Всероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания животных – филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный исследовательский центр животноводства – ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста»
ВЛИЯНИЕ «ЗАЩИТЫ» КОРМОВОГО ПРОТЕИНА ОТ РАСПАДА В РУБЦЕ НА СИНТЕЗ МИКРОБНОГО БЕЛКА У ЛАКТИРУЮЩИХ КОРОВ: ИССЛЕДОВАНИЕ in vivo И in silico
- Номер: 4
- Страницы: 113-122
Журнал: Проблемы биологии продуктивных животных
Аннотация:
Ключевыми факторами, влияющими на эффективность использования азота корма у КРС, являются поддержание определённого диапазона в значениях распадаемости сырого протеина (СП) в рубце и сбалансированность поступления энергетического субстрата и источника неорганического азота в микробный пул рубца. В данном исследовании изучали влияние микроволнового облучения на распадаемость СП и синтез микробиального белка в рубце у лактирующих коров. Обработку образцов проводили в СВЧ-печи (частота 2,45 ГГц, мощность 800 ватт) при экспозиции 15 мин. Распадаемость СП подсолнечного и рапсового шрота, зерна сои, люпина, гороха, вики в рубце определяли методом in situ. Наиболее выраженный эффект СВЧ-облучения по снижению распадаемости СП выявлен для подсолнечного (р<0,01) и рапсового шрота (р<0,01). Физиологические исследования проведены методом периодов по 21 дней каждый на коровах-первотёлках (n =3) с канюлями рубца и 12-ти перстной кишки. По среднесуточным показателям азотистого обмена, СВЧ-обработа подсолнечного шрота не оказала существенного влияния на поступление азота и микробного белка в кишечник. Для учёта нестационарности уровней субстратов синтеза в первые часы после кормления разработан алгоритм прогнозирования синтеза микробного белка по динамике уровня глюкозы и аммиака в рубцовой жидкости. Проведенный анализ не выявил различий между опытом и контролем по поступлению в микробный пул глюкозы – энергетического субстрата, лимитирующего скорость синтеза микробного белка, но уровень аммиака на протяжении 6 ч после кормления был ниже, чем в контроле, что могло ограничить темп микробного синтеза. Сделано заключение о необходимости проведения опытов in vitro для получения дополнительной информации по кинетическим параметрам поступления аммиака в микробный пул для прогнозирования синтеза микробного белка. Полученные результаты могут быть использованы для совершенствования физиологических критериев адекватности питания высокопродуктивных коров.
Литература:
1. Сыроватка В.И., Жданова Н.В., Обухов А.Д. Применение энергии сверхвысоких частот (СВЧ) в производстве ингредиентов комбикормов. // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. 2019. № 2. С. 4-15.
2. Харитонов Е.Л., Лысова Е.А., Березин А.С., Василевский Н.В. Повышение протеиновой питательности кормов для жвачных животных. // Кормопроизводство. 2025. № 2. С. 46-52.
3. Харитонов Е.Л., Березин А.С., Лысова Е.А. Влияние синхронизации распада в рубце углеводов и азотистых компонентов корма на состояние метаболизма и продуктивность у лактирующих коров // Проблемы биологии продуктивных животных. 2021. № 3. С. 82-91.
4. Черепанов Г.Г., Березин А.С. Оценка in vitro кинетических параметров активности уреазы рубцовой микрофлоры и эффективности сорбентов аммиака / Проблемы биологии продуктивных животных 2024. № 4. С. 45-58.
5. Черепанов Г.Г., Василевский Н.В. Изучение динамики ферментации углеводов и гaзообразования в рубцовой жидкости in vitro: оценка кинетических параметров брожения с учётом размеров частиц комбикорма. // Проблемы биологии продуктивных животных. 2024. № 4.. С. 29-34.
6. Черепанов Г.Г. Системно-кинетический анализ процессов ферментации крахмала и синтеза микробиального белка в рубце: пилотное исследование на модели. // Проблемы биологии продуктивных животных. 2025. № 2. С. 53-69.
