ПЕРСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ BACILLUS SUBTILIS ДЛЯ ВЕДЕННЯ ЕКОБЕЗПЕЧНОГО ТВАРИННИЦТВА (огляд літератури)
Objective. To provide an analytical review of scientific literature on the properties and prospects of using Bacillus subtilis in environmentally safe livestock farming. Methods. To investigate and study the stated problem, the following methodological approaches were applied: comparative analysis,...
Saved in:
| Date: | 2025 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine
2025
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/550 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Agriciltural microbiology |
| Download file: |  |
Institution
Agriciltural microbiology| _version_ | 1871466349381812224 |
|---|---|
| author | Тертична, О. В. Кравченко, Н. О. Крапивний, О. В. Якимович, М. В. |
| author_facet | Тертична, О. В. Кравченко, Н. О. Крапивний, О. В. Якимович, М. В. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "О. В. Тертична",
"institution": "Інститут сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН"
},
{
"author": "Н. О. Кравченко",
"institution": "Інститут сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН"
},
{
"author": "О. В. Крапивний",
"institution": "Інститут сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН"
},
{
"author": "М. В. Якимович",
"institution": "Інститут агроекології та природокористування НААН"
}
] |
| author_sort | Тертична, О. В. |
| baseUrl_str | https://smic.in.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-22T10:10:52Z |
| description | Objective. To provide an analytical review of scientific literature on the properties and prospects of using Bacillus subtilis in environmentally safe livestock farming. Methods. To investigate and study the stated problem, the following methodological approaches were applied: comparative analysis, empirical, functional and systemic approaches, which allow a comprehensive examination of the key aspects of the subject. General scientific research methods were used, including information-bibliographic, analytical, and result generalization methods. Results. The analytical review highlights the genetic, physiological, and biochemical characteristics of B. subtilis. Its broad application covers various fields: veterinary medicine, feed production, biotechnology, agriculture (livestock and crop production), medicine, and ecology. The practical implementation potential has been analyzed, and future prospects for environmentally safe livestock farming and environmental bioremediation have been proposed. Conclusions. The review summarizes the features of B. subtilis (genetic accessibility, metabolic versatility, and stress resistance) and analyzes its applications in “green microbiology.” Special emphasis is placed on sustainable bioproduction, feed production, and ecological bioremediation of the environment. A compelling argument in favor of introducing the conceptual foundations of “green microbiology” is the ability of B. subtilis to produce enzymes, antibacterial substances, and other beneficial compounds, serving as an alternative to traditional production approaches. The use of B. subtilis contributes to obtaining environmentally safe livestock products. |
| doi_str_mv | 10.35868/1997-3004.42.94-109 |
| first_indexed | 2026-03-18T02:00:08Z |
| format | Article |
| fulltext |
94
КОРМОВИРОБНИЦТВО
Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 42. С. 94–109.
ISSN 1997-3004
https://doi.org/10.35868/1997-3004.42.94-109
УДК 579:636
ПЕРСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ BACILLUS SUBTILIS
ДЛЯ ВЕДЕННЯ ЕКОБЕЗПЕЧНОГО ТВАРИННИЦТВА
(огляд літератури)
О. В. Тертична1,2, https://orcid.org/0000-0003-1000-7946,
Н. О. Кравченко1, https://orcid.org/0000-0003-1000-6947,
О. В. Крапивний1, https://orcid.org/0009-0000-7227-0665,
М. В. Якимович2, https://orcid.org/0009-0000-0632-4995
1Інститут сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН
вул. Шевченка, 97; м. Чернігів, 14030, Україна
2Інститут агроекології та природокористування НААН
вул. Метрологічна, 12; м. Київ, 03140, Україна
e-mail: olyater@ukr.net
Мета. Здійснити аналітичний огляд наукових літературних джерел щодо властивостей
і перспектив використання Bacillus subtilis в екобезпечному тваринництві. Методи. Для
дослідження задекларованої проблеми застосовано порівняльний аналіз, емпіричний, функці-
ональний і системний підходи, використання яких дає змогу комплексно розглядати складові
елементи тематики. Використано загальнонаукові методи досліджень: інформаційно-біб-
ліографічний, аналітичний, узагальнення результатів. Результати. В аналітичному огляді
висвітлено генетичні, фізіологічні й біохімічні особливості B. subtilis. Широке використання
B. subtilis охоплює різні галузі: ветеринарію, кормовиробництво, біотехнологію, сільське гос-
подарство (тваринництво й рослинництво), медицину, екологію. Вивчено потенціал прак-
тичної реалізації та запропоновано майбутні перспективи ведення екобезпечного тварин-
ництва й біоремедіації навколишнього середовища. Розглянуто сучасні методики, такі як
кластеризовані короткі паліндромні повтори та інтегративні обчислювальні методи. Такий
підхід стане основою для розробки управлінських рішень із позицій сталого розвитку та
регенеративного сільського господарства для розв’язання глобальних екологічних проблем.
Висновки. Узагальнено особливості B. subtilis (генетична доступність, метаболічна універ-
сальність і стійкість до стресів), проаналізовано застосування в «зеленій мікробіології».
Огляд особливо акцентує увагу на сталому біопродукуванні, кормовиробництві й екологічній
біоремедіації навколишнього середовища. Безперечним аргументом на користь впроваджен-
ня концептуальних засад «зеленої мікробіології» є здатність B. subtilis виробляти фермен-
ти, антибактеріальні речовини і інші корисні сполуки, що є альтернативою традиційним
підходам до їх виробництва. Використання B. subtilis сприяє отриманню екобезпечної проду-
кції тваринництва.
Ключові слова: спорові бактерії, екологічна безпека, сталий розвиток, «зелена мікробіо-
логія», пробіотики, антагоністична активність, компостування.
Вступ. Інтенсивна життєдіяльність ве-
ликої кількості мікроорганізмів є важливим
фактором забезпечення динамічної рівноваги
в біосфері. Важлива екологічна функція мік-
роорганізмів полягає у забезпеченні й під-
тримці кругообігу речовин у природі. Мік-
© О. В. Тертична, Н. О. Кравченко, О. В. Крапивний, М. В. Якимович, 2025
95
роорганізми беруть участь у трансформації
вуглецю, азоту, сполук фосфору, сірки, залі-
за. Вони впливають на утворення органічних
речовин і гумусу, а також на родючість ґрун-
тів. Саме мікроорганізми перетворюють не-
доступні для рослин сполуки в мобільні, оп-
тимальні для метаболізму, є індикаторами
екологічного стану ґрунту: оперативно реа-
гують на забруднення, що відображається на
біологічній активності, зокрема фермента-
тивній [1].
Мікроорганізми є важливою функціона-
льною частиною різних екосистем і біосфе-
ри загалом, до того ж мають важливий вплив
на навколишнє природнє середовище [2]. У
контексті сучасних викликів і поглиблення
екологічної кризи вивчення перспектив ви-
користання B. subtilis з метою екологізації
сучасного тваринництва є надзвичайно акту-
альним. Реалії сьогодення, пріоритетність
екологічної парадигми вимагає пошуку но-
вих, ефективних і безпечних підходів для
поліпшення стану навколишнього природно-
го середовища в зонах виробництва продук-
ції тваринництва, що зі свого боку забезпе-
чує зниження витрат і підвищення рентабель-
ності галузі [3; 4]. У виробників і спожи-
вачів продукції тваринництва зростає заціка-
вленість до застосування екологічно безпеч-
них технологій у цій стратегічно важливій
для продовольчої безпеки галузі, зокрема до
зниження використання синтетичних доба-
вок, антибіотиків, хімічних речовин та інших
ксенобіотиків і полютантів, які після вико-
ристання мігрують еколого-трофічними лан-
цюгами в об’єкти довкілля. Це дає змогу
отримувати здорову й безпечну продукцію
для споживачів, що відповідає Статті 42
Конституції України: «Держава захищає
права споживачів, здійснює контроль за які-
стю і безпечністю продукції та усіх видів по-
слуг і робіт, сприяє діяльності громадських
організацій споживачів» [5]. Галузь тварин-
ництва в значною мірою впливає на струк-
туру сільськогосподарського виробництва
й рівень циркулярності економіки. Наразі в
аспекті «парадигми циркулярної економіки»
необхідно розглядати проблеми переробки
відходів, відновлювальних джерел енергії,
збереження природнього середовища. Оці-
нювання динамічних процесів відтворення
родючості ґрунтів, у яких визначальну роль
відіграє біорізноманіття й функціональна
активність ґрунтових мікроорганізмів, є важ-
ливим науково-методологічним завданням з
огляду на циркуляційні процеси функціону-
вання агроекосистем. Саме мікробіологічна
складова забезпечує замкненість біогеохімі-
чних циклів, трансформацію органічних за-
лишків і повернення поживних елементів
у ґрунт, що відповідає базовим принципам
циркуляційної економіки в аграрному вироб-
ництві [6]. Екологічна безпека сучасного ін-
тенсивного тваринництва передбачає гармо-
нійний розвиток системи «виробництво —
довкілля — людина». Екологічний імператив
має визначати наслідки стрімкого зростання
виробництва продукції тваринництва, що пе-
редбачає усвідомлення об’єктивної необхід-
ності враховувати закони природи, забезпе-
чувати умови біологічного існування люди-
ни та виключати будь-яку можливість руй-
нування природних екосистем [7].
Особливості будови, властивості, по-
ширення Bacillus subtilis. B. subtilis вперше
була виявлена світловою мікроскопією німе-
цьким вченим Крістіаном Ґотфрідом Еренбе-
рґом у 1835 році. B. subtilis тоді ще не мала
сучасної назви, але дослідник описав її як
«Vibrio subtilis» або подібну морфологічну
форму. Видатний німецький мікробіолог і
ботанік Фердинанд Кох у 1872 році форма-
льно класифікував та назвав Bacillus subtilis
у межах свого нового бактеріального таксо-
номічного підходу. Він визначив родову на-
зву «Bacillus» і охарактеризував B. subtilis як
частину цієї групи. Також він описав форму-
вання ендоспор у бактерії, що стало важли-
вим відкриттям у мікробіології. Вона широко
розповсюджена в різноманітних середови-
щах, таких як ґрунт, рослини й травні трак-
ти тварин, і вже понад 150 років є об’єктом
наукових досліджень [8]. Це каталазопозити-
вні мікроорганізми, клітини яких мають па-
личкоподібну форму. Довжина таких клітин
зазвичай становить приблизно 4–10 мікро-
метрів (мкм), діаметр — від 0,25 до 1,00 мкм,
об’єм клітини — 4,6·10–15 л у стаціонарній
фазі. Бактерії роду Bacillus мають товсту клі-
тинну стінку, яка складається з потовщеного
шару пептидоглікану, що дозволяє їм витри-
мувати високий внутрішньоклітинний тиск.
У них є багато перитрихіально розташованих
джгутиків, що дозволяє швидко рухатися в
рідинах [9; 10]. Згідно із сучасною таксоно-
мією B. subtilis належить до роду Bacillus
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 42.
96
класу Firmicutes і характеризується грампо-
зитивною клітинною стінкою та здатністю
до утворення ендоспор — дві характеристи-
ки, що дозволяють представникам цього ви-
ду добре адаптуватися до суворих умов на-
вколишнього середовища, таких як екстре-
мальні температури, обмежене живлення та
висихання [11–13]. Поширеність B. subtilis в
об’єктах довкілля сприяє різноманітним еко-
логічним дослідженням, а тривале вивчення
робить перспективним об’єктом у майбут-
ньому. Важливість таких досліджень нещо-
давно значно зросла з розвитком «зеленої
мікробіології», метою якої є використання
мікроорганізмів для сталих практик. Офіцій-
но термін «зелена мікробіологія» ввів ні-
мецький мікробіолог і еколог Кен Тімміс.
Він опублікував концептуальну статтю в
журналі Environmental Microbiology, де сфор-
мулював засади «зеленої мікробіології» як
нової парадигми для майбутнього мікробіо-
логії, орієнтованої на захист планети [14].
