ivmМеждународный вестник ветеринарииInternational Journal of Veterinary Medicine2072-2419SpbGUVM Publishing House10.52419/issn2072-2419.2025.4.298ivm-1896Research ArticleБИОХИМИЯ, МОРФОЛОГИЯ, ФИЗИОЛОГИЯBIOCHEMISTRY, ANATOMY, PHYSIOLOGYИзучение таксономического и функционального профиля микробиома кишечника белой куропаткиStudy of taxonomic and functional profile the intestinal microbiome of the white partridgehttps://orcid.org/0000-0003-4557-844XФилатовА. В.FilatovA. V.

д-р ветеринар. наук, проф., вед. науч. сотр. 

Dr. of Veterinary Sciences, Prof., Leading Researcher

fav6819@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5485-4616НиколаевС. В.NikolaevS. V.

кан. ветеринар. наук, вед. науч. сотр.

Candidate of Veterinary Sciences, Leading Researcher 

https://orcid.org/0000-0002-8795-6659ЛаптевГ. Ю.LaptevG. Yu.

д-р биол. наук

Dr. of Biological Sciences

https://orcid.org/0000-0003-2789-4844ИльинаЛ. А.IlinaL. A.

д-р биол. наук

Dr. of Biological Sciences 

Институт агробиотехнологий им. А.В. Журавского Коми научного центра УрО РАН; ФГБОУ ВО «Вятский государственный агротехнологический университет»РоссияInstitute of Agrobiotechnology named after A.V. Zhuravsky Komi Scientific Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences; Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “Vyatka State Agrotechnological University”Russian FederationИнститут агробиотехнологий им. А.В. Журавского Коми научного центра УрО РАНРоссияInstitute of Agrobiotechnology named after A.V. Zhuravsky Komi Scientific Center of the Ural Branch of the Russian Academy of SciencesRussian FederationФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет»; ООО «БИОТРОФ»РоссияFederal State Educational Institution of Higher Education "Saint Petersburg State Agrarian University" (FSBEI VO SPbSAU); Limited Liability Company "BIOTROF" (OOO "BIOTROF")Russian Federation20253012202504298309Copyright © Филатов А.В., Николаев С.В., Лаптев Г.Ю., Ильина Л.А., 20252025Филатов А.В., Николаев С.В., Лаптев Г.Ю., Ильина Л.А.Filatov A.V., Nikolaev S.V., Laptev G.Y., Ilina L.A.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/1896

Одной из характерных особенностей физиологии пищеварения белой куропатки (Lagopus lagopus), является увеличенный по сравнению с представителями других семейств слепой отдел кишечника. Целью настоящего исследования является анализ таксономического и метаболического состава микробиоты кишечника белой куропатки с использованием современных молекулярно-генетических методов, в частности NGS-секвенирования. Объектом исследования послужило содержимое подвздошной кишки и слепых отростков кишечника белой куропатки, добытой в зимний период на территории Малоземельской тундры Ненецкого автономного округа. Результаты исследований продемонстрировали целый спектр отличий, связанных с таксономическим и функциональным разнообразием микробиоты тонкой и толстой кишки белой куропатки. При этом в слепых отростках птиц отмечалось существенно более высокое количество бактерий с целлюлозолитическими свойствами (семейств Clostridia vadinBB60, Oscillospiraceae, Lachnospiraceae). Этот факт может представлять интерес в контексте поиска штаммов микроорганизмов для разработки биопрепаратов с пробиотическими и ферментативными свойствами. Также в кишечнике белой куропатки детектированы представители условно-патогенной микробиоты (семейств Streptococcaceae и Helicobacteraceae), часто вызывающей заболевания на фоне ослабления иммунитета. В слепых отростках по сравнению с подвздошной кишкой наблюдалось более высокое количество метаболических путей, ассоциированных с энергетическим обменом (FUCRHAMCAT-PWY (p≤0,005), FUCCAT-PWY (p≤0,001), GLUCUROCAT-PWY (p≤0,005)), антиоксидантной активностью (NAD-BIOSYNTHESIS-II (p≤0,005), PYRIDNUCSALPWY, PYRIDNUCSYN-PWY, PYRIDOXSYN-PWY (p≤0,05)), биосинтезом витаминов и кофакторов. Результаты проведенных исследований указывают на значительный метаболический потенциал микробиома кишечника белой куропатки, особенно его в слепых отростках.

