Новый подход к изучению микрофлоры силоса

Современное состояние отечественного животноводства определяется состоянием кормовой базы и, особенно, качеством кормов. Экономические исследования и практический опыт показывают, что именно этот фактор определяет успех производства животноводческой продукции.

 

Трудно представить себе современное кормопроизводство без силоса. Принципиальное отличие силосования от других способов заготовки кормов заключается в том, что силосование является микробиологическим процессом. Теоретические основы изучения микрофлоры силоса были заложены основоположником отечественной сельскохозяйственной микробиологии академиком Е.Н.Мишустиным в первой половине прошлого века. Следует отметить, что ученым довольно долго казалось, что микрофлора силоса детально изучена, и не следует ждать каких-то принципиальных открытий в этой области.

Однако развитие молекулярной биологии привело к новой ситуации.

Современный этап развития микробиологической науки может быть по праву назван революционным этапом. Суть происходящих изменений заключается в признании существования гораздо большего числа бактерий, чем предполагалось ранее. Разные авторы дают разные цифры, но в целом картина выглядит следующим образом – известные бактерии составляют лишь от 1% до 50% общего количества бактерий. Понятно, что дело вовсе не в количественном аспекте, а в том, что в большинстве известных микробиологических процессов известно не более половины участников. Таким образом, оказывается, что многие наши представления о процессах, в том числе и о микробиологии силосования, мягко говоря, не точны.

Эта революционная ситуация является следствием развития молекулярной биологии и расшифровки большого количества бактериальных геномов. Еще в прошлом веке было установлено, что систематика бактерий может быть построена на основе последовательности нуклеотидов в гене 16S РНК. Определение этой последовательности позволяет четко отличать одни роды и виды бактерий от других родов и видов, не прибегая к достаточно громоздким анализам разнообразных признаков. Поскольку для этих целей потребовалась знание последовательностей геномов бактерий, то такие технологии анализа бактерий иногда называют постгеномными или метагеномными технологиями.

Примером одной из таких технологий является T-RFLP-метод (Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism – полиморфизм длин терминальных рестрикционых фрагментов). Это один из наиболее современных молекулярно-биологических методов для исследования видового состава микробных сообществ, основанный на изучении особенностей структуры ДНК. Техническую базу метода составляют полимеразная цепная реакция (ПЦР), гель-электрофорез и процедура определения размера фрагментов гена 16S РНК. Неотъемлемую часть метода составляют базы данных длины этих фрагментов, созданные в США и европейских странах. Эти базы данных находятся в свободном доступе в Интернете, и именно по этим базам данных и идет идентификация бактерий. Применение T-RFLP-анализа для исследования структуры микробных сообществ позволяет дополнить данные, получаемые при помощи традиционных методов выделения и культивирования бактерий.

Большим достоинством метода оказалась его неселективность. Культивирование бактерий на питательных средах имеет тот недостаток, что мы каждый раз готовим среду для определенной группы бактерий. То есть мы анализируем только те бактерии, которые и рассчитывали обнаружить. Начавшийся пересмотр наших представлений о микробиологических процессах связан с обнаружением многих бактерий в таких источниках, в которых микробиологи не ожидали их найти.

Другим интересным фактом явилось обнаружение большого количества неизвестных бактерий. Иногда их называют некультивируемыми (uncultured). Такое название вовсе не означает, что их принципиально невозможно культивировать. Правильнее понимать, что их пока и не пытались выращивать на питательных средах.

Представив, что разнообразие существующих питательных сред и условий для культивирования бактерий на самом деле не велико, можно понять, что выявление таких бактерий даже не является слишком удивительным.

Следует отметить, что данный метод иногда не работает в экосистемах с высоким биологическим разнообразием бактерий, поскольку определенной длине фрагмента может соответствовать не один вид, а несколько совершенно различных бактериальных видов. К счастью, биологическое разнообразие в микрофлоре силоса невелико.

Полученные результаты действительно нас удивили. В обследованных образцах силоса 20-50% бактерий представлено неизвестными видами. При этом обнаружены неизвестные виды внутри давно известных лактобацилл. Удивительно обнаружение большого количества лактатферментирующих бактерий, которых ранее обнаруживали только в рубце. Эти результаты в целом соответствуют результатам ирландских ученых, выполнивших эти анализы несколько ранее.

Наше предприятие не занимается фундаментальной наукой. Однако, задачи по разработке и созданию препаратов для консервирования кормов требуют, чтобы мы лучше других знали микробиологический фон, на котором эти препараты работают. Именно поэтому мы несколько лет назад закупили необходимое оборудование и стали готовить кадры для такой работы. Мы уверены, что на основании полученных результатов можно будет более результативно вести селекцию новых штаммов для консервирования силоса.

 

СХВ

Комментарии (0)

    Вы должны авторизоваться, чтобы оставлять комментарии.

    Возможно, вам это будет интересно:

    В «Сколково» пройдёт первая Школа по биоинформатике для агрогеномики и селекции растений

    В «Сколково» пройдёт первая Школа по биоинформатике для агрогеномики и селекции растений

    За 3 дня сотрудники F1 Genomics и приглашенные спикеры познакомят участников с основными методами организации и анализа данных для задач сельскохозяйственной биоинформатики и расскажут, как работа с данными помогает решать задачи современной селекции сельскохозяйственных культур.

    Российские предприятия специализированного машиностроения увеличивают объем экспортных поставок

    Российские предприятия специализированного машиностроения увеличивают объем экспортных поставок

    Министр промышленности и торговли Российской Федерации Денис Мантуров и президент Ассоциации «Росспецмаш» Константин Бабкин обсудили текущие задачи развития отечественного специализированного машиностроения.

    Развитие отраслей специализированного машиностроения обсудят в Госдуме при участии Ассоциации «Росспецмаш»

    Развитие отраслей специализированного машиностроения обсудят в Госдуме при участии Ассоциации «Росспецмаш»

    Экспертный совет по законодательному обеспечению сельскохозяйственного, пищевого и строительно-дорожного машиностроения при Комитете Госдумы России по экономической политике, промышленности, инновационному развитию и предпринимательству состоится 14 декабря 2017 года в 16:00

    Раз в неделю мы отправляем дайджест с самыми популярными новостями.