Також цей напрям задекларований у діяль-
ності The Green Microbiology Lab (University
of Birmingham, Велика Британія), науковці
якої вивчали екологічні аспекти застосуван-
ня B. subtilis у сільському господарстві. Біо-
різноманіття ґрунтових мікроорганізмів віді-
грає ключову роль у забезпеченні замкнено-
сті біогеохімічних циклів та відтворенні ро-
дючості ґрунтів в агроекосистемах. У цьому
контексті особливе значення мають модельні
мікроорганізми, що дають змогу досліджува-
ти механізми взаємодії між екологічними
процесами й функціонуванням агроекосис-
тем. Серед таких модельних об’єктів Bacillus
subtilis широко використовується для вив-
чення екологічно зумовлених процесів, які
визначають стабільність мікробних угрупо-
вань, трансформацію органічної речовини й
розвиток регенеративного сільського госпо-
дарства [14; 15]. Серед ґрунтових мікроорга-
нізмів особливу увагу приділяють бактеріям
роду Bacillus, які відіграють важливу роль
у регуляції мікробіологічних процесів агро-
екосистем. Зокрема, Bacillus subtilis широко
використовується як модельний і функціо-
нально значущий мікроорганізм для дослід-
ження механізмів підвищення доступності
поживних елементів у ґрунті. Функціональна
активність B. subtilis сприяє мінералізації ор-
ганічної речовини, мобілізації макро- і мік-
роелементів та оптимізації поживного режи-
му ґрунту, що забезпечує підвищення продук-
тивності агроекосистем і їхньої екологічної
стійкості відповідно до принципів сталого й
регенеративного сільського господарства [16].
Генетична доступність B. subtilis —
властивість цього мікроорганізму легко під-
даватися генетичним маніпуляціям, тобто
можливість просто й ефективно вносити змі-
ни в його геном. B. subtilis має природну зда-
тність захоплювати ДНК із зовнішнього се-
редовища і вбудовувати її у власний геном за
допомогою гомологічної рекомбінації. Геном
B. subtilis повністю секвенований, а регуля-
торні шляхи добре вивчені, що робить екс-
перименти передбачуваними. Генетична дос-
тупність є одним із головних критеріїв, за
якими B. subtilis обрали як модельний орга-
нізм у мікробіології та молекулярній біології.
Секвенування геному B. subtilis було завер-
шено в 1997 р. у підсумку міжнародного на-
укового проєкту. До нього входили науковці
з Франції, Німеччини, Великої Британії, Япо-
нії та Кореї, і це стало одним із перших пов-
них геномів прокаріотів, які були розшифро-
вані [17; 18]. Накопичений масив генетичної
інформації щодо Bacillus subtilis забезпечує
можливість поглибленого дослідження мо-
лекулярних і регуляторних механізмів адап-
тації цього виду до різних екологічних ніш,
зокрема до взаємодії з рослинами. Наявність
розвинених генетичних та молекулярно-біо-
логічних інструментів дає змогу цілеспря-
мовано модифікувати штами B. subtilis, що
розширює можливості аналізу екологічних
процесів та обґрунтованого сталого викорис-
тання цього мікроорганізму в агроекосисте-
мах. Стало відомо багато генетичної інфор-
мації, що дозволяє проводити глибокі дослі-
дження молекулярного складу й регулятор-
них механізмів у B. subtilis, а також інстру-
менти маніпулювання, які підтримують її
модифікацію, даючи більше можливостей
для розуміння екологічних процесів і сталого
застосування цього мікроорганізму [19].
Екологічна лабільність Bacillus subtilis
зумовлена його метаболічною універсальніс-
тю та високою стійкістю до абіотичних і біо-
тичних стресових чинників, що дає змогу
досліджувати специфічні гени, метаболічні
шляхи й регуляторні мережі цього виду для
виявлення молекулярних механізмів, еколо-
гічних функцій і адаптаційних стратегій. Їх-
ню екологічну лабільність можна пояснити
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 42.
97
метаболічною універсальністю та стійкістю
до стресу — характеристикам, які дозволя-
ють дослідникам вивчати специфічні гени,
шляхи й регуляторні мережі в B. subtilis,
щоб виявити складні молекулярні механізми,
екологічні функції та адаптації. Бактерія від-
різняється своєю здатністю адаптуватися та
функціонувати в різноманітних середови-
щах, використовуючи різні джерела вуглецю
для отримання енергії та має важливу роль
у таких екологічних процесах, як колообіг
поживних речовин, біоремедіація, управлін-
ня відходами й утилізація відходів [20; 21].
B. subtilis демонструє вражаючу резистент-
ність, що робить цей мікрорганізм цінним
модельним організмом для вивчення того, як
мікроорганізми реагують на екологічні ви-
клики (обмежене постачання поживних ре-
човин, глобальне потепління, коливання
температури, вплив ксенбіотиків, полютан-
тів, токсичних речовин, токсична експозиція
та токсичні сполуки) [22–25].
Антибіотичні властивості. У зв’язку з
інтенсифікацією і розвитком новітніх зоове-
теринарних підходів у тваринництві можли-
ва наявність у побічній продукції та екскре-
ментах сільськогосподарських тварин і птиці
хімічних забруднювачів: залишків антибіо-
тиків, регуляторів росту та ін. Це пов’язано
з проведенням ветеринарно-санітарних, про-
філактичних і лікувальних заходів за умов
утримання великої кількості птиці, свиней
і великої рогатої худоби [26]. Антибіотики
застосовуються на великих тваринницьких
комплексах, де через щільне утримання тва-
рин і птахів існує підвищений ризик поши-
рення інфекційних хвороб. Крім того, свині в
інтенсивних закритих системах можуть отри-
мувати антибіотики протягом усього життя.
Поросятам часто дають антибіотики профі-
лактично внаслідок розвитку діареї після
відлучення. Органічні свинарські ферми від-
лучають поросят пізніше і використовують
значно нижчий рівень антибіотиків. У моло-
чному скотарстві антибіотики зазвичай ви-
користовуються для «сухої терапії корів», з
метою запобігання появі маститу під час
«сухого» періоду. Така терапія здійснюється
для всіх корів як профілактичний засіб —
навіть тоді, коли відсутні ознаки захворю-
вання. У птахівництві антибіотики викорис-
товують для лікування й профілактики рес-
піраторних захворювань та інших бактері-
альних інфекцій. За промислових технологій
виробництва харчових яєць курам застосо-
вують антибіотики тетрациклінового та фто-
рхінолонового рядів. Про це свідчать залиш-
ковий вміст доксицикліну, енрофлоксацину,
або їх суміші в посліді курей. Залишковий
вміст зазначених речовин у посліді курей
коливається в межах 11,22–318,82 мкг/кг і
35,55–317,16 мкг/кг відповідно [27].
Одним із значущих аспектів викорис-
тання B. subtilis є її здатність до синтезу ан-
тибактеріальних речовин, які можуть приг-
нічувати ріст патогенних мікроорганізмів,
зокрема тих, які здатні викликати захворю-
вання у тварин. Використання B. subtilis
сприяє підвищенню стійкості сільськогоспо-
дарської птиці до інфекцій. Це дозволяє зме-
ншити застосування антибіотиків, що насам-
перед знижує витрати на ветеринарне обслу-
говування. Вартість лікування птиці через
використання антибіотиків може становити
від 40 грн на одну особину залежно від
захворювання. За рахунок профілактичного
застосування B. subtilis можна зменшити по-
требу в лікуванні до 40–60 %. Для господар-
ства зі 100 тис. голів птиці економія коштів
становить від 120 000 грн на рік. За рахунок
зменшення використання антибіотиків і хі-
мічних добавок у птахівництві знижується
кількість шкідливих речовин, які потрапля-
ють в навколишнє середовище. Наприклад,
дезодорація пташників B. subtilis може зни-
зити рівень патогенних бактерій у відхо-
дах, що сприятиме зменшенню забруднення
ґрунтів і водних ресурсів антибіотиками й
іншими токсичними речовинами [28; 29].
Наразі питання надмірного застосування
атибіотиків і розвитку антибіотикорезистент-
ності є надзвичайно актуальними та по-
требують розв’язання на міжнародному рів-
ні [30].
Результати досліджень науковців Інс-
титуту сільськогосподарської мікробіології
та агропромислового виробництва НААН
(ІСМАВ) підтверджують, що представники
роду Bacillus завдяки швидкій колонізації
субстрату та здатності до антагоністичної дії
можуть ефективно пригнічувати розвиток
патогенних мікроорганізмів. Подібні механі-
зми властиві й B. subtilis, яка продукує ши-
рокий спектр біологічно активних речовин і
створює конкурентні умови, що обмежують
розмноження патогенів. Це є перспективним
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 42.
98
об’єктом для розробки пробіотиків і впрова-
дження екологічно безпечних технологій у
тваринництві [31].
Механізм антагоністичної дії. У цьому
аспекті антагоністичні дії Bacillus spp. часто
пов’язані із синтезом вторинних сполук, що
мають антибіотичні властивості. Ці моле-
кули зазвичай складаються з пептидів із
низькою молекулярною масою, які виробля-
ються або рибосомально (у випадку бактері-
оцинів), або нерибосомально (ліпопептиди,
пептиди та полікетиди). Bacillus spp. є одні-
єю з найбільш досліджуваних продуцентів
антибіотичних сполук через виробництво
циклічних ліпопептидів, які мають разючі
результати в боротьбі з різними захворюван-
нями [32]. Ліпопептидні сполуки мають уні-
кальні властивості, які роблять їх важливими
в біології, медицині й екології. Синтезують-
ся вони за допомогою великих нерибосома-
льних пептидних синтетаз [33]. Основні ме-
ханізми їхньої дії зазвичай передбачають
взаємодію з клітинною мембраною патоген-
них організмів, що спричиняє зміни в її
структурі та проникності через руйнування,
розчинення або утворення іонних каналів
[34].
Використання у компостуванні побіч-
ної продукції тваринництва. Дослідження,
проведені в Інституті сільськогосподарської
мікробіології та агропромислового виробни-
цтва Національної академії аграрних наук
України (ІСМАВ НААН), підтвердили, що
фізіологічні, біохімічні функції та екологічна
лабільність представників роду Bacillus зу-
мовлюють домінування на всіх етапах ком-
постування органічної речовини. Це підтвер-
джує значну роль бактерій роду Bacillus у
процесах трансформації органічних залишків
і відтворення поживного режиму ґрунту, що
має практичне значення для оптимізації біо-
компостування й підвищення ефективності
регенеративних агроекосистем [35]. Внесен-
ня до компосту асоціації B. subtilis, B. stearo-
thermophilus, Candida utilis, іммобілізованих
на біовугіллі з кукурудзяних стебел, сприяє
прискоренню процесів мінералізації органіч-
ної речовини, підвищенню температури ком-
постної маси та покращенню якості кінцево-
го добрива завдяки активізації мікробіоло-
гічної деструкції складних сполук. Після зба-
гачення компостної суміші корисними мік-
роорганізмами спостерігається зменшення
викидів NH3. Такий підхід, запропонований
колективом авторів з Південно-Китайського
сільськогосподарського університету (Гуан-
чжоу, Китай) та Відділом досліджень пове-
дінки тварин (Західний Лафайєт, США), має
практичне впровадження завдяки іммобілі-
зації мікробних агентів на спеціальному ма-
теріалі-носії. У цьому випадку бактерії ста-
ють захищеними, адже уникають прямого
контакту з екстремальним середовищем [36;
37]. Індійськими вченими (Department of
Biotechnology, Bharathidasan University) роз-
роблено ефективний процес компостування
побічної продукції птахівництва за допомо-
гою консорціуму трьох видів бактерій роду
Bacillus (B. flexus, B. cereus та B. subtilis). Про-
цес компостування скорочується до 30 днів.
Результати випробування такого компосту
підтвердили підвищення врожайності бобо-
вих та олійних культур, як порівняти з вико-
ристанням хімічних добрив [38].
