Скобликов Николай Эдуардович, Забашта Николай Николаевич

ГНУ СКНИИЖ Россельхозакадемии, Российская Федерация, Краснодар

Skoblikow Nikolai Edwardowich, Zabashta Nikolay Nikolaevich

North-Caucasus Research Institute of Animal Husbandry, Krasnodar, Russian Federation

Зимин Андрей Антонович

Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им.
Г.К. Скрябина РАН (ИБФМ РАН), г. Пущино, Московская обл., Россия

Zimin Andrey Antonovich

Skryabin’s Institute of Biochemistry and Physiology of Microorganisms RAS, Pushchino, Moscow reg., Russia

Аннотация: в результате работы установлена характерная динамика титра коли-фагов кишечника поросят первых двух месяцев жизни, в т.ч. – при применении экспериментальных пробиотического и фагового препаратов.

Summary: аs a result of investigation the age dynamics of titer щof coli-phages of piglets of the first two months of life established, including at application of experimental probiotic and phage drugs.

Ключевые слова: свиньи; кишечный микробиоценоз; E. coli; бактериофаги; возрастная динамика

Key words: pigs; intestinal microbiocenosis; E.coli; bacteriophages; age dynamics

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научных проектов № 11-04-96575-р_юг_ц и
12-04-90864-мол_рф_нр.

В настоящее время исследованиям микробной экологии растущих животных посвящено уже значительное количество работ [1], однако в абсолютном большинстве они касаются рассмотрения бактериальной составляющей, в то время как рассмотрение бактериофагов, составляющих единую микроэкологическую систему с изучаемыми бактериями-хозяевами, остаётся практически без внимания исследователей. В то же время известно, что умеренные фаги могут играть роль в развитии патогенности, осуществляя трансдукцию гены факторов патогенности, в т.ч. – и генов антибиотикорезистентности [2]. Тем более такая ситуация парадоксальна в отношении фагов E.coli, которых можно назвать самыми изученными (в т.ч. – и по причине их применения в качестве основы профилактических и терапевтических антибактериальных препаратов [3], рассматриваемых в настоящее время как реальная альтернатива антибиотикам). Работы, посвящённые описанию фаговых профилей микробиоценозов животных крайне немногочисленны [4, 5]. Исследования возрастной динамики фагов у свиней до настоящего времени не опубликованы

Целью работы было исследование динамики количества бакетриофагов E.coli в кишечном микробиоценозе поросят первых двух месяцев жизни как при содержании на основном рационе, так и при применении экспериментальных пробиотического и фагового препаратов.

Методика. Были сформированы четыре группы животных, каждая из которых представляла собой гнездо с поросятами (от 8 до 10 поросят), содержавшиеся в одинаковых условиях на одинаковом рационе. Для наблюдения в каждой группе были выбраны по три поросёнка, каждый из которых был промаркирован согласно его принадлежности к группе: от I-1 до IV-3.

Разделение животных на группы имело целью изучение качественных и количественных изменений содержания бактерий E. coli в кишечном микробиоценозе свиней, как при содержании на основном рационе, так и при применении экспериментальных пробиотического и фагового препаратов.

Сформированные группы животных отличались следующими особенностями. Животные группы I содержались только на основном рационе, не получая в течение периода наблюдения экспериментальных препаратов; животные группы II и группы III получали пробиотический препарат на 17-й, 21-й,
24-й, 27-й, 31-й, 35-й, 39-й, 42-й день жизни; животные группы III и группы IV получали фаговый препарат на 27-й, 31-й, 35-й день жизни. Отъём поросят от свиноматок во всех группах проводился на 35-й день жизни.

Каждый из 144 образцов биоматериала, отбираемого от двенадцати животных за двенадцать возрастных периодов, имел индивидуальный номер согласно его принадлежности к конкретному животному и сроку отбора: от I-1-17 до IV-3-66. Из отобранных образцов биоматериала выделяли фаги E.coli, учитывая морфологические особенности бляшек при культивировании на культуре лабораторного штамма E.coli B и количество (титр) данных бактериофагов.

Результаты и обсуждение. Было установлено, что в 47 (из 144) образцах отсутствуют фаги, определяемые на культуре E.coli B. В остальных 89 образцах было выделено 190 коли-фагов (от 1 до 4 фагов от одного образца), отличающихся друг от друга морфологическими особенностями бляшек. Характерно, что наибольшим разнообразием типов коли-фагов отличался период 24 – 27 дней, демонстрируя затем тенденцию к снижению разнообразия.

Что касается суммарного титра коли-фагов в каждом образце, то его динамика имела определённое сходство между группами. Во всех группах график динамики титра коли-фагов имел следующие общие элементы:

• Исходный (в 17 – 21 день) титр в пределах 3,73 – 5,11 lg БОЕ/г;
• Снижение (до 3,53 lg БОЕ/г в группе I; до 2,23 lg БОЕ/г в группе II; до 0,00 lg БОЕ/г в группе III; до 0,33 lg БОЕ/г в группе IV);
• Подъём (до 4,76 lg БОЕ/г в группе I; до 3,78 lg БОЕ/г в группе II; до 3,92 lg БОЕ/г в группе III; до 3,12 lg БОЕ/г в группе IV);
• Окончательное (в 59 – 66 дней) снижение до 0,00 – 0,63 lg БОЕ/г.

При этом характерно, что снижение и подъём оказались смещёнными у всех групп: в в группе I снижение и подъём отмечались на 24 и 31 день соответственно; в группе II – на 31 и 35 день соответственно; в группе III – на 35 и 42 день соответственно; в группе IV – на 42 и 46 день, соответственно.

При этом также интересно отметить, что, в отличие от коли-титра, общее количество коли-фагов в каждой группе на каждом из определяемых элементов динамического графика было ниже от группы к группе. Так, среднее значение титра коли-фагов в течение всего периода наблюдения составило: в группе 
I – 2,96 lg БОЕ/г; в группе II –  2,75 lg БОЕ/г; в группе 
III – 2,29 lg БОЕ/г; в группе IV – 1,48 lg БОЕ/г.

Список литературы

1. Holzapfel, W. H., Naughton, P. J. Microbial ecology in growing animals, 2005 Elsevier: 522p. Holzapfel W. H., Naughton P. J. Microbial ecology in growing animals. – 2005 Elsevier: 522 Р.

2. Kenzaka, T., Tani, K., Sakotani, A., Yamaguchi, N. and Nasu, M. High-Frequency Phage-Mediated Gene Transfer among Escherichia coli Cells, Determined at the Single-Cell Level. Appl Environ Microbiol. 2007 May; 73(10): Р. 3291–3299.

3.  Smith, H.W., Huggins, M.B. (1983) Effectiveness of phage treatment in experimental Escherichia coli diarrhoea in calves, piglets and lambs. J Gen Microbiol 129: Р. 2659–2675.

4. Callaway, T., Edrington, T., Varey, P., Raya, R., Brabban, A., Kutter, E., Jung,Y., Genovese, K., Elder, R., Nisbet, D.J. (2003).

5. Isolation of naturally occurring bacteriophage from sheep that reduce populations of Escherichia coli O157:H7 In Vitro And In Vivo. 5th International Symposium on 'Shiga Toxin (Verocytotoxin) - Producing Escherichia coli Infections' , O-16.

6. Golomidova, A., Kulikov, E., Isaeva, A., Manykin, A., Letarov, A. (2007) The Diversity of Coliphages and Coliforms in Horse Feces Reveals a Complex Pattern of Ecological Interactions. Appl.Environ.Microbiol. 73(19) Р. 5975–5981.