Despite a significant amount of research on the digestive system of birds, grouse, which includes the, remain insufficiently studied in this context. One of the characteristic features of the digestive physiology of partridge (Lagopus lagopus) is the enlarged cecum compared to representatives of other families. The purpose of this study is to analyze the taxonomic and metabolic composition of the intestinal microbiota of the white partridge using modern molecular genetic methods, in particular NGS sequencing. The object of the study was the contents of the ileum and caecal appendages of the intestine of a white partridge, harvested in winter on the territory of the Malozemelskaya tundra of the Nenets Autonomous Okrug. The research results demonstrated a range of differences related to the taxonomic and functional diversity of the microbiota of the small and large intestine of the white partridge. At the same time, a significantly higher number of bacteria with cellulolytic properties (Clostridia vadinBB60, Oscillospiraceae, and Lachnospiraceae families) was observed in the blind processes of birds. This fact may be of interest in the context of the search for strains of microorganisms for the development of biological products with probiotic and enzymatic properties. Representatives of opportunistic microbiota (Streptococcaceae and Helicobacteraceae families) have also been detected in the intestines of the white partridge, which often causes diseases due to weakened immunity. In the cecum, compared with the ileum, there was a higher number of metabolic pathways associated with energy metabolism (FUC-RHAMCATPWY (p<0.005), FUCCAT-PWY (p<0.001), GLUCUROCAT-PWY (p<0.005)), antioxidant activity (NAD-BIOSYNTHESIS-II (p<0.005), PYRIDNUCSAL-PWY, PYRIDNUCSYN-PWY, PYRIDOXSYN-PWY (p<0.05)), biosynthesis of vitamins and cofactors. The results of the conducted studies indicate a significant metabolic potential of the intestinal microbiome of the white partridge, especially in its blind processes.