Угорськими дослідниками з Department
of Food Science, Faculty of Agricultural and
Food Sciences (Університет Sz’echenyi Istvan)
відібрано три ефективні види Bacillus із 55
ізолятів з пташиного посліду. Один із цих
штамів використано для розробки швидкого
та ефективного процесу компостування. У
сукупності консорціум має здатність до гід-
ролізу целюлолози, кератинолізу, окислення
аміаку, нітритів і розчинення сполук фос-
фору при компостуванні посліду разом із до-
бавками, що мають широке співвідношення
С/N. Було перевірено ефективність компос-
тування з рисовим лушпинням або тирсою
при застосуванні консорціуму. Біохімічні й
мікробіологічні аналізи показали, що ефек-
тивність компосту з тирсою та консорціумом
була кращою від варіантів із рисовим луш-
пинням, що забезпечило скорочення циклу
компостування до 30 діб [38; 39].
Використання як пробіотиків. Термін
«пробіотики» (від грецького «pro bios» —
«для життя», «які нормалізують життя»)
вперше було вжито Ф. Верджіо в 1954 р. Він
назвав пробіотиками речовини, які продуку-
ються мікроорганізмами й прискорюють ріст
інших мікроорганізмів. Згодом, у 1965 році,
Деніел М. Ліллі і Розалі Г. Стіллвелл уточ-
нили визначення пробіотиків як «речовини,
що стимулюють ріст інших мікроорганізмів»
(на противагу антибіотикам — речовинам,
що пригнічують ріст бактерій). Надалі цим
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 42.
99
терміном стали називати й самі корисні
бактерії. Так, у 1977 р Л. Річард і Р. Паркер
поняття «пробіотик» використовували для
позначення живих мікроорганізмів і продук-
тів їхньої ферментації, що володіють антаго-
ністичною активністю щодо патогенної мік-
робіоти. Поняття «пробіотик» вживається як
антонім антибіотиків, тобто «промотор жит-
тя». За визначенням С. Фокс у 1988 р. про-
біотики — це мікробіологічні харчові добав-
ки, які позитивно впливають на господаря
шляхом поліпшення мікробіологічного ба-
лансу його кишковика.
У 1989 р. британський вчений Р. Фуллер
запропонував розуміти цей термін таким чи-
ном: «Пробіотики — це живі мікроорганіз-
ми, які при введенні в адекватних кількостях
сприятливо впливають на здоров’я господа-
ря, це жива мікробна кормова добавка, яка
надає корисну дію на тварину-господаря
шляхом поліпшення його кишкового мік-
робного балансу» [40–42].
За визначенням Всесвітньої організації
охорони здоров’я (ВООЗ), пробіотики — це
живі непатогенні та нетоксичні для людини
мікроорганізми, які у відповідній кількості
корисні для здоров’я людини, здатні віднов-
лювати нормальну мікробіоту організму та
негативно впливати на патогенні та умовно-
патогенні бактерії [43]. У 2002 р. FAO нада-
ло пробіотикам статус GRAS (Generally Re-
garded As Safe) — цілком безпечних мікро-
організмів.
Зважаючи на те, що бактерії з роду Ba-
cillus є одними з найрозповсюдженіших мік-
роорганізмів у природі (беруть участь у
ґрунтоутворенні, часто персистують у повіт-
рі й воді). вони постійно потрапляють у
шлунково-кишковий тракт (ШКТ) та диха-
льні шляхи здорових людей через їжу, воду
й повітря. У науковій літературі згадуються
випадки виділення B. subtilis з ШКТ здоро-
вих дорослих і дітей. Кількість цих мікроор-
ганізмів у ШКТ може сягати 107 КУО на
1 грам, що порівнюється з кількістю лакто-
бактерій. Тому дослідники стверджують, що
бактерії роду Bacillus є одними з домінант-
них компонентів кишкової мікробіоти [44].
B. subtilis, B. cereus і B. licheniformis — це
сапрофітні спороутворювальні бактерії, які
на сьогодні вважаються найкращими канди-
датами для створення 17 пробіотиків [45].
Пробіотики із сапрофітних бацил є недооці-
неними через те, що більшість із них створе-
но на основі бактерій родів Lactobacterium,
Bifidobacterium, але спороутворювальні ба-
цили як пробіотики мають низку переваг.
Науковцями інституту мікробіології і віру-
сологї ім. Д. К. Заболотного НАН України
(ІМВ) наведено характеристику аеробних
спороутворювальних бактерій роду Bacillus
як продуцентів широкого спектру біологічно
активних речовин, розглянуто принципи від-
бору штамів, перспективних для створення
пробіотиків, проведено аналіз даних щодо
біосинтетичної активності бацил, яка зумов-
лює їхню пробіотичну дію [46]. Для цих бак-
терій притаманна висока кислотостійкість
і стабільність під час термічної обробки та
зберігання за низьких температур. Також
доведено, що вони володіють антиоксидант-
ними, антимікробними й імуномодулюваль-
ними властивостями.
Необхідність розв’язання проблем вироб-
ництва якісної продовольчої продукції для
населення відкриває значні перспективи у
використанні пробіотиків у тваринництві [47].
Інтенсивна технологія утримання сільсько-
господарських тварин, обмеження контактів
тварин із ґрунтом, рослинами й іншими при-
родними чинниками, нераціональне застосу-
вання антимікробних засобів (особливо ан-
тибіотиків) спричиняють порушення мікроб-
них екосистем травного тракту і виникнення
дисбактеріозів. Зі свого боку це зумовлює
порушення процесів травлення, обміну речо-
вин, зниження резистентності та продуктив-
ності тварин, розвитку шлунково-кишкових
хвороб, особливо у молодняку. Взаємодія
комплексу стрес-факторів у молодняку всіх
видів тварин призводить до виникнення са-
льмонельозів, колібактеріозів, клостридіозів,
інших кишкових інфекцій, оскільки після
згасання материнського імунітету стабіль-
ність набутого залежить виключно від скла-
ду нормальної мікробіоти кишковика.
Перспективність застосування пробіоти-
чних препаратів у тваринницькій галузі не
викликає сумніву. Останні десятиліття для
профілактики й лікування захворювань шлун-
ково-кишкового тракту широко застосову-
ють препарати-пробіотики на основі живих
мікробних культур спороутворювальних бак-
терій. Крім того, на відміну від методів ліку-
вання й профілактики інфекційних хвороб,
що базуються на використанні антибіотиків,
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 42.
100
застосування пробіотиків сприяє відновлен-
ню нормоценозу й одержанню екологічно
безпечної продукції тваринництва.
Застосування пробіотиків у годівлі й
ветеринарії дозволяє підвищити економічну
ефективність роботи тваринницьких підпри-
ємств, помітно поліпшити епізоотичну та
екологічну обстановку в районах виробницт-
ва тваринницької продукції, отримати висо-
коякісну продукцію, вільну від сальмонельо-
зу, антибіотиків, хіміотерапевтичних препа-
ратів, слідів дезінфектантів для системи здо-
рового харчування населення [48].
Необхідність розв’язання проблем виро-
бництва якісної продовольчої продукції для
населення відкриває значні перспективи у
використанні пробіотиків у тваринництві [47].
За класифікацією пробіотиків (за їхнім
складом) препарати на основі спорових ба-
цил належать до таких, що самоелімінуються
з організму. В ІМВ та ІСМАВ розроблено
низку пробіотичних препаратів, безпека, ви-
сока ферментативна й антагоністична актив-
ність яких підтверджені під час виробничих
випробувань [49; 50]. Найбільша ефектив-
ність пробіотиків на основі культур споро-
утворювальних бактерій відзначається при
профілактиці інфекційних захворювань шлун-
ково-кишкового тракту, особливо молодняку
сільськогосподарських тварин. При потрап-
лянні у складі препарату бацили залишають-
ся життєздатними у шлунково-кишковому
тракті тварин, де пригнічують та знищують
шкідливі мікроорганізми, сприяючи зрос-
танню кількості корисних бактерій, таких як
молочнокислі, відновленню та підтриманню
здорового балансу кишкової мікробіоти [51].
Дослідниками також було доведено протимі-
кробну дію різних штамів сінної палички
щодо патогенних для тварин мікроорганізмів
(Salmonella, Shigella та Staphylococcus [52;
53] і фітопатогенних грибів [54] і стимулю-
вальний вплив метаболітів і компонентів
мікробних клітин Bacillus subtilis на антаго-
ністичну активність молочнокислих бактерій
[55]. Важливо, що при використанні пробіо-
тичних препаратів збільшується приріст жи-
вої маси й збереженість молодняку, знижу-
ються витрати корму, підвищується про-
дуктивність тварин і птиці. Ефективність
впливу пробіотиків на процеси травлення
зумовлена високою ферментативною актив-
ністю, здатністю доповнювати раціон неза-
мінними амінокислотами, вітамінами, які в
процесі травлення за участі бактерій синте-
зуються de novo.
Відомий в Україні препарат БПС-44 на
основі штаму Bacillus subtilis 44-p активізує
процеси травлення: у рубці телят дослідних
груп зростає чисельності амілолітичних, це-
люлозолітичних і молочнокислих бактерій.
До того ж зафіксовано зростання середньо-
добових приростів живої маси тварин проти
контролю на 13–33,2 % залежно від віку й
раціону [56].
Варто зазначити, що існує взаємозв’язок
між імунітетом і мікробоценозом макроор-
ганізму, оскільки нормальна мікробіота бере
участь у формуванні захисних функцій гос-
подаря, тому корекція патологічних станів
імунної системи можлива за їхньої участі [57].
Доведено, що застосування пробіотичних
препаратів на основі спороутворювальних
бактерій сприяє ефективному функціонуван-
ню антиоксидантної системи, підвищенню
фагоцитарної активності крові молодняку
великої рогатої худоби, свиней [58; 59]. Дос-
лідження останніх років свідчать, що в умо-
вах промислової технології свинарства най-
більш перспективні пробіотичні препарати —
створені на основі спороутворювальних мік-
роорганізмів, які стійкі до впливу високої
температури та вологості й не втрачають жит-
тєздатності в процесі приготування кормів.
В умовах експериментального гіпотире-
озу встановлено зміни у кишковій мікробіоті
кролів: зниження кількості анаеробної мік-
рофлори та підвищення умовно-патогенних
мікроорганізмів. Введення пробіотика на
фоні гіпотиреоїдного стану забезпечувало
корекцію у складі кишкового мікробоценозу
[60].
Зважаючи на те, що ефект досягається
від застосування незначних доз препаратів, а
їх собівартість невисока, використання про-
біотиків є рентабельним для виробників. Пер-
спективним вбачається застосування пробіо-
тиків і в кормовиробництві. Їх використову-
ють для кращого зберігання сіна за умови
високої вологості та для силосування кормів.
При силосуванні пробіотики мають значні
переваги над хімічними консервантами. За-
стосуванням останніх пригнічується норма-
льна мікробіота, а передозування може приз-
вести до отруєння тварин. Використання
пробіотичних препаратів для силосування
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 42.
101
сприяє збереженню і покращенню якості ко-
рмів: підвищується вміст молочної та оцто-
вої кислот, амілаз, редукуючих цукрів, віта-
мінів, пригнічується розвиток гнилісних і
маслянокислих бактерій. Водночас силос на-
буває виразних пробіотичних властивостей:
його згодовування сприяє народженню здо-
рового приплоду, зниженню захворюваності
молодняку шлунково-кишковими хвороба-
ми й підвищенню продуктивності тварин.
Співробітниками ІСМАВ проведено виді-
лення, вивчення властивостей та ідентифі-
кація штамів пробіотичних мікроорганізмів
виду B. subtilis. На основі селекціонованих
штамів розроблено силосні добавки для кон-
сервування зелених кормів, що мають здат-
ність до пригнічення патогенів, та фермента-
ції кормів [61; 62].
