Анотація до роботи:

Лучка І. В. Метаногенез у рубці великої рогатої худоби і деякі аспекти його регуляції. — Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.04 – біохімія. Інститут біології тварин УААН, Львів, 2008.

Дисертація присвячена вивченню процесу утворення метану в рубці великої рогатої худоби з віком і впливу на нього різних годівельних чинників та дослідженню емісії цього газу тваринами в Західному регіоні України.

З’ясовано вікову динаміку утворення метану у телят та вплив на цей процес коротколанцюгових жирних кислот. Показано, що інґібуючий вплив на утворення метану із вуглеводів і продуктів їх перетворення проявляє крохмаль, глюкоза, фруктоза й інулін та фумарова кислота. Встановлено зменшення продукції метану під впливом окиснених форм сірки, хрому, марганцю, цинку та суміші мікроелементів із сульфатом. Із амінокислот утворення метану найбільше інгібують цистеїн, валін, ізолейцин і лізин. При інкубації бактерійних клітин, виділених із рідини рубця великої рогатої худоби з монензином та клітинами S. cerevisiae зменшується інтенсивність метаногенезу, одночасне внесення цих добавок в інкубаційне середовище підвищує їх інґібуючу дію.

Встановлено, що емісія метану великою рогатою худобою у навколишнє середовище є менша в передкарпатській, ніж у низинній провінції, а при пасовищному утриманні тварин утворення метану в рубці є менше в порівнянні з утворенням метану тваринами при стійловому утриманні. Додавання до раціону великої рогатої худоби суміші мікроелементів із сульфатом амонію попереджує їх вплив на рубцеві метаногенні мікроорганізми, зменшує емісію метану в атмосферу та підвищує прирости маси тварин на 14 %.

У дисертації відповідно до поставленої мети та завдань вивчено емісію метану великої рогатої худоби в двох геохімічних провінціях Західного регіону України за різних умов годівлі. Досліджено інтенсивність метаногенезу мікроорганізмами рубця in vitro під впливом різних вуглеводів, мінеральних елементів, амінокислот, про зміну продукції цього газу в рубці телят з віком.

1. Емісія метану великою рогатою худобою в Передкарпатській провінції (Івано-Франківська область) є менша (р < 0,05) ніж тваринами низинної провінції (Львівська область). При пасовищному періоді утримання бичків утворення метану бактеріями рубця є менше (р < 0,05), у порівнянні з емісією цього газу тваринами за умов стійлового періоду утримання.

2. Інтенсивність метаноутворення мікроорганізмами рубця телят протягом постнатального періоду розвитку змінюється. У 1-місячних телят цей процес є порівняно слабо виражений, а основне зростання його швидкості відмічене до 3-місячного віку тварин. У 6-місячних телят інтенсивність утворення метану досягає рівня, який спостерігається у дорослих тварин.

3. З вуглеводів і продуктів їх перетворення крохмаль найбільше зменшує утворення метану в рубці (30 %); інгібуючий вплив мають також глюкоза (19 %), фруктоза (22 %), інулін (19 %). Виражену активуючу дію на утворення коротколанцюгових жирних кислот проявляє целюлоза (р < 0,05).

4. Під впливом хрому, марганцю, цинку зменшується продукція метану мікроорганізмами рубця та інтенсифікується ріст мікроорганізмів (р < 0,05). Нікель, кобальт і молібден, у той же час посилюють метаногенез (р < 0,05). Додавання суміші мікроелементів і сульфату зменшує продукцію метану на 27 % і стимулює ріст популяції мікроорганізмів на 56 % за умов in vitro.

5. Продукція метану мікроорганізмами рубця інгібується цистеїном (р < 0,05), а стимулюється треоніном (р < 0,05). Глутамінова кислота, глутамін, лейцин, триптофан, тирозин, метіонін, фенілаланін і валін активують ріст бактерій рубця in vitro (р < 0,05), тоді як ізолейцин, треонін і цистеїн його пригнічують (р < 0,05). Додавання суміші амінокислот, які сприяють росту бактерій, посилює проліферацію клітин лише на 20 %, а при введенні їх з гліцином цей показник зростає до 63 %.

