Effect of adaptogen lithium ascorbate on the microbiota of rumen in young ewes
Health and productivity of ruminants directly depend on the state of rumen and digestion in intestinal tract. Normal microflora protects the body from pathogenic microbes, stimulates the immune system, participates in metabolic reactions and plays an important role in energy metabolism. Disturbance...
| Published in: | Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Agrarian Series |
|---|---|
| Main Authors: | , , , , , , , , , , , , , , , |
| Other Authors: | , |
| Format: | Article in Journal/Newspaper |
| Language: | Russian |
| Published: |
The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"
2022
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://vestiagr.belnauka.by/jour/article/view/619 https://doi.org/10.29235/1817-7204-2022-60-1-91-104 |
| id |
ftjpnasbas:oai:oai.vestiag.elpub.ru:article/619 |
|---|---|
| record_format |
openpolar |
| institution |
Open Polar |
| collection |
Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Series of Agrarian Sciences |
| op_collection_id |
ftjpnasbas |
| language |
Russian |
| topic |
microbiota adaptogen feed additive lithium ascorbate sheep rumen 16S рРНК NGS sequencing cellulolytic bacteria pathogenic microflora микробиота аскорбат лития овцы рубец NGS-секвенирование целлюлозолитические бактерии патогенная микрофлора |
| spellingShingle |
microbiota adaptogen feed additive lithium ascorbate sheep rumen 16S рРНК NGS sequencing cellulolytic bacteria pathogenic microflora микробиота аскорбат лития овцы рубец NGS-секвенирование целлюлозолитические бактерии патогенная микрофлора K. Ostrenko S. E. Koloskova M. V. Ezerskij V. A. Ovcharova N. N. Belova V. L. Il’ina A. E. Jyldyrym A. G. Laptev Yu. К. Остренко С. Е. Колоскова М. В. Езерский А. А. Овчарова Н. Н. Белова В. Л. Ильина А. Е. Йылдырым А. Г. Лаптев Ю. Effect of adaptogen lithium ascorbate on the microbiota of rumen in young ewes |
| topic_facet |
microbiota adaptogen feed additive lithium ascorbate sheep rumen 16S рРНК NGS sequencing cellulolytic bacteria pathogenic microflora микробиота аскорбат лития овцы рубец NGS-секвенирование целлюлозолитические бактерии патогенная микрофлора |
| description |
Health and productivity of ruminants directly depend on the state of rumen and digestion in intestinal tract. Normal microflora protects the body from pathogenic microbes, stimulates the immune system, participates in metabolic reactions and plays an important role in energy metabolism. Disturbance of species composition of microflora in rumen under effect of various factors leads to a state of dysbiosis, disorders of products digestibility, changes in enzymatic processes and other disorders. Biologically active substances of an adaptogenic nature can show immunomodulatory and antimicrobial activity. Adaptogen lithium ascorbate has stress-protective, neurotrophic, neuroprotective, antioxidant, immunomodulatory properties. In this paper, using molecular genetic methods, the effect of lithium ascorbate on composition of rumen microbiota of sheep was studied for the first time. Composition of microbiota was determined by NGS sequencing method. In total, 37 phylums, 76 classes, 98 orders, 225 families and 894 species of microorganisms were identified. It has been determined that introduction of lithium ascorbate at a dose of 10 mg/kg of body weight into the main diet of sheep contributed to increase in proportion of cellulolytic bacteria from 73.6±1.6% to 75.4±0.9% and over 40% decrease in total number of infusoria in rumen content. Cellulolytic activity of rumen fluid in sheep of the experimental group increased by 38% compared to the animals of the control group. The number of pathogenic bacteria decreased from 2.7% in sheep of the control group to 1.6% in animals of the experimental group, while the content of beneficial bacilli increased from 0.3% to 0.5%, respectively. Content of undesirable and conditionally pathogenic microflora decreased in the sheep of experimental group. The obtained data confirm positive effect of adaptogen lithium ascorbate, introduced into diet at a dosage of 10 mg/kg of body weight, on qualitative and quantitative composition of microbiota in sheep rumen. Therefore, lithium ascorbate, a broad-spectrum adaptogen, can be recommended as a feed