Отримані результати підтверджують да-
ні попередніх досліджень, у яких показано
здатність представників роду Bacillus швид-
ко колонізувати субстрат і проявляти анта-
гоністичну активність щодо широкого спек-
тра патогенних мікроорганізмів [63–65]. По-
дібні властивості характерні й для B. subtilis,
який синтезує широкий набір біологічно ак-
тивних метаболітів, зокрема ліпопептиди
(ітурини, сурфактини, фенгіцини), що ство-
рюють конкурентні умови й обмежують роз-
виток патогенної мікрофлори [66]. Якщо в
рослинництві ці механізми реалізуються у
захисті ризосфери від фітопатогенів [67], то
в тваринництві B. subtilis розглядається як
ефективний пробіотик, здатний стабілізувати
кишкову мікробіоту, підвищувати неспеци-
фічний імунітет, знижувати наслідки тепло-
вого стресу й бути альтернативою тради-
ційним антимікробним засобам [68–70].
Отже, перспективи використання B. subtilis у
тваринництві безпосередньо пов’язані з
упровадженням екологічно безпечних техно-
логій, що узгоджується із сучасними тенден-
ціями зменшення залежності від антибіо-
тиків.
Варто зазначити, що представники окре-
мих видів Bacillus є одними з найбільш дос-
ліджуваних агентів біологічного контролю.
Вони можуть інгібувати ріст патогенів через
різні механізми, зокрема конкуренцію за по-
живні речовини та місце, виробництво анти-
біотиків, гідролітичних ферментів, сидеро-
форів або індукцію системної стійкості [71].
У біологічному контролі визначається також
пріоритетність B. subtilis. Найпоширеніший
підхід до біологічного контролю — це вибір
антагоністичних мікроорганізмів, оцінка їхніх
механізмів дії та розробка біопрепаратів. У
цьому аспекті їх використовують як корисні
організми для зменшення негативного впли-
ву патогенів і стимулювання позитивних ре-
акцій [72]. Крім того, B. subtilis можна мо-
дифікувати для виробництва ферментів, біо-
палива чи інших цінних сполук, зменшуючи
залежність від невідновлюваних матеріалів
та неекологічних джерел енергії [73]. Водно-
час широке використання цього модельного
організму в сучасних дослідженнях потребує
дотримання біоетичних принципів.
Висновки. Проведений критичний ана-
ліз наукових джерел дає підстави стверджу-
вати, що B. subtilis є перспективним об’єктом
не лише мікробіологічних, а й екологічних
досліджень. Завдяки здатності до швидкої
колонізації субстрату, антагоністичній ак-
тивності проти широкого спектра патоген-
них мікроорганізмів і синтезу біологічно
активних метаболітів, ці спорові бактерії ро-
зглядаються як універсальний інструмент
для вивчення біологічних процесів і розроб-
ки практичних рішень у сфері сталого роз-
витку. Особливої уваги заслуговує застосу-
вання пробіотиків на основі B. subtilis у тва-
ринництві, де вони здатні стабілізувати киш-
кову мікробіоту, підвищувати імунітет, зме-
ншувати негативний вплив стресових факто-
рів і бути екологічно безпечною альтернати-
вою традиційним антимікробним препара-
там. Це не лише сприяє покращенню здо-
ров’я і продуктивності тварин, а й знижує
ризики розвитку антибіотикорезистентності,
що є однією з ключових проблем сучасної
ветеринарії та медицини. Пробіотики на
основі B. subtilis, можуть стати важливою
складовою частиною стратегії сталого розви-
тку в тваринництві, оскільки вони сприяють
покращенню здоров’я тварин без шкоди для
навколишнього середовища. Отже, викорис-
тання B. subtilis можна розглядати як перс-
пективний напрям формування нових біо-
технологічних підходів у тваринництві, які
поєднують підвищення ефективності вироб-
ництва з мінімізацією екологічних ризиків.
У довгостроковій перспективі такі біопрепа-
рати здатні стати важливою складовою ін-
тегрованих стратегій сталого розвитку аг-
рарного сектору, забезпечуючи баланс між
продуктивністю, безпекою харчових продук-
тів й охороною довкілля.
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 42.
102
ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
1. Волкогон В. В., Надкернична О. В., Ток-
макова Л. М., Мельничук Т. М., Чайковська Л. О.
Експериментальна ґрунтова мікробіологія: під-
ручник. Київ : Аграрна наука, 2010. 464 с.
2. Патика В. П., Омельянець Т. Г., Гриник І. В.,
Петриченко В. Ф. Екологія мікроорганізмів: по-
сібник. Київ : Основа, 2007. 192 с.
3. Park S. O. Application strategy for sustainab-
le livestock production with farm animal algorithms
in response to climate change up to 2050: a review.
Czech Journal of Animal Science. 2022. Vol. 67.
P. 425–441. https://doi.org/10.17221/172/2022-CJAS
4. Kogut I., Ryabukha G., Vilar A. P., Perel-
ló V. C. Regenerative economy: principles and prac-
tice of implementation. Проблеми і перспективи
економіки та управління. 2023. № 2(34). P. 65–76.
https://doi.org/10.25140/2411-5215-2023-2(34)-65-76
5. Конституція України: Закон України від
28 червня 1996 р. № 254к/96-ВР. URL: https://zakon.
rada.gov.ua/laws/show/254к/96-вр (дата звернення:
21.03.2025).
6. Москаленко А. М., Колоша В. П. Паради-
гма циркуляційної економіки в сучасних дослід-
женнях. Агроекологічний журнал. 2025. № 3.
С. 91–99. https://doi.org/10.33730/2077-4893.2.2025.
333826
7. Пінчук О. В., Тертична О. В., Бородай В. П.
Перспективні напрями екологічних досліджень у
галузі тваринництва. Агроекологічний журнал.
2017. № 2. С. 44–48. https://doi.org/10.33730/2077-
4893.2.2017.220105
8. Errington J., Wu L. J. Cell cycle machinery
in Bacillus subtilis. Subcellular Biochemistry. 2017.
Vol. 84. P. 67–101. https://doi.org/ 10.1007/978-3-
319-53047-5_3
9. Смирнов В. В., Резник С. Р., Василевс-
кая И. А. Спорообразующие аэробные бакте-
рии — продуценты биологически активных ве-
ществ. Киев : Наукова думка, 1982. 280 с.
10. Weng Y., Yao J., Sparks S., Wang K. Nat-
tokinase: an oral antithrombotic agent for the pre-
vention of cardiovascular disease. International
Journal of Molecular Sciences. 2017. Vol. 18. 523.
https://doi.org/10.3390/ijms18030523
11. Vijay R., Tarika K. Microbial production of
polyhydroxyalkanoates (PHAs) using kitchen waste
as an inexpensive carbon source. Bioscience Biotech-
nology Research Asia. 2019. Vol. 16. P. 155–166.
https://doi.org/10.13005/bbra/2733
12. Belda E., Sekowska A., Le Fèvre F., Mor-
gat A., Mornico D., Ouzounis C. … Danchin A. An
updated metabolic view of the Bacillus subtilis 168
genome. Microbiology. 2013. Vol. 159. P. 757–770.
https://doi.org/10.1099/mic.0.064691-0
13. Etesami H., Jeong B. R., Glick B. R. Poten-
tial use of Bacillus spp. as an effective biostimulant
against abiotic stresses in crops — a review. Current
Research in Biotechnology. 2023. Vol. 5. 1001285.
https://doi.org/10.1016/j.crbiot.2023.100128
14. Timmis K., Stahl D. The birth of Environ-
mental Microbiology. Environmental Microbiology.
1999. Vol. 1, № 1. P. 1–2. https://doi.org/10.1046/j.
1462-2920.1999.00020
15. Akinsemolu A. A., Onyeaka H., Odion S.,
Adebanjo I. Exploring Bacillus subtilis: ecology,
biotechnological applications, and future prospects.
Journal of Basic Microbiology. 2024. Vol. 64.
2300614. https://doi.org/10.1002/jobm.202300614
16. Basit A., Bashir M. A., Hassan F. U.,
Khan K. A., Kainat M., Ullah M. A. Bacillus subtilis
impacts nutrient availability to enhance agricultural
and environmental sustainability. Journal of Agri-
culture and Livestock Farming. 2024. Vol. 1, № 2.
https://doi.org/10.61577/jalf.2024.100008
17. Kunst F., Ogasawara N., Moszer I., Alber-
tini A. M., Alloni G., Azevedo V. … Danchin A.
The complete genome sequence of the Gram-po-
sitive bacterium Bacillus subtilis. Nature. 1997.
Vol. 390. P. 249–256. https://doi.org/10.1038/36786
18. Song Y., He S., Jopkiewicz A., Setroikro-
mo R., van Merkerk R., Quax W. J. Development
and application of CRISPR-based genetic tools in
Bacillus species and Bacillus phages. Journal of Ap-
plied Microbiology. 2022. Vol. 133. P. 2280–2298.
https://doi.org/10.1111/jam.15704
19. Hu G., Wang Y., Blake C., Nordgaard M.,
Liu X., Wang B., Kovács Á. Parallel genetic adapta-
tion of Bacillus subtilis to different plant species.
Microbial Genomics. 2023. Vol. 9, № 7. 001064.
https://doi.org/10.1099/mgen.0.001065
20. Miljaković D., Marinković J., Balešević-Tu-
bić S. The significance of Bacillus spp. in disease
suppression and growth promotion of field and ve-
getable crops. Microorganisms. 2020. Vol. 8. 1037.
https://doi.org/10.3390/microorganisms8071037
21. Nordgaard M., Blake C., Maróti G., Hu G.,
Wang Y., Strube M. L., Kovács Á. Experimental
evolution of Bacillus subtilis on Arabidopsis thali-
ana roots reveals fast adaptation and improved root
colonization. Science. 2022. Vol. 25. 104406. https://
doi.org/10.1016/j.isci.2022.104406
22. Martins S. J., Medeiros F. H. V., Lakshma-
nan V., Bais H. P. Impact of seed exudates on growth
and biofilm formation of Bacillus amyloliquefaciens
ALB629 in common bean. Frontiers in Microbiolo-
gy. 2018. Vol. 8. 2631. https://doi.org/10.3389/fmicb.
2017.02631
23. Morrison M. D., Fajardo-Cavazos P., Ni-
cholson W. L. Comparison of Bacillus subtilis trans-
criptome profiles from two separate missions to the
International Space Station. NPJ Microgravity. 2019.
Vol. 5. 111. https://doi.org/10.1038/s41526-018-0061-0
24. Su Y., Liu C., Fang H., Zhang D. Bacillus
subtilis: a universal cell factory for industry, agri-
culture, biomaterials and medicine. Microbial Cell
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 42.
103
Factories. 2020. Vol. 19. 173. https://doi.org/10.
1186/s12934-020-01436-8
25. Mahapatra S., Yadav R., Ramakrishna W.
Bacillus subtilis impact on plant growth, soil health
and environment: Dr. Jekyll and Mr. Hyde. Journal
of Applied Microbiology. 2022. Vol. 132, № 5.
С. 3543–3562. https://doi.org/10.1111/jam.15480
26. Закон України «Про побічні продукти
тваринного походження, не призначені для спо-
живання людиною». Відомості Верховної Ради
України. 2015. № 24. С. 171
27. Доброжан Ю. В., Шевченко Л. В. Вміст
антибіотиків у посліді курей промислового стада
за інтенсивної технології виробництва продукції
птахівництва. Ветеринарна біотехнологія. 2018.
Т. 32, № 2. С. 122–129. https://doi.org/10.31073/
vet_biotech32(2)-14
28. Zhang X., Li J., Shao L., Huan H., Qin F.,
Zhai P. … Pan X. Effects of manure removal fre-
quencies and deodorants on ammonia and GHG
concentrations in livestock house atmosphere. At-
mosphere. 2022. Vol. 13, № 7. 1033. https://doi.org/
10.3390/atmos13071033
29. Hidayat C., Purwanti S., Komarudin S.,
Rahman M. Reducing air pollution from broiler
farms. IOP Conference Series: Earth and Environ-
mental Science. 2021. Vol. 788. 012150. https://doi.
org/10.1088/1755-1315/788/1/012150
30. Symochko L., Mariychuk R., Demyanyuk O.,
Symochko V. Antibiotics in agroecosystems: soil
microbiome and resistome. Агроекологічний жур-
нал. 2019. № 4. P. 85–92. https://doi.org/10.33730/
2077-4893.4.2019.189463
31. Шевченко Л. А., Сасіна Т. С. Антагоніс-
тична активність бактерій роду Bacillus, виділе-
них із поверхні гранул мінеральних добрив. Зба-
лансоване природокористування. 2025. № 1. С. 118–
123. https://doi.org/10.33730/2310-4678.1.2025.324367
32. Stülke J., Grüppen A., Bramkamp M., Pel-
zer S. Bacillus subtilis, a Swiss army knife in sci-
ence and biotechnology. Journal of Bacteriology.