белая куропаткамикробиом кишечникаметаболический потенциалNGS-секвенированиеPICRUSt2перспективные пробиотические штаммы.willow grousegut microbiomemetabolic potentialNGS sequencingPICRUSt2promising probiotic strainsReferencesВоронин Р.Н. Питание белой куропатки в Большеземельской тундре // Сборник научн.-техн. Информ. ВНИИОЗ. Киров. – 1974. Вып. 44-45. – С. 58-63.Voronin, R. N. (1974). Pitanie beloy kuropatki v Bol'shezemel'skoy tundra [Nutrition of the willow ptarmigan in the Bol'shezemel'skaya tundra]. Sbornik nauchno-tekhnicheskoy informatsii VNIIOZ, (44-45), 58–63.Johnsgard, P. Grouses and Quais of North America. – New York, 1973.Johnsgard, P. A. (1973). Grouse and Quails of North America. University of Nebraska Press.Исаев А.П. Тетеревиные птицы Якутии: распространение, численность, экология. - Новосибирск: Наука, 2016. – 340 с.Isaev, A. P. (2016). Teterevinye ptitsy Yakutii: rasprostranenie, chislennost', ekologiya [Grouse birds of Yakutia: distribution, abundance, ecology]. Nauka.Андреев А.В. Адаптация птиц к зимним условиям Субарктики. – М.: Наука, 1980. – 176 с.Andreev, A. V. (1980). Adaptatsiya ptits k zimnim usloviyam Subarktiki [Adaptation of birds to winter conditions of the Subarctic]. Nauka.Лаптев Г.Ю., Новикова Н.И., Йылдырым Е.А., Ильина Л.А. Микробиом сельскохозяйственных животных: связь со здоровьем и продуктивностью – СПб, 2020. – 336 с.Laptev, G. Yu., Novikova, N. I., Yıldırım, E. A., & Ilyina, L. A. (2020). Mikrobiom sel'skokhozyaystvennykh zhivotnykh: svyaz so zdorov'em i produktivnost'yu [Microbiome of farm animals: connection with health and productivity]. (In Russian).Hird, S.M., Sánchez C., Carstens B.C., Brumfield R.T. Comparative Gut Microbiota of 59 Neotropical Bird Species // Front Microbiol. – 2015. – V. – 21(6). – P. 1403. DOI: 10.3389/fmicb.2015.01403.Hird, S. M., Sánchez, C., Carstens, B. C., & Brumfield, R. T. (2015). Comparative Gut Microbiota of 59 Neotropical Bird Species. Frontiers in Microbiology, *6*, 1403. https://doi.org/10.3389/fmicb.2015.01403.Потапов Р.Л. Отряд курообразные (Galliformes). Семейство тетеревиные (Tetraonidae). – Л.: Наука, 1985. – 638с. – (Фауна СССР; Н.С., № 133; Птицы; Т. Ш; Вып.1; Ч.2).Potapov, R. L. (1985). Otryad kuroobraznye (Galliformes). Semeystvo teterevinye (Tetraonidae) [Order Galliformes. Family Tetraonidae]. In Fauna SSSR. Ptitsy (Vol. 1, Pt. 2). Nauka. (In Russian).Кочкарев П.В. Роль слепых отростков белой куропатки (lagopus lagopus Montin. 1776) в процессе регулирования микроэлементного состава // Вестник КрасГАУ. – 2014. – №10.Kochkarev, P. V. (2014). Rol' slepykh otrostkov beloy kuropatki (Lagopus lagopus Montin. 1776) v protsesse regulirovaniya mikroelementnogo sostava [The role of the cecal appendages of the willow ptarmigan in regulating the microelement composition]. Vestnik KrasGAU, (10).Каблучеева Т.И. Роль слепых кишок в переваривании клетчатки корма// Тр. КубГАУ. – Краснодар, 2000. – Вып. № 379(407). – С. 100-104.Kablucheeva, T. I. (2000). Rol slepykh kishek v perevarivanii kletchatki korma [The role of ceca in the digestion of feed fiber]. Trudy Kubanskogo Gosudarstvennogo Agrarnogo Universiteta, *379*(407), 100–104.Кузьмина М.А. Тетеревиные и фазановые СССР. – Алма-Ата: Наука, 1977.Kuz'mina, M. A. (1977). Teterevinye i fazanovye SSSR [Grouse and pheasants of the USSR]. Nauka.Moss R., Parkinson J.A. The digestion of heather (Calluna vulgaris) by Red Grouse (Langorus lagopus scoticus). – Brit. J. Nutr., 1972, vol. 27, p. 285-298.Moss, R., & Parkinson, J. A. (1972). The digestion of heather (Calluna vulgaris) by Red Grouse (Lagopus lagopus scoticus). British Journal of Nutrition, *27*(2), 285–298. https://doi.org/10.1079/BJN19720087.Pulliainen E., Paloheimo L., Syrjala L., Digestibility of blueberry stems (Vaccinium myrtillus) and cowberries (Vaccinium vitisiddaea) in the Willow Grouse (Langorus lagopus). – Ann. Acad. Sci. Fenn. Ser, A. Biol., 1968, vol. 126, p. 4-15.Pulliainen, E., Paloheimo, L., & Syrjäla, L. (1968). Digestibility of blueberry stems (Vaccinium myrtillus) and cowberries (Vaccinium vitis-idaea) in the Willow Grouse (Lagopus lagopus). Annales Academiae Scientiarum Fennicae. Series A. IV. Biologica, (126), 1–4.Андреев А.