Fenotypová a genotypová charakterizace bakterií mléčného kvašení a bifidobakterií za účelem přípravy probiotické kompozice

MVDr. Kateřina Kavanová, Ph.D.

Disertační práce

Phenotypic and genotypic characterization of lactic acid bacteria and bifidobacteria in pupose to create a probiotic composition

Anotace:

Gastrointestinální onemocnění u selat po odstavu jsou častým problémem v chovech prasat, doprovázeným vysokou morbiditou i mortalitou zvířat, což negativně ovlivňuje nejenom ekonomiku zemědělství, ale především jejich welfare. Jedním z nejefektivnějších způsobů profylaxe selat po odstavu je užití vhodných probiotik. Z tohoto důvodu je důležité vybírat takové kmeny, které jsou přirozenou součástí střevní mikroflóry hostitele a které nepředstavují riziko pro svého hostitele, zejména díky absenci faktorů virulence či genů podmiňujících rezistenci k antibiotikům. U probiotických bakterií byla dále popsána celá řada prospěšných vlastností, především mikrobiální antagonismus vůči střevním patogenům, syntéza rozličných prospěšných látek, imunomodulace střeva, či účast na metabolismu méně stravitelných substrátů z krmiva. Hlavním cílem této dizertační práce bylo charakterizovat bakterie mléčného kvašení a bifidobaktérie získané ze střevního obsahu domácích a divokých prasat. U získaných izolátů byla testována jejich biologická bezpečnost k hostiteli a prostředí, ale i konkrétní prospěšné vlastnosti jednotlivých kmenů. Vybrané izoláty byly sekvenovány pomocí celogenomového sekvenování. Byly popsány geny podmiňující prospěšné probiotické znaky a vlastnosti těchto izolátů byly konfirmovány in vitro testováním. Takto bylo charakterizováno přibližně sto izolátů, kdy řada z nich představuje vhodné kandidáty pro přípravu probiotické směsi pro prasata po odstavu.

Abstract:

Gastrointestinal diseases in post-weaning piglets are a common issue in pig farming, often accompanied by high morbidity and mortality rates. This not only negatively impacts agricultural economics but also animal welfare. One of the most effective preventive measures for post-weaning piglets is the use of suitable probiotics. For this reason, it is important to select strains that are a natural part of the host's gut microbiota and do not pose a risk to the host, particularly due to the absence of virulence factors or antibiotic resistance genes. Probiotic bacteria have been shown to possess numerous beneficial properties, including microbial antagonism against intestinal pathogens, the synthesis of various beneficial compounds, intestinal immune modulation, and participation in the metabolism of less digestible feed substrates.The main objective of this dissertation was to characterize lactic acid bacteria and bifidobacteria obtained from the intestinal contents of domestic and wild pigs. The isolates were tested for their biological safety for both the host and the environment, as well as for specific beneficial properties of individual strains. Selected isolates were sequenced whole-genome sequencing, and genes responsible for probiotic traits were identified. The beneficial properties of these isolates were confirmed through in vitro testing. In total, around one hundred isolates were characterized, many of which represent promising candidates for the development of a probiotic mixture for post-weaning piglets.

Klíčová slova

probiotics, lactic acid bacteria, domestic pigs, wild boars, antibiotic resistance, antimicrobial activity, bacteriocins, CAZymes, carbohydrate utilization

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 17. 4. 2025

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 23. 5. 2025
• Vedoucí: Mgr. Magdaléna Crhánová, Ph.D.
• Oponent: prof. MVDr. Alois Čížek, CSc., Ing. Jakub Mrázek, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Mikrobiologie / Mikrobiologie