2023. Vol. 205. https://doi.org/10.1128/jb.00102-23
33. Kobayashi K. Diverse LXG toxin and anti-
toxin systems specifically mediate intraspecies com-
petition in Bacillus subtilis biofilms. PLoS Genetics.
2021. Vol. 17. e1009682. https://doi.org/10.1371/
journal.pgen.1009682
34. Gaballa A., Antelmann H., Aguilar C.,
Khakh S. K., Song K. B., Smaldone G. T., Hel-
mann J. D. The Bacillus subtilis iron-sparing respo-
nse is mediated by a Fur-regulated small RNA and
three small, basic proteins. Proceedings of the Natio-
nal Academy of Sciences of the USA. 2008. Vol. 105.
P. 11927–11932. https://doi.org/10.1073/pnas.07117
52105
35. Шевченко Л. А., Рябуха Г. І. Біокомпос-
тування курячого посліду за участі інтродукова-
них мікроорганізмів. Сільськогосподарська мік-
робіологія. 2023. Вип. 37. С. 3–22. https://doi.org/
10.35868/1997-3004.37.3-22
36. Zhang H., Marchant-Forde J. N., Zhang X.,
Wang Y. Effect of cornstalk biochar immobilized
bacteria on ammonia reduction in laying hen manure
composting. Molecules. 2020. Vol. 25. 1560. https://
doi.org/ 10.3390/molecules25071560.
37. Li J., Wang X., Cong C., Wan L., Xu Y.,
Li X., Wang L. Inoculation of cattle manure with
microbial agents increases efficiency and promotes
maturity in composting. 3 Biotech. 2020. Vol. 10.
128. https://doi.org/10.1007/s13205-020-2127-4
38. Selvamani K., Annadurai V., Soundarapan-
dian S. Improved co-composting of poultry manure
with complementary consortium of indigenous Ba-
cillus spp. 3 Biotech. 2019. Vol. 9. 215. https://doi.
org/10.1007/s13205-019-1745-1
39. Greff B., Szigeti J., Nagy Á., Lakatos E.,
Varga L. Influence of microbial inoculants on co-
composting of lignocellulosic crop residues with
farm animal manure: A review. J Environ Manage.
2022. Vol. 302 (Pt B). 114088. https://doi.org/10.1016/
j.jenvman.2021.114088
40. Fox S. M. Probiotics: Intestinal inoculants
for production animals. Veter Med (Edwardsville).
1988. Vol. 83, № 8. P. 806–810.
41. Lilly D. M., Stilwell R. H. Probiotics: growth
promoting factors produced by microorganisms. Sci-
ence. 1965. Vol. 147. P. 747–748. https://doi.org/10.
1126/science.147.3659.747
42. Collins M. D., Gibson G. R. Probiotics,
prebiotics, and synbiotics: approaches for modulat-
ing the microbial ecology of the gut. Clin Nutr.
1999. Vol. 69, № 5. P. 1052–1057. https://doi.org/
10.1093/ajcn/69.5.1052s
43. WHO. Publications. URL: https://www.who.
int/ukraine/uk/publications/97892415168227 (дата
звернення: 11.11.2025).
44. Elshaghabee F., Rokana N., Gulhane R., Sha-
rma C., Panwar H. Bacillus As Potential Probiotics:
Status, Concerns, and Future Perspectives. Front
Microbiol. 2017. Vol. 8. P. 1–15. https://doi.org/10.
3389/fmicb.2017.01490
45. Тесля А., Охмат О. Пробіотичний потен-
ціал бактерій роду Bacillus. Тенденції та перспе-
ктиви розвитку науки і освіти в умовах глобалі-
зації. 2023. № 97. С. 21–23.
46. Сафронова Л. А., Іляш В. М. Біосинте-
тична активність бацил, що обумовлює пробіо-
тичний ефект. Мікробіологічний журнал. 2017.
Т. 79, № 6. С. 120–136. https://doi.org/10.15407/
microbiolj79.06.120
47. Park S. O. Impact of the Combination of
Probiotics and Digital Poultry System on Behavior,
Welfare Parameters, and Growth Performance in
Broiler Chicken. Microorganisms. 2023. Vol. 11,
№ 9. 2345. https://doi.org/10.3390/microorganisms
11092345
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 42.
104
48. Yaqoob M. U., Wang G., Wang M. An up-
dated review on probiotics as an alternative of an-
tibiotics in poultry. Anim Biosci. 2022. Vol. 35.
P. 1109–1125. https://doi.org/10.5713/ab.21.0485
49. Смольський О. С., Смольська Т. М., Аге-
єв В. О., Дерев’янко С. В., Божок Л. В. Стан ан-
тиоксидантної системи організму коропа за дії
пробіотика БПС-44. Науковий вісник Львівської
національної академії ветеринарної медицини
імені С. З. Гжицького. 2004. Т. 6, № 3 (Ч. 3).
С. 196–203.
50. Смірнов В. В., Патика В. П., Підгорсь-
кий В. С., Іутинська Г. О., Антипчук А. Ф. Мік-
робні біотехнології в сільському господарстві.
Агроекологічний журнал. 2002. № 3. С. 3–85.
51. Loi P., Iuso D., Czernik M., Zacchini F.,
Ptak G. Towards storage of cells and gametes in dry
form. Trends Biotechnol. 2013. Vol. 31, № 12. P. 688–
695. https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2013.09.004
52. Moore T., Globa L., Barbaree J., Vodyanoy V.,
Sorokulova I. Antagonistic Activity of Bacillus Bac-
teria against Food-Borne Pathogens. Probiotics He-
alth. 2013. Vol. 1. 110. https://doi.org/10.4172/2329-
8901.1000110
53. Das B., Neha Nidhi R., Roy P., Muduli A. K.,
Swain P., Mishra S. S., Jayasankar P. Antagonistic
activity of cellular components of Bacillus subtilis
AN11 against bacterial pathogens. Int J Curr Micro-
biol Appl Sci. 2014. Vol. 3, № 5. P. 795–809.
54. Afrin S., Bhuiyan M. N. I. Antagonistic ac-
tivity of Bacillus amyloliquefaciens subsp. amylo-
liquefaciens against multidrug resistant Serratia rubi-
daea. Curr Res Microbial Sci. 2023. Vol. 5. 100206.
https://doi.org/10.1016/j.crmicr.2023.100206
55. Kravchenko N. O. Microbial regulation of
the antagonistic activity of lactic acid bacteria strains
under the influence of transient bacilli of the Bacil-
lus genus. Agricultural Science and Practice. 2015.
Vol. 2, № 2. P. 45–49. https://doi.org/10.15407/
agrisp2.02.045
56. Янович В. Г. Симбіоз жуйних із мікроор-
ганізмами передшлунків. Вісник аграрної науки.
2002. № 7. С. 41–44.
57. Федоровская Е. А., Немировская Л. Н. Вза-
имосвязь микробных экосистем и иммунитета
человека. Мікробіологічний журнал. 1999. Т. 61,
№ 5. С. 85–96.
58. Агеєв В. О., Деревянко С. В., Божок Л. В.,
Прокопенко О. І. Антиоксидантний та імунний
статус молодняку ВРХ за дії пробіотичних пре-
паратів БПС-44 та БПС-Л. Науковий вісник
Львівського національного університету ветери-
нарної медицини та біотехнологій імені С. З. Гжи-
цького. 2008. Т. 10, № 3 (Ч. 1). С. 10–17.
59. Агеєв В. О., Деревянко С. В., Дяченко Г. М.,
Божок Л. В., Прокопенко О. І. Стан антиоксида-
нтної та імунної систем молодняку свиней за дії
пробіотичних препаратів. Науковий вісник Львів-
ського національного університету ветеринарної
медицини та біотехнологій імені С. З. Гжицько-
го. 2009. Т. 11, № 2 (Ч. 1). С. 3–8.
60. Кривцова М. В., Ніколайчук В. І. Вплив
пробіотику із бактерій роду Bacillus на показни-
ки мікрофлори кишечнику лабораторних тварин
за умов експериментального гіпотиреозу. Науко-
вий вісник Ужгородського університету. Серія
Біологія. 2007. № 20. С. 239–242.
61. Спосіб консервування плющеного воло-
гого зерна кукурудзи: пат. 148107 Україна. МПК
A23K30/10, A23K30/15, С12N1/20, С12R1/125,
С12R1/25, Н. О. Кравченко, О. М. Дмитрук,
М. Г. Передерій; заявник і патентовласник: Інсти-
тут сільськогосподарської мікробіології та агропро-
мислового виробництва НААН. № u202007017;
заявл. 02.11.2020; опубл. 07.07.2021, бюл. № 27.
62. Спосіб консервування сінажу з люцерни:
пат. 157322 Україна. МПК А23К30/15, С12N1/20,
С12N1/25, С12R1/125, Н. О. Кравченко, О. М. Дми-
трук, Н. М. Фурс; заявник і патентовласник: Інс-
титут сільськогосподарської мікробіології та агро-
промислового виробництва НААН. № u2024 00324;
заявл. 19.01.2024; опубл. 02.10.2024, бюл. 40.
63. Sharma S., Singh P., Sharma R., Chhabra S.,
Sharma J. G., Chaudhary R., Singh N. Molecular
characterization and antifungal activity of lipopep-
tides produced from Bacillus subtilis against plant
fungal pathogen Alternaria alternata. BMC Microbiol.
2023. Vol. 23. 226. https://doi.org/10.1186/s12866-
023-02922-w
64. Zhang X., Xu S., Liu Z., Yang W., Yan M.,
Yang Y. Antagonistic Activity and Potential Mecha-
nisms of Endophytic Bacillus subtilis YL13 in Bio-
control of Camellia oleifera Anthracnose. Forests.
2023. Vol. 14, № 5. 886. https://doi.org/10.3390/f14
050886
65. Gurung N., Ray S., Bose S., Rai V. Antago-
nistic and plant-growth promoting novel Bacillus
species from long-term organic farming soils from
Sikkim, India. BMC Microbiology. 2019. Vol. 19.
71. https://doi.org/10.1186/s12866-019-1448-3
66. Caulier S., Nannan C., Gillis A., Krawczyk B.,
Raaijmakers J. M., de Rode X., Bragard C. Bioac-
tive Secondary Metabolites from Bacillus subtilis:
A Comprehensive Review. Journal of Natural Pro-
ducts. 2019. Vol. 82, № 7. P. 2038–2053. https://doi.
org/10.1021/acs.jnatprod.9b00110
67. Pan S., Wu H., Huang J., Xu R., Wang Y.
Lipopeptide Biosurfactants from Bacillus spp.: Ty-
pes, Production, Biological Activities, and Applica-
tions in Food. Comprehensive Reviews in Food Sci-
ence and Food Safety. 2022. Vol. 21, № 5. P. 4750–
4780. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12986
68. Wu Y., Wang W., Zhu S., Zhang S., Liu C.,
Chen B. … Xu J. Dietary probiotic based on a dual-
strain Bacillus subtilis improves immunity, intestinal
health, and growth performance of broiler chickens.
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 42.
105
Poultry Science. 2024. https://doi.org/10.1016/j.psj.
2024.103690
69. Xu C., Wang J., Li H., Liu W., Xu P., Yin W.
… Wang D. Effect of supplementing a Bacillus sub-
tilis-based probiotic on performance, intestinal in-
tegrity, and serum antioxidant capacity in pigs under
heat stress. Journal of Animal Science. 2024. https://
doi.org/10.1093/jas/skae011
70. Mikkelsen L., Nielsen M., Pedersen A.,
Rung M., Sørensen T., Canibe N. The Effect of a
Bacillus-Based Probiotic on Sow and Piglet Perfor-
mance in Two Production Cycles. Animals. 2023.
