Оренбургский государственный университет

Разработка новых подходов к организации питания рыбы с использованием ингибиторов кворум-сенсинга бактерий

Проект № 22-26-00281

Руководитель — Мирошникова Е.П.

В рамках исследований изучены эффекты прямого и сочетанного действия ингибиторов «кворум сенсинга» бактерий с пробиотиками и/или ультрадисперсными частицами металлов. Разработаны методики исследований и последовательно проведены экспериментальные исследования по оценке ингибирования бактериальной биолюминисценции генно-инженерных люминесцирующих штаммов Echerichia coli K12 TG1, конститутивно экспрессирующего luxCDABE-гены природного морского микроорганизма Photobacterium leiongnathi 54D10. В ходе экспертизы препарата УДЧ SiO2 не выявлено токсического действия на всем интервале оцениваемых дозировок от 1,5•10-5 до 5•10-1 г/л. При этом относительные значения биолюминесценции колебались диапазоне допустимых нетоксичных показателей – в пределах от 82,4 до 104,8 %. Изучено влияние совместного применения УДЧ SiO2, солей микроэлементов и пробиотических штаммов Bifidobacterium на организм карпа в установках замкнутого водоснабжения. Добавление в рацион карпа УДЧ SiO2 с пробиотиком Бифидобиом, приводило к существенному увеличению индексов разнообразия кишечной микробиоты. Также существенно возрастали индексы разнообразия кишечной микробиоты карпа при добавлении в рацион опытных рыб комбинации микроэлементов Zn, Se, I, с частицами кремния и пробиотиком Бифидобиом. Наиболее выраженные изменения в микробиоме кишечника и жабр подопытной рыбы, существенно отличавшие опытные группы от контрольной, наблюдались при добавлении в рацион карпа УДЧ SiO2 с штаммов Bifidobacterium, или комбинации микроэлементов йода, селена и цинка, с УДЧ диоксида кремния и пробиотиком Бифидобиом. Установлено влияние фитобиотиков на микробиом карпа. Зафиксировано значительное снижение числа бактерий филумов Actinobacteria (- 29,1 %), Firmicutes (- 14,2 %) и Bacteroidetes (- 9,49 %), что выражалось в большей степени в изменении количества микроорганизмов семейств Microbacteriaceae, Chitinophagaceae, и unclassified_Firmicutes. В тоже время наблюдали рост количества микроорганизмов Proteobacteria и Fusobacteria (р. Cetobacterium) на 20,1 % и 32,8 % соответственно. Включение в рацион карпа фитобиотика «Интебио» сопровождалось снижением числа бактерий филумов Actinobacteria (- 22,2 %), Firmicutes (- 12,8 %) и Bacteroidetes (- 10,7 %), и повышением содержания микроорганизмов таксонов Proteobacteria и Fusobacteria (р. Cetobacterium). Внесение Пробиоцид-Фито в рацион рыб способствовало увеличению в микробиоте бактерий таксонов Proteobacteria и Bacteroidetes на 17,8 и 10,7 % соответственно, что было сопряжено с ростом количества представителей классов Chitinophagia и Gammaproteobacteria. Влияние УДЧ Zn на микробиом рыб выражалось в снижении численности бактерий филумов Actinobacteria, Bacteroidetes и Bacteroidetes до менее чем 1 % от общего числа классифицированных микроорганизмов. В то же время представители филума Proteobacteria увеличили свое количество на 21,4 % в сравнении с контролем. Влияния фитобиотика Пробиоцид-Фито и УДЧ Zn сопровождалось увеличением количества бактерий таксонов Proteobacteria (+ 12,3 %), в том числе представителей семейств Caulobacteraceae, Comamonadaceae, Desulfovibrionaceae и Moraxellaceae. Применение УДЧ цинка отдельно и с фитобиотиком в кормлении карпа сопровождалось изменением показателя соотношения бактерий филумов Bacillota/Bacteroidota в микробиоте кишечника рыб. Особенностью действия УДЧ цинка на микробиту кишечника рыб являлось ярко выраженное негативное влияние на семейство Microbacteriaceae. В тоже время отмечено существенное увеличение представителей семейств Vibrionaceae и Aeromonadaceae в микробиоте кишечника, отдельные виды которых являются патогенами рыб. Добавление в корм фитобиотического препарата «Пробиоцид-Фито» к УДЧ цинка приводило к частичному нивелированию их воздействия на состав микробиоты рыб. Проведены анализы исследования водных образцов, полученных из аквариумов и биофильтров, в условиях выполнения эксперимента по изучение эффектов прямого и сочетанного действия ингибиторов «кворум сенсинга» (ванилин) и ультрадисперсных частиц (УДЧ SiO2), а также ферментных препаратов (амилосубтилин и глюковаморин) в кормлении рыб. Введение в рацион УДЧ SiO2 частично блокирует бактерицидный эффект ванилина в отношении планктонных форм. Введение в рацион ферментных препаратов (амилосубтилин и глюкваморин) снижает эффективность биологического действия (бактерицидные и бактериостатические эффекты) ванилина на 65,97 % в отношении планктонных форм и 88,14 % биопленкообразующих (образец с биофильтра). Установлено, что использование в кормлении карпа ингибиторов кворум-сенсинга сопровождалось изменениями в процессе пищеварения.

Посмотреть отчет за 2022 год