6. Окиснені сполуки сірки — аніон сульфату й окиснений глутатіон зменшують інтенсивність метаноутворення мікроорганізмами рубця, а також активують проліферацію мікробних клітин (р < 0,05), інтенсифікують продукцію коротколанцюгових жирних кислот зокрема оцтової і пропіонової кислот (р < 0,05), стимулюють протеолітичні та целюлолітичні процеси у рубці великої рогатої худоби. Сульфід натрію, навпаки, посилює процеси метаногенезу.

7. При вивченні впливу карбонових кислот на утворення метану встановлено, що фумарова кислота зменшує утворення метану тоді як додавання мурашиної, оцтової і пропіонової кислот та метанолу стимулює його утворення (р < 0,05).

8. При інкубації бактеріальних клітин, виділених із рідини рубця великої рогатої худоби, з монензином інтенсивність метаноутворення зменшується на 42 %, а клітинами S. cerevisiae на 21 %. Одночасне внесення цих добавок в інкубаційне середовище підвищує їх інгібуючу дію до 60 % і посилює утворення мікроорганізмами оцтової кислоти.

9. Додавання до раціону великої рогатої худоби добавки суміші мікроелементів, склад якої розроблено й апробовано у лабораторії обміну речовин Інституту біології тварин УААН збільшує емісію метану в рубці на 11 % та підвищує прирости маси тіла тварин на 9 %. Одночасне введення в раціон тварин разом з мікроелементами сульфату амонію запобігає метаногенному впливу мікроелементів на рубцеві мікроорганізми, зменшує емісію метану в атмосферу на 13 % та підвищує прирости маси тіла тварин до 14 % у порівнянні з тваринами контрольної групи.

Публікації автора:

1. Біохімічні аспекти зменшення метаногенезу в рубці жуйних тварин / Г. О. Богданов, Л. І. Сологуб, В. В. Влізло, В. Г. Янович, І. В. Лучка // Вісник аграрної науки. — 2007. — № 9. — С. 20–24. (Дисертант брав участь в аналізі літературних джерел та написанні статті).

2. Інтенсивність метаногенезу в рубці великої рогатої худоби під впливом карбонових кислот / І. В. Лучка, М. Г. Герасимів, Ю. Т. Салига, Р. О. Федяков, Л. І. Сологуб // Науково технічний бюлетень Інституту біології тварин та ДНДКІ вет. преп. та корм. доб. — 2007. — Вип. 8, № 1–2. — С. 38–41. (Дисертант провів дослідження визначення утворення метану, ЛЖК та провів аналіз отриманих результатів брав участьу написанія статті).

3. The emission of methane by steers in different zones of West Ukraine under the different types of feeding / G. A. Bogdanov, L. I Solohub, І. V. Luchka, M. G. Herasymiv, R. O. Fediakov // 2 Internat.Conf. GGAA. — Zurich, 2005. — P. 373–376. (Дисертант брав участь у постановці досліду, провів дослідження визначення утворення метану, провів статистичну обробку і аналіз отриманих результатів та написання статті).

4. Вплив добавок мінеральних елементів до раціонів бичків на утворення метану в рубці, його емісію в атмосферу і прирости живої маси / Г. О. Богданов, Л. І. Сологуб, І. В. Лучка, Р. О. Федяков, М. Г. Герасимів, О. В. Слипанюк // Біологія тварин. — 2005. — Т. 7, № 1. — С. 68–71. (Дисертант брав участь у постановці досліду, провів дослідження визначення утворення метану, аналіз отриманих результатів та написання статті).

5. Лучка І. В., Сологуб Л. І. Вікові особливості утворення метану в рубці телят // Журнал агробіології та екології. — 2005. — Т. 2, № 1–2. — С. 138–142. (Дисертант брав участь у проведені експериментальних досліджень, статистичній обробці й аналізі отриманих результатів та написання статті).