Vol. 13, № 20. 3163. https://doi.org/10.3390/ani132
03163
71. Beneduzi A., Ambrosini A., Passaglia L. M. P.
Plant growth‐ promoting rhizobacteria (PGPR): their
potential as antagonists and biocontrol agents. Genet
Mol Biol. 2012. Vol. 35. P. 1044–1051. https://doi.
org/10.1590/s1415-47572012000600020
72. Alabouvette C., Olivain C., Steinberg C. Bio-
logical control of plant diseases: the European situ-
ation. Eur J Plant Pathol. 2006. Vol. 114. P. 329–
341.
73. Karlapudi A. P., Venkateswarulu T. C., Tam-
mineedi J., Kanumuri L., Ravuru B. K., Dirisala V.,
Talluri V. S. R. Role of biosurfactants in bioremedi-
ation of oil pollution — a review. Petroleum. 2018.
Vol. 4. 241. https://doi.org/10.1016/j.petlm.2018.03.007
Отримано: 12.08.2025
Прийнято до друку: 29.09.2025
Опубліковано онлайн: 29.12.2025
https://doi.org/10.35868/1997-3004.42.94-109
UDC 579:636
PROSPECTS FOR THE USE OF BACILLUS SUBTILIS
IN ENVIRONMENTALLY SAFE LIVESTOCK FARMING
(a review)
O. V. Tertyсhna1,2, https://orcid.org/0000-0003-1000-7946,
N. O. Kravchenko1, https://orcid.org/0000-0003-1000-6947,
O. V. Krаpyvnyi1, https://orcid.org/0009-0000-7227-0665,
M. V. Yakymovych2, https://orcid.org/0009-0000-0632-4995
1Institute of Agricultural Microbiology and Agroindustrial Manufacture, NAAS, Chernihiv
2Institute of Agroecology and Environmental Management, NAAS, Kyiv
e-mail: olyater@ukr.net
Objective. To provide an analytical review of scientific literature on the properties and pro-
spects of using Bacillus subtilis in environmentally safe livestock farming. Methods. To investigate
and study the stated problem, the following methodological approaches were applied: comparative
analysis, empirical, functional and systemic approaches, which allow a comprehensive examination
of the key aspects of the subject. General scientific research methods were used, including infor-
mation-bibliographic, analytical, and result generalization methods. Results. The analytical review
highlights the genetic, physiological, and biochemical characteristics of B. subtilis. Its broad appli-
cation covers various fields: veterinary medicine, feed production, biotechnology, agriculture (live-
stock and crop production), medicine, and ecology. The practical implementation potential has
been analyzed, and future prospects for environmentally safe livestock farming and environmental
bioremediation have been proposed. Conclusions. The review summarizes the features of B. subtilis
(genetic accessibility, metabolic versatility, and stress resistance) and analyzes its applications in
“green microbiology.” Special emphasis is placed on sustainable bioproduction, feed production,
and ecological bioremediation of the environment. A compelling argument in favor of introducing
the conceptual foundations of “green microbiology” is the ability of B. subtilis to produce enzymes,
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 42.
106
antibacterial substances, and other beneficial compounds, serving as an alternative to traditional
production approaches. The use of B. subtilis contributes to obtaining environmentally safe live-
stock products.
Key words: spore-forming bacteria, livestock farming, environmental safety, sustainable deve-
lopment, “green microbiology”, probiotics, antagonistic activity, composting.
REFERENCES
1. Volkohon, V. V., Nadkernychna, O. V., Tok-
makova, L. M., Melnychuk, T. M., & Chaikovs-
ka, L. O. (2010). Eksperymentalna gruntova mikro-
biolohiia: monohrafiia [Experimental soil microbio-
logy: monohraph]. V. V. Volkohon (Ed.). Kyiv: Ah-
rarna nauka [in Ukrainian].
2. Patyka, V. P., Omelyanets, T. H., Hrynyk, I. V.,
& Petrychenko, V. F. (2007) Ekolohiia mikroorha-
nizmiv: posibnyk [Ecology of microorganisms: ma-
nual]. V. P. Patyka (Ed.). Kyiv: Osnova [in Ukrai-
nian].
3. Park, S. O. (2022). Application strategy for
sustainable livestock production with farm animal
algorithms in response to climate change up to 2050:
a review. Czech Journal of Animal Science, 67, 425–
441. https://doi.org/10.17221/172/2022-CJAS
4. Kogut, I., Ryabukha, G., Vilar, A. P., & Pe-
relló, V. C. (2023). Regenerative economy: princip-
les and practice of implementation. Problemy i per-
spektyvy ekonomiky ta upravlinnia — Problems and
Prospects of Economy and Management, 2(34), 65–
76. https://doi.org/10.25140/2411-5215-2023-2(34)-
65-76
5. Konstytutsiia Ukrainy: Zakon Ukrainy vid
28 chervnia 1996 r. № 254k/96-VR [Constitution of
Ukraine: Law of Ukraine of June 28, 1996 № 254k/
96-VR] [in Ukrainian]. URL: https://zakon.rada.gov.
ua/laws/show/254к/96-вр
6. Moskalenko, A. M., Kolosha, V. P. (2025).
Paradyhma tsyrkuliatsiinoi ekonomiky v suchasnykh
doslidzhenniakh [The paradigm of circular economy
in modern research]. Ahroekolohichnyi zhurnal —
Agroecological Journal, 3, 91–99 [in Ukrainian].
https://doi.org/10.33730/2077-4893.2.2025.333826
7. Pinchuk, O. V., Tertychna, O. V., & Boro-
dai, V. P. (2017). Perspektyvni napriamy ekolohich-
nykh doslidzhen u haluzi tvarynnytstva [Promising
directions of ecological research in the field of ani-
mal husbandry]. Ahroekolohichnyi zhurnal — Agro-
ecological Journal, 2, 44–48 [in Ukrainian]. https://
doi.org/10.33730/2077-4893.2.2017.220105
8. Errington, J., Wu, L. J. (2017). Cell cycle
machinery in Bacillus subtilis. Subcellular Bioche-
mistry, 84, 67–101. https://doi.org/10.1007/978-3-
319-53047-5_3
9. Smirnov, V. V., Reznik, S. R., & Vasilevs-
kaya, I. A. (1982). Sporoobrazuyushchie aerobnye
bakterii — produtsenty biologicheski aktivnykh ve-
shchestv [Spore-forming aerobic bacteria — produ-
cers of biologically active substances]. Kiev: Nau-
kova dumka [in Russian].
10. Weng, Y., Yao, J., Sparks, S., & Wang, K.
(2017). Nattokinase: an oral antithrombotic agent for
the prevention of cardiovascular disease. Interna-
tional Journal of Molecular Sciences, 18, 523.
https://doi.org/10.3390/ijms18030523
11. Vijay, R., Tarika, K. (2019). Microbial pro-
duction of polyhydroxyalkanoates (PHAs) using
kitchen waste as an inexpensive carbon source. Bio-
science Biotechnology Research Asia, 16, 155–166.
https://doi.org/10.13005/bbra/2733
12. Belda, E., Sekowska, A., Le Fèvre, F., Mor-
gat, A., Mornico, D., Ouzounis, C. … Danchin, A.
(2013). An updated metabolic view of the Bacillus
subtilis 168 genome. Microbiology, 159, 757–770.
https://doi.org/10.1099/mic.0.064691-0
13. Etesami, H., Jeong, B. R., & Glick, B. R.
(2023). Potential use of Bacillus spp. as an effective
biostimulant against abiotic stresses in crops — a re-
view. Current Research in Biotechnology, 5. 1001285.
https://doi.org/10.1016/j.crbiot.2023.100128
14. Timmis, K., Stahl, D. (1999). The birth of
Environmental Microbiology. Environmental Micro-
biology, 1(1), 1–2. https://doi.org/10.1046/j.1462-
2920.1999.00020.x
15. Akinsemolu, A. A., Onyeaka, H., Odion, S.,
& Adebanjo, I. (2024). Exploring Bacillus subtilis:
ecology, biotechnological applications, and future
prospects. Journal of Basic Microbiology, 64.
2300614. https://doi.org/10.1002/jobm.202300614
16. Basit, A., Bashir, M. A., Hassan, F. U.,
Khan, K. A., Kainat, M., & Ullah, M. A. (2024). Ba-
cillus subtilis impacts nutrient availability to en-
hance agricultural and environmental sustainability.
Journal of Agriculture and Livestock Farming, 1(2).
https://doi.org/10.61577/jalf.2024.100008
17. Kunst, F., Ogasawara, N., Moszer, I., Alber-
tini, A. M., Alloni, G., Azevedo, V. … Danchin, A.
(1997). The complete genome sequence of the
Gram-positive bacterium Bacillus subtilis. Nature,
390, 249–256. https://doi.org/10.1038/36786
18. Song, Y., He, S., Jopkiewicz, A., Setroik-
romo, R., van Merkerk, R., & Quax, W. J. (2022).
Development and application of CRISPR-based ge-
netic tools in Bacillus species and Bacillus phages.
Journal of Applied Microbiology, 133, 2280–2298.
https://doi.org/10.1111/jam.15704
19. Hu, G., Wang, Y., Blake, C., Nordgaard, M.,
Liu, X., Wang, B., & Kovács, Á. (2023). Parallel
genetic adaptation of Bacillus subtilis to different
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 42.
107
plant species. Microbial Genomics, 9(7), 001064.
https://doi.org/10.1099/mgen.0.001065
20. Miljaković, D., Marinković, J., & Baleše-
vić-Tubić, S. (2020). The significance of Bacillus
spp. in disease suppression and growth promotion of
field and vegetable crops. Microorganisms, 8, 1037.
https://doi.org/10.3390/microorganisms8071037
21. Nordgaard, M., Blake, C., Maróti, G., Hu, G.,
Wang, Y., Strube, M. L., & Kovács, Á. (2022). Ex-
perimental evolution of Bacillus subtilis on Ara-
bidopsis thaliana roots reveals fast adaptation and
improved root colonization. Science, 25, 104406.
https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.02631
22. Martins, S. J., Medeiros, F. H. V., Laksh-
manan, V., & Bais, H. P. (2018). Impact of seed exu-
dates on growth and biofilm formation of Bacillus
amyloliquefaciens ALB629 in common bean. Fron-
tiers in Microbiology, 8, 2631. https://doi.org/10.
3389/fmicb.2017.02631
23. Morrison, M. D., Fajardo-Cavazos, P., & Ni-
cholson, W. L. (2019). Comparison of Bacillus sub-
tilis transcriptome profiles from two separate mis-
sions to the International Space Station. NPJ Micro-
gravity, 5, 111. https://doi.org/10.1038/s41526-018-
0061-0
24. Su, Y., Liu, C., Fang, H., & Zhang, D.
(2020). Bacillus subtilis: a universal cell factory for
industry, agriculture, biomaterials and medicine. Mi-
crobial Cell Factories, 19, 173. https://doi.org/10.
1186/s12934-020-01436-8
25. Mahapatra, S., Yadav, R., & Ramakrishna, W.
(2022). Bacillus subtilis impact on plant growth, soil
health and environment: Dr. Jekyll and Mr. Hyde.
Journal of Applied Microbiology, 132(5), 3543–
3562. https://doi.org/10.1111/jam.15480
26. Zakon Ukrainy “Pro pobichni produkty tva-
rynnoho pokhodzhennia, ne pryznacheni dlia spo-
zhyvannia liudynoiu” [Law of Ukraine “On animal
by-products not intended for human consumption”]
(2015). Vidomosti Verkhovnoi Rady Ukrainy — Bul-
letin of the Verkhovna Rada of Ukraine, 24, 171 [in
Ukrainian].
