Микрофлора рубца высокопродуктивных коров

Высокий 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-сим- бионтов 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 pH 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 у ряда хозяйств Ленинградской и Краснодарской областей, рационы которых раз­личались по количеству концентратов и грубых кормов (см. табл.).

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 Lachnospiraceae и Ruminococcaceae, лактат утилизирующих — семей­ства Veillonellaceoe, 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 содержание- положительно связанных с уровнем молочной продуктивности- филотипов 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 Veillonellaceoe) 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.

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. (Bacteroidess) 87,4 п.н., 88 п.н. (Selenomonassp) 107 п.н., 108 п.н. (Burkholderia sp) 442,8 п.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.