Разработка новых подходов с применением бактериальных ферментов и пробиотиков для повышения усвояемости корма сельскохозяйственной птицы на основе изучения физиологии ее пищеварения

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 16-16-04062

НазваниеРазработка новых подходов с применением бактериальных ферментов и пробиотиков для повышения усвояемости корма сельскохозяйственной птицы на основе изучения физиологии ее пищеварения

Руководитель Шарипова Маргарита Рашидовна, Доктор биологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" , Республика Татарстан (Татарстан)

Конкурс №16 - Конкурс 2016 года на получение грантов по приоритетному направлению деятельности РНФ «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований по поручениям (указаниям) Президента Российской Федерации» (исследования в области картофелеводства и птицеводства)

Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки; 06-204 - Животноводство

Ключевые слова Птицеводство, пробиотики, полиферментные препараты, фитазы, протеиназы, кормовые добавки, бациллы.

Код ГРНТИ62.99.39, 68.01.51

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на разработку биопрепаратов на основе бактериальных спор и ферментов для повышения усвояемости кормов птиц и снижения их себестоимости. Актуальность проблемы заключается в поиске путей снижения в составе комбикорма доли неусвояемых соединений, таких как комплексы фитата, обладающего хелатирующими свойствами и способного связывать белковые компоненты. Фитат взаимодействует с ионами металлов, аминокислотами и белками с образованием нерастворимых комплексов. Научная новизна проекта заключается в том, что впервые будут применены полиферментные композиции, включающие бактериальные фитазы разных групп (разный механизм катализа и рН-оптимумы) и сериновые протеиназы с разной специфичностью, в различном сочетании и соотношениях, а также препараты спор бацилл, в качестве добавок в корма кур с целью увеличении их питательных характеристик. Для работы над проектом будут использованы полученные нами штаммы-изоляты бактерий, обладающие фитат-гидролизующей активностью (ВКПМ В-11689 и ВКПМ В-11988). Будут выделены и очищены бактериальные фитазы разных групп (гистидиновая кислая 6-фитаза Pantoea vagans и бета-пропеллерная фитаза Bacillus ginsengihumi) и сериновые протеиназы с разной специфичностью (субтилизиноподобная протеиназа и глутамилэндопептидаза B. pumilus). Будут разработаны эффективные системы экспрессии генов бактериальных фитаз для секреции в рекомбинантных дрожжах Pichia pastoris, включающие индуцибельный дрожжевой промотор и оптимальный сигнальный пептид. Для добавок в корм мы планируем использовать фитазы разных групп, отдельно и в сочетании с протеиназами бацилл, а также препараты спор бацилл с высокой антагонистической и фитат-мобилизующей активностью. Сравнительная характеристика этих подходов позволит сделать практические заключения о целесообразности их применения. Для оценки эффективности добавок мы будем анализировать рост, вес, продуктивность цыплят-бройлеров и кур-несушек разного возраста и при различном рационе питания, проводить оценку усвояемости фосфора и микроэлементов по содержанию в помете по сравнению с контрольной группой. Приоритетной является задача исследования влияния ферментных биодобавок и споровых препаратов на микрофлору кишечника кур. Анализ полученных экспериментальных данных позволит разработать практические рекомендации по совместному использованию полиферментных комплексов, включающих фитазы разных групп, для внесения в комбикорма, а также оценить эффективность применения препаратов спор в качестве пробиотиков.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Трошагина Д.С., Сулейманова А.Д., Иткина Д.Л., Шарипова М.Р. Cloning of Phytase Genes Pantoea Sp. 3.5.1 and Bacillus ginsengihumi M2.11 in Pichia pastoris BioNanoScience, Volume 8, Issue 4, pp. 1045-1053 (год публикации - 2018)
10.1007/s12668-018-0563-y

2. Балабан Н.П., Сулейманова А.Д., Шакиров Е.В., Шарипова М.Р. Histidine acid phytases of microbal origin MICROBIOLOGY (MIKROBIOLOGIYA), V.87 (6), pp. 745-756. (год публикации - 2018)
10.1134/S0026261718060024