additive to the main diet of sheep to improve rumen digestion and increase productivity. Здоровье и продуктивность жвачных животных напрямую зависят от рубцового и кишечного пищеварения. Нормальная микрофлора защищает организм от патогенных микробов, стимулирует иммунную систему, участвует в метаболических реакциях и играет важную роль в энергетическом обмене. Нарушение видового состава микрофлоры рубца под влиянием различных факторов приводит к изменению усвояемости продуктов пищеварения, изменениям ферментативных процессов и развитию прочих патологических процессов. Биологически активные вещества адаптогенной природы могут проявлять иммуномодулирующую и антимикробную активность. Адаптоген аскорбат лития обладает стресс-протекторными, нейротрофическими, нейропротекторными, антиоксидантными, иммуномодулирующими свойствами и в качестве кормовой добавки влияет на микробиоту рубца. В настоящем исследовании при использовании NGS-секвенирования впервые изучено влияние адаптогена аскорбата лития на бактериальное сообщество рубца овец-ярок романовской породы. На фоне длительного содержания овец на основном рационе в условиях вивария ВНИИФБиП нормофлора рубца не подвергалась негативным изменениям. Введение органической соли лития в состав основного рациона в дозировке 10 мг/кг живой массы способствовало усилению процессов ферментации в рубце, достоверному росту целлюлозолитической активности, снижению суммарной доли патогенных и доли некоторых условно-патогенных микроорганизмов в рубцовом содержимом. Полученные данные свидетельствуют о благотворном влиянии введения аскорбата лития в качестве добавки к основному рациону на состав микробиоты рубца овец. |
| author2 |
The research was carried out as part of State program of FSBRI “Federal Research Center for Livestock - VIZH n.a. Academy Member Ernst” (topic АААА-А18-118021590136-7) Работа выполнена в рамках Государственного задания ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр животноводства – ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста» (тема АААА-А18-118021590136-7) |
| format |
Article in Journal/Newspaper |
| author |
K. Ostrenko S. E. Koloskova M. V. Ezerskij V. A. Ovcharova N. N. Belova V. L. Il’ina A. E. Jyldyrym A. G. Laptev Yu. К. Остренко С. Е. Колоскова М. В. Езерский А. А. Овчарова Н. Н. Белова В. Л. Ильина А. Е. Йылдырым А. Г. Лаптев Ю. |
| author_facet |
K. Ostrenko S. E. Koloskova M. V. Ezerskij V. A. Ovcharova N. N. Belova V. L. Il’ina A. E. Jyldyrym A. G. Laptev Yu. К. Остренко С. Е. Колоскова М. В. Езерский А. А. Овчарова Н. Н. Белова В. Л. Ильина А. Е. Йылдырым А. Г. Лаптев Ю. |
| author_sort |
K. Ostrenko S. |
| title |
Effect of adaptogen lithium ascorbate on the microbiota of rumen in young ewes |
| title_short |
Effect of adaptogen lithium ascorbate on the microbiota of rumen in young ewes |
| title_full |
Effect of adaptogen lithium ascorbate on the microbiota of rumen in young ewes |
| title_fullStr |
Effect of adaptogen lithium ascorbate on the microbiota of rumen in young ewes |
| title_full_unstemmed |
Effect of adaptogen lithium ascorbate on the microbiota of rumen in young ewes |
| title_sort |
effect of adaptogen lithium ascorbate on the microbiota of rumen in young ewes |
| publisher |
The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka" |
| publishDate |
2022 |
| url |
https://vestiagr.belnauka.by/jour/article/view/619 https://doi.org/10.29235/1817-7204-2022-60-1-91-104 |
| genre |
Rangifer |
| genre_facet |
Rangifer |
| op_source |
Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Agrarian Series; Том 60, № 1 (2022); 91-104 Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наук; Том 60, № 1 (2022); 91-104 1817-7239 1817-7204 10.29235/1817-7204-2022-60-1 |
| op_relation |
