[Effectiveness evaluation of microbiological preparations for preserving ensiled plant feeds in a model experiment using microbiomic and bioinformatic tools] Оценка эффективности микробиологических препаратов для консервирования силосованных растительных кормов в модельном эксперименте с использованием микробиомных и биоинформатических инструментов

Ensiling is the main method of preparing bulk forages for cattle in the conditions of the risk farming zone. This zone includes St. Petersburg and the Leningrad Oblast due to their geographical location and high humidity. To improve the efficiency of enzymatic processes during ensiling, various biopreparations of lactic acid bacteria that consist of one or more strains are used. However, the biotechnological potential of lactic acid bacteria involved in silage fermentation remains insufficiently studied. Thus, the selection of microorganisms for use in silages should always be carried out with all rigor and meet certain criteria. The aim of this study using metagenomic next-generation sequencing (NGS) and bioinformatics was to assess the efficiency of applying monocultures of lactic acid bacteria strains (Lactobacillus plantarum 50 and Enterococcus faecium 46). We further evaluated combining these strains for the ensiling process in a model laboratory experiment. As a result, it was shown that the greatest stability of microbiome and a high proportion of lactobacilli in the ensiled feeds, the best pH levels and silage quality were achieved using a combination of strains (L. plantarum 50 + E. faecium 46).

Силосование является основным способом заготовки объемных кормов для крупного рогатого скота в условиях зон рискованного земледелия. К этой зоне относятся Санкт-Петербург и Ленинградская область из-за их географического положения и высокой влажности. Для повышения эффективности ферментативных процессов при силосовании используют различные биопрепараты молочнокислых бактерий, состоящие из одного или нескольких штаммов. Однако биотехнологический потенциал молочнокислых бактерий, участвующих в ферментации силоса, остается недостаточно изученным. Таким образом, подбор микроорганизмов для использования при силосовании всегда должен проводиться со всей строгостью и соответствовать определенным критериям. Целью данного исследования было с использованием метагеномного секвенирования нового поколения (NGS) и биоинформатики оценить эффективность применения монокультур штаммов молочнокислых бактерий (Lactobacillus plantarum 50 и Enterococcus faecium 46). Также была проведена оценка эффективности при комбинировании этих штаммов для процесса силосования в модельном лабораторном эксперименте. В результате было показано, что наибольшая стабильность микробиома и высокая доля лактобактерий в силосованных кормах, наилучшие показатели pH и качество силоса достигаются при использовании комбинации штаммов (L. plantarum 50 + E. faecium 46).

Russian authors' names: Филиппова В., Ильина Л., Йылдырым Е., Дубровин А., Соколова К., Пономарева Е., Дубровина А., Ключникова И., Заикин В., Малахов И., Лаптев Г., Гриффин Д., Романов М.

Russian authors' affiliations: Валентина Филиппова, Лариса Ильина, Елена Йылдырым, лаборатория молекулярной генетики и микробиомики, БИОТРОФ; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет», Пушкин, Санкт-Петербург, Россия. Иван Малахов, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет», Пушкин, Санкт-Петербург, Россия. Ксения Соколова, Екатерина Пономарева, Дарья Тюрина, Наталья Новикова, Алиса Дубровина, Ирина Ключникова, Василий Заикин, Георгий Лаптев, лаборатория молекулярной генетики и микробиомики, БИОТРОФ, Пушкин, Санкт-Петербург, Россия. Андрей Дубровин, Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия. Даррен Гриффин, Школа биологических наук, Кентский университет, Кентербери, Кент, Великобритания; Подразделение по исследованию геномики животных и биоресурсов (подразделение исследований AGB), факультет естественных наук, Университет Касетсарт, Чатучак, Бангкок, Таиланд. Михаил Романов, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет», Пушкин, Санкт-Петербург; Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр животноводства – ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста», Подольск, Россия; Школа биологических наук, Кентский университет, Кентербери, Кент, Великобритания; Подразделение по исследованию геномики животных и биоресурсов (подразделение исследований AGB), факультет естественных наук, Университет Касетсарт, Чатучак, Бангкок, Таиланд.

(Fifth International Conference on Agriculture Digitalization and Organic Production (ADOP 2025): Conference Programme and Abstracts, Barnaul, Russia, 3–6 June 2025; pp. 36–37 / Пятая международная конференция "Цифровизация сельского хозяйства и органическое производство ADOP 2025": Программа конференции и тезисы, Барнаул, Россия, 3–6 июня 2025 г. С. 40–41. / Online version: Vol. 3, No. 1 (2025): V International Conference on Agriculture Digitalization and Organic Production (ADOP 2025).)