6. Утворення метану в рубці великої рогатої худоби Західньої України за різного типу годівлі / І. В. Лучка, Г. О. Богданов, Р. О. Федяков, Л. І. Сологуб, М. Г. Герасимів, Є. О. Дзень // Науково технічний бюлетень Інституту біології тварин та ДНДКІ вет. преп. та корм. доб. — 2005. — Вип. 6, № 1. — С. 77–80. (Дисертант брав участь у постановці досліду, провів дослідження визначення утворення метану, провів статистичну обробку і аналіз отриманих результатів та написання статті).

7. Вплив карбонових кислот і спиртів на продукцію метану та летких жирних кислот в рубці великої рогатої худоби в дослідах in vitro / І. В. Лучка, Г. О. Богданов, Р. О. Федяков, Л. І. Сологуб, М. Г. Герасимів, Є. О. Дзень // Науково технічний бюлетень Інституту біології тварин та ДНДКІ вет. преп. та корм. доб. — 2005. — Вип. 6, № 2. — С. 142–145. (Дисертант провів дослідження визначення утворення метану, ЛЖК. Брав участь у аналізі отриманих результатів та написання статті).

8. Лучка І. В. Вплив монензину і дріжджів виду Saccharomyces cerevisiae на утворення метану і деякі показники життєдіяльності бактерій в рубці великої рогатої худоби // Науково технічний бюлетень Інституту біології тварин — 2004. — Вип. 5, № 1–2. — С. 87–91.

9. Вплив вуглеводів та їх метаболітів на метаноутворення і продукцію летких жирних кислот мікроорганізмами рубця телят в дослідах in vitro / І. В. Лучка, Г. О. Богданов, Л. І. Сологуб, М. Г. Герасимів, Р. О. Федяков // Науково технічний бюлетень Інституту біології тварин.— 2004. — Вип. 5, № 3. — С. 53–56. (Дисертант провів дослідженяі визначення утворення метану, провів статистичну обробку. Брав участь у аналізі отриманих результатів та написання статті).

10. Ріст популяції бактерій рубця великої рогатої худоби і продукція метану в дослідах in vitro при додаванні до середовища різних амінокислот / І. В. Лучка, Г. О. Богданов, Л. І. Сологуб, М. Г. Герасимів // Біологія тварин. — 2003. — Вип. 5, № 1–2. — С. 133–139. (Дисертант брав участь у визначенні інтенсивності росту бактерій, утворенні метану. Брав участь у аналізі отриманих результатів та написання статті).

11. Вплив сірковмісних сполук на метаногенез і деякі показники життєдіяльності мікроорганізмів рубця великої рогатої худоби / І. В. Лучка, М. Г. Герасимів, Л. І. Сологуб, Р. О. Федяков // Конференція «Науково-практичні аспекти кормовиробництва та ефективного використання кормів». — Дубляни, 2003. — С. 155–160. (Дисертант провів експериментальні дослідження визначення вмісту білку, аміаку, утвореного метану та целюлозолітичну активність, статистичну обробку. Брав участь у аналізі отриманих результатів та написання статті).

12. Лучка І. В., Герасимів М. Г., Сологуб Л. І. Вплив деяких ненасичених карбонових кислот на ріст і життєдіяльність мікроорганізмів рубця телят в дослідах in vitro // Науковий вісник ЛНАВМ ім. С.З. Гжицького. — 2003. — Вип. 5, Ч. 2, № 2. — С. 69–74. (Дисертант провів експериментальні дослідження визначення кількості утвореного метану та ЛЖК, провів статистичну обробку. Брав участь у аналізі отриманих результатів та написання статті).

13. Some regulatory aspects of methanogenesis in the rumen of cattle / L. I. Solohub, R. O. Fediakov, M. G. Herasymiv, A. V. Voltornisty, I. V. Luchka // Annales Universitatis Marie Curie-Sklodowsкa. Sectio DDD, Pharmacia. — Lublin, 2002. — Vol.15, № 5. — Р. 295–297. (Дисертант провів експериментальні дослідження визначення метану, аміаку, мікробної маси та статистичну обробку. Брав участь у аналізі отриманих результатів та написання статті).

