Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

О МЕТАБОЛИЗМЕ АЗОТА И НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ В РУБЦЕ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "О МЕТАБОЛИЗМЕ АЗОТА И НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ В РУБЦЕ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

; " правах РУкописи

Станислав Иванович СТАРЦЕВ

О метаболизме азота и нуклеиновых кислот в рубце крупного рогатого скота

Специальность № 03.00.13 — физиология сельскохозяйственных животных

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА — 1973

/С. ,м- . і У

Диссертационная работа выполнена на кафедре физиологии и биохимии сельскохозяйственных животных Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Научные руководители: доктор биологических наук профессор | П. И. Жеребцов/ и кандидат биологических наук доцент В. Ф. Вракин.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук профессор А. А. Кудрявцев и кандидат сельскохозяйственных наук В. К-Менькин. - '

Ведущее учреждение— Всесоюзный научно-исследовательский институт животноводства.

Автореферат разослан «ж . . . 1973 г.

Защита диссертации состоится на заседании Ученого сове- ~ та зоотехнического факультета ТСХА «. ^.» . 1973 г.

в^ас..

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ (10-й корпус).

Просим Вас принять личное участие в работе Ученого совета .или прислать письменный отзыв на данный реферат в двух экземплярах, заверенный печатью'учреждения, по адресу: г. Москва 125008, Тимирязевская улица, д. 47, корпус 8,

Ученый совет ТСХА

доцент Ф. А. Девочкин.

ВВЕДЕНИЕ

В рубце, где происходит интенсивный синтез микробного белка, нуклеиновые кислоты составляют качественно,важную часть рубцового содержимого..'.

Еще в 1954 году Мак Дональд и Блэкстер обратили на это внимание, однако, несмотря на большое количество работ, посвященных изучению физиологии и биохимии рубца, вопрос об обмене в нем нуклеиновых кислот изучен мало. • '

В работах,Я. Л. Германюка, проведенных в 1964 году, отмечается, что содержание F^HK в рубцовой жидкости подверг*; нуто довольно большим колебаниям от 20,4 до 32,9 мг на 100 мл рубцовой жидкости. Учитывая большую массу содер-, жимого рубца и его стенки, автор лрншел к выводу, что рубец имеет большой удельный вес в общем обмене рибонуклеиновой кислоты в организме КРС.

Последующие исследования (Topps I; H. a. Elliott - R. С., 1965; Радын Hi' Д., 1965) дали основание считать, что синтез нуклеиновых кислот в рубце весьма,значительный, поскольку концентрация их в- рубцовой жидкости овец достигает 54 мг на 100 мл. '

Еще более высокую концентрацию нуклеиновых кислот , в рубцовой жидкости (максимальную) отметил в своих работах Смит (Smith R. Н„ 1969) —до 250 мг%. '

В опытах Госсера.и Факоино (Gausseres В. a. Fauconneau G., 1965) посвященных изучению происхождения нуклеиновых кислот в рубце жвачных, отмечено значительное повышение концентрации нуклеиновых кислот в связи с развитием 'рубцовой микрофлоры в послемолочный период. Было установлено, что отношение РНК : ДНК в рубцовой жидкости сходно^ с таковым у бактерий и простейших. Сравнив содержание нуклеиновых кислот в кормах и .микроорганизмах, авторы обнаружили значительные различия. ■

Проведенные Смитом и Мак Алланом (Smith R. H. а. Мс AUan.A. В., 1971) опыты in vitro с добавлением в инкубируемую рубцовую жидкость чистых нуклеиновых кислот показали, что нуклеиновые кислоты разрушаются в течение незначительного времени. '

¿¿,-*VTJSS : . . J

К:;" x^r. 11 . / : :: ': Ï: J Г: <-„\ . " ! С. î.

К

В опытах in vivo были получены сходные результаты. На основании этого авторами был сделан вывод, что нуклеиновые кислоты в пробах рубцовой жидкости, взятой через 1 час после кормления, имеют в* основном микробное происхождение и могут служить - косвенным показателем микробного белка. * * .

