The Role of the Canine Gut Microbiome and Metabo-lome in Health and Gastrointestinal Disease / R. Pilla, J.S. Suchodolski // Front. Vet. Sci. 2020. 6. P. 498.Pilla R. et al. The Gut Microbiome of Dogs and Cats, and the Influence of Diet / R. Pilla, J.S. Suchodolski // Veter Clin. N. Am. Small Anim. Pract. 2021. 51. P. 605.Pilla R. et al. The Gut Microbiome of Dogs and Cats, and the Influ-ence of Diet / R. Pilla, J.S. Suchodolski // Veter Clin. N. Am. Small Anim. Pract. 2021. 51. P. 605.Alshawaqfeh M.K. et al. A dysbiosis index to assess microbial changes in fecal samples of dogs with chronic inflammatory enteropathy / M.K. Alshawaqfeh, B. Wajid, Y. Minamoto // FEMS Microbiol Ecol. 2017. 93 (11).Alshawaqfeh M.K. et al. A dysbiosis index to assess microbial changes in fecal samples of dogs with chronic inflammatory enteropathy / M.K. Alshawaqfeh, B. Wajid, Y. Minamoto // FEMS Microbiol Ecol. 2017. 93 (11).Крылова И.О. и др. Индикаторные микроорганизмы-контаминанты кишечного микробиома щенков бельгийской овчарки (малинуа) / И.О. Крылова, Ю.Р. Садыкова // Вестник Пермского университета. Сер. Биология. 2020. Вып. 4. С. 303-311. DOI: 10.17072/1994-9952-2020-4-303-311.Krylova I.O. et al. Indikatorny`e mikroorganizmy`-kontaminanty` kishechnogo mikrobioma shhenkov bel`gijskoj ovcharki (malinua) [Indicator microorganismscontaminants of the intestinal microbiome of Belgian Shep-herd (Malinois) puppies] / I.O. Krylova, Yu.R. Sadykova // Bulletin of Perm University. Series: Biology. 2020. Issue. 4. P. 303-311. DOI: 10.17072/1994-9952-2020-4-303-311.Крылова И.О. и др. Оценка состояния кишечного микробиома служебных собак по индексу колонизационной резистентности / И.О. Крылова, Ю.Р. Садыкова // Проблемы медицинской микологии. 2021. Т.23 (2). С. 97.Krylova I.O. et al. Ocenka sostoyaniya kishechnogo mikrobioma slu-zhebny`x sobak po indeksu ko-lonizacionnoj rezistentnosti [Assessment of the state of the intestinal microbiome of service dogs using the colonization re-sistance index] / I.O. Krylova, Yu.R. Sadykova // Problems of Medical Mycol-ogy. 2021. Vol. 23 (2). P. 97.Дуняшев Т.П. и др. Влияние пробиотика профорт® на микробиом кишечника собак / Т.П. Дуняшев, Т.Н. Ромадина, Д.Г. Тюрина, Л.А. Ильина, Ю.Е. Кузнецов // Ветеринария. 2022. №7. С. 51-54.Dunyashev T.P. et al. Vliyanie probiotika profort® na mikrobiom kishechnika sobak [The effect of the probiotic Profort® on the intestinal mi-crobiome of dogs] / T.P. Dunyashev, T.N. Romadina, D.G. Tyurina, L.A. Ilyina, Yu.E. Kuznetsov // Veterinary Science. 2022. No. 7. P. 51-54.Callahan B. et al. High-resolution sample inference from Illumina amplicon data / B. Callahan, P. McMurdie, M. Rosen, A.W. Han, A.J.A. Johnson, S.P. Holmes // Nat. Methods 2016. 13. P. 581.Callahan B. et al. High-resolution sample inference from Illumina amplicon data / B. Callahan, P. McMurdie, M. Rosen, A.W. Han, A.J.A. John-son, S.P. Holmes // Nat. Methods 2016. 13. P. 581.Quast C. et al. The SILVA ribosomal RNA gene database project: Improved data processing and web-based tools / C. Quast, E. Pruesse, P. Yilmaz, J. Gerken, T. Schweer, P. Yarza, J. Peplies, F.O. Glöckner // Nucleic Acids Res. 2013. 41. P. 590.Quast C. et al. The SILVA ribosomal RNA gene database project: Improved data processing and web-based tools / C. Quast, E. Pruesse, P. Yil-maz, J. Gerken, T. Schweer, P. Yarza, J. Peplies, F.O. Glöckner // Nucleic Ac-ids Res. 2013. 