Для снижения зависимости бройлерного птицеводства от ферментов ученые создают кормовые ГМО
В качестве кормовых добавок ферменты широко используются в рационах большинства сельскохозяйственных животных, кур бройлеров в том числе. Добавление экзогенного фермента помогает разложить антипитательные соединения в корме на небольшие молекулярные фрагменты, высвободить инкапсулированные питательные вещества и обеспечить их полное переваривание и всасывание. Однако, кормовые ферменты дороги, поэтому ученые рассматривают использование генетически модифицированных растений, содержащих кормовые ферменты, для прямого использования в кормах для животных.
Портал AgroXXI.ru ознакомился со статьей группы китайских исследователей из Научно-исследовательского института биотехнологии Шанхайской академии сельскохозяйственных наук, в которой авторы приводят примеры развития индустрии кормовых ГМО и рассказывают о своей разработке: «В последние годы хорошие результаты получили многие трансгенные растения, экспрессирующие отдельные кормовые ферменты, используемые в качестве кормовых добавок для прямого использования в кормах для животных.
Например, трансгенный рис, кукуруза и рапс (канола), сверхэкспрессирующие фитазу бактериального происхождения, добавленные в корм для домашней птицы, привели к значительному улучшению пищевой ценности и значительному снижению выведения фосфора.
У цыплят-бройлеров, получавших β-глюканазу из трансгенного картофеля, экспрессирующего β-глюканазу из Fibrobacter succinogenes, значительно улучшилась конверсия корма и снизилась вязкость пищеварения в подвздошной кишке. В целом, по ГМ-картофелю для животных принято мнение, что экспрессия ксиланазы из Streptomyces olivaceoviridis в трансгенном картофеле обеспечивает альтернативу современным добавкам ксиланазы в корма для животных.
Однако, зерновые являются основным источником энергии и белка в животноводстве и птицеводстве, где ячмень добавляется в рацион в первую очередь в качестве источника энергии.
Стоит отметить, что энергетическая ценность ячменя зависит от содержания крахмала, а не от содержания неперевариваемых некрахмальных полисахаридов (NSP). Более высокое содержание NSP может снизить использование энергии и питательных веществ у животных с однокамерным желудком, поскольку они не производят достаточного количества эндогенных ферментов, которые могут эффективно расщеплять эти компоненты из-за структуры их желудочно-кишечного тракта.
В настоящее время ксиланаза и β-глюканаза являются двумя основными ферментами, переваривающими NSP, используемыми в промышленности кормов для животных.
Ксиланазы расщепляют арабиноксиланы, которые повсеместно встречаются в зерновых, а также их побочные продукты, тогда как β-глюканаза расщепляет β-глюканы и их побочные продукты, которые широко распространены в ячмене.
Фитаза широко используется в качестве кормовой добавки для высвобождения фосфата, заключенного в фитате, основной форме хранения фосфора в зерновых культурах, что в конечном итоге делает его доступным для животных с однокамерным желудком.
Таким образом, основная цель этого исследования состояла в том, чтобы экспрессировать смесь ферментов (фитазы, β-глюканазы и ксиланазы) в системе на основе семян ячменя с главной целью — обеспечить их высокий уровень накопления в зерне и снизить стоимость производства. производства для достижения целевого показателя затрат в кормовой промышленности.
В настоящее время кормовые ферменты в основном получают путем ферментации грибов, бактерий и других микроорганизмов. Хотя технология производства кормовых ферментов быстро развивалась, активность этих ферментов снижается в процессе гранулирования, а стоимость их применения со временем увеличивается.
Альтернативный подход – использование генетически модифицированных растений, содержащих сложные кормовые ферменты, для прямого использования в кормах для животных. Мы совместно экспрессировали три широко используемых кормовых фермента (фитазу, β-глюканазу и ксиланазу) в семенах ячменя, используя метод трансформации, опосредованной Agrobacterium, и создали новую зародышевую плазму ячменя. Результаты показали, что эти ферменты были стабильны и не влияли на развитие семян.
Добавление в основной рацион кур-несушек всего 8% семян, содержащих ферменты, снизило количество неперевариваемых углеводов, улучшило доступность фосфора и снизило воздействие животноводческой продукции на окружающую среду до такой же степени, как непосредственное добавление экзогенных ферментов в корм.
Скармливание несушкам ферментсодержащих семян существенно повышало прочность скорлупы и массу яиц на 10,0–11,3% и 5,6–7,7% соответственно. Кишечная микробиота, полученная от несушек, которых кормили семенами, содержащими ферменты, была изменена по сравнению с контролем, и в ней доминировали Alispes и Rikenella. Таким образом, трансгенные семена ячменя, полученные в этом исследовании, можно использовать в качестве оптимизированного корма для корма животным».