' Значимость нуклеиновых кислот в питании жвачных как источника азота была впервые продемонстрирована Эллпсом и Пфандером (Ellis \V. С. a. Pfander W. Н., 1965). Авторы по: 'казали, что в пробах рубцовой жидкости,'инкубируемой iñ vitro, нуклеиновые кислоты составляют около 15% азотистых соединений микробного происхождения. Рядом других исследователей (Weller R, Д., 1957; Purser D. В. a. Beuchler S. М„ 1966) также отмечается, что рубцовые бактерии содержат около 75—85% своего азота в форме белков, пептидов или свободных аминокислот и 15—25% в форме нуклеиновых кис-лот^ '

Все это дало возможность полагать, что на каждые 4 части «кормового азота, превращенного в бактериальный белок и аминокислоты, примерно 1 часть превращается в нуклеино-ные кислоты, а пробы рубцовой жидкости, взятые через 4 часа после кормления, обычно содержат Í0—16% общего количества азота в форме нуклеиновых кислот. Мак Аллан, Смит, Блэкстер (Мс. Allan А. В. a. Smith R. PI., 1*969; Blaxter К. L., 1961) утверждают, что голодание обуславливает меньшее снижение экскреции аллонтоина с мочой у жвачных, чем у нежвачных жив0тных.

. Tonne и Эллиот (Topps I. Н. a. Elliott R. С., 1965) обнаружили значительную корреляцию между концентрацией нуклеиновых кислот в рубце и выделение аллонтоина в моче овец. Это обстоятельство позволило предположить, что большая часть аллантоина в моче жвачных пищевого происхождения.

Исследования Смита, Мак Аллана, Хнла (Smith R. Н., .Мс. * Allan А. В. av Hill W. В., 1969) дали основание считать, что большая часть азота нуклеиновых кислот не имеет питательной ценности для животного и синтез значительного количества нуклеиновых кислот в рубце ведет к потере' азота. Величина этих-.потерь зависит or размера микробной популяции в рубце. ■

Исходя из этого, с целью.углубления представления об азотистом обмене, нами была поставлена задача — изучить особенности динамики содержания азотистые фракции и нуклеиновых кислот в рубцовой жидкости телок при скармлнванпн нм4 летних и зимних рационов с различным протенново-угле-водным отношением, с тем чтобы выяснить следующие вопросы: ' . ■

а

1) как меняется концентрация нуклеиновых кислот в руб-цопой жидкости в зависимости от рациона-и времени взятия проб; *

2), какова зависимость между содержанием в рубцовой жидкости азотистых фракций и нуклеиновых кислот;

3) п каких пределах изменяется отношение РНК/ДНК.

Рационы подопытных животных были составлены исходя

из соображений выяснить вопрос о влиянии уровня поступле-ленпи азота с кормом н количества концентратов в рационе на развитие рубцовон микрофлоры.

В качестве косвенного показателя плотности микробной популяции в рубце предполагалось использовать концентрацию нуклеиновых кислот. f 'г

Работа является частью общей проблемы «Пищеварение и обмен веществ у сельскохозяйственных животных и птиц в онтогенезе», разрабатываемой на кафедре физиологии и биохимии ТСХЛ под руководством профессора П. И. Жеребцова.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИИ

Экспериментальные исследования проводились на трех чистопородных телках холмогорской породы, которым в 4-месячном возрасте были наложены фистулы рубиа по Басову. Всего методом периодов было проведено 5,опытов на животных с 7- до 13-месячного возраста.

Из них три опыта па летних рационах, которые включали траву вико-овсяной смеси и концентраты в разных соотношениях, и два на зимних рационах с разным соотношением вико-овсяиого сена н концентратов (табл. 1), -

Каждому опыту предшествовал предварительный период продолжительностью 24—30 дней, в течение которого изучалась поедаем ость кормов. Кормление животных трехразовое (8, 14, 20 часов).

После окончании предварительного периода, с целью выявления использования азота корма, на каждом рационе проводили балансовый опыт. В отобранной среднесуточной пробе мочи определяли концентрацию_ мочевинного азота. Затем в течение 2-х.дней брали пробы рубцовон жидкости до кормления, через 3 и 6 часов после утреннего кормления'с тем, чтобы изучить содержание в ней азотистых фракций и нуклеиновых кислот в динамике. Анализ кормов, кала и мочи осуществлялся общепринятыми методами зоотехнического анализа. Определение в рубцовой жидкости общего и небелкового, азота — методом полумакро-Кьедьдаля, белкового — по разнице между обшим и небелковым, аммиачного азота — по Ферд-ману, РНК н ДНК — по методу Спирина с некоторыми модификациями. .

Таблица I

Рационы кормления подопытных телок для выращивания коров _ живым весом 500—550 кг

Корма и лшнера.Зыше подкормки' * Суточная дача (кг) ■

I опыт II опыт III опыт IV . опыт V - опыт

Трава' вико-овсяной смеси ......... 0(1 ■ 18 10 4_ _

Сено вико-овсяное . , . НШит — "— .. 5 3

Силос ржн зелено» , . — . 4 ; 4

Свекла кормовая . . . — . — — 6 в

Дерть ячменная. . .. . — . . 1 2 0.6

Костная мука . • ■ — — ■ ' 50 (г) —

Соль поваренная ^ . . лизунец ' г.