3. Валеева Л.Р., Нямсурен Ч., Шарипова М.Р., Шакиров Е.В. Heterologous expression of secreted bacterial BPP and HAP phytases in plants stimulates Arabidopsis thaliana growth on phytate Frontiers in Plant Science, V.9(186). – P.1-14. (год публикации - 2018)
10.3389/fpls.2018.00186

4. Хадиева Г.Ф., Лутфуллин М.Т., Мочалова Н.К., Ленина О.А., Шарипова М.Р., Марданова А.М. NEW BACILLUS SUBTILIS STRAINS AS PROMISING PROBIOTICS MICROBIOLOGY (MIKROBIOLOGIYA), V.87(4), pp. 463-471. (год публикации - 2018)
10.1134/S0026261718040112

5. Трошагина Д.С., Сулейманова А.Д., Шарипова М.Р. Heterologous expression of bacterial phytase from Pantoea sp. 3.5.1 in Pichia pastoris FEBS Open Bio, V.8. – Suppl.1. - P.182. (год публикации - 2018)
10.1002/2211-5463.12453

6. Корягина А.О., Рудакова Н.Л., Тойменцева А.А., Шарипова М.Р. Selection of the optimal strain-producer of subtilisin-like proteinase of Bacillus pumilus FEBS Open Bio, V.8. – Suppl.1. - P.192. (год публикации - 2018)
10.1002/2211-5463.12453

7. Хадиева Г.Ф., Лутфуллин М.Т., Марданова А.М., Шарипова М.Р. Probiotic properties of strains of Bacillus subtilis FEBS Open Bio, V.8. – Suppl.1. – Р. 187. (год публикации - 2018)
10.1002/2211-5463.12453

8. Рудакова Н.Л., Корягина А.О., Шарипова М.Р. Evaluation of the B. subtilis proteinase stability in the model conditions of the gastrointestinal tract of chickens FEBS Open Bio, V.8. – Suppl.1. – Р. 416. (год публикации - 2018)
10.1002/2211-5463.12453

9. Марданова А.М., Хадиева Г.Ф., Лутфуллин М.Т., Пудова Д.С., Шагимарданова Е.И., Шарипова М.Р. Влияние пробиотиков Bacillus subtilis GM5 на формирование микробиоты слепой кишки и прирост массы тела цыплят – бройлеров Актуальная биотехнология, №3(26). – С. 553 (год публикации - 2018)

10. Шарипова М.Р., Сулейманова А.Д., Рудакова Н.Л., Трошагина Д.С., Корягина А.О., Марданова А.М., Лутфуллин М.Т., Хадиева Г.Ф., Смоленцев С.Ю. Бактериальные ферменты как кормовые добавки в птицеводстве Актуальная биотехнология, №3(26). – С. 499 (год публикации - 2018)

11. Корягина А.О., Рудакова Н.Л., Лутфуллин М.Т., Хадиева Г.Ф., Тойменцева А.А., Марданова А.М., Шарипова М.Р. Протеиназа бацилл на основе генной конструкции как кормовая добавка в птицеводстве Сельскохозяйственная биология (год публикации - 2018)

12. Пудова Д.С., Лутфуллин М.Т., Хадиева Г.Ф., Шагимарданова Е.И., Шигапова Л.Х., Тойменцева А.А., Кабанов Д.А., Марданова А.М., Вологин С.Г., Шарипова М.Р. Draft genome sequence data of Lysinibacillus fusiformis strain GM, isolated from potato phyllosphere as a potential probiotic. Data in Brief, V.21. - P. 2504-2509. (год публикации - 2018)
10.1016/j.dib.2018.11.107

13. Трошагина Д.С., Сулейманова А.Д., Шарипова М.Р. Expression of Bacillus ginsengihumi M2.11 phytase gene in the methylotrophic yeast Pichia pastoris ASCB EMBO. Abstract book, ASCB EMBO. Abstract book. - P.1865. (год публикации - 2018)

14. Хадиева Г.Ф., Лутфуллин М.Т., Пудова Д.С., Шагимарданова Е.И., Марданова А.М., Шарипова М.Р. Effect of Bacillus subtilis MG5 on the cecal microbiota of broilers ASCB EMBO. Abstract book., ASCB EMBO. Abstract book. - P.3460. (год публикации - 2018)

