Індентифікація та антибіотикорезистентність молочнокислих бактерій, виділених зі шлунково-кишкового тракту кроля

Автор(и)

  • Yury Pohilko Інститут сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН вул. Шевченко, 97, м. Чернігів, Україна, 14027, Україна https://orcid.org/0000-0002-2359-3430
  • Natalya Kravchenko Інститут сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН вул. Шевченко, 97, м. Чернігів, Україна, 14027, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15587/2519-8025.2019.169077

Ключові слова:

молочнокислі бактерії, пробіотики, кролики, антибіотикорезистентність, ідентифікація, полімеразна ланцюгова реакція

Анотація

Пробіотичні препарати, що застосовуються у кролівництві, мають у своєму складі бактерії, виділені з різних еконіш. Тому такі препарати є універсальними та рекомендовані для різних видів тварин. Одним із шляхів підвищення ефективності пробіотиків, які використовуються під час розведення кролів, є селекція штамів біологічно активних представників облігатної мікрофлори шлунково-кишкового тракту саме цих тварин.

Мета. Ідентифікувати молочнокислі бактерії, виділені зі шлунково-кишкового тракту кроля, перспективні для створення пробіотичних препаратів. Дослідити антибіотикорезистентність найбільш біологічно активних ізолятів.

Методи. Індентифікацію молочнокислих бактерій до роду Lactobacillus проводили за загальноприйнятими методиками. Молекулярно-генетичну ідентифікацію проводили з використанням полімеразної ланцюгової реакції. Для найбільш перспективних штамів визначали чутливість до антибіотиків диско-дифузійним методом та мінімальну інгібуючу концентрацію антибіотика, що повністю затримувала ріст бактерій.

Результати. Індентифіковано до роду Lactobacillus 250 бактеріальних ізолятів, виділених зі шлунково-кишкового тракту кролів, з них 10 набільш активних відібрано для подальшої роботи. Встановлено, що 40 % відібраних ізолятів молочнокислих бактерій, здатні ферментувати арабінозу, дульцит; 50 % - маніт; 70 % - сорбіт; 80 %- манозу, фруктозу; 90 % - лактозу; 100 % - галактозу, мальтозу, сахаразу, глюкозу; 20 % - рафінозу. Молекулярно-генетичними дослідженнями встановлено, що ізолят Lactobacillus sp. 13/2 не має генів типових для видів L. acidophilus та L. helveticus. Виявлено, що найменше значення мінімальної інгібуючої концентрації антибіотиків досліджуваних ізолятів виявлено для пеніцилінів пролонгованої дії, що діють бактерицидно, порушуючи синтез клітинної стінки бактерій. Найвище – для ампіциліну, що активний відносно грампозитивних бактерій, на які діє бензилпеніцилін. Отримані результати свідчать про відсутність набутої антибіотикорезистентності. Однак ізолят L-13/2 проявив стійкість до оксациліну, канаміцину, стрептоміцину, налідиксової кислоти.

Висновки. За комплексом морфологічних, культуральних та фізіолого-біохімічних властивостей з 250 ізолятів молочнокислих бактерій, виділених зі шлунково-кишкового тракту кролів, десять найбільш активних попередньо віднесено до філогенетичних груп: L. acidophilus, L. lactis, L. casei, L. plantarum. Для використання обраного ізоляту Lactobacillus sp. 13/2 як основи пробіотичного препарату необхідно застосування додаткових методів ідентифікації для визначення виду.

Встановлено, що досліджувані ізоляти загалом не проявляли антибіотикорезистентність. Перспективний ізолят Lactobacillus sp. 13/2 виявив стійкість до деяких антибіотиків. Тому існує необхідність більш детально вивчити стійкість до антибіотиків досліджуваного ізоляту для виключення можливості горизонтального переносу генів резистентності

Біографії авторів

Yury Pohilko, Інститут сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН вул. Шевченко, 97, м. Чернігів, Україна, 14027

Аспірант

Natalya Kravchenko, Інститут сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН вул. Шевченко, 97, м. Чернігів, Україна, 14027