■. '. ' РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

^ 1. Динамика содержания азотистых фракций > * и нуклеиновых кислот в рубцовой жидкости телок при различных рационах ч

Опыты по изучению динамики содержания азотистых фракций и нуклеиновых кислот в рубцовон жидкости телок проводились в течение 2 дней. Данные, представленные в таблицах 2 и 3, являются, таким образом, средними из 2 повтор-ностей опыта. Результаты исследования проб, взятых «натощак» (до кормления), нами рассматриваются . как пробы, взятые через 12 часов после вечернего кормления, поскольку дача корма утром, в обед и вечером была одинаковой.

Данные проведенных опытов свидетельствуют о том, что концентрация общего, азота в рубцовой жидкости находится в.обратной зависимости с количеством азота, .поступившим в рубец с кормами в течение суток.

Самое большое количество азота было потреблено телками в первом опыте при скармливании в качестве единственного корма травы вико-овсяной смеси вволю (138,2 г). В рубце при этом наблюдается самая низкая концентрация общего азота (148,9 мг,%). В то же время во втором опыте, где азота было потреблено на 16,9 г меньше, концентрация общего азота в рубцовой жидкости высокая (204,11 мг,%).

Еще большее содержание в рубцовой жидкости общего

■ > I Таблица 2

Содержание азотистых фракций и нуклеиновых кислот в рубцовой жидкости телок (мг%)

ей О Время взятия проб |й о « * — г) со О СД га . £ »- 3-І » < к « РНК Ч

і До кормления 155,39 45,41 110,00 7,56 58,73 19,89

После кормления,/ час і 3 141,00 43,12 97.88 3,50 45.17 14,00

6 150,30 37,56 112,74 5,32 ' 54,89 16.87

В среднем 148,00 42,03 106,87 5,46 52,93 16,92

п До кормления ¡212,70 37,82 174,88 2,49 78,00 30,04

После кормления, час - 3 1198,57 40,60 157,97 6,04 68,89 19,73

6 201.06 36,60 164,46 3,17 73.18 25*45

* В среднем 204,11 38,34 165,77 3,90 73.36 25,07

.пі До кормления 223.52 33.28 190,24 2,29 75.79 24,89

> После кормления, час 3 216,16 44,11 172,05 4.60 76,50 24,57

' 6 227,30 33,61 ¡193,69 3,57, 81.68 26,20

В средне« 222,33 37,00 185,33 3.49 77.99 25

IV До кормления 170,93 35,91 135,02 4,24 56,52 21,32

і После кормления, . час, ' ': 3 І 54,50 ■45,56 108.04 5,68 51,21 18,43

6. 158,09 37,75 120,34 4,59 52,54 19,07

В среднем 161,17 39,74 121,13 4,84 53,42 19,61

V До кормления 163,09 36,43 126,66 4,09 67.31 26,49

После кормления, час ' 3 161,16 42,44 118,72 5,51 62,79 22,59

6 173,341 38,03 135.31 4,82 67,36 26,88

В среднем 165,86 38,97 126,90 4,81 65,82 24,32

Таблица З

Изменение отношений в рубцовоіі жидкости телок

- РНК белков • азот „ белков • азот

ДНК ' РНК

ДНК

Время взятия проб

Отношение 'до кормлении через 3 часа, после кормления через "6 часов после кормления В среднем

РНК

ДНК Белков, азот

РНК Белков, а зо г

ДНК РНК

ДНК Белков, азот

РНК Белков, азот

ДНК РНК

ДНК

Белков, азот РНК

Белков, азот

ДНК РНК

ДНК-Белков, азот

РНК Белков, азот

ДНК РНК

ДНК

Белков, азот

РНК •

Белков, азог

ДНК

2,05

1.87 „

5.53

2,60 2 21 5,82

3,04 2,51

7.64

2.65 2,39 6,33

2.54

1.88 4,78

IОПЫТ

' 3.23

2,17

6,99 Попит

3,49 2,29

8.01

III опыт 3.11

2.25

7,00

IV опыт 2,78

- 2,11

5,86

V опыт 2,78

1,89

3.26

3,25 2,05 6,68

2,87 2,25 6,46

3,12 2,37 7.39

2,76 2.29 6,31

2.51 2,01 5,03

3,13 2,02 6,32

2,93. 2,26 6,61

3,09 2,38

I

7,35

I

2,73 -2,28 6,18

2,72 1,93 5,03

азота отмечается в третьем опыте при потреблении животными 99,5 г азота — 222,3 мг,%. ■ ,

Такая же закономерность наблюдается в четвертом опыте н пятом при скармливании зимних ранионо«. - Ряд. исследователей (Ва1сЬ С. С., 1957; ОуаегЪ а. Воизег! I., 1960) отмечают, что у крупного рогатого скота при высоком содержании азота в корме потери его в результате образования аммиака достигают 12—54%, Поэтому при высоком уровне азота и рационе его количество в рубце заметно-•снижается, а когда содержание азота низкое, наблюдается . увеличение азота в рубце.

