Свиньи с улучшенным пищеварением могут снизить углеродный след свиноводства

Наделение свиней способностью усваивать больше питательных веществ из зерна может помочь снизить воздействие свиноводства на окружающую среду, говорится в новом исследовании, опубликованном в eLife.

Свиньи — один из наиболее экономически важных источников мяса, а спрос на свинину постоянно растёт. Однако значительная часть их корма теряется, так как животные не могут переварить два ключевых питательных вещества, наносящих ущерб экологии: азот и фосфор. Избыточное количество этих элементов впоследствии выделяется с навозом в окружающую среду, где может загрязнять воздух и воду.

«Свиньи выделяют вредные количества этих питательных веществ, поскольку у них отсутствуют микробные ферменты, расщепляющие фитат — основной источник азота и фосфора — и типы клетчатки, называемые некрахмальными полисахаридами», — объясняет первый автор Сяньвэй Чжан, постдок Южно-Китайского сельскохозяйственного университета.

Авторы предполагают, что компенсация дефицита у свиней этих ферментов — β-глюканазы, ксиланазы и фитазы — принесёт пользу отрасли, повысив усвоение корма и снизив выбросы питательных веществ.

Для проверки этой идеи команда внедрила гены трёх ферментов в геном свиней. Эти ферменты, секретируемые микробными сообществами, были оптимизированы для адаптации к среде пищеварительного тракта свиней. Их экспрессия была нацелена на слюнные железы, что позволило начать переваривание фитата и некрахмальных полисахаридов уже во рту.

«Предыдущие исследования показали, что генетически модифицированные свиньи, выделяющие микробный фермент фитазу из слюнных желез, имеют значительно сниженный уровень фосфора в навозе, — говорит старший автор Чжэньфан У, профессор Южно-Китайского сельскохозяйственного университета. — Целью нашего исследования было улучшить переваривание зернового корма у свиней, чтобы проверить, снизит ли это выделение как фосфора, так и азота с их навозом».

Результаты кормовых испытаний действительно показали, что свиньи смогли переваривать эти и другие ключевые питательные вещества, что привело к снижению выбросов. Команда также обнаружила, что повышенное усвоение питательных веществ привело к ускорению роста животных.

Кроме того, у свиней не было зарегистрировано негативных побочных эффектов. Их настроение, поведение, репродуктивная способность, физиология крови и естественные биохимические процессы остались неизменными.

«Использование генетически модифицированных свиней и других животных в производстве продуктов питания, как в Китае, так и во всём мире, ограничено текущей политикой, — заключает У. — Однако наши результаты показывают, что эти свиньи являются многообещающим ресурсом для повышения эффективности использования кормов и снижения углеродного следа свиноводческой отрасли».