Кандидат ветеринарних наук, старший науковий співробітник, завідувач лабораторії

Лабораторія пробіотиків

Посилання

  1. Kovalchuk, I., Yashchuk, I. V. (2016). Suchasnyi stan ta perspektyvy rozvytku haluzi krolivnytstva v Ukraini [The modern state and prospects of development of industry of the rabbit breeding are in Ukraine]. Technology of production and processing of livestock products, 5, 24–29.
  2. Aksenov, Ye. O. (2016). Rozvitok krolivnictva v Ukrayini ta sviti [Development of rabbit meat in Ukraine and the world]. Scientific and technical bulletin, 116, 15–21.
  3. Stephen, W. B., Stephen, M. G., Dean, H. P. (2016). Pathology of laboratory rodents and rabbits. Chichester: John Wiley & Sons, 372.
  4. Antimicrobial resistance (2017). WHO. Available at: http://apps.who.int/gb/ebwha/pdf_files/wha70/a70_12-en.pdf
  5. WHO Global Strategy for the Containment of Antimicrobial Resistance (2001). WHO. Available at: https://www.who.int/drugresistance/WHO_Global_Strategy_English.pdf
  6. Khachatourians, G. G. (1998). Agricultural use of antibiotics and the evolution and transfer of antibiotic-resistant bacteria. Canadian Medical Association Journal, 159, 1129–1136.
  7. Kalachniuk, G. I. (1996). Probiotiki u tvarinnictvi [Probiotics in livestock breeding]. Animal husbandry of Ukraine, 5, 16–18.
  8. Veterinary informational and analytical resource of Ukraine. Available at: https://vet.in.ua/
  9. Bernbom, N., Norrung, B., Saadbye, P., Molbak, L., Vogensen, F. K., Licht, T. R. (2006). Comparison of methods and animal models commonly used for investigation of fecal microbiota: Effects of time, host and gender. Journal of Microbiological Methods, 66 (1), 87–95. doi: http://doi.org/10.1016/j.mimet.2005.10.014
  10. Tarakanov, B. V. (2006). Metodyi issledovaniya mikrofloryi pischevaritelnogo trakta selskohozyaystvennyih zhivotnyih i ptitsyi [Methods for studying the microflora of the digestive tract of farm animals and poultry]. Moscow: Nauchnyiy mir, 188.
  11. Pokhilko, Yu. M., Kravchenko, N. O., Bozhok, L. V., Ageev, V. O., Dmitruk, O. M. (2015). Osoblivosti kishkovogo mikrobocenozu molodnyaku kroliv za riznih tipiv godivli [Features of intestinal micrococoenosis of young rabbits for different types of feeding]. Agricultural Microbiology, 22, 48–52.
  12. Pohilko, Yu. M., Kravchenko, N. O. (2016). Vidilennya iz travnoyi sistemi kroliv molochnokislih bakterii, perspektivnih dlya stvorennya probiotichnih preparativ [Isolation from the digestive system of rabbits lactic acid bacteria, promising for the creation of probiotic preparations]. Bioresources and nature management, 8 (5-6), 63–66.
  13. Pohilko, Y. M., Kravchenko, N. O. (2017). Resistance of bacteria of the genus lactobacillus to the metabolites of the digestive system. Microbiology&Biotechnology, 2 (38), 101–111. doi: http://doi.org/10.18524/2307-4663.2017.2(38).105019
  14. Pohilko, Y. M., Kravchenko, N. O. (2018). Recovery and correction of the balance of microbiota of the gastrointestinal tract of rabbits, disabled as resulting from the use of antibiotics. Biological Resources and Nature Managment, 10 (3-4), 19–31. doi: http://doi.org/10.31548/bio2018.03.003
  15. Pohilko, Y. M., Kravchenko, N. O. (2018). Probiotic properties of bacteria of Lactobacillus genus isolated from the gastrointestinal tract of rabbits. Studia Biologica, 12 (1), 35–46. doi: http://doi.org/10.30970/sbi.1201.535
  16. De Vos, P., Garrity, G. M., Jones, D., Krieg, N. R., Ludwig, W., Rainey, F. A. et. al. (2009). Bergey’s manual of systematic bacteriology. Vol. 3. New York: Springer, 1422.
  17. Egorov, N. S. (1986). Basics of Antibiotic Teaching. Moscow: Vysshaia shkola, 448.
  18. Dec, M., Wernicki, A., Puchalski, A., Urban-Chmiel, R. (2015). Antibiotic susceptibility ofLactobacillusstrains isolated from domestic geese. British Poultry Science, 56 (4), 416–424. doi: http://doi.org/10.1080/00071668.2015.1058919
