Российские ученые разрабатывают уникальные кормовые пробиотики для рыб

Ученые Донского государственного технического университета совместно с Южным научным центром Российской академии наук создают бациллярные пробиотики, которые могут быть использованы в производстве эффективных и дешевых кормов для сельского хозяйства и аквакультуры, сообщает пресс-служба ДГТУ. Разработка пробиотиков на основе штаммов, обладающих уникальной способностью спорообразования, реализуется в рамках федеральной программы развития ДГТУ «Приоритет 2030».

По словам ученых, споры бацилл способны переживать такие тяжелые условия, как обезвоживание и высокие температуры, что позволяет им сохранять жизнеспособность в течение десятков лет. Бациллярные пробиотики хорошо переносят процедуру экструзии при приготовлении кормов и не требуют специальных условий для сушки и хранения. На основе выделенных штаммов планируется разработка линейки кормов, специализированных для разных видов и возрастных стадий рыб.

– Наш проект нацелен на разработку нового подхода к созданию кормовых продуктов целевого назначения для разных объектов аквакультуры в разных стадиях онтогенеза, основанного на глубоком анализе биологических механизмов модулирования здоровья животных, – прокомментировала профессор университета Малайзии Лионг Мин Тзе.

Источником штаммов стали донные отложения реки Дон. Выделенные штаммы обладают ферментативной активностью, антиоксидантными и антимутагенными свойствами, а также способностью подавлять рост бактериальных патогенов рыб.

– За первый год реализации гранта был сформирован научный, методический и технологический задел для молекулярной аквакультуры – изучены геномы рыб, подобраны маркеры для анализа на молекулярном уровне состояния пород рыб, используемых в местных рыбхозяйствах – стерляди, африканского сома, карпа, бестера, – рассказал декан факультета «Агропромышленный» ДГТУ Дмитрий Рудой.

При проведении исследования было отобрано более тысячи проб тканей рыбы для дальнейшего анализа. Штаммы потенциальных пробиотиков, отобранные из кишечника здоровых рыб, а также из донных отложений естественных водоемов, были протестированы на полезные свойства. Лучшие штаммы вошли в коллекцию перспективных пробиотических микроорганизмов ДГТУ.

– Выделенные штаммы, обладающие ферментативной активностью, могут быть использованы для получения кормов, применяемых на ранних этапах развития рыб, при переходе на активное питание или при смене рациона, а также для улучшения усвоения кормов у рыб, требующих сложных рационов, например, осетровых или лососевых, – поясняет Лионг Мин Тзе.

Штаммы, обладающие антиоксидантными и антимутагенными свойствами, могут применяться у взрослых особей для сопротивления неблагоприятным факторам среды и стрессам, таким как смена воды, перевозка и смена корма. Обладающие антимикробными свойствами штаммы могут использоваться для профилактики бактериальных заболеваний рыб.

– Используя методы метагеномики, мы создали модель сообщества микробов кишечника рыбы в разном возрасте, которая отражает изменения при взрослении мальков, а также реакцию микробного сообщества кишечника рыб на введение пробиотических препаратов, – подчеркнул Дмитрий Рудой.

Ранее исследователи определили, что пробиотики могут влиять на гены, связанные с реакциями на стресс, с иммунной системой и долголетием. Во второй год реализации проекта ученые изучат эффекты этого влияния. Пробиотики, отобранные на предыдущем этапе, будут использованы в экспериментах на стерляди, форели, шипе и африканском соме. Транскриптомный анализ позволит понять, как организм рыб реагирует на пробиотики на молекулярном уровне и какие именно гены «включаются» в ответ на их введение.

Исследования по проекту «Стратегия молекулярной аквакультуры в разработке новых синбиотических препаратов для улучшения здоровья и качества рыбы» финансируются Российским научным фондом (Соглашение от 13.04.2023 г. № 23-76-30006) и проводятся на базе факультета «Агропромышленный» и НИЛ «Центр агробиотехнологии» ДГТУ, созданной в рамках реализации программы мегагрантов. В научный коллектив ДГТУ входят 4 группы ученых: генетики, микробиологи, биотехнологи и инженеры.

Транскриптомный анализ – анализ всех типов РНК (рибонуклеиновые кислоты) биологического объекта, используется для решения многих задач, таких как каталогизация мРНК (матричные рибонуклеиновые кислоты) в клетке, определение локализации участков начала транскрипции, количественный анализ уровня транскриптов на различных стадиях развития клетки и при определенных физиологических или патологических условиях.