15. Шарипова М.Р., Марданова А.М., Сулейманова А.Д., Рудакова Н.Л., Трошагина Д.С., Корягина А.О., Смоленцев С.Ю., Лутфуллин М.Т., Хадиева Г.Ф. РАЗРАБОТКА НОВЫХ ПОДХОДОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ФЕРМЕНТОВ И ПРОБИОТИКОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ УСВОЯЕМОСТИ КОРМА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПТИЦЫ Сборник тезисов докладов научной конференции грантодержателей РНФ "Современные тенденции в химии, биологии и медицине. От молекулы к лекарству", с. 98 (год публикации - 2018)

16. Пудова Д.С.,Лутфуллин М.Т., Хадиева Г.Ф., Марданова А.М., Шарипова М.Р. Analysis of the probiotic potential of Lysinibacillus fusiformis GM ASCB EMBO. Abstract book., ASCB EMBO. Abstract book. - P.2687. (год публикации - 2018)

17. Валеева Л.Р., Хузина Р., Трошагина Д.С., Сулейманова А.Д., Шарипова М.Р. Pantoea sp.3.5.1 phytase expression optimization in yeast Pichia pastoris ASCB EMBO. Abstract book., ASCB EMBO. Abstract book. - P.2685. (год публикации - 2018)

18. Пудова Д.С., Тойменцева А.А., Шарипова М.Р. Поиск генов-кандидатов, кодирующих протеиназы, в геноме Bacillus pumilus 7P для создания эффективной системы экспрессии в дрожжах Актуальная биотехнология, №3(26). – С. 170. (год публикации - 2018)

19. Корягина А.О., Рудакова Н.Л., Марданова А.М., Шарипова М.Р. Бактериальная протеиназа как кормовая добавка для повышения усвояемости корма сельскохозяйственной птицы Материалы международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы сельскохозяйственных наук в России и за рубежом», №5. – С. 12-15. (год публикации - 2018)

20. Сулейманова А.Д., Трошагина Д.С., Шарипова М.Р. Дрожжи как объект геномной инженерии Редактирование генов и геномов. Новосибирск: Изд-во СО РАН, Т.2. - С. 5-29. (год публикации - 2018)

21. Корягина А.О., Рудакова Н.Л., Лутфуллин М.Т., Хадиева Г.Ф., Тойменцева А.А., Марданова А.М., Шарипова М.Р. Протеиназа бацилл на основе генной конструкции как кормовая добавка для птицеводства Сельскохозяйственная биология, том 53, №6, с. 1274-1284 (год публикации - 2018)
10.15389/agrobiology.2018.6.1274rus

22. Н.В. Феоктистова, А.М. Марданова, М.Т. Лутфуллин, Л.М. Богомольная, М.Р. Шарипова БИОПРЕПАРАТЫ МИКРОБНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ В ПТИЦЕВОДСТВЕ УЧЕНЫЕ ЗАПИСКИ КАЗАНСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. СЕРИЯ ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ, Т. 160, кн. 3, С. 395–418 (год публикации - 2018)
https://kpfu.ru/portal/docs/F_989086317/160_3_est_3.pdf

23. Корягина А.О., Тойменцева А.А., Шарипова М.Р. Подбор оптимального штамма-продуцента сериновой протеиназы B. pumilus Пищевая промышленность, № 4. - С.48-49. (год публикации - 2019)
10.2441J/0235-2486-2019-10024

24. Баранова Д.С.. Сулейманова А.Д.. Тойменцева А.А.. Шарипова М.Р. Development of an efficient expression system in Pichia pastoris for bacillary proteases production The FEBS Journal, Volume 284 Supplement 1 P.392 (год публикации - 2017)
10.1111/febs.14174

25. Тойменцева А.А., Машер Т., Шарипова М.Р. Regulatory characteristics of Bacillus pumilus protease promoters Current Microbiology, V.74, I.5, P.550-559 (год публикации - 2017)
10.1007/s00284-017-1212-3

