真邁生物用戶俄羅斯南部聯(lián)邦大學在Agriculture期刊上發(fā)表題為“Development of Synbiotic Preparations That Restore the Properties of Cattle Feed Affected by Toxin-Forming Micromycetes”的研究成果。研究人員開發(fā)了一種含有兩種地衣芽孢桿菌株的益生菌制劑，用于減少牛飼料的采收后受到霉菌毒素的有害影響。采用GenoLab M測序儀對這兩株菌的基因組進行了測序，分析了其生物活性次級代謝產物的合成潛力。動物實驗發(fā)現(xiàn)，益生菌制劑的引入消除了霉菌毒素對母牛犢體重增加的負面影響，使其恢復到了對照組的水平。進一步分析，發(fā)現(xiàn)這兩株菌的抗霉菌毒素活性與其基因組中內酯酶基因有關?？咕蜕锘钚源x物，例如lichenicidin和lichenisin也有助于發(fā)揮益生效應。該研究為開發(fā)新的益生菌制劑對抗霉菌毒素污染指明了方向。
霉菌毒素是由霉菌合成的有毒次級代謝產物，比如黃曲霉毒素和玉米烯酮，霉菌毒素不僅會降低動物的肉質，還會累積到肉制品中，將損害消費者的健康。添加產乳酸的益生菌可以降低飼料中霉菌毒素的影響，而使用芽孢桿菌作為益生菌的研究并不多。在調節(jié)動物和人類的健康及其腸道微生物群方面，最有前景的方法是聯(lián)合使用益生菌和益生元，既可以單獨添加，也可組合為合生元使用。合生元不僅是益生菌和益生元的混合物，某些成分也能有協(xié)同作用。此外，霉菌毒素的成分中含有內酯環(huán)，可以被某些具有內酯酶活性的酶催化開環(huán)而降低毒性。
為探究芽孢桿菌對受到霉菌毒素污染食物喂養(yǎng)母牛犢的影響，研究人員研發(fā)了一種基于益生菌——芽孢桿菌和植物基質的合生元制劑，可以減少牛飼料采收后霉菌毒素的有害影響。然后對具有內酯酶活性的菌株進行基因組測序，解析發(fā)揮益生菌活性代謝物合成基因簇，篩選合生元制劑的最佳底物，并探究合生元制劑對牛生理參數的影響。
01?菌株的遺傳特性
在這兩種菌株中，未發(fā)現(xiàn)對目前使用的抗生素具有耐受性的遺傳元件。基于Antismash v 6.0.0算法的搜索結果，鑒定了非核糖體合成與核糖體合成翻譯后修飾肽的次級代謝物的基因簇，這些次級代謝物lichenicidin和lichenisin通過調節(jié)微生物組成來發(fā)揮益生菌的活性。
02?最佳底物的挑選
研究人員比較了五種植物性的底物，兩株菌均在大豆培養(yǎng)基上的生長最好，生長24小時后生物量均為最高（以OD值衡量）。
03?合生元制劑對牛生理參數的影響
在霉菌毒素處理組中，體重增長顯著減緩，而該處理添加合生元制劑會緩解這種趨勢。實驗結束時，各試驗組血液形態(tài)學和生化指標均在正常值范圍內。只是堿性磷酸酶出現(xiàn)顯著差異，相對于對照組，霉菌毒素處理組，堿性磷酸酶降低，而添加大劑量的合生元制劑后，恢復到對照的水平。
1.根據母牛犢實驗，在飼料中添加曲霉毒素導致體重增加減緩，但添加合生元制劑，特別是高劑量，會消除這種負面影響，使其恢復到對照組的水平。
2.兩株芽孢桿菌基因組中，發(fā)現(xiàn)了抗菌和其他重要生物學活性的化合物的相關基因。它們可能會間接調節(jié)瘤胃微生物群的組成來發(fā)揮益生菌效應。
3.該研究結果為開發(fā)新一代獸藥——合生元制劑指明了方向，這不僅將對畜牧業(yè)產生系統(tǒng)性的積極影響，還將減少曲霉毒素污染飼料的負面影響。
Bren A, Denisenko Y, Prazdnova E, et al. Development of Synbiotic Preparations That Restore the Properties of Cattle Feed Affected by Toxin-Forming Micromycetes[J]. Agriculture, 2023, 13(3): 523.