41. P. 590.Schloss, P.D. et al. Introducing mothur: Open-source, platform-independent, community-supported software for describing and comparing microbial communities / P.D. Schloss, S.L. Westcott, T. Ryabin, J.R. Hall, M. Hartmann, E.B. Hollister, R.A. Lesniewski, B.B. Oakley, D.H. Parks, C.J. Robinson // Appl. Environ. Microbiol. 2009. 75. P. 7537.Schloss, P.D. et al. Introducing mothur: Open-source, platform-independent, community-supported software for describing and comparing mi-crobial communities / P.D. Schloss, S.L. Westcott, T. Ryabin, J.R. Hall, M. Hartmann, E.B. Hollister, R.A. Lesniewski, B.B. Oakley, D.H. Parks, C.J. Robinson // Appl. Environ. Microbiol. 2009. 75. P. 7537.Lyu T. et al. Changes in feeding habits promoted the differentiation of the composition and function of gut microbiotas between domestic dogs (Canis lupus familiaris) and gray wolves (Canis lupus) / T. Lyu, G. Liu, H. Zhang, L. Wang, S. Zhou, H. Dou // AMB Exp. 2018. 8. P. 123. doi: 10.1186/s13568-018-0652-x.Lyu T. et al. Changes in feeding habits promoted the differentiation of the composition and function of gut microbiotas between domestic dogs (Canis lupus familiaris) and gray wolves (Canis lupus) / T. Lyu, G. Liu, H. Zhang, L. Wang, S. Zhou, H. Dou // AMB Exp. 2018. 8. P. 123. doi: 10.1186/s13568-018-0652-x.Amitay E.L. et al. Fusobacterium and colorectal cancer: causal factor or passenger? Results from a large colorectal cancer screening study / E.L. Amitay, S. Werner, M. Vital // Carcinogenesis. 2017. 38(8). P. 781.Amitay E.L. et al. Fusobacterium and colorectal cancer: causal factor or passenger? Results from a large colorectal cancer screening study / E.L. Amitay, S. Werner, M. Vital // Carcinogenesis. 2017. 38(8). P. 781.Liu X. et al. Blautia – a new functional genus with potential probiotic properties? / X. Liu, B. Mao, J. Gu, J. Wu, S. Cui, G. Wang, J. Zhao, H. Zhang, W. Chen // Gut Microbes. 2021. 13. P. 1. DOI: 10.1080/19490976.2021.1875796Liu X. et al. Blautia – a new functional genus with potential probiotic properties? / X. Liu, B. Mao, J. Gu, J. Wu, S. Cui, G. Wang, J. Zhao, H. Zhang, W. Chen // Gut Microbes. 2021. 13. P. 1. DOI: 10.1080/19490976.2021.1875796Lynch J.B. et al. Gut microbiota Turicibacter strains differentially modify bile acids and host lipids / J.B. Lynch, E.L. Gonzalez, K. Choy // Nat Commun. 2023. 14. P. 3669 https://doi.org/10.1038/s41467-023-39403-7Lynch J.B. et al. Gut microbiota Turicibacter strains differentially modify bile acids and host lipids / J.B. Lynch, E.L. Gonzalez, K. Choy // Nat Commun. 2023. 14. P. 3669 https://doi.org/10.1038/s41467-023-39403-7Zhang Z. et al. The effects of Lactobacillus johnsonii on diseases and its potential applications / Z. Zhang, L. Zhao, J. Wu, Y. Pan, G. Zhao, Z. Li, L. Zhang // Microorganisms. 2023. 11. P.2580. https://doi.org/10.3390/microorganisms11102580Zhang Z. et al. The effects of Lactobacillus johnsonii on diseases and its potential applications / Z. Zhang, L. Zhao, J. Wu, Y. Pan, G. Zhao, Z. Li, L. Zhang // Microorganisms. 2023. 11. P.2580. https://doi.org/10.3390/microorganisms11102580Kim D.-H. et al. Modulation of the intestinal microbiota of dogs by kefir as a functional dairy product / D.-H. Kim, D. Jeong, I.-B. Kang, H.-W. Lim, Y. Cho, K.-H. Seo // Journal of Dairy Science. 2019. V. 102 (5). P. 3903.Kim D.-H. et al. Modulation of the intestinal microbiota of dogs by kefir as a functional dairy product / D.-H. Kim, D. Jeong, I. -B. Kang, H.-W. Lim, Y. Cho, K.-H. Seo // Journal of Dairy Science. 2019. V. 102 (5). P. 3903.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.