При скармливании телкам травы внко-овсяной смеси вволю онгг потребляли в среднем 26 кг корма. С кормом при этом поступало явно избыточное количество белка, а плотность микробной популяцин^в рубце, судя по содержанию нуклеиновых кислот, была относительно низкой. При даче животным рационов, включающих концентраты, в рубцовой жидкости отмечается более высокая концентрация общего азота, нуклеиновых кислот и значительно меньшее содержание аммиачного .азота.

Характерно, что' и динамика содержания в рубцовой жидкости общего азота при скармливании рационов, включающих разное количество ^концентратов, имеет различия, в то время как п 1, II п IV опытах в рубцовой жидкости происходит увеличение содержания общего азота вплоть до следующего кормления. В III н V опытах концентрация его достигает максимума через в часов после кормления, затем достоверно снижается.

Таким образом, изменяется и концентрация в рубцовой жидкости РИК. При скармливании рационов, включающих концентраты в количестве 2 кг, максимальное содержание РНК наблюдается через б часов после кормления, затем оно снижается {V и 111, опыты). В I, II, IV. опытах наблюдается достоверное увеличение содержания РНК в зависимости ог времени взятия проб после кормления и максимального своего значения концентрации РНК достигает через 12 часов поело кормления.

Значительна« часть общего азота представлена азотом микроорганизмов, поэтому в изменении концентрации общего азота в большой мере ответственна плотность микробной популяции в рубце.

:Прн скармливании рационов, ,включающих концентраты,, микрофлора рубца развивалась более интенсивно и уже через 6 часов после активной фазы размножения происходит довольно значительный автолиз. Это подтверждается и тем, что в среднем содержание РНК в рубцовой жидкости было высоким при содержании телок на высококонцентратных рационах.

Между концентрацией в рубцовоГГжидкости общего азота н содержанием белкового азота Наблюдается прямая зависимость. Высокое содержание белкового азота отмечается • в тех опытах, где содержанке общего азота было высоким. .Одинаков и характер динамики содержания и рубцов о» жнд-• кости общего н белкового азота.

Так же, как н содержание общего азота, концентрация белкового азота в I, III н V опытах имела максимальное значение в пробах, взятых через 6 часов после кормления, а во И и IV опытах через 112 часов после кормления {до кормления)!

Концентрация небелкового азота в рубцовой жидкости находится в обратной зависимости с белковым азотом. В опытах, где концентрация в рубцовой жидкости белкового азот« была высокой (II н III опиты), содержание небелкового было низким н,наоборот, в I н IV опытах низкому содержанию белкового азота сопутствует высокое содержанке небелкового. Характерно, что и концентрация РНК, Ыидетедьствующая о развитии микробной популяции в рубце, была высокой в тех опытах, где концентрация небелкового азота низкая.

Все это подтверждает положение о том, что степень использования микрофлорой небелкового азота в синтетических процессах в значительной мере заиисит от развития микробной популяции в рубце.

Характер динамик» содержания небелкового'лэотл в рубцовой жидкости во II, 111, IV и V опытах одинаков.■ Максимальная его концентрация наблюдается через 3 часа после кормления, когда значительное количество небелкового азота, поступившего с кормами, еще не расщепилось н минимальное— через 12 часов после кормления. В первом опыте при скармливании трапы вико-овенной смеси вволю значительная концентрация небелкового азота в пробах, взятых через 12 часов ^после кормления, является результатом- недостаточного развития рубцовон микрофлоры. .

Содержание аммначиого азота в рубцовой жидкости телок было самым высоким при скармливании травы влио-овсяноИ .смеси ad libitum и самым низким,—-при даче летнего рациона, , включающего большое .количество концентратов (III опыт).

