ivmМеждународный вестник ветеринарииInternational Journal of Veterinary Medicine2072-2419SpbGUVM Publishing House10.52419/issn2072-2419.2022.4.203ivm-988Research ArticleЗООГИГИЕНА, САНИТАРИЯ, КОРМЛЕНИЕZOOHYGIENE, SANITATION, FEEDINGСовременные молекулярно-генетические технологии для формирования перечня представителей нормальной микрофлоры птицыModern molecular genetic technologies for forming a list of representatives normal bird microflorahttps://orcid.org/0000-0001-8924-2273ПрасоловаО. В.PrasolovaO. V.

 к.в.н., ведущий научный сотрудник 

https://orcid.org/0000-0002-4695-1077МаликН. И.MalikN. I.

 д.б.н., главный научный сотрудник 

https://orcid.org/0000-0002-6274-5265СолтынскаяИ. В.SoltynskayaI. V.

 заведующий отделом 

https://orcid.org/0000-0003-1549-1984БогомазоваА. Н.BogomazovaA. N.

 к.б.н., заведующий лабораторией 

https://orcid.org/0000-0003-0080-0158КрыловаЕ. В.KrylovaE. V.

 к.б.н., ведущий научный сотрудник

https://orcid.org/0000-0001-7836-3010МаликЕ. В.MalikE. V.

 к.в.н., ведущий научный сотрудник 

ФГБУ Всероссийский государственный Центр качества и стандартизации лекарственных средств для животных и кормов («ВГНКИ»)РоссияThe Russian State Center for Animal Feed and Drug Standardization and QualityRussian FederationФГБУ Всероссийский государственный Центр качества и стандартизации лекарственных средств для животных и кормов («ВГНКИ»); ФГБУ Федеральный научноклинический центр физико-химической медицины ФМБАРоссияThe Russian State Center for Animal Feed and Drug Standardization and Quality; Federal Scientific and Clinical Center of Physical and Chemical MedicineRussian Federation20223101202304203210Copyright © Прасолова О.В., Малик Н.И., Солтынская И.В., Богомазова А.Н., Крылова Е.В., Малик Е.В., 20232023Прасолова О.В., Малик Н.И., Солтынская И.В., Богомазова А.Н., Крылова Е.В., Малик Е.В.Prasolova O.V., Malik N.I., Soltynskaya I.V., Bogomazova A.N., Krylova E.V., Malik E.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/988

Результаты метагеномного анализа выявили высокое филогенетическое и таксономическое разнообразие микробного сообщества как просветной, так и мукозной микрофлоры кишечного микробиома птицы. Анализ таксономической структуры сравниваемых микробиомов показал, как сходство, так и различия в таксономическом разнообразии и относительном обилии (%) бактерий сравниваемых микробиомов на уровне порядка, класса, рода.На уровне типов в просветном и мукозном микробиоме кишечника птицы идентифицировано 24 таксономические категории, на уровне класса 35, на уровне порядка 75, на уровне семейства 168, на уровне рода – 350.Основную долю микробного сообщества просветного и мукозного микробиома составляли микроорганизмы, относящиеся к типам Firmicutes, Proteobacteria, Actinobacteria Cyanobacteria и Bacteroidetes. Сравнение биологического разнообразия толстокишечного и мукозного микробиомов на уровне филума показало, что относительная величина Proteobacteria по отношению к Firmicutes в мукозном микробиоме было в 3,25 раза выше, а соотношение Firmicutes к Bacteroidetes в толстокишечном микробиоме в 3,98 раза выше, чем в мукозном.На уровне рода различия в составе микробиомов проявились большей относительной долей (по убывающей) в просветном микробиоме представителей рода Lactobacillus, Candidatus Arthromitus, Romboutsia, Gallibacterium, Campylobacter, Enterococcus, и представителей рода Acinetobacter, Staphylococcus, Bacillus и Bradyrhizobium в мукозном. Углублённое изучение кишечной микробиоты с использованием приемов культивирования и высокотехнологичных методов идентификации микроорганизмов с учетом результатов метагеномного анализа позволяет значительно расширить представление о видовом многообразии микробиомов и функциях представителей различных таксонов в поддержании здоровья птицы, а также для формирования переписи представителей нормальной микрофлоры птицы.

