Результат интеллектуальной деятельности: КОРМОВАЯ ДОБАВКА ДЛЯ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА

Изобретение относится к области сельского хозяйства для использования в кормлении крупного рогатого скота.

Современное животноводство невозможно без кормовых добавок, обеспечивающих животных необходимыми микронутриентами, позволяющих решать ветеринарные и многие другие задачи.

Продуктивность жвачных животных во многом определяется работой микрофлоры преджелудков, ее численностью и соотношением отдельных видов. Бактериальные популяции рубца КРС жвачных так же координируют общинное поведение посредством процесса передачи сигналов «клетка-клетка», опосредованного молекулами диффундирующего сигнала [1, 2].

Это обстоятельство определяет интерес к исследованию возможных механизмов подавления QS [3]. При этом ожидаемыми преимуществами новых решений являются минимизация влияния на естественную микрофлору крупного рогатого скота, и увеличение продуктивности.

Ранее ученые [4] обнаружили, вещества (10%), проявляющие анти-QS-активность первого типа в растительных экстрактах, [5] также было сообщено о положительном влиянии на кормление и рост животных [6].

Известно, применение 7-гидрокси-6-метокси-2Н-1-бензопиран-2-он, 2Н-1-бензопиранон-2 в опытах in vitro приводит к антикворум эффекту и образованию биопленок у бактерий [7], а также использование производных 7-гидрокси-6-метокси-2Н-1-бензопиран-2-он как иммуностимулирующие и противовирусное средство на основе (2-((кумарин-7-ил)окси)этил) 3-гидрокси-20(29)-лупен-28-оата [8].

Введение в рацион поросят 4-гидрокси-3-метоксибензальдегида в составе ароматической композиции способствует повышению аппетита, вследствие чего увеличение суточного потребления корма, тем самым повышая продуктивность [9].

В опыте при включении в рацион бройлеров композиции химических соединений сходных с нашими при выращивании цыплят-бройлеров, по итогам эксперимента выявлено, что опытная добавка влияет не только на подавление зоопатогенных бактерий, но и на увеличение прироста живой массы на 20,3% [10].

В оренбургской области лиственные виды деревьев представлены широколиственными породами, например, такими как: дуб черешчатый, липа сердцелистная, клен остролистный и т.д. Особое внимание обращено к использованию в животноводстве экстракта дубовой коры, так как он обладает антикворум эффектом [11], при применении экстракта увеличивается число бактерий, отвечающих за переваримость клетчатки [12], тем самым способствуя увеличения продуктивности крупного рогатого скота. При формировании композиции веществ мы опирались на идентифицированные компоненты в экстракте дубовой коры и использовали в наших исследованиях химически чистые аналоги, а именно 4-(3-гидрокси-1-пропенил)-2-метокси-фенол; 3,4,5-триметилгидроскифенол; 4-пропил-1,3-бензолдиол; 4-гидрокси-3-метоксибензальдегида; 7-гидрокси-6-метокси-2Н-1-бензопиран-2-он; 2Н-1-бензопиранон-2. Состав экстракта определи методом высокоэффективной жидкостной хроматографии на газовом хроматографе с масс-селективным детектором GQCMS 2010 Plus («Shimadzu», Япония) на колонке HP-5MS [13].

Анализируя вышеизложенное можно сказать, что 4-(3-гидрокси-1-пропенил)-2-метокси-фенол; 3,4,5-триметилгидроскифенол; 4-пропил-1,3-бензолдиол; 4-гидрокси-3-метоксибензальдегида; 7-гидрокси-6-метокси-2Н-1-бензопиран-2-он; 2Н-1-бензопиранон-2, вещества проявляют себя как ингибиторы кворум сенсинга у бактерий, способствуют повышению аппетита и повышению приростов живой массы сельскохозяйственных животных и птицы, поэтому применение данных компонентов в кормлении крупного рогатого скота перспективно.

Исследования проводились на базе отдела кормления сельскохозяйственных животных и технологии кормов им. профессора С.Г. Леушина Федерального государственного научного учреждение «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук» (ФНЦ БСТ РАН).

Для лабораторных исследований были использованы базы: Испытательный Центр и Центр коллективного пользования ФНЦ БСТ РАН. Научно-хозяйственные опыты проведены на производственном участке «Покровский сельскохозяйственный колледж-филиал» ФГБОУ ВО «Оренбургский ГАУ».