https://vestiagr.belnauka.by/jour/article/view/619/562 Сенчук, И. В. Диагностика нарушений рубцового пищеварения у овец / И. В. Сенчук // Изв. с.-х. науки Тавриды. – 2019. – № 17 (180). – С. 156–163. Shreiner, A. B. The gut microbiome in health and in disease / A. B. Shreiner, J. Y. Kao, V. B. Young // Current Opinion in Gastroenterology. – 2015. – Vol. 31, N 1. – P. 69–75. https://doi.org/10.1097/MOG.0000000000000139 Role of gut microbiota in the aetiology of obesity: proposed mechanisms and review of the literature / M. J. Khan [et al.] // J. of Obesity. – 2016. – Vol. 2016. – Art. 7353642. https://doi.org/10.1155/2016/7353642 Zheng, D. Interaction between microbiota and immunity in health and disease / D. Zheng, T. Liwinski, E. Elinav // Cell Research. – 2020. – Vol. 30, N 6. – P. 492–506. https://doi.org/10.1038/s41422-020-0332-7 Yan, H. Hematopoiesis and the bacterial microbiome / H. Yan, M. T. Baldridge, K. Y. King // Blood. – 2018. – Vol. 132, N 6. – P. 559-564. https://doi.org/10.1182/blood-2018-02-832519 Glassner, K. L. The microbiome and inflammatory bowel disease / K. L. Glassner, B. P. Abraham, E. M. M. Quigley // J. of Allergy a. Clinical Immunology. – 2020. – Vol. 145, N 1. – P. 16-27. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2019.11.003 Cancer and the gut microbiota: an unexpected link / L. Zitvogel [et al.] // Science Translational Medicine. – 2015. – Vol. 7, N 271. – P. 271ps1. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.3010473 Кирпиченко, А. А. Психобиотики: способна ли микробиота кишечника оказывать влияние на психическое здоровье хозяина? / А. А. Кирпиченко, И. Ю. Ким // Вестн. Витеб. гос. мед. ун-та. – 2017. – Т. 16, № 2. – С. 26–42. https://doi.org/10.22263/2312-4156.2017.2.26 The microbiota-gut-brain axis / J. F. Cryan [et al.] // Physiol. Rev. – 2019. – Vol. 99, N 4. – P. 1877–2013. https://doi.org/10.1152/physrev.00018.2018 Олескин, А. В. Пробиотики, психобиотики и метабиотики: проблемы и перспективы / А. В. Олескин, Б. А. Шендеров // Физ. и реабилитац. медицина, мед. реабилитация. – 2020. – Т. 2, № 3. – С. 233–243. https://doi.org/10.36425/rehab25811 Foster, J. A. Gut-brain axis: how the microbiome influences anxiety and depression / J. A. Foster, K.-A. McVey Neufeld // Trends in Neurosciences. – 2013. – Vol. 36, N 5. – P. 305–312. https://doi.org/10.1016/j.tins.2013.01.005 Hooper L. V. Interactions between the microbiota and the immune system / L. V. Hooper, D. R. Littman, A. J. Macpherson // Science. – 2012. – Vol. 336, N 6086. – P. 1268–1273. https://doi.org/10.1126/science.1223490 Загоруй, А. В. Ветеринарно-санитарная характеристика свинины, полученной при убое стрессчувствительных животных / А. В. Загоруй // Актуальные проблемы инфекционной патологии и биотехнологии : материалы Х Междунар. студенч. науч. конф., 30–31 мая 2017 г. / Ульян. гос. аграр. ун-т. – Ульяновск, 2017. – Ч. 1. – С. 159–161. Воздействие теплового стресса на микробиоту кишечника / Е. А. Ажмулдинов [и др.] // Животноводство и кормопроизводство. – 2019. – Т. 102, № 4. – С. 163–173. https://doi.org/10.33284/2658-3135-102-4-163 Early life stress alters behavior, immunity, and microbiota in rats: implications for irritable bowel syndrome and psychiatric illnesses / S. M. O’Mahony [et al.] // Biol. Psychiatry. – 2009. – Vol. 65, N 3. – P. 263–267. https://doi.org/10.1016/j. biopsych.2008.06.026 Microbiota alteration is associated with the development of stress-induced despair behavior / I. A. Marin [et al.] // Sci. Rep. – 2017. – Vol. 7. – Art. 43859. https://doi.org/10.1038/srep43859 Dinan, T. G. Melancholic microbes: a link between gut microbiota and depression? / T. G. Dinan, J. F. Cryan // Neurogastroenterology a. Motility. – 2013. – Vol. 25, N 9. – P.713–719. https://doi.org/10.1111/nmo.12198 Dinan, T. G. Psychobiotics: a novel class of psychotropic / T. G. Dinan, C. Stanton, J. F. Cryan // Biol. Psychiatry. – 2013. – Vol. 74, N 10. – P. 720–726. https://doi.org/biopsych.2013.05.001 Dietary prebiotics: current status and new definition / G. R. Gibson [et al.] // Food Science a. Technology Bull. – 2011. – Vol. 7. – P. 1–19. https://doi.org/10.1616/1476-2137.15880 Dynamic alterations in yak rumen bacteria community and metabolome characteristics in response to feed type / C. Liu [et al.] // Frontiers in Microbiology. – 2019. – Vol. 10. – Art. 1116. https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.01116 Metagenomic assessment of the functional potential of the rumen microbiome in Holstein dairy cows / D.W. Pitta [et al.] // Anaerobe. – 2016. – Vol. 38. – P. 50–60. https://doi.org/10.1016/j.anaerobe.2015.12.003 Metagenomic analysis of the rumen microbiome of steers with wheat-induced frothy bloat / D. W. Pitta [et al.] // Frontiers in Microbiology. – 2016. – Vol. 7. – Art. 689. https://doi.org/10.3389/fmicb.2016.00689 Effect of dietary concentrate to forage ratio on growth performance, rumen fermentation and bacterial diversity of Tibetan sheep under barn feeding on the Qinghai-Tibetan plateau / H. Liu [et al.] // Peer J. – 2019. – Vol. 7. – Art. 7462. https://doi.org/10.7717/peerj.7462 Сезонные изменения микробиома рубца у северного оленя (Rangifer tarandus) в условиях Российской Арктики / Л. А. Ильина [и др.] // С.