Высокой уровень молочной продуктивности при одновременном поддержании длительности сроков хозяйственного использования и воспроизводительной функции у коров – одна из актуальнейших задач современного молочного животноводства.
С каждым годом в России увеличивается число хозяйств с высокой продуктивностью молочного стада. При этом для получения высокой молочной продуктивности животных специалисты хозяйств часто включают в рацион большое количество комбикормов и гораздо меньше – объемистых кормов собственной заготовки. Однако данный подход к повышению продуктивности не учитывает физиологических особенностей крупного рогатого скота.
Жвачные животные, благодаря уникальной системе пищеварения и ферментативной деятельности микроорганизмов-симбионтов рубца, способны потреблять значительное количество растительных кормов. Когда животным в хозяйствах в рацион вводят большое количество комбикорма, происходит изменение направленности биохимической деятельности преджелудков. При этом наблюдается повышенный синтез молочной кислоты в рубце, которая образуется при ферментации крахмала комбикорма микроорганизмами, что приводит к снижению рН рубцовой среды. Все это отрицательно влияет, в первую очередь, на микрофлору, переваривающую клетчатку. В результате происходит снижение ферментации клетчатки растительных кормов, образование летучих жирных кислот, жирности молока и потребления грубых кормов. Все это негативно сказывается на здоровье животных.
В связи с этим, важным является исследование влияния рациона дойных коров на состав микрофлоры рубца. Тем не менее, на сегодняшний день изучение анаэробных микроорганизмов рубца – достаточно сложная задача. Одним из наиболее перспективных на сегодняшний день является T-RFLP-анализ (Terminalrestrictionfragmentlengthpolymorphism) – молекулярно-биологический метод для изучения структуры микробной экосистемы, включающий в себя стадии выделения ДНК из исследуемых образцов, амплификацию генов микроорганизмов, обработку эндонуклеазами рестрикции и разделение фрагментов генов микроорганизмов на секвенаторе.
Для определения состава микроорганизмов в рубце были отобраны пробы рубцового содержимого здоровых коров (ЗАО «ПЗ «Большевик» Ленинградской области, ОАО «АФ «Дмитрова гора» Тверской области, МПФ «М. Орловка» Белгородской области, ГП «ПЗ ОПХ «Ладожское», ЗАО «ПЗ «Воля», ЗАО «ПЗ «Победа» Краснодарского края), а также выбракованных по бесплодию, хромоте и снижению удоев коров (СПК «ПЗ «Детскосельский», ЗАО «ПЗ «Большевик», ЗАО «ПЗ «Раздолье», ЗАО «ПЗ «Приневское», СПК «Кобраловский» Ленинградской области), рационы которых различались по количеству концентратов и грубых кормов (см. табл.).
Таблица. Связь между содержанием филотипов микроорганизмов в рубце и уровнем молочной продуктивности коров
|
Микроорганизм |
Филотипы, положительно связанные с уровнем молочной продуктивности |
Филотипы, отрицательно связанные с уровнем молочной продуктивности |
|
Бактерии |
256 п.н. (Propionisporahippei) 267 п.н (Megasphaerasp.) 278 п.н. (Butyrivibriofibrisolvens) |
61 п.н. (Bacteroidessp.) 87,4 п.н., 88 п.н. (Selenomonassp.) 107 п.н., 108 п.н. (Burkholderia sp.) 442,8п.н. (Clostridium sp.) 67,4 п.н., 68,4 п.н., 69,6 п.н. 432 п.н. (Uncultured bacteria) |
|
Метаногенные археи |
60 п.н., 202,6 п.н. |
253,2 п.н. |
|
Грибы |
50,7 п.н., 212,6 п.н., 214,3 п.н. |
152 п.н., 153,5 п.н., 219 п.н. |
Сравнительный анализ микрофлоры рубца всех здоровых и выбракованных коров свидетельствует о существенном нарушении баланса микроорганизмов (бактерий, грибов и архей) в микробном сообществе рубца исследованных нами выбракованных животных. При этом результаты анализа бактериального сообщества рубца выбракованных животных продемонстрировали низкое содержание целлюлозолитических бактерий семейств Laсhnospiraceae и Ruminococcaceae, лактат-утилизирующих - семейства Veillonellaceae, высокий уровень молочнокислых бактерий семейства Lactobacillaceae, ферментирующих моносахара до лактата в рубце, и бактерий рода Fusobacterium.
В результате статистической обработки данных было выявлено 14 доминирующих филотипов бактерий, 3 филотипа архей и 6 филотипов грибов, которые были достоверно связаны с уровнем молочной продуктивности коров.
Кроме того, установлено, что чем выше в рационе было количество комбикорма, тем ниже было в рубце коров содержаниеположительно связанных с уровнем молочной продуктивностифилотипов архей и грибов, а также бактериального филотипа
267 п.н. (Megasphaerasp.).
Стоит отметить, что при высоком содержании в рационе дойных коров комбикорма, крахмал, который входит в состав комбикорма, сбраживается до молочной кислоты. Вследствие этого повышается кислотность в рубце, что приводит к угнетению росталактат-утилизирующих (семейства Veillonellaceae) и целлюлозолитических бактерий (семейств Ruminococcaceae и Lachnospiraceae), которые, как известно, очень чувствительны к подкислению среды. В результате деятельность этих микроорганизмов в рубце нарушается и происходит накопление молочной кислоты.
Ситуация резко ухудшается, если на фоне высокого уровня концентрированных кормов в рационе коровам скармливают кислый силос. Таким образом, запускается каскадный механизм лактатного ацидоза. В таких условиях в рубце начинает размножаться бактерия Fusobacteriumnecrophorum, использующая лактат в качестве энергетического субстрата, вызывающая некробактериоз. Её проникновение через слизистую в кровь обуславливает дальнейшее инфицирование - абсцессы печени и других внутренних органов, поражения копыт, кожи или слизистых.
Таким образом, результаты наших исследований свидетельствуют, что снижение удоев, заболевание хромотой и бесплодием у выбракованных животных, вероятно, произошло в результате лактатного ацидоза.
СХВ