В экспериментальных исследованиях в качестве кормовой добавки (мг на 1 кг сухого вещества рациона) использовали композицию веществ производства Acros Organics (США) [14], состав которого был следующим:

4-(3-гидрокси-1-пропенил)-2-метокси-фенол - 2,1;

3,4,5-триметилгидроскифенол - 0,84;

4-пропил-1,3-бензолдиол - 0,65;

4-гидрокси-3-метоксибензальдегида - 0,25;

7-гидрокси-6-метокси-2Н-1-бензопиран-2-он - 0,22;

2Н-1-бензопиранон-2 - 0,14.

Получение композиции: точные навески веществ диспергировали в изотоническом растворе путем ультразвуковой обработки в течение 10 минут частотой 35 кГц (f-35 кГц, N-300 Вт, А-10 мкА) в 1 мл дистиллированной воды.

Для изучения влияния композиции веществ на коэффициенты переваримости питательных веществ и динамику живой массы были сформированы 2 группы бычков (n=3) в возрасте 13 месяцев, I группа получала основной рацион, II основной рацион + композицию веществ: 4-(3-гидрокси-1-пропенил)-2-метокси-фенол - 2,1 мг; 3,4,5-триметилгидроскифенол - 0,84 мг; 4-пропил-1,3-бензолдиол - 0,65 мг; 4-гидрокси-3-метоксибензальдегида - 0,25 мг; 7-гидрокси-6-метокси-2Н-1-бензопиран-2-он - 0,22 мг; 2Н-1-бензопиранон-2 - 0,14 мг на кг сухого вещества рациона, подготовительный период 10 суток, далее были переведены на условия основного учетного периода (8 суток). Содержание на момент исследования - привязное, - индивидуальное кормление [15]. Для изучения переваримости питательных веществ был проведен балансовый опыт, в ходе которого был проведен учет съеденных кормов и их остатков, были собраны средние пробы кала (10%) от общего количества в сутки, проведены исследования по методикам зоотехнического анализа [16].

Рост и развитие подопытных бычков изучали на основание данных ежемесячного взвешивания, проводимого утром, до кормления. По результатам взвешиваний производили расчет динамики живой массы и приростов по группам.

Полученные результаты обрабатывали программного комплекса «Microsoft Office» с применением программы «Excel» («Microsoft», США) и в программе «Statistica 10.0» («Stat Soft Inc.», США). Достоверными считали результаты от Р≤0,05.

В ходе исследований установлено, что введение в рацион композиции веществ химически чистых соединений, влияет на степень переваривания питательных веществ корма и динамику живой массы крупного рогатого скота.

Анализ полученных данных показал, что бычки II группы превосходили сверстников из I й группы по коэффициенту переваримости сухого вещества на 6,07% (Р≤0,001), органического на 7,11% (Р≤0,001), сырой клетчатки на 8,70% (Р≤0,001), БЭВ на 5,66% (Р≤0,001) (табл. 1).

Исходя из этого, использование в кормлении молодняка крупного рогатого скота предлагаемой композиции веществ позволяет повысить переваримость питательных веществ рационов.

В ходе планирования и подготовки исследований нами были отобраны животные красной степной породы с живой массой 290-340 кг. Как следует из полученных результатов использование композиции веществ с «anti-quorum» активностью сопровождалось увеличением интенсивности роста молодняка и достоверного повышения живой массы, начиная со второго месяца эксперимента (табл. 2).

В частности, к окончанию второго месяца основного учетного периода средняя живая масса во II опытной группе достигла 373,5 кг, что на 11,1 кг (Р≤0,05) превысило значение аналогичного показателя в I группе.

К завершению эксперимента, в 16 месячном возрасте, наибольшей оказалась живая масса животных II группы 403,2 кг, что на 14,1 кг (Р≤0,01) превосходило уровень I группы.

Оценка динамики ежемесячных приростов живой массы подтвердила полученные результаты. Судя по динамике приростов уже в первый месяц эксперимента прирост живой массы во II опытной группе составил 29,5 кг/гол и достоверно превысил показатель I группы на 18,1% (Р≤0,01) (табл. 3).

За период всего эксперимента прирост живой массы отмечался нами во II группе - 88,78 кг/голову или на 19,8% (Р≤0,001) больше уровня I группы.

Таким образом, введение в рацион веществ 4-(3-гидрокси-1-пропенил)-2-метокси-фенол; 3,4,5-триметилгидроскифенол; 4-пропил-1,3-бензолдиол; 4-гидрокси-3-метоксибензальдегида; 7-гидрокси-6-метокси-2Н-1-бензопиран-2-он; 2Н-1-бензопиранон-2, сопровождается повышением переваримости питательных веществ рациона и увеличению прироста живой массы, что позволяет рекомендовать их в качестве кормовой добавки для крупного рогатого скота.