-х. биология. – 2020. – Т. 55, № 4. – С. 697–713. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2020.4.697rus Effect of different feeding methods on rumen microbes in growing Chinese Tan sheep / Z. Fu [et al.] // Rev. Brasileira de Zootecnia. – 2020. – Vol. 49. – Art. e20190258. https://doi.org/10.37496/rbz4920190258 High-grain feeding causes strong shifts in ruminal epithelial bacterial community and expression of Toll-like receptor genes in goats / J. Liu [et al.] // Frontiers in Microbiology. – 2015. – Vol. 6. – Art. 167. https://doi.org/10.3389/fmicb.2015.00167 Ноздрин, Г. А. Теоретические и практические основы применения пробиотиков на основе бацилл в ветеринарии / Г. А. Ноздрин, А. Б. Иванова А. Г Ноздрин // Вестн. НГАУ. – 2011. – № 5 (21). – С. 87–95. Invited review: Current production trends, farm structures, and economics of the dairy sheep and goat sectors / G. Pulina [et al.] // J. of Dairy Science. – 2018. – Vol. 101, N 8. – P. 6715–6729. https://doi.org/10.3168/jds.2017-14015 Арсеньев, Д. Д. Технология романовского овцеводства / Д. Д. Арсеньев, В. Ю. Лобков. – Ярославль : Яросл. ГСХА, 2011. – 267 с. Биокоррекция ферментативных и микробиологических процессов в рубце, межуточный обмен у овец путем применения в питании антиоксиданта и органического йода / Ю. П. Фомичев [и др.] // Рос. с.-х. наука. – 2019. – № 4. – C. 43–47. https://doi.org/10.31857/S2500-26272019443-47 Чёрная, Л. В. Особенности жизнедеятельности эндобионтных инфузорий в желудке овец / Л. В. Чёрная // Междунар. журн. приклад. и фундам. исслед. – 2016. – № 3, ч. 3. – С. 402–404. Артемьева, О. А. Изучение микробиоценоза у гибридных и чистопородных животных / О. А. Артемьева, Е. Н. Колодина, Т. И. Логвинова // Новости науки в АПК. – 2018. – № 2 (11), ч. 1. – С. 247–250. https://doi.org/10.25930/5er7-eh98 Microbial community compositions in the gastrointestinal tract of Chinese Mongolian sheep using Illumina MiSeq sequencing revealed high microbial diversity / Y. Zeng [et al.] // AMB Express. – 2017. – Vol. 7, N 1. – P. 75–86. https://doi.org/10.1186/s13568-017-0378-1 Convergent evolution of rumen microbiomes in high-altitude mammals / Z. Zhang [et al.] // Current Biology. – 2016. – Vol. 26, N 14. – P. 1873–1879. https://doi.org/10.1016/j.cub.2016.05.012 Dynamics and stabilization of the rumen microbiome in yearling Tibetan sheep / L. Wang [et al.] // Sci. Rep. – 2019. – Vol. 9, N 1. – Art. 19620. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-019-56206-3 Diversity and composition of rumen bacteria, fungi, and protozoa in goats and sheep living in the same high-altitude pasture / S. Langda [et al.] // Animals. – 2020. – Vol. 10, N 2. – Art. 186. https://doi.org/10.3390/ani10020186 Rumen microbiome and metabolome of tibetan sheep (ovis aries) reflect animal age and nutritional requirement / H. Li [et al.] // Frontiers in Veterinary Science. – 2020. – Vol. 7. – Art. 609. https://doi.org/10.3389/fvets.2020.00609 Comparison of the rumen bacterial community, rumen fermentation and growth performance of fattening lambs fed lowgrain, pelleted or non-pelleted high grain total mixed ration / E. В. Trabi [et al.] // Animal Feed Science a. Technology. – 2019. – Vol. 253. – P. 1–12. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2019.05.001 Odenyo A. A. Tannin-tolerant ruminal bacteria from East African ruminants / A. A. Odenyo, P. O. Osuji // Canad. J. of Microbiology. – 1998. – Vol. 44, N 9. – P. 905–909. https://doi.org/10.1139/cjm-44-9-905 Сравнительная оценка природных кормовых добавок по функциональному действию на процессы пищеварения и микробиоту рубца у овец (ovis aries) / Ю. П. Фомичев [и др.] // С.-х. биология. – 2020. – Т. 55, № 4. – С. 770–783. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2020.4.770rus Органические соли лития – эффективные антистрессовые препараты нового поколения / К. С. Остренко [и др.] // Проблемы биологии продуктив. животных. – 2017. – № 2. – С. 5–28. Janda, J. M. 16S rRNA gene sequencing for bacterial identification in the diagnostic laboratory: pluses, perils, and pitfalls / J. M. Janda, S. L. Abbott // J. of Clinical Microbiology. – 2007. – Vol. 45, N 9. – P. 2761–2764. https://doi.org/10.1128/JCM.01228-07 A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing / J. Qin [et al.] // Nature. – 2010. – Vol. 464, N 7285. – P. 59–65. https://doi.org/10.1038/nature08821 Shotgun metagenomics, from sampling to analysis / C. Quince [et al.] // Nature Biotechnology. – 2017. – Vol. 35, N 9. – P. 833–844. https://doi.org/10.1038/nbt.3935 Лаптев, Г. Микробиом рубца – основа здоровья коров / Г. Лаптев, Е. Йылдырым, Л. Ильина // Животноводство России. – 2020. – № 4. – С. 42–45. https://vestiagr.belnauka.by/jour/article/view/619 doi:10.29235/1817-7204-2022-60-1-91-104 |
| op_rights |
Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access). Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access). |
| op_rightsnorm |
CC-BY |
| op_doi |
https://doi.org/10.29235/1817-7204-2022-60-1-91-104 https://doi.org/10.29235/1817-7204-2022-60-1 https://doi.org/10.1097/MOG.0000000000000139 https://doi.org/10.1155/2016/7353642 https://doi.org/10.1038/s41422-020-0332-7 https://doi.org/10.1182/ |
| container_title |
Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Agrarian Series |
| container_volume |
60 |
| container_issue |
1 |
| container_start_page |
91 |
| op_container_end_page |
104 |
| _version_ |
1766175346980290560 |
| spelling |
ftjpnasbas:oai:oai.vestiag.elpub.ru:article/619 2023-05-15T18:04:05+02:00 Effect of adaptogen lithium ascorbate on the microbiota of rumen in young ewes Влияние адаптогена аскорбата лития на микробиоту рубца овец-ярок K. Ostrenko S. E. Koloskova M. V. Ezerskij V. A. Ovcharova N. N. Belova V. L. Il’ina A. E. Jyldyrym A. G. Laptev Yu. К. Остренко С. Е. Колоскова М. В. Езерский А. А. Овчарова Н. Н. Белова В. Л. Ильина А. Е. Йылдырым А. Г. Лаптев Ю. The research was carried out as part of State program of FSBRI “Federal Research Center for Livestock - VIZH n.a. Academy Member Ernst” (topic АААА-А18-118021590136-7) Работа выполнена в рамках Государственного задания ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр животноводства – ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста» (тема АААА-А18-118021590136-7) 2022-02-02 application/pdf https://vestiagr.belnauka.by/jour/article/view/619 https://doi.org/10.29235/1817-7204-2022-60-1-91-104 rus rus The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka" https://vestiagr.belnauka.by/jour/article/view/619/562 Сенчук, И. В. Диагностика нарушений рубцового пищеварения у овец / И. В. Сенчук // Изв. с.-х. науки Тавриды. – 2019. – № 17 (180). – С. 156–163. Shreiner, A. B. The gut microbiome in health and in disease / A. B. Shreiner, J. Y. Kao, V. B. Young // Current Opinion in Gastroenterology. – 2015. – Vol. 31, N 1. – P. 69–75. https://doi.org/10.1097/MOG.0000000000000139 Role of gut microbiota in the aetiology of obesity: proposed mechanisms and review of the literature / M. J. Khan [et al.] // J. of Obesity. – 2016. – Vol. 2016. – Art. 7353642. https://doi.org/10.1155/2016/7353642 Zheng, D. Interaction between microbiota and immunity in health and disease / D. Zheng, T. Liwinski, E. Elinav // Cell Research. – 2020. – Vol. 30, N 6. – P. 492–506. https://doi.org/10.1038/s41422-020-0332-7 Yan, H. Hematopoiesis and the bacterial microbiome / H. Yan, M. T. Baldridge, K. Y. King // Blood. – 2018. – Vol. 132, N 6. – P. 559-564. https://doi.org/10.1182/blood-2018-02-832519 Glassner, K. L. The microbiome and inflammatory bowel disease / K. L. Glassner, B. P. Abraham, E. M. M. Quigley // J. of Allergy a. Clinical Immunology. – 2020. – Vol. 145, N 1. – P. 16-27. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2019.11.003 Cancer and the gut microbiota: an unexpected link / L. Zitvogel [et al.] // Science Translational Medicine. – 2015. – Vol. 7, N 271. – P. 271ps1. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.3010473 Кирпиченко, А. А. Психобиотики: способна ли микробиота кишечника оказывать влияние на психическое здоровье хозяина? / А. А. Кирпиченко, И. Ю. Ким // Вестн. Витеб. гос. мед. ун-та. – 2017. – Т. 16, № 2. – С. 26–42. https://doi.org/10.22263/2312-4156.2017.2.26 The microbiota-gut-brain axis / J. F. Cryan [et al.] // Physiol. Rev. – 2019. – Vol. 99, N 4. – P. 1877–2013. https://doi.org/10.1152/physrev.00018.2018 Олескин, А. В. Пробиотики, психобиотики и метабиотики: проблемы и перспективы / А. В. Олескин, Б. А. Шендеров // Физ. и реабилитац. медицина, мед. реабилитация. – 2020. – Т. 2, № 3. – С. 233–243. https://doi.org/10.36425/rehab25811 Foster, J. A. Gut-brain axis: how the microbiome influences anxiety and depression / J. A. Foster, K.