The results of the metagenomic analysis revealed a high phylogenetic and taxonomic diversity of the microbial community of both luminal and mucosal microflora of the bird intestinal microbiome. Analysis of the taxonomic structure of the compared microbiomes showed both similarities and differences in the taxonomic diversity and relative abundance (%) of bacteria of the compared microbiomes at the level of order, class, genus.At the type level, 24 taxonomic categories were identified in the luminal and mucosal intestinal microbiome of birds, at the class level 35, at the order level 75, at the family level 168, at the genus level 350.The main share of the microbial community of the luminal and mucosal microbiome was made up of microorganisms belonging to the Firmicutes, Proteobacteria, Actinobacteria Cyanobacteria, and Bacteroidetes phyla. Comparison of the biological diversity of the colonic and mucosal microbiomes at the phylum level showed that the relative value of Proteobacteria in relation to Firmicutes in the mucosal microbiome was 3.25 times higher, and the ratio of Firmicutes to Bacteroidetes in the colonic microbiome was 3.98 times higher. than in mucosal.At the genus level, differences in the composition of microbiomes were manifested by a greater relative share (in decreasing order) in the luminal microbiome of representatives of the genus Lactobacillus, Candidatus Arthromitus, Romboutsia, Gallibacterium, Campylobacter, Enterococcus, and representatives of the genus Acinetobacter, Staphylococcus, Bacillus and Bradyrhizobium in the mucosal microbiome. An in-depth study of the intestinal microbiota using cultivation techniques and high-tech methods for identifying microorganisms, taking into account the results of metagenomic analysis, can significantly expand the understanding of the species diversity of microbiomes and the functions of representatives of various taxa in maintaining bird health, as well as to form a census of representatives of normal bird microflora.