26. Марданова А.М., Хадиева Г.Ф., Лутфуллин М.Т., Хиляс И.В., Миннуллина Л.Ф., Гилязева А.Г., Богомольная Л.М., Шарипова М.Р. Bacillus subtilis Strains with Antifungal Activity against the Phytopathogenic Fungi Agriculrural Scienсes, Vol.7 "№12 (год публикации - 2016)

27. Феоктистова Н.В., Марданова А.М., Хадиева Г.Ф., Шарипова М.Р. Пробиотики на основе бактерий рода Bacillus в птицеводстве Ученые записки Казанского университета. Серия Естественные науки., Т.159, №5, С.85-107 (год публикации - 2017)

28. Трошагина Д.С, Баранова Д.С., Валеева Л.Р., Сулейманова А.Д.. Шарипова М.Р. Получение дрожжевых систем на основе генов бактериальных ферментов Материалы 21-я Международной Пущинской школы-конференции молодых ученых «Биология – наука XXI века» СЕКЦИЯ «БИОТЕХНОЛОГИЯ И ПРИБОРОСТРОЕНИЕ», С. 176-177 (год публикации - 2017)

29. Хадиева Г.Ф.. Лутфуллин М.Т., Баранова Д.С., Марданова А.М. Секвенирование генома Bacillus subtilis GM5 и анализ генов синтеза антимикробных пептидов Материалы III всероссийской молодежной научной школы-конференции "Микробные симбиозы в природных и экспериментальных экосистемах", С. 33 (год публикации - 2017)

30. Тойменцева А.А., Баранова Д.С.. Шарипова М.Р. Клонирование гена сериновой протеиназы бацилл в дрожжевую систему экспрессии Pichia pastoris Acta Natura, спецвыпуск, С. 34 (год публикации - 2017)

31. Балабан Н.П., Сулейманова А.Д., Валеева Л.Р., Частухина И.Б., Рудакова Н.Л., Шарипова М.Р., Шакиров Е.В. Microbial phytases and phytate: Exploring opportunities for sustainable phosphorus management in agriculture American Journal of Molecular Biology, Vol.1 №1 (год публикации - 2016)

32. Хадиева Г.Ф., Лутфуллин М.Т., Мочалова Н.К., Шарипова М.Р., Марданова А.М. Бациллы, продуцирующие антимикробные пептиды, как основа для создания пробиотиков Материалы V международной научно-практической конференции "Биотехнология: наука и практика", Т.2. выпуск 21, С. 243 (год публикации - 2017)

33. Хадиева Г.Ф., Лутфуллин М.Т.. Марданова А.М. Шарпова М.Р. Genetic determinants of antimicrobial peptides produced by Bacillus species: identification and prospects for probiotics creation The FEBS Journal, Volume 284 Supplement 1, Р. 346-347 (год публикации - 2017)
10.1111/febs.14174

34. Трошагина Д.С., Сулейманова А.Д., Шарипова М.Р. Гетерологичная экспрессия бактериальной фитазы в дрожжах Pichia pastoris Acta Natura, спецвыпуск, С. 183 (год публикации - 2017)

35. Тихонова А.О., Тойменцева А.А., Шарипова М.Р. Количественное определение секретируемых протеиназ бацилл с использованием масс-спетрометрического анализа Acta Natura, спецвыпуск, С. 145 (год публикации - 2017)

36. Трошагина Д.С.. Сулейманова А.Д.. Валеева Л.Р.. Шарипова М.Р. Cloning and expression of phytase agpP gene from Pantoea sp. 3.5.1 and phyC gene from Bacillus ginsengihumi in Pichia pastoris The FEBS Journal, Volume 284 Supplement 1, Р. 387 (год публикации - 2017)
10.1111/febs.14174

37. Тихонова А.О., Рудакова Н.Л., Тойменцева А.Ф., Шарипова М.Р. Construction of the super productive endopeptidase in B. pumilus strain The FEBS Journal, Volume 284 Supplement 1, Р. 388 (год публикации - 2017)
10.1111/febs.14174

38. Марданова А.М., Хадиева Г.Ф., Лутфуллин М.Т., Хиляс И.В., Шарипова М.Р. Выделение липопептидов с антимикробной активностью из культуральной жидкости Bacillus subtilis Acta Natura, Спецвыпуск, С.23 (год публикации - 2017)

Публикации