-A. McVey Neufeld // Trends in Neurosciences. – 2013. – Vol. 36, N 5. – P. 305–312. https://doi.org/10.1016/j.tins.2013.01.005 Hooper L. V. Interactions between the microbiota and the immune system / L. V. Hooper, D. R. Littman, A. J. Macpherson // Science. – 2012. – Vol. 336, N 6086. – P. 1268–1273. https://doi.org/10.1126/science.1223490 Загоруй, А. В. Ветеринарно-санитарная характеристика свинины, полученной при убое стрессчувствительных животных / А. В. Загоруй // Актуальные проблемы инфекционной патологии и биотехнологии : материалы Х Междунар. студенч. науч. конф., 30–31 мая 2017 г. / Ульян. гос. аграр. ун-т. – Ульяновск, 2017. – Ч. 1. – С. 159–161. Воздействие теплового стресса на микробиоту кишечника / Е. А. Ажмулдинов [и др.] // Животноводство и кормопроизводство. – 2019. – Т. 102, № 4. – С. 163–173. https://doi.org/10.33284/2658-3135-102-4-163 Early life stress alters behavior, immunity, and microbiota in rats: implications for irritable bowel syndrome and psychiatric illnesses / S. M. O’Mahony [et al.] // Biol. Psychiatry. – 2009. – Vol. 65, N 3. – P. 263–267. https://doi.org/10.1016/j. biopsych.2008.06.026 Microbiota alteration is associated with the development of stress-induced despair behavior / I. A. Marin [et al.] // Sci. Rep. – 2017. – Vol. 7. – Art. 43859. https://doi.org/10.1038/srep43859 Dinan, T. G. Melancholic microbes: a link between gut microbiota and depression? / T. G. Dinan, J. F. Cryan // Neurogastroenterology a. Motility. – 2013. – Vol. 25, N 9. – P.713–719. https://doi.org/10.1111/nmo.12198 Dinan, T. G. Psychobiotics: a novel class of psychotropic / T. G. Dinan, C. Stanton, J. F. Cryan // Biol. Psychiatry. – 2013. – Vol. 74, N 10. – P. 720–726. https://doi.org/biopsych.2013.05.001 Dietary prebiotics: current status and new definition / G. R. Gibson [et al.] // Food Science a. Technology Bull. – 2011. – Vol. 7. – P. 1–19. https://doi.org/10.1616/1476-2137.15880 Dynamic alterations in yak rumen bacteria community and metabolome characteristics in response to feed type / C. Liu [et al.] // Frontiers in Microbiology. – 2019. – Vol. 10. – Art. 1116. https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.01116 Metagenomic assessment of the functional potential of the rumen microbiome in Holstein dairy cows / D.W. Pitta [et al.] // Anaerobe. – 2016. – Vol. 38. – P. 50–60. https://doi.org/10.1016/j.anaerobe.2015.12.003 Metagenomic analysis of the rumen microbiome of steers with wheat-induced frothy bloat / D. W. Pitta [et al.] // Frontiers in Microbiology. – 2016. – Vol. 7. – Art. 689. https://doi.org/10.3389/fmicb.2016.00689 Effect of dietary concentrate to forage ratio on growth performance, rumen fermentation and bacterial diversity of Tibetan sheep under barn feeding on the Qinghai-Tibetan plateau / H. Liu [et al.] // Peer J. – 2019. – Vol. 7. – Art. 7462. https://doi.org/10.7717/peerj.7462 Сезонные изменения микробиома рубца у северного оленя (Rangifer tarandus) в условиях Российской Арктики / Л. А. Ильина [и др.] // С.-х. биология. – 2020. – Т. 55, № 4. – С. 697–713. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2020.4.697rus Effect of different feeding methods on rumen microbes in growing Chinese Tan sheep / Z. Fu [et al.] // Rev. Brasileira de Zootecnia. – 2020. – Vol. 49. – Art. e20190258. https://doi.org/10.37496/rbz4920190258 High-grain feeding causes strong shifts in ruminal epithelial bacterial community and expression of Toll-like receptor genes in goats / J. Liu [et al.] // Frontiers in Microbiology. – 2015. – Vol. 6. – Art. 167. https://doi.org/10.3389/fmicb.2015.00167 Ноздрин, Г. А. Теоретические и практические основы применения пробиотиков на основе бацилл в ветеринарии / Г. А. Ноздрин, А. Б. Иванова А. Г Ноздрин // Вестн. НГАУ. – 2011. – № 5 (21). – С. 87–95. Invited review: Current production trends, farm structures, and economics of the dairy sheep and goat sectors / G. Pulina [et al.] // J. of Dairy Science. – 2018. – Vol. 101, N 8. – P. 6715–6729. https://doi.org/10.3168/jds.2017-14015 Арсеньев, Д. Д. Технология романовского овцеводства / Д. Д. Арсеньев, В. Ю. Лобков. – Ярославль : Яросл. ГСХА, 2011. – 267 с. Биокоррекция ферментативных и микробиологических процессов в рубце, межуточный обмен у овец путем применения в питании антиоксиданта и органического йода / Ю. П. Фомичев [и др.] // Рос. с.