ivmМеждународный вестник ветеринарииInternational Journal of Veterinary Medicine2072-2419SpbGUVM Publishing House10.52419/issn2072-2419.2022.4.152ivm-979Research ArticleФАРМАКОЛОГИЯ, ТОКСИКОЛОГИЯ, ФАРМАЦИЯPHARMACOLOGY, TOXICOLOGY, PHARMACYИспользование гамма-октанолактона в рационе бройлеров: микробиом кишечникаThe using of gamma-octanolactone in the broiler diet: intestinal microbiomeДускаевГ. К.DuskaevG. K.

 д.б.н., глав. науч. сотр. отдела кормления сельскохозяйственных животных и технологии кормов им. С.Г. Леушина 

 Doctor of biological sciences, chief researcher

РусаковаЕ. А.RusakovaE. A.

 к.б.н., ст. науч. сотр. лаборатории молекулярно-генетических исследований в животноводстве 

 Candidate of biological sciences, senior researcher

ДерябинД. Г.DeryabinD. G.

 д.м.н, гл. науч. сотр, лаборатории молекулярно-генетических исследований в животноводстве 

 Doctor of sciences, chief researcher

ФГБНУ ФНЦ БСТ РАНРоссияFederal Research Centre of Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian Academy of SciencesRussian FederationФГБНУ ФНЦ БСТ РАНРоссияFederal Research Centre of Biological Systems and Agro-technologies of the Russian Academy of SciencesRussian Federation20222901202304152158Copyright © Дускаев Г.К., Русакова Е.А., Дерябин Д.Г., 20232023Дускаев Г.К., Русакова Е.А., Дерябин Д.Г.Duskaev G.K., Rusakova E.A., Deryabin D.G.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/979

Существуют опасения по поводу включения антибиотиков в корм для цыплят, из-за развития резистентности у бактерий. Именно по этой причине актуальным становится поиск добавок альтернативах антибиотикам. Одной из групп природных соединений, которые могут стать альтернативой антибиотикам, являются гамма-лактоны, которые обладают широким спектром биологической активности: антибактериальной, фунгицидной, антифидантной, рострегулирующей, аттрактантной, противоопухолевой. Доказана способность гамма-октанолактона ингибировать различные системы кворума (QS) LuxI/LuxR у бактерий. Исходя из этого, можно предположить, что использование данного вещества в рационе позволит снизить инфекции в кишечнике птицы и улучшить эффекты при выращивании бройлеров. Предполагается, что гамма-октанолактон может оказывать сходное с антибиотиками действие на патогены, снижать инвазивность у бройлеров и благоприятно влиять на микрофлору кишечника. Целью данной работы стала оценкамикробиома подвздошного отдела кишечника бройлеров при введении гаммаоктанолактона в рацион.Исследование было проведено с использованием метода секвенирования. Тотальную ДНК из образцов содержимого кишечника выделяли при помощи набора FastDNA® SPIN Kit for Faeces. Парноконцевое секвенирование ампликоновых ДНК-библиотек было выполнено на платформе Illumina MiSeq с использованием набора реактивов MiSeq Reagent Kit v.2 (500-cycle) (Illumina, San Diego, CA, USA).Полученные результаты позволяют сделать вывод, что включение гамма-окталактона в рацион бройлеров в дозировке 0,05 и 0,20 мл/кг ж.м./сут способствует росту числа представителей филума Firmicutes в подвздошном отделе кишечника птицы. Дозировка 0,05 мл/кг ж.м./сут способствовала снижению содержания рода Streptococcus на 4,21%, относительно контроля. Гамма-окталактон в дозировке 0,20 мл/кг ж.м./сут способствует увеличению на 10% представителей родов Lactobacillus и Turicibacter, относительно контрольной группы.

It is known that the inclusion of antibiotics in chicken feed leads to the development of resistance in bacteria. It is for this reason that the search for additives to alternative antibiotics becomes relevant. The ability of gamma-glucanolactone to inhibit various quorum systems (QS) LuxI/LuxR in bacteria has been demonstrated. Based on this, it can be assumed that the use of this substance in the diet will reduce infections in the intestines of poultry and improve the effects of broiler rearing. The aim of this work was to evaluate the microbiome of the iliac intestine of broilers when introducing gammaoctanolactone into the diet.The study was conducted using the sequencing method. Total DNA from samples of intestinal contents was isolated using the FastDNA ® Faecal Extraction Kit. Pair-end sequencing of DNA library amplicons was performed on the Illumina MiSeq Reagent Kit platform using the MiSeq v.2 Reagent Kit (500 cycles) (Illumina, San Diego, California, USA). The inclusion of gamma-octalactone in the diet of broilers at a dosage of 0.05 and 0,20 ml / kg w.m. / day contributes to an increase in the number of representatives of the phylum Firmicutes in the iliac intestine of poultry. The dosage of 0,05 ml / kg w.m. / day of gamma-octanolactone reduced the content of the genus Streptococcus by 4,21%; the dosage of 0,20 ml / kg w.m./ day of gammaoctanolactone increased by 10% representatives of the genera Lactobacillus and Turicibacter, relative to the control.