. В проведенных нами .четырех опытах (II, Щ, I V,<Vj характер динамики содержания в рубцовон жидкости аммиачного азота одинаковый. Максимальная концентрация аммиачного азота наблюдается через 3 часа после кормления, затем она достоверно-снижается и'через 12 часов после кормления (до кормления) нмёег свое минимальное значение. В первом же опыте наблюдается достоверное . увеличение концентрации аммиачного азота в рубцовой жидкости в зависимости от времени, прошедшего после кормления.

Характерно, что между концентрацией в рубцовой жид-

кости аммиачного азота и содержанием РНК наблюдается обратная зависимость. В тех пробах, где концентрация РНК в рубце была высокой, содержание аммиачного азота низкое.

Концентрация РНК в рубцовой жидкости телок при скармливании вышеуказанных рационов колеблется в пределах '15,2—81,7 мг.%. Это свидетельствует о том, что нуклеиновый кислоты в рубцовой жидкости могут составлять значитель-»ную.часть микробных азотистых соединений. !

Содержание нуклеиновых кислот в известной мере коррелирует с процессами роста и развития клетки. Особенно богаты нуклеиновыми кислотами клетки,.обладающие интенсивным биосинтезом белка, ;а' именно, быстрорастущие клетки или клетки, производящие значительное количество белка. Так, например, некоторые бактерии в фазе логарифмическою роста содержат до 20% и выше рибонуклеиновой, кислоты на сухой вес (А. Н. Белозерский, 1940). , |

. В любой живой клетке основная часть РНК, на долю которой приходится 80—90%, —это г-РНК. А поскольку г-РНК находится главным образом в составе рибосом, содержание РНК. отражает насыщенность клетки рибосомами. В известной степени по содержанию РНК в рубцовой жидкости можно судить о насыщенности ее микробными рибосомами^ 4 ;

Таким образом, увеличение концентрации РНК в рубцовой жидкости с одновременным увеличением концентрации, белкового азота внашкх опытах говорит об-увеличения концентрации в рубцовой.жидкости микробного белка. 5 -

, Если же судить о. скорости перехода растительных протеинов в бактериальный белок только ло увеличению концентрации белкового азота на единицу веса, может создаться 'ошибочное впечатление вследствие изменения содержания Липи-дов, углеводов и других веществ. ■ I , •

В первом опыте, где животным скармливали траву вико-овсяной смеси вволю, наблюдается относительно низкая1 концентрация РНК. В среднем она составила 52,9 мг%. Избыточное количество протеина, поступившего с кормом, не оказало положительного влияния на накопление микробного белка в рубце.. ' ;

Концентрация в рубцовой жидкости РНК Находится ¿'прямой зависимости с белковым азотом. В тел проба.*, где ^ концентрация РНК была а осокой, соответственно было высоким н содержание белкового азота. Динамика содержания в рубиновой жидкости РНК также соответствует динамике содержания белкового азота. О существовании корреляционной4 связи между концентрацией в рубцовой жидкости, РНК и со-' держанием белкового азота свидетельствует и работа И. Д. Ра-дина. ,

Принимая во внимание концепцию о постоянстве еодер-

жания ДИК на одну клетку, по содержанию в рубцовой жидкости ДНК можно судить о количестве микробных клеток в рубцовой жидкости. Высоким содержание ДНК было во И, II],.IV опытах. - ~ - ,

Максимальное свое значение во всех опытах концентрация ДНК: имела в пробах,-взятых до кормления (через 12 часов после кормления). Судя по концентрации ДНК количество микробных клеток в рубцовой жидкости возрастает в зависимости от времен», прошедшего после кормления.

Такие же изменения количества ^микроорганизмов в рубце наблюдаются и при непосредственном их подсчете. Так, в рабЬтах И. П; Горяевон н Е. Д\. Коленько (1970) отмечается, что в рубце овец, получавших разнообразный,набор кормов, общее число микроорганизмов содержимого рубца в пробах, взятых через 3 часа после кормления, ниже, чем в пробах, взятых натощак.

Если полагать,' что на содержание нуклеиновых кнслог в ру^бцовой жидкости может оказывать влияние поступление' нуклеиновых кислот с кормом, то, отношение РНК. : ДНК должно изменяться в зависимости от содержания нуклеиновых кислот в кормах. ' . :

/Величина отношения РНК: ДН1< в рубцовой- жидкости телок во всех опытах изменялась в пределах от 2,51 до 3,49, т. е. в тех же пределах, что и в микроорганизмах.

Высокие величины отношений РНК'.ДНК наблюдались • й I н.Ш опытах и низкие — во П, IV н V. ;

Колебания отношения РНК: ДНК .можно объяснить присутствием в рубце различных; микробных популяций или раз-■ личным их метаболическим состоянием. Во всех опытах максимальная величина отношения РНК : ДНК наблюдалась в пробах рубцовой жидкости, взятой через 3 часа после кормления, н .минимальная — через 12 часов после кормления.