-х. наука. – 2019. – № 4. – C. 43–47. https://doi.org/10.31857/S2500-26272019443-47 Чёрная, Л. В. Особенности жизнедеятельности эндобионтных инфузорий в желудке овец / Л. В. Чёрная // Междунар. журн. приклад. и фундам. исслед. – 2016. – № 3, ч. 3. – С. 402–404. Артемьева, О. А. Изучение микробиоценоза у гибридных и чистопородных животных / О. А. Артемьева, Е. Н. Колодина, Т. И. Логвинова // Новости науки в АПК. – 2018. – № 2 (11), ч. 1. – С. 247–250. https://doi.org/10.25930/5er7-eh98 Microbial community compositions in the gastrointestinal tract of Chinese Mongolian sheep using Illumina MiSeq sequencing revealed high microbial diversity / Y. Zeng [et al.] // AMB Express. – 2017. – Vol. 7, N 1. – P. 75–86. https://doi.org/10.1186/s13568-017-0378-1 Convergent evolution of rumen microbiomes in high-altitude mammals / Z. Zhang [et al.] // Current Biology. – 2016. – Vol. 26, N 14. – P. 1873–1879. https://doi.org/10.1016/j.cub.2016.05.012 Dynamics and stabilization of the rumen microbiome in yearling Tibetan sheep / L. Wang [et al.] // Sci. Rep. – 2019. – Vol. 9, N 1. – Art. 19620. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-019-56206-3 Diversity and composition of rumen bacteria, fungi, and protozoa in goats and sheep living in the same high-altitude pasture / S. Langda [et al.] // Animals. – 2020. – Vol. 10, N 2. – Art. 186. https://doi.org/10.3390/ani10020186 Rumen microbiome and metabolome of tibetan sheep (ovis aries) reflect animal age and nutritional requirement / H. Li [et al.] // Frontiers in Veterinary Science. – 2020. – Vol. 7. – Art. 609. https://doi.org/10.3389/fvets.2020.00609 Comparison of the rumen bacterial community, rumen fermentation and growth performance of fattening lambs fed lowgrain, pelleted or non-pelleted high grain total mixed ration / E. В. Trabi [et al.] // Animal Feed Science a. Technology. – 2019. – Vol. 253. – P. 1–12. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2019.05.001 Odenyo A. A. Tannin-tolerant ruminal bacteria from East African ruminants / A. A. Odenyo, P. O. Osuji // Canad. J. of Microbiology. – 1998. – Vol. 44, N 9. – P. 905–909. https://doi.org/10.1139/cjm-44-9-905 Сравнительная оценка природных кормовых добавок по функциональному действию на процессы пищеварения и микробиоту рубца у овец (ovis aries) / Ю. П. Фомичев [и др.] // С.-х. биология. – 2020. – Т. 55, № 4. – С. 770–783. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2020.4.770rus Органические соли лития – эффективные антистрессовые препараты нового поколения / К. С. Остренко [и др.] // Проблемы биологии продуктив. животных. – 2017. – № 2. – С. 5–28. Janda, J. M. 16S rRNA gene sequencing for bacterial identification in the diagnostic laboratory: pluses, perils, and pitfalls / J. M. Janda, S. L. Abbott // J. of Clinical Microbiology. – 2007. – Vol. 45, N 9. – P. 2761–2764. https://doi.org/10.1128/JCM.01228-07 A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing / J. Qin [et al.] // Nature. – 2010. – Vol. 464, N 7285. – P. 59–65. https://doi.org/10.1038/nature08821 Shotgun metagenomics, from sampling to analysis / C. Quince [et al.] // Nature Biotechnology. – 2017. – Vol. 35, N 9. – P. 833–844. https://doi.org/10.1038/nbt.3935 Лаптев, Г. Микробиом рубца – основа здоровья коров / Г. Лаптев, Е. Йылдырым, Л. Ильина // Животноводство России. – 2020. – № 4. – С. 42–45. https://vestiagr.belnauka.by/jour/article/view/619 doi:10.29235/1817-7204-2022-60-1-91-104 Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access). Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access). CC-BY Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Agrarian Series; Том 60, № 1 (2022); 91-104 Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наук; Том 60, № 1 (2022); 91-104 1817-7239 1817-7204 10.29235/1817-7204-2022-60-1 microbiota adaptogen feed additive lithium ascorbate sheep rumen 16S рРНК NGS sequencing cellulolytic bacteria pathogenic microflora микробиота аскорбат лития овцы рубец NGS-секвенирование целлюлозолитические бактерии патогенная микрофлора info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion 2022 ftjpnasbas https://doi.org/10.29235/1817-7204-2022-60-1-91-104 https://doi.org/10.29235/1817-7204-2022-60-1 https://doi.org/10.1097/MOG.0000000000000139 https://doi.org/10.1155/2016/7353642 https://doi.org/10.1038/s41422-020-0332-7 https://doi.org/10.1182/ 2022-02-08T08:20:07Z Health and productivity of ruminants directly depend on the state of rumen and digestion in intestinal tract. Normal microflora protects the body from pathogenic microbes, stimulates the immune system, participates in metabolic reactions and plays an important role in energy metabolism. Disturbance of species composition of microflora in rumen under effect of various factors leads to a state of dysbiosis, disorders of products digestibility, changes in enzymatic processes and other disorders. Biologically active substances of an adaptogenic nature can show immunomodulatory and antimicrobial activity. Adaptogen lithium ascorbate has stress-protective, neurotrophic, neuroprotective, antioxidant, immunomodulatory properties. In this paper, using molecular genetic methods, the effect of lithium ascorbate on composition of rumen microbiota of sheep was studied for the first time. Composition of microbiota was determined by NGS sequencing method. In total, 37 phylums, 76 classes, 98 orders, 225 families and 894 species of microorganisms were identified. It has been determined that introduction of lithium ascorbate at a dose of 10 mg/kg of body weight into the main diet of sheep contributed to increase in proportion of cellulolytic bacteria from 73.6±1.6% to 75.4±0.9% and over 40% decrease in total number of infusoria in rumen content. Cellulolytic activity of rumen fluid in sheep of the experimental group increased by 38% compared to the animals of the control group. The number of pathogenic bacteria decreased from 2.7% in sheep of the control group to 1.6% in animals of the experimental group, while the content of beneficial bacilli increased from 0.3% to 0.5%, respectively. Content of undesirable and conditionally pathogenic microflora decreased in the sheep of experimental group. The obtained data confirm positive effect of adaptogen lithium ascorbate, introduced into diet at a dosage of 10 mg/kg of body weight, on qualitative and quantitative composition of microbiota in sheep rumen. Therefore, lithium ascorbate, a broad-spectrum adaptogen, can be recommended as a feed additive to the main diet of sheep to improve rumen digestion and increase productivity. Здоровье и продуктивность жвачных животных напрямую зависят от рубцового и кишечного пищеварения. Нормальная микрофлора защищает организм от патогенных микробов, стимулирует иммунную систему, участвует в метаболических реакциях и играет важную роль в энергетическом обмене. Нарушение видового состава микрофлоры рубца под влиянием различных факторов приводит к изменению усвояемости продуктов пищеварения, изменениям ферментативных процессов и развитию прочих патологических процессов. Биологически активные вещества адаптогенной природы могут проявлять иммуномодулирующую и антимикробную активность. Адаптоген аскорбат лития обладает стресс-протекторными, нейротрофическими, нейропротекторными, антиоксидантными, иммуномодулирующими свойствами и в качестве кормовой добавки влияет на микробиоту рубца. В настоящем исследовании при использовании NGS-секвенирования впервые изучено влияние адаптогена аскорбата лития на бактериальное сообщество рубца овец-ярок романовской породы. На фоне длительного содержания овец на основном рационе в условиях вивария ВНИИФБиП нормофлора рубца не подвергалась негативным изменениям. Введение органической соли лития в состав основного рациона в дозировке 10 мг/кг живой массы способствовало усилению процессов ферментации в рубце, достоверному росту целлюлозолитической активности, снижению суммарной доли патогенных и доли некоторых условно-патогенных микроорганизмов в рубцовом содержимом. Полученные данные свидетельствуют о благотворном влиянии введения аскорбата лития в качестве добавки к основному рациону на состав микробиоты рубца овец. Article in Journal/Newspaper Rangifer Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Series of Agrarian Sciences Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Agrarian Series 60 1 91 104 |