бройлерыгамма-октанолактонсеквенированиекишечная микробиотаиндексы биоразнообразияbroilersgamma-octalactonesequencingintestinal microbiotabiodiversity indicesИсследования выполнены по теме НИР № FNWZ-2022-0010.ReferencesEghbaldost-Jadid R. The Effects of Turnip (Brassica rapa) Extract on the Growth Performance and Health of Broilers / R. Eghbaldost-Jadid, M. Nosrati, B. Rasouli, A. Seidavi, C.J.C. Phillips // Animals (Basel) 2021;18.11(3):867. – DOI 10.3390/ani11030867.Eghbaldost-Jadid R. The Effects of Turnip (Brassica rapa) Extract on the Growth Performance and Health of Broilers / R. Eghbaldost-Jadid, M. Nosrati, B. Rasouli, A. Seidavi, C.J.C. Phillips // Animals (Basel) 2021;18.11(3):867. – DOI 10.3390/ani11030867.Mehdi Y. Use of antibiotics in broiler production: Global impacts and alternatives / Y. Mehdi, M.P. Létourneau-Montminy, M.L. Gaucher, Y. Chorfim [et al.] // S. Anim Nutr. – 2018. – No 4(2). – Р. 170-178. – DOI 10.1016/j.aninu.2018.03.002.Mehdi Y. Use of antibiotics in broiler production: Global impacts and alternatives / Y. Mehdi, M.P. Létourneau-Montminy, M.L. Gaucher, Y. Chorfim [et al.] // S. Anim Nutr. – 2018. – No 4(2). – Р. 170-178. – DOI 10.1016/j.aninu.2018.03.002.Zhu Q. Progress on Gut Health Maintenance and Antibiotic Alternatives in Broiler Chicken Production / Q. Zhu, P. Sun, B. Zhang, L. Kong, C. Xiao, Z. Song // Front Nutr. – 2021; 8:692839. – DOI 10.3389/fnut.2021.692839.Zhu Q. Progress on Gut Health Maintenance and Antibiotic Alternatives in Broiler Chicken Production / Q. Zhu, P. Sun, B. Zhang, L. Kong, C. Xiao, Z. Song // Front Nutr. – 2021; 8:692839. – DOI 10.3389/fnut.2021.692839.Habtamu, A. Potential Feed Additives as Antibiotic Alternatives in Broiler Production / A. Habtamu, Z. Haijun, W. Jing, Wu. Shugeng, Q. Kai [et al.] // Front Vet Sci. – 2022; 9:916473. – DOI 10.3389/fvets.2022.916473Habtamu, A. Potential Feed Additives as Antibiotic Alternatives in Broiler Production / A. Habtamu, Z. Haijun, W. Jing, Wu. Shugeng, Q. Kai [et al.] // Front Vet Sci. – 2022; 9:916473. – DOI 10.3389/fvets.2022.916473Flees, J. Phytogenic feed- and wateradditives improve feed efficiency in broilers via modulation of (an)orexigenic hypothalamic neuropeptide expression / J. Flees, E. Greene , B. Ganguly, S. Dridi // Neuropeptides. – 2020; 81:102005. – DOI 10.1016/j.npep.2020.102005.Flees, J. Phytogenic feed- and wateradditives improve feed efficiency in broilers via modulation of (an)orexigenic hypothalamic neuropeptide expression / J. Flees, E. Greene , B. Ganguly, S. Dridi // Neuropeptides. – 2020; 81:102005. – DOI 10.1016/j.npep.2020.102005.Carey, F.A. Organic Chemistry (8th ed.) / F.A. Carey, R.M. Giuliano // New-York: McGraw-Hill, 2011. – P. 798–99.Carey, F.A. Organic Chemistry (8th ed.) / F.A. Carey, R.M. Giuliano // New-York: McGraw-Hill, 2011. – P. 798–99.Gottelt, M. Characterisation of a natural variant of the γ-butyrolactone signalling receptor / M. Gottelt, A. Hesketh, R. Bunet [et al.] // BMC Res. Notes. – 2012; 5: 379.Gottelt, M. Characterisation of a natural variant of the γ-butyrolactone signalling receptor / M. Gottelt, A. Hesketh, R. Bunet [et al.] // BMC Res. Notes. – 2012; 5: 379.Lechner, D. The anti-staphylococcal activity of Angelica dahurica (Bai