В Донском государственном техническом университете активно развивают технологии, позволяющие повысить эффективность выращивания гидробионтов – организмов, приспособленных к обитанию в воде. Одним из таких методов является биофлок-технология (BFT) – система в аквакультуре, в которой основной упор делается на управление микробным сообществом воды.
Ученые факультета «Агропромышленный» ДГТУ представили результаты метагеномного секвенирования, то есть считали генетическую информацию 16S рРНК, позволившую детально изучить состав и функции микроорганизмов в биофлоке. Ген, кодирующий 16S рРНК, есть в геноме всех известных бактерий.
Исследование выявило сложную и сбалансированную экосистему, в которой преобладают несколько групп бактерий. Наибольшую долю (33%) занимают представители рода Runella – бактерии, известные своей устойчивостью к загрязнениям и способностью развиваться в широком диапазоне температур, включая низкие (до +4°C). Это делает их особенно ценными для использования в открытых водоемах с переменчивыми условиями.
Еще одной важной группой являются бактерии рода Exiguobacterium (26%), которые отличаются экстремофильностью, то есть выживают в условиях высокой солености, ультрафиолетового излучения и даже при наличии тяжелых металлов. Кроме того, эти микроорганизмы синтезируют каротиноиды C30, придающие колониям оранжевую окраску. Эти пигменты не только защищают бактерии от ультрафиолетового излучения, но и могут повышать питательную ценность биофлока как кормового сырья.
В настоящее время проходит исследование метагеномного секвенирования пищеварительного тракта африканского клариевого сома, выращенного в системе биофлок, с целью определить, как состав и функции микробиома кишечника сома влияют на его рост, здоровье и усвоение питательных веществ из биофлока. Этот позволит улучшить как структуру биофлока, так и, возможно, рацион сома для повышения эффективности выращивания. В частности, исследование может выявить специфические микроорганизмы, способствующие повышению иммунитета рыбы.
Значительную часть сообщества данного биофлока (20%) составляют бактерии класса Clostridia, включая семейство Christensenellaceae (15%). Эта группа ассоциирована с улучшением метаболического здоровья у позвоночных, а значит и на пищеварение гидробионтов она может оказывать положительное влияние. Также в ходе исследования были обнаружены бактерии семейства Peptostreptococcaceae (5%), участвующие в переработке органических веществ. Дополняют картину бактерии родов Bryobacter (11%) и Diaphorobacter (3%), которые играют важную роль в деградации сложных соединений.
Полученные данные имеют большое практическое значение. Они подтверждают, что стабильность биофлок-системы обеспечивается за счет разнообразия микроорганизмов, каждый из которых выполняет свою функцию. Выявленные бактерии могут стать основой для разработки коммерческих стартовых культур, ускоряющих запуск биофлок-систем и повышающих их эффективность. Эти результаты также подчеркивают важность дальнейшей работы в данном направлении. Например, изучение влияния конкретных штаммов на рост и иммунитет рыб позволит адаптировать микробную среду под разные виды гидробионтов.
Исследования выполняются в рамках гранта Минобрнауки России «Южный вектор национальной безопасности в условиях геополитических и климатических вызовов» (соглашение от 24 апреля 2024 года № 075-15-2024-528).
Игорь Голота, управление информационной политики
isdstu@mail.ru