Увеличение концентрации в рубцовой жидкости ДНК и достоверное снижение отношения, является результатом

того, что п рубце одновременно с увеличением количества микробных клеток происходят-и изменения в их видовом составе. . , ,

Так, Вернер (Warner. Д. С., 1962)* отмечает, что через час после кормления количество инфузорий заметно снижается и одновременно увеличивается число Рубцовых бактерий. В последующие часы численность простейших увеличивается и снижается количество бактерий. Н. А. Севастьянова (1966) считает, что максимальное количество инфузорий в рубце овец находится в утренние часы до кормления.

Если РНК может служить косвенным показателе.« микробного белка, в рубцовой жидкости, то-по величине отношения

_обш11йаэот в „3BecTHOl-, мере можно судить о доле микробного rnlv

азота в общем азоте рубцовой жидкости.

Количество общего азота, приходящегося на единицу РНК в проведенных опытах, имело колебания в пределах от 2,4 до

3,1. Высокая величина отношения об1^ц'1<азот наблюдалась

в IV опыте и низкая — в V опыте. Во всех опытах величина этого отношения через 6 часов после кормления была достоверно ннже, чем в пробах, взятых через 3 часа после'кормления.

Очевидно, разбавление рубцового содержимого после при-1 нятня корма вызывает временное снижение плотности микробной популяции, и это влечет за собой увеличение отношения

°б'рн'к 3°Г' меРе пре0ываиия корма в рубце увеличивается

плотность микробной популяции н соответственно снижается

общий азот отношение-рНК — .

\ Исследования корреляции между скоростью размножения и содержанием ДНК и РНК У бактерий показывают почти ли-

белок

нейную зависимость между отношением — и скоростью

размножения бактерий (Vagn L., 1968).

В рубцовой жидкости, где одновременно с изменением количества микроорганизмов происходят изменения и в их видовом составе, такой строгой зависимости между величиной белковый азот

отношения -рЩ-■ и скоростью их размножеиня, вероятно, не существует. ч

Однако результаты исследований позволяют отметить вы' » белковый азот ,т ,'

сокие величины отношений -р^щ- именно во II и III

опытах, где концентрация белкового азота в рубцовой; жидкости высокая. Характерно н то, что при скармливании телкам травы вико-овсяиой смеси вволю (I опыт) в зависимости от времени, прошедшего после кормления, величина отноше-

белковый азот i

ния -рщ-достоверно снижается, в то время как при

скармливании рационов, включающих концентраты (II и III опыты), повышается. -

Поскольку главная масса сухого вещества микробов приходится на долю белковых веществ, величина отношения белковый азот ^ _ , ,,

-рщ- в рубцовой жидкости может быть рассмотрена

как показатель величины микробных клеток. Колебания от-бб«1кори fi v азот

ношения -рЩ-- в рубцовой жидкости обусловлены,

таким образом^ изменениями в видовом составе микроорга-

1:1

низмов. Подтверждается это и тем, что динамика отношения ДНК' '"Р" Различных рационах имеет одинаковый;характер.

2. Утилизация аммиака рубцовой микрофлорой ; при скармливании телкам различных рационов .

В первом опыте при скармливании подопытным телкам травы вико-овсяной смеси ad libitum в среднем они потребляли^,? кг корма в сутки.

Хотя с кормом было принято значительное количество азота, баланс'составил' +18.3 г, так как переваренный азот использован только на 20%. Высокая концентрация аммиака в рубце свидетельствует о том, что микрофлора слабо утилизировала образующийся аммиак..В результате этого значительное количество азота-корма терялось с мочой в виде мочевины. ■. " .

Концентрация мочевины в крови зависит в основном от образования аммиака в рубце и в меньшей степени от поступления азота в организм. Чем выше в рубце уровень аммиака, тем больше его поступает в кровь и тем большее количество аммиака идет на синтез мочевины (Lewis D.( 1957). ■

Следовательно, избыточное поступление азота с кормом при отсутствии в рационе концентратов: ограничивает микробный рост. Эти данные согласуются с результатами, пол ученными в экспериментах Топ псом, Эллиоттом, Смитом и Мак.Ал-

Т а б л и ц □ 4

Фактическое потребление питательных веществ ' и коэффициенты их переваримости.