Zhi) / D. Lechner, M. Stavri, M. Oluwatuyi [et al.] // Phytochemistry. – 2004. – No 65(3). – P. 331–5. – DOI 10.1016/j.phytochem.2003.11.010.Lechner, D. The anti-staphylococcal activity of Angelica dahurica (Bai Zhi) / D. Lechner, M. Stavri, M. Oluwatuyi [et al.] // Phytochemistry. – 2004. – No 65(3). – P. 331–5. – DOI 10.1016/j.phytochem.2003.11.010.Whiteley, M. Progress in and promise of bacterial quorum sensing research / M. Whiteley, S.P. Diggle, E.P. Greenberg // Nature. – 2017. – Vol. 551. – P. 313–320. – DOI 10.1038/nature24624.Whiteley, M. Progress in and promise of bacterial quorum sensing research / M. Whiteley, S.P. Diggle, E.P. Greenberg // Nature. – 2017. – Vol. 551. – P. 313–320. – DOI 10.1038/nature24624.Duskaev, G.K. Assessment of (in vitro) toxicity of quorum-sensing inhibitor molecules of quercus cortex / G.K. Duskaev, D.G. Deryabin, I.F. Karimov [et al.] // Journal of Pharmaceutical Sciences and Research. – 2018. – No 10(1). – P. 91-95.Duskaev, G.K. Assessment of (in vitro) toxicity of quorum-sensing inhibitor molecules of quercus cortex / G.K. Duskaev, D.G. Deryabin, I.F. Karimov [et al.] // Journal of Pharmaceutical Sciences and Research. – 2018. – No 10(1). – P. 91-95.Duskaev, G.K. Eucalyptus viminalis leaf extract alters the productivity and blood parameters of healthy broiler chickens / G.K. Duskaev, O.V. Kvan, Sh.G. Rakhmatullin // Vet World. – 2020. – No 13(12). – P. 2673–2680. – DOI 10.14202/vetworld.2020.2673-2680Duskaev, G.K. Eucalyptus viminalis leaf extract alters the productivity and blood parameters of healthy broiler chickens / G.K. Duskaev, O.V. Kvan, Sh.G. Rakhmatullin // Vet World. – 2020. – No 13(12). – P. 2673–2680. – DOI 10.14202/vetworld.2020.2673-2680Klindworth, A. Evaluation of general 16S ribosomal RNA gene PCR primers for classical and nextgeneration sequencing-based diversity studies / A. Klindworth [et al.] // Nucleic Acids Research. – 2013;41(1): е1. DOI 10.1093/nar/gks808.Klindworth, A. Evaluation of general 16S ribosomal RNA gene PCR primers for classical and nextgeneration sequencing-based diversity studies / A. Klindworth [et al.] // Nucleic Acids Research. – 2013;41(1): е1. DOI 10.1093/nar/gks808.Шитиков, В.К. Оценка биоразнообразия: попытка формального обобщения / В.К. Шитиков, Г.С. Розенберг // Структурный анализ экологических систем. Количественные методы экологии и гидробиологии. – 2005. – С. 91-121.Шитиков, В.К. Оценка биоразнообразия: попытка формального обобщения / В.К. Шитиков, Г.С. Розенберг // Структурный анализ экологических систем. Количественные методы экологии и гидробиологии. – 2005. – С. 91-121.Розенберг, Г.С. Несколько слов об индексе разнообразия Симпсона / Г.С. Розенберг // Самарская Лука. –2007.–Т. 16.–№3(21).–С. 581-584.Розенберг, Г.С. Несколько слов об индексе разнообразия Симпсона / Г.С. Розенберг // Самарская Лука. –2007.–Т. 16.–№3(21).–С. 581-584.Орлова, Ю.С. Использование индексов биологического разнообразия для анализа альгофлоры бассейна р. Алатырь / Ю.С. Орлова // ВЕСТНИК Мордовского университета. – 2013. – С. 53-56.Орлова, Ю.С. Использование индексов биологического разнообразия для анализа альгофлоры бассейна р. Алатырь / Ю.С. Орлова // ВЕСТНИК Мордовского университета. – 2013. – С. 53-56.

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