  19. Makarova, K., Slesarev, A., Wolf, Y., Sorokin, A., Mirkin, B., Koonin, E. et. al. (2006). Comparative genomics of the lactic acid bacteria. Proceedings of the National Academy of Sciences, 103 (42), 15611–15616. doi: http://doi.org/10.1073/pnas.0607117103
  20. Oren, A., Garrity, G. M. (2018). Notification that new names of prokaryotes, new combinations, and new taxonomic opinions have appeared in volume 68, part 1, of the IJSEM. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 68 (4), 979–981. doi: http://doi.org/10.1099/ijsem.0.002597
  21. Marhamatizadeh, M. H., Sayyadi, S. (2019). Mining of lactic acid bacteria from traditional yogurt (Mast) of Iran for possible industrial probiotic use. Italian Journal of Animal Science, 18 (1), 663–667. doi: http://doi.org/10.1080/1828051x.2018.1552541
  22. Wang, Y., Ryu, B. H., Yoo, W., Lee, C. W., Kim, K. K., Lee, J. H., Kim, T. D. (2018). Identification, characterization, immobilization, and mutational analysis of a novel acetylesterase with industrial potential ( La AcE) from Lactobacillus acidophilus. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – General Subjects, 1862 (1), 197–210. doi: http://doi.org/10.1016/j.bbagen.2017.10.008
  23. Tamminen, M., Joutsjoki, T., Sjoblom, M., Joutsen, M., Palva, A., Ryhanen, E.-L., Joutsjoki, V. (2004). Screening of lactic acid bacteria from fermented vegetables by carbohydrate profiling and PCR-ELISA. Letters in Applied Microbiology, 39 (5), 439–444. doi: http://doi.org/10.1111/j.1472-765x.2004.01607.x
  24. Tilsala-Timisjärvi, A., Alatossava, T. (1997). Development of oligonucleotide primers from the 16S-23S rRNA intergenic sequences for identifying different dairy and probiotic lactic acid bacteria by PCR. International Journal of Food Microbiology, 35 (1), 49–56. doi: http://doi.org/10.1016/s0168-1605(97)88066-x
  25. Fortina, M. G., Ricci, G., Mora, D., Parini, C., Manachini, P. L. (2001). Specific identification ofLactobacillus helveticusby PCR withpepC,pepN andhtrA targeted primers. FEMS Microbiology Letters, 198 (1), 85–89. doi: http://doi.org/10.1111/j.1574-6968.2001.tb10623.x
  26. Ashraf, R., Shah, N. (2011). Antibiotic resistance of probiotic organisms and safety of probiotic dairy products. International Food Research Journal, 18 (3), 837–853.
  27. Hughes, P., Heritage, J. (2004). Antibiotic growth-promoters in food animals. FAO Animal Production and Health Paper, 129–152.
  28. Shenderov, B. A. (2001). Probiotiki i funktsionalnoye pitaniye [Probiotics and functional foods]. Moscow: Grants, 288.
  29. Charteris, W. P., Kelly, P. M., Morelli, L., Collins, J. K. (2001). Gradient Diffusion Antibiotic Susceptibility Testing of Potentially Probiotic Lactobacilli. Journal of Food Protection, 64 (12), 2007–2014. doi: http://doi.org/10.4315/0362-028x-64.12.2007
  30. Shah, N. P. (2000). Probiotic Bacteria: Selective Enumeration and Survival in Dairy Foods. Journal of Dairy Science, 83 (4), 894–907. doi: http://doi.org/10.3168/jds.s0022-0302(00)74953-8
  31. Nekrasova, L. S., Svyta, V. M., Hlushkevych, T. H., Tomchuk, V. V., Zherebko, N. M., Pokas, O. V. (Eds.) (2007). Vyznachennia chutlyvosti mikroorhanizmiv do antybakterialnykh preparative [Determination of the sensitivity of microorganisms to antibacterial drugs]. Kyiv: MOZ Ukrainy, 74.

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-07-11

Як цитувати

Pohilko, Y., & Kravchenko, N. (2019). Індентифікація та антибіотикорезистентність молочнокислих бактерій, виділених зі шлунково-кишкового тракту кроля. ScienceRise: Biological Science, (2 (17), 24–30. https://doi.org/10.15587/2519-8025.2019.169077

Номер

№ 2 (17) (2019)

Розділ

Біологічні науки

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Yury Pohilko, Natalya Kravchenko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons CC BY для журналів відкритого доступу. 

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.