Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1768
Статья научная
Одна из особенностей живого организма - его способность сохранять постоянство внутренней среды с помощью механизмов саморегуляции. У высших животных функции управления и регуляции биохимических реакций выполняет нервно-эндокринная система. С ее помощью организм воспринимает различные воздействия внешней и внутренней среды и реагирует на них посредством гормонов. В связи с этим биомаркерами уровня стресса служит в первую очередь содержание гормонов, а также концентрации в крови метаболитов и их соотношения. Использование в питании дигидрокверцетина, витаминов С и Е может способствовать снижению негативного влияния стресса. В настоящей работе впервые установлено положительное влияние дополнительного скармливания комплекса антиоксидантов (дигидрокверцетин и витамины Е, С) на адаптацию организма свиней к условиям стресса посредством оптимизации метаболических процессов и гормонального статуса при усилении антиоксидантной защиты, что способствовало получению мяса более высокого качества. Цель работы - оценка влияния скармливания комплекса адаптогенов ДКВЕС (дигидрокверцетин и витамины Е, С) на биохимический статус и продуктивные качества свиней при моделировании стресса. Опыты проводили в 2022-2023 годах в Федеральном исследовательском центре животноводства - ВИЖ им. академика Л.К. Эрнста. В эксперимент отобрали 34 боровка ( Sus scrofa domesticus ) F2 [(крупная белая ½ ландрас) ½ дюрок] в период откорма. Живая масса поросят на начало эксперимента составляла 40,7-41,0 кг, возраст - 99 сут. Период откорма длился 90 сут. В предварительный период поросята были распределены в четыре группы методом пар-аналогов: I контрольная (С-, без скармливания ДКВЕС) (9 гол.), II контрольная (С+, скармливание ДКВЕС) (9 гол.), III опытная (Е-, без скармливания ДКВЕС) (8 гол.), IV опытная (Е+, скармливание ДКВЕС) (8 гол.). Размер каждого станка составлял 2,40½2,25 м (площадь 5,4 м2), фронт кормления - 1,05 м. То есть при размещении свиней в станках по 4 гол. (группы Е- и Е+) вместо 3 гол. (группы С- и С+) происходило снижение площади станка в расчете на 1 гол. с 1,80 до 1,35 м2, а фронта кормления - с 0,35 м до 0,26 м (при норме не менее 0,3 м/гол. согласно ГОСТ 28839-2017). ДКВЕС содержал ДКВ (Экостимул-2, «АО Аметис», Россия; ДКВ 72-73 %) в дозе 32 мг/кг корма, витамин Е (ИННОВИТ Е60, ГК «МЕГАМИКС», Россия) - 10 мг/кг корма, витамин С (Тайгер С 35, «Anhui Tiger Biotech Co., Ltd.», Китай) - 35 мг/кг корма. Животные из групп С+ и Е+ дополнительно к рациону получали ДКВЕС в количестве 0,025 % по массе комбикорма на протяжении всего времени испытаний. Молодняк взвешивали индивидуально каждую декаду. Для оценки клинико-физиологического и метаболического статуса в конце периода доращивания, а также при переводе на заключительный откорм и перед убоем у животных брали кровь из яремной вены утром до кормления для анализа. В сыворотке крови определяли содержание кальция, фосфора, магния, активность аспартатаминотрансферазы, аланинаминотрансферазы, количество щелочной фосфатазы, общего билирубина, креатинина, холестерина, глюкозы, общего белка, альбумина, хлоридов и мочевины. Для оценки антиоксидантного статуса определяли в пробах сыворотки крови общее количество свободных водорастворимых антиоксидантов с помощью амперометрического метода. Также определяли концентрации в сыворотке крови тиреоидных гормонов - общего и свободного тироксина (Т4общ. и Т4св.) и трийодтиронина (Т3общ. и Т3св.), тиреотропного гормона, кортизола, адреналина, инсулиноподобного фактора роста 1, мелатонина методом твердофазного иммуноферментного анализа. Непосредственно перед убоем измеряли живую массу (ЖМ) свиней после голодной выдержки. После убоя определяли массу парной туши, а также убойный выход, толщину шпика, площадь мышечного глазка, рН через 45 мин после убоя и через 24 ч хранения. Установлено, что на фоне усиления конкуренции за кормовой стол скармливание ДКВЕС приводило к существенному снижению содержания кортизола (р = 0,014) и адреналина (p = 0,09) у поросят в заключительный период откорма. Вследствие конкуренции за корм снижалась концентрация мелатонина (р = 0,01), а скармливание ДКВЕС в группе Е+ нормализовало ее до значений, полученных при 1-м и 2-м взятиях крови. Стресс негативно сказывался на метаболических процессах, индикаторами которых служат биохимические показатели крови (концентрация в сыворотке крови триглицеридов, холестерина, билирубина). В заключительный период откорма произошли существенные сдвиги в гормональном статусе животных. У поросят в группах С по сравнению с Е снижалась концентрация Т4общ. (p = 0,02), Т3общ. (p = 0,05), Т3своб. (p = 0,004), что сопровождалось усилением выработки ТТГ (p = 0,05). Скармливание ДКВЕС несколько сглаживало отрицательное влияние моделируемого фактора. Самые низкие значения Т4общ., Т4своб., Т3общ., Т3своб. наблюдались в группе Е+.