14. Вплив структурних і неструктурних вуглеводів на ріст і життєдіяльність мікроорганізмів рубця телят в умовах in vitro / І. В. Лучка., Р. О. Федяков, М. Г. Герасимів, Л. І. Сологуб // Науково технічний бюлетень Інституту біології тварин — 2002. — Вип.4, № 1. — С. 95–99. (Дисертант брав участь у проведенні експериментальні досліджень визначенні кількості метану, ЛЖК, аміаку та білка. Провів статистичну обробку. Брав участь у аналізі отриманих результатів та написання статті).

15. Biochemical aspects of mitigation of methane emission in atmosphere by ruminants / G. Bogdanov, V. Vlizlo, L. Solohub, V. Yanovich, H. Antoniak, I. Luchka // GGAA Conference. — Christchurch, 2007. — P. 124. (Дисертант брав участь у постановці досліду, провів експериментальні дослідження визначення метану і Брав участь у аналізі отриманих результатів та написання тез).

16. The role of some carbohydrates of the feed in the production of methane in the rumen of cattle / V. Vlizlo, L. Solohub, G. Bogdanov, V. Yanovich, H. Antoniak, I. Luchka // GGAA Conference. — Christchurch, 2007. — P. 137. (Дисертант брав участь у постановці досліду, провів експериментальні дослідження, і аналіз отриманих результатів та написання тез).

17. Methanogenesis in the rumen of cattle and influence of monensin and yeasts Saccharomyces serevisiae on symbiotic microorganisms vital activity / V. Vlizlo, L. Solohub, G. Bogdanov, V. Yanovich, H. Antoniak, I. Luchka // Sientific Achievements and the Briding Practice. — Krakow, 2007. — P. 90. (Дисертант провів експериментальні дослідження, статистичну обробку Брав участь у аналізі отриманих результатів. у написанні тез).

18. Luchka I., Herasymiv M., Solohub L., Salyha Y. Influence of carbohydrates on the methanogenesis in the cattle rumen // Joint Meeting of The Slovak Physiological Society. The Physiological Society and The Federation of European Physiological Societies. — Bratislava, 2007. — P. 77. (Дисертант провів визначення метану, ЛЖК та статистичну обробку і аналіз отриманих результатів. Брав участь у написанні тез).

19. Регуляторні аспекти метаноутворення у рубці великої рогатої худоби / Г. О. Богданов, Л. І. Сологуб, І. В. Лучка, О. М. Стефанишин, В. М. Волторністий, М. Г. Герасимів, Р. О. Федяков, О. М. Стадник // Мат. ІХ Укр. біохім. з’їзду. — Харків, 2006. — Т. 1. — С. 102. (Дисертант брав участь у проведенні експериментальних досліджень та написанні тез).

20. Роль вуглеводів кормів продукції метану мікроорганізмами рубця великої рогатої худоби / Л. І. Сологуб, Г. О. Богданов, І. В. Лучка, М. Г. Герасимів // Медична біохімія. Матеріали міжнародної наук.-прак. конф. «Сучасний стан і проблеми експерим. та клін. біохімії», — Тернопіль, 2004. — Т. 6, № 36. — С. 158. (Дисертант провів експериментальні дослідження і статистичну обробку та аналіз отриманих результатів і написання тез).

21. Утворення метану в рубці жуйних тварин і деякі аспекти його регуляції / Л. І. Сологуб, М. Г. Герасимів, А. В. Волторністий, І. В. Лучка, Л. П. Саламаха, Р. О. Федяков // Міжнародна конференція пам’яті І. В. Шостаковської, — Львів, 2002. — С. 104. (Дисертант провів експериментальні дослідження, статистичну обробку отриманих результатів і брав участь у аналііз отриманих результатів та написанні тез).

22. До питання регуляції метаногенезу в рубці жуйних тварин / Л. І. Сологуб, М. Г. Герасимів, А. В. Волторністий, І. В. Лучка, Р. О. Федяков // Укр. біохім. журн., спец. вип. Матеріали VIII Українського біохімічного з'їзду. — Чернівці, 2002. — Т. 74, № 4б (дод. 2). — С. 103–104. (Дисертант брав участь у проведенні експериментальних досліджень, провів статистичну обробку і аналіз отриманих результатів та написання тез).