27. Dobrozhan Yu. V., Shevchenko L. V. (2018).
Vmist antybiotykiv u poslidi kurei promyslovoho
stada za intensyvnoi tekhnolohii vyrobnytstva pro-
duktsii ptakhivnytstva [Content of antibiotics in the
manure of industrial flock chickens under intensive
technology of poultry production]. Veterynarna bio-
tekhnolohiia — Veterinary Biotechnology, 32(2),
122–129 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.31073/vet_
biotech32(2)-14
28. Zhang, X., Li, J., Shao, L., Huan, H., Qin, F.,
Zhai, P. … Pan, X. (2022). Effects of manure re-
moval frequencies and deodorants on ammonia and
GHG concentrations in livestock house atmosphere.
Atmosphere, 13(7), 1033. https://doi.org/10.3390/
atmos13071033
29. Hidayat, C., Purwanti, S., Komarudin, S., &
Rahman, M. (2021). Reducing air pollution from
broiler farms. IOP Conference Series: Earth and
Environmental Science, 788, 012150. https://doi.org/
10.1088/1755-1315/788/1/012150
30. Symochko, L., Mariychuk, R., Demya-
nyuk, O., & Symochko, V. (2019). Antibiotics in
agroecosystems: soil microbiome and resistome.
Ahroekolohichnyi zhurnal — Agroecological Jour-
nal, 4, 85–92. https://doi.org/10.33730/2077-4893.4.
2019.189463
31. Shevchenko, L. A., Sasina, T. S. (2025).
Antahonistychna aktyvnist bakterii rodu Bacillus,
vydilenykh iz poverkhni hranul mineralnykh dobryv
[Antagonistic activity of Bacillus bacteria isolated
from the surface of mineral fertilizer granules].
Zbalansovane pryrodokorystuvannia — Balanced
Nature Management, 1, 118–123 [in Ukrainian].
https://doi.org/10.33730/2310-4678.1.2025.324367
32. Stülke, J., Grüppen, A., Bramkamp, M., &
Pelzer, S. (2023). Bacillus subtilis, a Swiss army
knife in science and biotechnology. Journal of Bac-
teriology, 205. https://doi.org/10.1128/jb.00102-23
33. Kobayashi, K. (2021). Diverse LXG toxin
and antitoxin systems specifically mediate intraspe-
cies competition in Bacillus subtilis biofilms. PLoS
Genetics, 17, e1009682. https://doi.org/10.1371/journal.
pgen.1009682
34. Gaballa, A., Antelmann, H., Aguilar, C.,
Khakh, S. K., Song, K. B., Smaldone, G. T., Hel-
mann, J. D. (2008). The Bacillus subtilis iron-spa-
ring response is mediated by a Fur-regulated small
RNA and three small, basic proteins. Proceedings of
the National Academy of Sciences of the USA, 105,
11927–11932. https://doi.org/10.1073/pnas.071175
2105
35. Shevchenko, L. A., Riabukha, H. I. (2023).
Biokompostuvannia kuriachoho poslidu za uchasti
introdukovanykh mikroorhanizmiv [Biocomposting
of chicken manure with the participation of intro-
duced microorganisms]. Silskohospodarska mikro-
biolohiia — Agricultural Microbiology, 37, 3–22 [in
Ukrainian]. https://doi.org/10.35868/1997-3004.37.
3-22
36. Zhang, H., Marchant-Forde, J. N., Zhang, X.,
& Wang, Y. (2020). Effect of cornstalk biochar im-
mobilized bacteria on ammonia reduction in laying
hen manure composting. Molecules, 25, 1560. https://
doi.org/ 10.3390/molecules25071560
37. Li, J., Wang, X., Cong, C., Wan, L., Xu, Y.,
Li, X., & Wang, L. (2020). Inoculation of cattle ma-
nure with microbial agents increases efficiency and
promotes maturity in composting. 3 Biotech, 10,
128. https://doi.org/ 10.1007/s13205-020-2127-4
38. Selvamani, K., Annadurai, V., & Sounda-
rapandian, S. (2019). Improved co-composting of
poultry manure with complementary consortium of
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 42.
108
indigenous Bacillus spp. 3 Biotech, 9, 215. https://
doi.org/10.1007/s13205-019-1745-1
39. Greff, B., Szigeti, J., Nagy, Á., Lakatos, E.,
& Varga, L. (2022). Influence of microbial inocu-
lants on co-composting of lignocellulosic crop resi-
dues with farm animal manure: A review. Journal
of Environmental Management, 302(Pt. B), 114088.
https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.114088
40. Fox, S. M. (1988). Probiotics: Intestinalino-
culants for production animals. Veterinary Medicine
(Edwardsville), 83(8), 806–810.
41. Lilly, D. M., & Stilwell, R. H. (1965). Pro-
biotics: growth promoting factors produced by mi-
croorganisms. Science, 147(3663), 747–748. https://
doi.org/10.1126/science.147.3659.747
42. Collins, M. D., & Gibson, G. R. (1999).
Probiotics, prebiotics, and synbiotics: approaches for
modulating the microbial ecology of the gut. Clini-
cal Nutrition, 69(5), 1052–1057. https://doi.org/10.
1093/ajcn/69.5.1052s
43. WHO (n. d.). Publications. Retrieved No-
vember 11, 2025, from https://www.who.int/ukraine/
uk/publications/97892415168227
44. Elshaghabee, F., Rokana, N., Gulhane, R.,
Sharma, C., Sahare, R., Singh, O. P., & Panwar, H.
(2017). Bacillus As Potential Probiotics: Status,
Concerns, and Future Perspectives. Frontiers in Mi-
crobiology, 8, 1–15. https://doi.org/10.3389/fmicb.
2017.01490
45. Teslia, A., & Okhmat, O. (2023). Probio-
tychnyi potentsial bakterii rodu Bacillus [Probiotic
potential of bacteria of the genus Bacillus]. Ten-
dentsii ta perspektyvy rozvytku nauky i osvity v umo-
vakh hlobalizatsii — Trends and prospects for the
development of science and awareness in the minds
of globalization, 97, 21–23 [in Ukrainian].
46. Safronova, L. A., & Iliash, V. M. (2017).
Biosyntetychna aktyvnisť batsyl, shcho obumovliuie
probiotychnyi efekt [Biosynthetic activity of bacilli
that determine the probiotic effect]. Mikrobiolohich-
nyi zhurnal — Microbiological Journal, 79(6), 120–
136 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/micro
biolj79.06.120
47. Park, S. O. (2023). Impact of the Combina-
tion of Probiotics and Digital Poultry System on Be-
havior, Welfare Parameters, and Growth Performan-
ce in Broiler Chicken. Microorganisms, 11(9), 2345.
https://doi.org/10.3390/microorganisms11092345
48. Yaqoob, M. U., Wang, G., & Wang, M.
(2022). An updated review on probiotics as an alter-
native of antibiotics in poultry. Animal Bioscience,
35(7), 1109–1125. https://doi.org/10.5713/ab.21.
0485
49. Smol’s’kyi, O. S., Smol’s’ka, T. M., Ahe-
iev, V. O., Derevianko, S. V., & Bozhok, L. V. (2004).
Stan antyoksydantnoi systemy orhanizmu koropa za
dii probiotyka BPS-44 [The state of the antioxidant
system of the carp organism under the action of the
probiotic BPS-44]. Naukovyi visnyk L’vivs’koi natsi-
onal’noi akademii veterynarnoi medytsyny — Scien-
tific Bulletin of the Lviv National Academy of Vete-
rinary Medicine, 6(3, Pt. 3), 196–203 [in Ukrainian].
50. Smirnov, V. V., Patyka, V. P., Pidhors’-
kyi, V. S., Kotsiumbas, I. Ia., Hvozdiak, R. V., &
Vol’vah, S. I. (2002). Mikrobni biotekhnolohii v
sil’s’komu hospodarstvi [Microbial biotechnologies
in agriculture]. Ahroekolohichnyi zhurnal — Agro-
ecological Journal, 3, 3–85 [in Ukrainian].
51. Loi, P., Iuso, D., Czernik, M., Zacchini, F.,
& Ptak, G. (2013). Towards storage of cells and
gametes in dry form. Trends in Biotechnology,
31(12), 688–695. https://doi.org/10.1016/j.tibtech.
2013.09.004
52. Moore, T., Globa, L., Barbaree, J., Vodya-
noy, V., & Sorokulova, I. (2013). Antagonistic Ac-
tivity of Bacillus Bacteria against Food-Borne Pa-
thogens. Probiotics and Health, 1(2). https://doi.org/
10.4172/2329-8901.1000110
53. Das, B., Neha Nidhi, R., Roy, P., Mudu-
li, A., Swain, P., Mishra, S., & Jayasankar, P.
(2014). Antagonistic activity of cellular components
of Bacillus subtilis AN11 against bacterial patho-
gens. International Journal of Current Microbiology
and Applied Sciences, 3(5), 795–809.
54. Afrin, S., & Bhuiyan, M. N. I. (2023). An-
tagonistic activity of Bacillus amyloliquefaciens
subsp. amyloliquefaciens against multidrug resistant
Serratia rubidaea. Current Research in Microbial
Sciences, 5, 100206. https://doi.org/10.1016/j.crmicr.
2023.100206
55. Kravchenko, N. O. (2015). Microbial regu-
lation of the antagonistic activity of lactic acid bac-
teria strains under the influence of transient bacilli of
the Bacillus genus. Agricultural Science and Prac-
tice, 2(2), 45–49. https://doi.org/10.15407/agrisp2.
02.045
56. Ianovych, V. H. (2002). Symbioz zhuiinykh
iz mikroorhanizmamy peredshlunkiv [Ruminant sym-
biosis with forestomach microorganisms]. Visnyk
ahrarnoi nauky — Bulletin of Agricultural Science,
7, 41–44 [in Ukrainian].
57. Fedorovskaya, E. A. (1999). Vzaimosvyaz’
mikrobnykh ekosistem i immuniteta cheloveka [In-
terrelation of microbial ecosystems and human im-
munity]. Mikrobiologicheskiy zhurnal — Microbio-
logical Journal, 61(5), 85–96 [in Russian].
58. Aheiev, V. O., Derevianko, S. V., Bo-
zhok, L. V., & Prokopenko, O. I. (2008). Antyoksy-
dantnyi ta imunnyi status molodniaku VRKh za dii
probiotychnykh preparativ BPS-44 ta BPS-L [Anti-
oxidant and immune status of young cattle under the
action of probiotic preparations BPS-44 and BPS-L].
Naukovyi visnyk L’vivs’koho natsional’noho univer-
sytetu veterynarnoi medytsyny ta biotekhnolohii
imeni S. Z. Hzhyts’koho — Scientific Bulletin of the
S. Z. Gzhytsky Lviv National University of Veteri-
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 42.
109
nary Medicine and Biotechnology, 10(3, Pt. 1), 10–
17 [in Ukrainian].
59. Aheiev, V. O., Derevianko, S. V., Diache-
nko, H. M., Bozhok, L. V., & Prokopenko, O. I.
(2009). Stan antyoksydantnoi ta imunnoi system mo-
lodniaku svynei za dii probiotychnykh preparativ
[The state of antioxidant and immune systems of
young pigs under the action of probiotic prepara-
tions]. Naukovyi visnyk L’vivs’koho natsional’noho
universytetu veterynarnoi medytsyny ta biotekhnolo-
hii imeni S. Z. Hzhyts’koho — Scientific Bulletin of
the S. Z. Gzhytsky Lviv National University of Vete-
rinary Medicine and Biotechnology, 11(2, Pt. 1), 3–8
[in Ukrainian].
60. Kryvtsova, M. V., & Nikolaichuk, V. I.
(2007). Vplyv probiotyku iz bakterii rodu Bacillus
na pokaznyky mikroflory kyshechnyku laborator-
nykh tvaryn za umov eksperymental’noho hipo-
tyreozu [Influence of a probiotic from Bacillus ge-
nus bacteria on microflora indicators of laboratory
animals’ intestines under experimental hypothyroid-
ism]. Naukovyi visnyk Uzhhorods’koho universytetu
— Scientific Bulletin of Uzhhorod University, 20,
239–242 [in Ukrainian].
61. Pat. 148107 UA, MPК A23K30/10,
A23K30/15, С12N1/20, С12R1/125, С12R1/25.