№№ ' . опытов --т Сухое »■во Орга- ннч, в;во Протеин Жпр' Клетчатка БЭВ

I потреб., г 4405,6 4057,0 863.8 126,7 863,4 2305,1

к. п. 63,1 69.7 . 66,1 39,7 62,3 .67,3

И потреб.. г 4378,5 3867,8 757,9 152,6 811,8 2187,5

■! к. п. 61,9 74.4 73,1 48,9 66,8 74,5

'III ' потреб,, г. 4159,8 3680,8 621,7 ' 126.7 770,6 2183,9

к. п. 64,0 74,5 74,0 • \ 59,4 68,3 74,1

IV потреб., г ' 5125,6 4741,3 .' 789,0. 114,5 1455,5 2758,2

К. II. 60,6 65,0 70,0 56,3 55,7 66,1

v потреб.. г, 5364,8: 4924,0 711,2 110,0 935,6 3167,2

к. п. 67,5 , 70.6 70,0 49,0 57,5 72,9

■1С

ланом (Topps I. H. a, Elliott R. C., 1965; Smith R. H. a. Mc. Allan А. В.,1971).

Характерно, что величина сахаро-протеинового отношения, казалось, должна обеспечить оптимальные условия для развития рубцовой микрофлоры. Отношение сахара, принятого с кормом к переваренному протеину, составило 1,5. Во втором опыте сахаро-протенновое отношение составило 1,2. Следовательно, низкая концентрация аммиака в рубце обусловлена во втором опыте не количеством углеводов, а совпадением скорости сбраживания углеводов рациона с превращением протеина в рубце.

■ Таблица G

Использование азота рационов

Показатели Номера опытов

I II III IV V .

Принято азота с кормом. - .126.29 113.80

г . , . . . , . , . 138,20. 121,32 99,48

Выделено азота с калом,

■г,,. , . . . . ' . 46,86 32.67 . 25,85 37,99 33.97

Переварено азота, г 91,34 88.65 73.63 88,30 79,83

Выделено азота:

в моче, г..... 73,01 64,40 53,48 66.12 60,13

, в моче в виде мочеви-

ны, г . ...... 35,59 31,75 16 ,32. ' 29,57 24,81

в моче в % от пере- 74,88 , 75.32 .

варенного 79,93 72.64 . 72,63

Использовано азота в % *

от переваренного . . 20.06 27.35 27,37 25,12 * 24,68

Баланс азота і; г . . . +18,33 +24,25 Ц-20,15 , +22,18 + 19,70

Концентрация нуклеиновых кислот в рубцовой жидкости во втором опыте выше, чем в первом. Высокое содержание РНК, ДНК и белкового азота в рубцовой жидкости телок во втором опыте против первого — результат более высокой плотности микробной популяции. • * *

Снижение уровня поступления азота с кормом и введение в рацион концентратов положительно сказалось на развитии рубцовой Микрофлоры и на уровне утилизации ею аммиака, в то время как в первом опыте каждым животным было выделено в среднем за _ сутки 35,6 г мочевины, во втором — 31,8 г. , Поскольку концентрация в рубцовой - жидкости общего и белкового азота, РНК и ДНК при скармливании рациона с концентратами (II опыт) значительно выше, чем при даче вико-овсяной смеси в качестве единственного корма (I опыт), а доля бактериального азота .в общем азоте рубцовой жид, обтнй азот ^ кости, судя по отношению-- ь обоих опытах пример^

I

<13

но одинакова, можно полагать, что и общая масса белка, синтезируемого микроорганизмами в рубце за 6 часов, выше при скармливании рациона с концентратами.

Во втором- опыте фактическое. потребление питательных веществ было ниже, чем в первом. Разница в потребленйн протеина составила 105,9 г, клетчатки — 51,6 г, БЭВ— 117,6 г. Жира было принято на 25,9 г больше,' чем в первом. Коэффициенты переваримости питательных веществ во втором опыте были достоверно выше, чем в первом. Несомненно, что потребление меньшего ' количества питательных веществ оказало влияние на то, что коэффициенты переваримости здесь были выше, однако значительную роль в этом сыграло и развитие рубцовон микрофлоры,

В третьем опыте в рубце наблюдалась относительно низкая концентрация аммиачного азота. Этим обусловлено то, что в среднем за сутки каждым животным с мочой было выделено только 16,3 г мочевины против 31,7 г во втором опыте. Хотя протеина было потреблено на 136,2 г меньше, чем во втором опыте,'баланс азота положительный и. составил +20,1 г.