Примечание: * - Р≤0,05; ** - Р≤0,01; *** - Р≤0,001

Примечание: * - Р≤0,05; ** - Р≤0,01

Примечание: * - Р≤0,05; ** - Р≤0,01; *** - Р≤0,001

Литература

1. Schauder, S., Bassler, B.L. The languages of bacteria Genes Dev // Department of Molecular Biology, Princeton University, Princeton. - 2001. - №15. - P. 1468-1480.

2. Rutherford, S.T., Bassler, B.L. Bacterial quorum sensing: its role in virulence and possibilities for its control // Cold Spring Harb Perspect Med. - 2012. - T. 11. - №2. - P. 235-242.

3. Frederix, M., Downie, J.A. Quorum sensing: regulating the regulators //Advances in Microbial Physiology. - 2011. - T. 195. - №16. - P. 3583-3589

4. Deryabin, D.G., Tolmacheva, A.A. Antibacterial and Anti-Quorum Sensing Molecular Composition Derived from Quercus cortex (Oak bark) Extract // Molecules. - 2015. - 20(9). - P. 17093-17108. doi: 10.3390/molecules200917093

5. Maznev N. Encyclopedia of Medicinal Plants. Moscow: Publishing House of Martin; 2004. pp. 32-33.

6. Redondo L.M, Chacana P.A, Dominguez J.E, Fernandez M.M.E. Perspectives in the use of tannins as alternative to antimicrobial growth promoter factors in poultry. Front. Microbiol. 2014; №5. P. 118

7. Патент РФ №2616237, Российская Федерация A61K, Применение кумарина и его производных в качестве ингибиторов «кворум сенсинга» LuxI/LuxR типа у бактерий / Дерябин Д.Г., Толмачева А.А., Инчагова К.С. Опубликовано: 13.04.2017

8. Патент РФ №219.017.484 Иммуномодулирующее и противовирусное средство на основе (2-((кумарин-7-ил)окси)этил) 3-гидрокси-20(29)-лупен-28-оата / Нгуен Тхи Хай Иен, Чекерда Е.В., Караваева А.В., Ивкин Д.Ю., Абышев Р.А., Штро А.А., Нгуен К.Б., Абышев А.З. Опубликовано 02.05.2019

9. Патент РФ № 2485801, Российская Федерация A23K, Ароматизированная композиция и способ повышения аппетита у поросят с ее помощью / Креспо Ксавьер. Опубликовано: 27.06.2013

10. Патент РФ №2649812, Российская Федерация A61K, Способ экстракции из твердого растительного сырья композиции химических соединений для подавления зоопатогенных бактерий / Дерябин Д.Г., Галаджиева А.А., Мирошников С.А., Дускаев Г.К., Рогачев Б.Г., Павлов Л.Н. Опубликовано: 04.04.2018. (прототип)

11. Duskaev, G.K., Deryabin, D.G., Karimov, I.F., Kosyan, D.B., Notova, S.V. Assessment of (in vitro) Toxicity of Quorum Sensing Inhibitor Molecules of Quercus cortex. // J. Pharm. Sci. and Res. - 2018. - 10(1) - P. 91-95.

12. Buryakov, N.P., Ph.D., Buryakova, M.A. Influence of oak extract on rumen microorganisms in feeding nitrate diets to cows // Conference 2006. Influence of oak extract on rumen microorganisms in feeding nitrate diets to cows

13. Tolmacheva, A.A., Rogozhin, E.A., Deryabin, D.G. Antibacterial and quorum sensing regulatory activities of some traditional Eastern-European medicinal plants. // ActaPharmaceutica. - 2014. - 64. - P. 173-186

14. Acros Organics, США. Сайт https://www.acros.com/

15. Пособие для проведения научно-исследовательских работ в зоотехнии: уч.-методич. пособие / В.И. Левахин, Н.А. Балакирев, А.В. Харламов, Г.И. Левахин, Г.К. Дускаев, М.А. Кизаев, И.А. Бабичева, С.И. Мироненко. - Москва-Оренбург: Изд-во ВНИИМС, 2016. с. 227

16. Лукашик Н.А., Тащилин В.А. Зоотехнический анализ кормов. Практикум. - М.: Колос, 1965. - 225 с.