Sposib konservuvannia pliushchenoho volohoho zer-
na kukurudzy [Method for preserving flattened wet
corn grain], Kravchenko, N. O., Dmytruk, O. M., Pe-
rederii, M. H., Publ. 07.07.2021 [in Ukrainian].
62. Pat. 157322 UA, МPК А23К30/15, С12N1/20,
С12N1/25, С12R1/125. Sposib konservuvannia si-
nazhu z liutserny [Method for preserving alfalfa hay-
lage], Kravchenko, N. O., Dmytruk, O. M., Furs, N. M.,
Publ. 02.10.2024 [in Ukrainian].
63. Sharma, S., Singh, P., Sharma, R., Chhab-
ra, S., Sharma, J. G., Chaudhary, R., & Singh, N.
(2023). Molecular characterization and antifungal
activity of lipopeptides produced from Bacillus sub-
tilis against plant fungal pathogen Alternaria alterna-
ta. BMC Microbiology, 23(1), 226. https://doi.org/
10.1186/s12866-023-02922-w
64. Zhang, X., Xu, S., Liu, Z., Yang, W., Yan, M.,
& Yang, Y. (2023). Antagonistic Activity and Po-
tential Mechanisms of Endophytic Bacillus subtilis
YL13 in Biocontrol of Camellia oleifera Anthrac-
nose. Forests, 14(5), 886. https://doi.org/10.3390/
f14050886
65. Gurung, N., Ray, S., Bose, S., & Rai, V.
(2019). Antagonistic and plant-growth promoting
novel Bacillus species from long-term organic farm-
ing soils from Sikkim, India. BMC Microbiology,
19(1), 71. https://doi.org/10.1186/s12866-019-1448-3
66. Caulier, S., Nannan, C., Gillis, A., Kraw-
czyk, B., Raaijmakers, J. M., de Rode, X., & Bra-
gard, C. (2019). Bioactive Secondary Metabolites
from Bacillus subtilis: A Comprehensive Review.
Journal of Natural Products, 82(7), 2038–2053.
https://doi.org/10.1021/acs.jnatprod.9b00110
67. Pan, S., Wu, H., Huang, J., Xu, R., &
Wang, Y. (2022). Lipopeptide Biosurfactants from
Bacillus spp.: Types, Production, Biological Activi-
ties, and Applications in Food. Comprehensive Re-
views in Food Science and Food Safety, 21(5),
4750–4780. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12986
68. Wu, Y., Wang, W., Zhu, S., Zhang, S.,
Liu, C., Chen, B. … Xu, J. (2024). Dietary probiotic
based on a dual-strain Bacillus subtilis improves
immunity, intestinal health, and growth performance
of broiler chickens. Poultry Science, 103(6), 103690.
https://doi.org/10.1016/j.psj.2024.103690
69. Xu, C., Wang, J., Li, H., Liu, W., Xu, P.,
Yin, W. … Wang, D. (2024). Effect of supplemen-
ting a Bacillus subtilis-based probiotic on perfor-
mance, intestinal integrity, and serum antioxidant
capacity in pigs under heat stress. Journal of Animal
Science, 102(4). https://doi.org/10.1093/jas/skae011
70. Mikkelsen, L., Nielsen, M., Pedersen, A.,
Rung, M., Sørensen, T., & Canibe, N. (2023). The
Effect of a Bacillus-Based Probiotic on Sow and
Piglet Performance in Two Production Cycles. Ani-
mals, 13(20), 3163. https://doi.org/10.3390/ani13203163
71. Beneduzi, A., Ambrosini, A., & Passag-
lia, L. M. P. (2012). Plant growth‐ promoting rhizo-
bacteria (PGPR): their potential as antagonists and
biocontrol agents. Genetics and Molecular Biology,
35(4), 1044–1051.
72. Alabouvette, C., Olivain, C., & Steinberg, C.
(2006). Biological control of plant diseases: the
European situation. European Journal of Plant Pa-
thology, 114(3), 329–341.
73. Karlapudi, A. P., Venkateswarulu, T. C., Tam-
mineedi, J., Kanumuri, L., Ravuru, B. K., Dirisa-
la, V., & Talluri, V. S. R. (2018). Role of biosurfac-
tants in bioremediation of oil pollution — a review.
Petroleum, 4(3), 241–249.
Received: 12.08.2025
Accepted: 29.09.2025
Published online: 29.12.2025
ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 42.
|
| id | oai:ojs2.smic.in.ua:article-550 |
| institution | Agriciltural microbiology |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-23T01:16:31Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | smicinua/de/fecd3b739a5db2f13990ab3c636993de.pdf |
| spelling | oai:ojs2.smic.in.ua:article-5502026-07-22T10:10:52Z PROSPECTS FOR THE USE OF BACILLUS SUBTILIS IN ENVIRONMENTALLY SAFE LIVESTOCK FARMING (a review) ПЕРСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ BACILLUS SUBTILIS ДЛЯ ВЕДЕННЯ ЕКОБЕЗПЕЧНОГО ТВАРИННИЦТВА (огляд літератури) Тертична, О. В. Кравченко, Н. О. Крапивний, О. В. Якимович, М. В. spore-forming bacteria, livestock farming, environmental safety, sustainable development, “green microbiology”, probiotics, antagonistic activity, composting спорові бактерії, екологічна безпека, сталий розвиток, «зелена мікробіологія», пробіотики, антагоністична активність, компостування Objective. To provide an analytical review of scientific literature on the properties and prospects of using Bacillus subtilis in environmentally safe livestock farming. Methods. To investigate and study the stated problem, the following methodological approaches were applied: comparative analysis, empirical, functional and systemic approaches, which allow a comprehensive examination of the key aspects of the subject. General scientific research methods were used, including information-bibliographic, analytical, and result generalization methods. Results. The analytical review highlights the genetic, physiological, and biochemical characteristics of B. subtilis. Its broad application covers various fields: veterinary medicine, feed production, biotechnology, agriculture (livestock and crop production), medicine, and ecology. The practical implementation potential has been analyzed, and future prospects for environmentally safe livestock farming and environmental bioremediation have been proposed. Conclusions. The review summarizes the features of B. subtilis (genetic accessibility, metabolic versatility, and stress resistance) and analyzes its applications in “green microbiology.” Special emphasis is placed on sustainable bioproduction, feed production, and ecological bioremediation of the environment. A compelling argument in favor of introducing the conceptual foundations of “green microbiology” is the ability of B. subtilis to produce enzymes, antibacterial substances, and other beneficial compounds, serving as an alternative to traditional production approaches. The use of B. subtilis contributes to obtaining environmentally safe livestock products. Мета. Здійснити аналітичний огляд наукових літературних джерел щодо властивостей і перспектив використання Bacillus subtilis в екобезпечному тваринництві. Методи. Для дослідження задекларованої проблеми застосовано порівняльний аналіз, емпіричний, функціональний і системний підходи, використання яких дає змогу комплексно розглядати складові елементи тематики. Використано загальнонаукові методи досліджень: інформаційно-бібліографічний, аналітичний, узагальнення результатів. Результати. В аналітичному огляді висвітлено генетичні, фізіологічні й біохімічні особливості B. subtilis. Широке використання B. subtilis охоплює різні галузі: ветеринарію, кормовиробництво, біотехнологію, сільське господарство (тваринництво й рослинництво), медицину, екологію. Вивчено потенціал практичної реалізації та запропоновано майбутні перспективи ведення екобезпечного тваринництва й біоремедіації навколишнього середовища. Розглянуто сучасні методики, такі як кластеризовані короткі паліндромні повтори та інтегративні обчислювальні методи. Такий підхід стане основою для розробки управлінських рішень із позицій сталого розвитку та регенеративного сільського господарства для розв’язання глобальних екологічних проблем. Висновки. Узагальнено особливості B. subtilis (генетична доступність, метаболічна універсальність і стійкість до стресів), проаналізовано застосування в «зеленій мікробіології». Огляд особливо акцентує увагу на сталому біопродукуванні, кормовиробництві й екологічній біоремедіації навколишнього середовища. Безперечним аргументом на користь впровадження концептуальних засад «зеленої мікробіології» є здатність B. subtilis виробляти ферменти, антибактеріальні речовини і інші корисні сполуки, що є альтернативою традиційним підходам до їх виробництва. Використання B. subtilis сприяє отриманню екобезпечної продукції тваринництва. Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine 2025-12-29 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/550 10.35868/1997-3004.42.94-109 Agricultural microbiology; Vol. 42 (2025): Agriciltural microbiology; 94-109 Сільськогосподарська мікробіологія; Том 42 (2025): Сільськогосподарська мікробіологія; 94-109 1997-3004 10.35868/1997-3004.42 uk https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/550/618 Авторське право (c) 2025 O. V. Tertyсhna, N. O. Kravchenko, O. V. Krаpyvnyi, M. V. Yakymovych https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | спорові бактерії екологічна безпека сталий розвиток «зелена мікробіологія» пробіотики антагоністична активність компостування Тертична, О. В. Кравченко, Н. О. Крапивний, О. В. Якимович, М. В. ПЕРСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ BACILLUS SUBTILIS ДЛЯ ВЕДЕННЯ ЕКОБЕЗПЕЧНОГО ТВАРИННИЦТВА (огляд літератури) |
| title | ПЕРСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ BACILLUS SUBTILIS ДЛЯ ВЕДЕННЯ ЕКОБЕЗПЕЧНОГО ТВАРИННИЦТВА (огляд літератури) |
| title_alt | PROSPECTS FOR THE USE OF BACILLUS SUBTILIS IN ENVIRONMENTALLY SAFE LIVESTOCK FARMING (a review) |
| title_full | ПЕРСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ BACILLUS SUBTILIS ДЛЯ ВЕДЕННЯ ЕКОБЕЗПЕЧНОГО ТВАРИННИЦТВА (огляд літератури) |
| title_fullStr | ПЕРСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ BACILLUS SUBTILIS ДЛЯ ВЕДЕННЯ ЕКОБЕЗПЕЧНОГО ТВАРИННИЦТВА (огляд літератури) |
| title_full_unstemmed | ПЕРСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ BACILLUS SUBTILIS ДЛЯ ВЕДЕННЯ ЕКОБЕЗПЕЧНОГО ТВАРИННИЦТВА (огляд літератури) |
| title_short | ПЕРСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ BACILLUS SUBTILIS ДЛЯ ВЕДЕННЯ ЕКОБЕЗПЕЧНОГО ТВАРИННИЦТВА (огляд літератури) |
| title_sort | перспективи використання bacillus subtilis для ведення екобезпечного тваринництва (огляд літератури) |
| topic | спорові бактерії екологічна безпека сталий розвиток «зелена мікробіологія» пробіотики антагоністична активність компостування |
| topic_facet | spore-forming bacteria livestock farming environmental safety sustainable development “green microbiology” probiotics antagonistic activity composting спорові бактерії екологічна безпека сталий розвиток «зелена мікробіологія» пробіотики антагоністична активність компостування |
| url | https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/550 |
| work_keys_str_mv | AT tertičnaov prospectsfortheuseofbacillussubtilisinenvironmentallysafelivestockfarmingareview AT kravčenkono prospectsfortheuseofbacillussubtilisinenvironmentallysafelivestockfarmingareview AT krapivnijov prospectsfortheuseofbacillussubtilisinenvironmentallysafelivestockfarmingareview AT âkimovičmv prospectsfortheuseofbacillussubtilisinenvironmentallysafelivestockfarmingareview AT tertičnaov perspektivivikoristannâbacillussubtilisdlâvedennâekobezpečnogotvarinnictvaoglâdlíteraturi AT kravčenkono perspektivivikoristannâbacillussubtilisdlâvedennâekobezpečnogotvarinnictvaoglâdlíteraturi AT krapivnijov perspektivivikoristannâbacillussubtilisdlâvedennâekobezpečnogotvarinnictvaoglâdlíteraturi AT âkimovičmv perspektivivikoristannâbacillussubtilisdlâvedennâekobezpečnogotvarinnictvaoglâdlíteraturi |