Сахаро-протеиновое отношение составило 0,9, т. е. было меньше, чем в первом н втором опытах, однако плотность микробной популяцип, судя по содержанию нуклеиновых кислот, была значительно выше. С ячменной дертью в рубец поступают не только углеводы, но и значительное количество относительно трудногидролнзуемого протеина. Поэтому на основании данных этого опыта нельзя заключить, что же явилось причиной высокой плотности микрофлоры в рубце: снижение скорости гидролиза протеина за счет введения концентратов нлн поступления углеводов. Однако то,' что при введении в чисто травяной рацион.концентратов наблюдается более полное совпадение скорости гидролиза протеина и углеводов, не вызывает сомнения,

/-> обшиб йот ,

Судя по величине отношения -рнк. .—, доля микробного

белка в общем азоте рубцовой жидкости во втором и третьем опытах одинакова. Поэтому можно полагать, что количество микробного белка, синтезируемого в рубце.в третьем опыте, выше, чем во втором, хотя достоверной разницы-в коэффициентах переваримости всех питательных веществ, за исключением жнра, в этих опытах не обнаружено.

Во время IV опыта и предшествующего ему предварительного периода телки получали корма согласно рациону, который был составлен на основе табличных данных.

Результаты же балансового опыта свидетельствуют о том, что между фактическим потреблением питательных веществ и тем количеством их, которое было запланировано в рационе, имеется существенная1 разница. Животные получали в сред*

нем на 1,3 кг меньше сухого вещества, на 57,4 г больше пере--варимого протеина, на 60 г больше сахара. Отношение сахара, принятого с кормами к переваренному прогеину, составила 0,86. . '

Судя по концентрации нуклеиновых кислот в рубцовой жидкости, плотность микробной популяции в рубце не достигает тех величин, как при даче летних рационов, включающих концентраты. Однако в рубце происходит снижение концентрации аммиака и потерн азога с мочой в виде мочевины относительно невелики.

В пятом опыте, рацион которого включал значительное количество концентратов, плотность микробной популяции в рубце выше, чем в IV опыте, а потери азота с мочой в виде мочевины ниже. Однако концентраты не оказали такого азотсбе-регающего действия на азот; как в летних рационах, поскольку при высушивании растений растворимость белков сни- , жается, Поэтому процент использования переваренного азота при даче зимних рационов с разным количеством концентра-' тов был примерно одинаков.

Выводы

1. Содержание в рубцовой жидкости нуклеиновых кислот подвержено значительным колебаниям в зависимости от рациона и времени взятия проб: РНК — от 45,2 до 81,7 мг%, ДНК —от 14 до 30 мг%.

2. Минимальное значение общего и белкового азота, РНК

и ДНК отмечается в пробах, взятых через 3 часа после корм- . леиия, а максимальное через 6 часов после кормления или до кормления.

3. Между содержанием в рубцовой жидкости общего и белкового азота и концентрацией нуклеиновых кислот наблюдается прямая зависимость, л между содержанием аммиачного и небелкового азота и концентрацией нуклеиновых обратная зависимость.

; 4. Концентрация в рубцовой жидкости общего и белкового азота, РНК и ДНК в значительной мере зависит от уровни поступления азота с кормом и количества концентратов в рационе. Низкая концентрация общего и белкового азота, РНК и ДНК отмечается при скармливании животным трави внко-овсяной смеси ad libitum л высокая при даче 10 кг трави впко-овсянон смеси и 2 кг ячменной дерти,

5. Доля микробного азота в общем азоте рубцовой жнд-кости.судя по отношению-p-^'jк-3° -, при измененнн в рационах соотношения травы и концентратов изменяется мало.

' ■ • . . \ " J5

РНК'

6. Величина отношения- в-рубцовой жидкости снижается в зависимости от времени взятия проб после кормле-нияїКмеет колебания от 2,5 до 3,5.

7. Концентрация нуклеиновых кислот в рубцовой жидкости может быть использована.в. качестве косвенного показателя микробного белка. ' ' . '

8. При избыточном поступлении в рубец протеина и недостатке в рационе концентратов микробный, рост может быть ограничен.1 Если же при этом белки корма легкогндролизуе-мые, значительная часть азота корма теряется вследствие образования аммиака в рубце. ; . ,

Материалы диссертации опубликованы в следующих статьях:

1! Определение'нуклеиновых кислот в рубцовой жидкости.-Доклады ТСХА. вып. 185, 1972 г.

'2.-О метаболизме нуклеиновых кислот в рубце крупного рогатого скота. Известия ТСХА, вып. 3, 1972 г. j

/

Объем "1 п. л.

Заказ 681.

Тираж 150

Типография Московской! с.-х. академии им/К. К Тимирязева Москва • 135008, Тимирязевская ул., 44