микробиомметагеномное секвенированиеколлекционная деятельностьmicrobiomemetagenomic sequencingcollection activityИсследование финансировалось Федеральной службой по ветеринарному и фитосанитарному надзору, научноисследовательский проект №122012700127-9 «Диагностика состояния нормальной микробиоты желудочнокишечного тракта сельскохозяйственной птицы под воздействием антимикробных и пробиотических препаратов для разработки и осуществления мер по ее сохранению или восстановлению».Referencesvan den Berg, N.I., Machado, D., Santos, S. et al. Ecological modelling approaches for predicting emergent properties in microbial communities. Nat Ecol Evol 6, 855–865 (2022). https://doi.org/10.1038/s41559-022-01746-7van den Berg, N.I., Machado, D., Santos, S. et al. Ecological modeling approaches for predicting emergent properties in microbial communities. Nat Ecol Evol 6, 855–865 (2022). https://doi.org/10.1038/s41559-022-01746-7Cuccato, M.; Rubiola, S.;Giannuzzi, D.; Grego, E.; Pregel, P.;Divari, S.; Cannizzo, F.T. 16S rRNA Sequencing Analysis of the Gut Microbiota in Broiler Chickens Prophylactically Administered with Antimicrobial Agents. Antibiotics 2021, 10, 146. https://doi.org/antibiotics10020146Cuccato, M.; Rubiola, S.; Giannuzzi, D.; Grego, E.; Pregel, P.; Divari, S.; Cannizzo, F.T. 16S rRNA Sequencing Analysis of the Gut Microbiota in Broiler Chickens Prophylactically Administered with Antimicrobial Agents. Antibiotics 2021, 10, 146. https://doi.org/antibiotics10020146Xiao, S.-S.; Mi, J.-D.; Mei, L.; Liang, J.; Feng, K.-X.;Wu, Y.-B.; Liao, X.-D.;Wang, Y. Microbial Diversity and Community Variation in the Intestines of Layer Chickens Animals 2021, 11, 840.Xiao, S.-S.; Mi, J.-D.; Mei, L.; Liang, J.; Feng, K.-X.; Wu, Y.-B.; Liao, X.-D.; Wang, Y. Microbial Diversity and Community Variation in the Intestines of Layer Chick-ens Animals 2021, 11, 840.Lenkova T., Nikonov I., Kuznetsov Y., Karpenko l., Balykina A., Development of the probiotic feed supplement based on lactobacillus plantarum to increase the broiler productivity, International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering (IJITEE) ISSN: 2278-3075 (Online), Volume-9 Issue-1, November 2019Lenkova T., Nikonov I., Kuznetsov Y., Karpenko l., Balykina A., Development of the probiotic feed supplement based on lactobacillus plantarum to increase the broiler productivity, International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering (IJITEE ) ISSN: 2278-3075 (Online), Volume-9 Issue-1, November 2019Cao, J., Hu, Y., Liu, F. et al. Metagenomic analysis reveals the microbiome and resistome in migratory birds. Microbiome 8, 26 (2020). https://doi.org/10.1186/s40168-019-0781-8;Cao, J., Hu, Y., Liu, F. et al. Metagenomic analysis reveals the microbiome and resistome in migratory birds. Microbiome 8, 26 (2020). https://doi.org/10.1186/s40168-019-0781-8;Dmitry A. Makarov, Antimicrobial resistance of commensal Enterococcus faecalis and Enterococcus faecium from foodproducing animals in Russia / Dmitry A. Makarov, Olga E. Ivanova, Anastasia V. Pomazkova, Maria A. Egoreva, Olga V. Prasolova, Sergey V. Lenev, Maria A. Gergel, Nataliya K. Bukova, Sergey Yu. Karabanov // Veterinary World, 15(3): 611-621, DOI: 10.14202/vetworld.2022.611-621;Dmitry A. Makarov, Antimicrobial resistance of commensal Enterococcus faecalis and Enterococcus faecium from foodproducing animals in Russia / Dmitry A. Makarov, Olga E. Ivanova, Anastasia V. Pomazkova, Maria A. Egoreva, Olga V. Prasolova, Sergey V. Lenev, Maria A. Gergel, Nataliya K. Bukova, Sergey Yu. Karabanov // Veterinary World, 15(3): 611-621, DOI: 10.14202/vetworld.2022.611-621;Mohd Shaufi, M.A., Sieo, C.C., Chong, C.W. et al. Deciphering chicken gut microbial dynamics based on high-throughput 16S rRNA metagenomics analyses. Gut Pathog 7, 4 (2015). https://doi.org/10.1186/s13099-015-0051-7Mohd Shaufi, M.A., Sieo, C.C., Chong, C.W. et al. Deciphering chicken gut microbial dynamics based on high-throughput 16S rRNA metagenomics analyses. Gut Pathog 7, 4 (2015). https://doi.org/10.1186/s13099-015-0051-7Mulholland, K.A.; Robinson, M.G.; Keeler, S.J.; Johnson, T.J.; Weber, B.W.; Keeler, C.L., Jr. Metagenomic Analysis of the Respiratory Microbiome of a Broiler Flock from Hatching to Processing. Microorganisms 2021, 9, 721. https://doi.org/10.3390/microorganisms9040721Mulholland, K.A.; Robinson, M. G.; Keeler, S.J.; Johnson, T. J.; Weber, B. W.; Keeler, C.L., Jr. Metagenomic Analysis of the Respiratory Microbiome of a Broiler Flock from Hatching to Processing. Microorganisms 2021, 9, 721. https://doi.org/10.3390/ microorganisms9040721Ahir V, Koringa P, Bhatt V, Ramani U, Tripathi A, Singh K, Dhagat U, Patel J, Patel M, Katudia K. Metagenomic analysis of poultry gut microbes. Indian J Poultry Sci. 2010;45(2):111–4.Ahir V, Koringa P, Bhatt V, Ramani U, Tripathi A, Singh K, Dhagat U, Patel J, Patel M, Katudia K. Metagenomic analysis of poultry gut microbes. Indian J Poultry Sci. 2010;45(2):111–4.Oakley BB, Kogut MH. Spatial and temporal changes in the broiler chicken cecal and fecal microbiomes and correlations of bacterial taxa with cytokine gene expression. Front Vet Sci. 2016;3:11.Oakley BB, Kogut MH. Spatial and temporal changes in the broiler chicken cecal and fecal microbiomes and correlations of bacterial taxa with cytokine gene expression. Front Vet Sci. 2016;3:11.Awad WA, Mann E, Dzieciol M, Hess C, Schmitz-Esser S, Wagner M, Hess M. Agerelated dif-ferences in the luminal and mucosa-associated gut microbiome of broiler chickens and shifts as-sociated with campylobacter jejuni infection. Front Cell Infect Microbiol. 2016;6:154.Awad WA, Mann E, Dzieciol M, Hess C, Schmitz-Esser S, Wagner M, Hess M. Age-related dif-ferences in the luminal and mucosa-associated gut microbiome of broiler chickens and shifts as-sociated with campylobacter jejuni infection. Front Cell In-fect Microbiol. 2016;6:154.

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