7. Al Zahal O., Li F., Guan L.L., Walker N.D., McBride B.W. Factors influencing ruminal bacterial community diversity and composition and microbial fibrolytic enzyme abundance in lactating dairy cows with a focus on the role of active dry yeast. // J. Dairy Sci. 2017.Vol. 100. nr 6. P. 4377-4393 https://doi.org/10.3168/jds.2016-11473
8. Bach A., Calsamiglia S., Stern M.D. Nitrogen metabolism in the rumen. // J. Dairy Sci. 2005. Vol. 88. P. E9-E21. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(05)73133-7
9. Calsamiglia S., Ferret A., Reynolds C.K., Kristensen N.B., van Vuuren A.M. Strategies for optimizing nitrogen use by ruminants. // Animal. 2010. Vol. 4. nr 7. P. 1184-1196 https://doi.org/10.1017/S1751731110000911
10. Charles G. Schwab, Glen A. Broderick A. 100-Year Review: Protein and amino acid nutrition in dairy cows. // J. Dairy Sci. 2017. Vol. 100. nr 12. P. 10094-10112. https://doi.org/10.3168/jds.2017-13320
11. Cruz Soto R., Muhammed S.A., Newbold C.J., Stewart C.S., Wallace R.J. Influence of peptides. amino acids and urea on microbial activity in sheep receiving grass hay and on the growth of rumen bacteria in vitro. // Anim. Feed Sci. Technol. 1994.Vol. 49. P. 151-161.
12. Elhadi A., Calsamiglia S., Rodríguez-Prado M.E., Such X., Bahloul L., Caja G. Lactational and digestive responses of reducing dietary protein level and supplementing rumen-protected methionine in early-lactation dairy ewes. // J. Dairy Sci. 2025. Vol. 108. nr. 7. P. 7074-7090 https://doi.org/10.3168/jds.2024-26124
13. Ericson V.G., Barros T., Aguerre M.J. et al. Reducing dietary crude protein: Effects on digestibility, nitrogen balance, and blood metabolites in late-lactation Holstein cows. // J. Dairy Sci. 2024. Vol. 107. nr 7. P. 5434-5448. https://doi.org/10.3168/jds.2023-24079
14. Firkins J.L., Yu Z., Morrison M. Ruminal nitrogen metabolism: perspectives for integration of microbiology and nutrition for dairy cows // J. Dairy Sci. 2007. Vol. 90. Suppl. P. E1-E16 https://doi.org/10.3168/jds.2006-518
15. Hoover W.H., Stokes S.R. 1991. Balancing carbohydrates and proteins for optimum rumen microbial yield. // J. Dairy Sei. 74:3630-3644
16. Kalscheur K.F., Baldwin R. L., Glenn, B. P., Kohn R. A. Milk production of dairy cows fed differing concentrations of rumen-degraded protein. // J. Dairy Sci. 2006.Vol. nr. 1. P. 249 - 259 https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(06)72089-6
17. Koenig K.M., Beauchemin K.A., Rode L.M. Effect of protein source on microbial protein synthesis and nutrient digestion in beef cattle fed barley grain-based diets. // Can. J. Anim. Sci. 2004. Vol. 84. P. 481-490.
18. Nocek, J.E., Russell J.B. 1988. Protein and energy as an integrated system. Relationship of ruminal protein and carbohydrate availability to microbial synthesis and milk production.// J. Dairy Sei. 1988. V.71. P.2070-2107.
19. Nocek, J.E., Tamminga S. Site of digestion of starch in the gastrointestinal tract of dairy cows and its effect on milk yield and composition. J. Dairy Ssi. . 1991. V74. P.3598-3629
20. Owens F.N., Qi P.S., Sapienza D.A. Applied protein nutrition of ruminants – Current status and future directions. // The Professional Animal Scientist. 2014 Vol. 30. P. 150–179. https://doi.org/10.15232/S1080-7446(15)30102-9
21. Putri E.M., Zain M., Warly L., Hermon H. Effects of rumen-degradable-to-undegradable protein ratio in ruminant diet on in vitro digestibility, rumen fermentation, and microbial protein synthesis. // Veter. World. 2021. Vol. 14. nr 3. P. 640-648. DOI: 10.14202/vetworld.2021.640-648
22. Russell, J. B., O'Connor J.D, Fox D.G., Van Soest P.J., Sniffen C.J.A net carbohydrate and protein system for evaluating cattle diets: I. Ruminal fermentation. // J. Anim. Sci. 1992. Vol. 70. nr 8. P. 3551-3561.
23. Schären M., Frahm J., Kersten S., Meyer U., Hummel J., Breves G., Dänicke S. Interrelations between the rumen microbiota and production, behavioral, rumen fermentation, metabolic, and immunological attributes of dairy cows. // J. Dairy Sci. 2018. Vol. 101. nr 5. P. 4615–4637 https://doi.org/10.3168/jds.2017-13736
24. Yang C.T., Ferris C.P., Yan T. Effects of dietary crude protein concentration on animal performance and nitrogen utilisation efficiency at different stages of lactation in Holstein-Friesian dairy cows. // Animal. 2022. Vol. 16. nr 7. E1-E6. https://doi.org/10.1016/j.animal.2022.100562