В. Об энергетическом балансе и особенностях пищеварения некоторых тетеревиных птиц в зимний период. – Биол. Проб. Севера, 1973, вып. 2. – С. 146-155.Andreev, A. V. (1973). Ob energeticheskom balanse i osobennostyakh pishchevareniya nekotorykh teterevinykh ptits v zimniy period [On the energy balance and digestion features of some grouse birds in winter]. Biologicheskie Problemy Severa, (2), 146–155.Hu, S., Png, E., Gowans, M. et al. Ectopic gut colonization: a metagenomic study of the oral and gut microbiome in Crohn’s disease. Gut Pathog 13, 13 (2021). https://doi.org/10.1186/s13099-021-00409-5Hu, S., Png, E., Gowans, M., et al. (2021). Ectopic gut colonization: a metagenomic study of the oral and gut microbiome in Crohn’s disease. Gut Pathogens, *13*, 13. https://doi.org/10.1186/s13099-021-00409-5.Cherbuy, C., Vaugelade P, Labarthe S, Honvo-Houeto E, Darcy-Vrillon B, Watford M, Duée PH. The Contribution of Intestinal Gluconeogenesis to Glucose Homeostasis Is Low in 2-Day-Old Pigs // J. Nutr. – 2017. – V.147(3). –P. 361-366. DOI: 10.3945/jn.116.242131.Cherbuy, C., Vaugelade, P., Labarthe, S., Honvo-Houeto, E., Darcy-Vrillon, B., Watford, M., & Duée, P. H. (2017). The Contribution of Intestinal Gluconeogenesis to Glucose Homeostasis Is Low in 2-Day-Old Pigs. The Journal of Nutrition, *147*(3), 361–366. https://doi.org/10.3945/jn.116.242131.Sheng, S., Chen J., Zhang Y., Qin Q., Li W., Yan S., Wang Y., Li T., Gao X., Tang L, Li A, Ding S. Structural and Functional Alterations of Gut Microbiota in Males with Hyperuricemia and High Levels of Liver Enzymes // Front. Med. (Lausanne). – 2021. – V.19. P. 8:779994. DOI: 10.3389/fmed.2021.779994.Sheng, S., Chen, J., Zhang, Y., Qin, Q., Li, W., Yan, S., Wang, Y., Li, T., Gao, X., Tang, L., Li, A., & Ding, S. (2021). Structural and Functional Alterations of Gut Microbiota in Males with Hyperuricemia and High Levels of Liver Enzymes. Frontiers in Medicine, *8*, 779994. https://doi.org/10.3389/fmed.2021.779994.Houtkooper, R.H., Cantó C., Wanders R.J., Auwerx J. The secret life of NAD+: an old metabolite controlling new metabolic signaling pathways // Endocr. Rev. 2010 – V.2. – P.194-223. DOI: 10.1210/er.2009-0026.Houtkooper, R. H., Cantó, C., Wanders, R. J., & Auwerx, J. (2010). The secret life of NAD+: an old metabolite controlling new metabolic signaling pathways. Endocrine Reviews, *31*(2), 194–223. https://doi.org/10.1210/er.2009-0026.Croft T., Venkatakrishnan P., Lin S.J. NAD+ Metabolism and Regulation: Lessons from Yeast. Biomolecules. 2020. – V. 10(2). – P. 330. DOI: 10.3390/biom10020330Croft, T., Venkatakrishnan, P., & Lin, S. J. (2020). NAD+ Metabolism and Regulation: Lessons from Yeast. Biomolecules, *10*(2), 330. https://doi.org/10.3390/biom10020330.Manzoor A, Amir S, Gul F, Sidique MA, Kayani MUR, Zaidi SSA, Javed S, Abbas Shah ST, Nasir A. Characterization of the Gastrointestinal and Reproductive Tract Microbiota in Fertile and Infertile Pakistani Couples // Biology (Basel). 2021. – V.11 (1). – P. 40. DOI: 10.3390/biology11010040.Manzoor, A., Amir, S., Gul, F., Sidique, M. A., Kayani, M. U. R., Zaidi, S. S. A., Javed, S., Abbas Shah, S. T., & Nasir, A. (2021). Characterization of the Gastrointestinal and Reproductive Tract Microbiota in Fertile and Infertile Pakistani Couples. Biology, *11*(1), 40. biology11010040.Peng, Y.C., Xu J.X., You X.M., Huang Y.Y., Ma L., Li L.Q., Qi L.N. Specific gut microbiome signature predicts hepatitis B virus-related hepatocellular carcinoma patients with microvascular invasion // Ann. Med. – 2023. –V. 55(2). P. 2283160. DOI: 10.1080/07853890.2023.2283160Peng, Y. C., Xu, J. X., You, X. M., Huang, Y. Y., Ma, L., Li, L. Q., & Qi, L. N. (2023). Specific gut microbiome signature predicts hepatitis B virus-related hepatocellular carcinoma patients with microvascular invasion. Annals of Medicine, *55*(2), 2283160. https://doi.org/10.1080/07853890.2023.2283160.Oretomiloye, F, Adewole D. Exploring the modulatory effects of brown seaweed meal and extracts on intestinal microbiota and morphology of broiler chickens challenged with heat stress // Poult Sci – 2024. – V. 103(4). – P. 103562. DOI: 10.1016/j.psj.2024.103562.Oretomiloye, F., & Adewole, D. (2024). Exploring the modulatory effects of brown seaweed meal and extracts on intestinal microbiota and morphology of broiler chickens challenged with heat stress. Poultry Science, *103*(4), 103562. https://doi.org/10.1016/j.psj.2024.103562.

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