Бесплатно
Статья научная
Вишневая муха Rhagoletis cerasi (L. 1758) ( Diptera : Tephritidae ) в Центрально-Нечер-ноземной зоне (ЦНЗ) России появилась в конце 1990-х-начале 2000-х годов, что связано с глобальным потеплением и значительным расширением площадей возделывания вишни и черешни в регионе. Благодаря экологической пластичности R. cerasi быстро адаптировалась к местным условиям и ежегодно встречается в большом количестве. В настоящей работе впервые определены даты начала вылета, динамика и продолжительность лета мухи в зависимости от погодных условий, периоды откладки яиц, отрождения и питания личинок, ухода их в почву на коконирование, а также особенности диапаузы вредителя в условиях ЦНЗ. Проведена оценка повреждаемости плодов у сортов вишни разного срока созревания. Предложены эффективные методы мониторинга фитофага. Целью работы было изучение фенологических и экологических особенностей развития вишневой мухи на сортах вишни разного срока созревания в Центрально-Нечерноземной зоне России для усовершенствования методов мониторинга, повышения эффективности и экологической безопасности защитных мероприятий...
Бесплатно
Статья научная
Изменение климата, в том числе устойчивое повышение температуры в северных широтах, приводит к существенным изменениям в экосистемах. В северном направлении расширяются ареалы сельскохозяйственных культур, выращиваемых ранее в южной и средней зоне России. Вместе с ними на новые территории проникают опасные вредители, например сливовая плодожорка Grapholitha funebrana Tr. При массовом повреждении растений сливы этим вредителем потери урожая достигает 80 % и более. Для обеспечения рентабельности производства требуется проводить не менее 3-4 обработок за вегетационный сезон. Применяют как химические, так и экологически безопасные методы защиты, в том числе половые феромоны фитофага. Для успешной защиты сливы от плодожорки необходимо подробно изучить биологические и экологические особенности развития вредителя в конкретной зоне его распространения. В Центрально-Нечер-ноземной зоне такие исследования ранее не проводились. Мы впервые установили, что сливовая плодожорка широко распространилась в Центрально-Нечерноземной зоне и развивается здесь в двух поколениях...
Бесплатно
Биоэлектрогенез в корнеобитаемой среде листовых, плодовых и корнеплодных овощных культур
Статья научная
Возникающие в корнеобитаемой среде растений биоэлектрогенные процессы, связанные с генерацией разности потенциалов при протекании окислительно-восстановительных реакций и диффузии ионов, которые сопутствуют развитию корневой системы, служат основой для создания альтернативных устройств получения возобновляемой экологически чистой ресурсосберегающей энергии - биоэлектрохимических систем (БЭС). Поиск биосовместимых, энергогенерирующих, высокопроизводительных компонентов БЭС, включая технические элементы, корнеобитаемые среды и растения - актуальная задача, решение которой позволит повысить автономность и эффективность производства растительной продукции. В настоящее время практически отсутствуют разработки БЭС на основе овощных культур либо сообщалось о неудачных попытках их создания. В представленной работе впервые в комплексном исследовании электрогенных процессов в оригинальных БЭС корнеобитаемая среда-овощные растения показана бóльшая стабильность электрических свойств у салата (листовая культура), больший выход электроэнергии у редиса (корнеплодная культура) и более продолжительная выработка электричества у томата (плодовая овощная культура). Целью работы было измерение совокупности параметров - электрогенных свойств корнеобитаемой среды, спектров отражения и флуоресценции листьев, морфометрических показателей, биохимического состава, характеризующих эффективность электрогенерации, способность преобразования энергии света, урожайность и качество получаемой растительной продукции при выращивании различных овощных культур в биоэлектрохимических системах. Фитотест-объектами служили растения салата ( Lactuca sativa L.) сорта Балет, редис ( Raphanus sativus L.) сорта Петербургский фиолетовый и карликовый томат ( Solanum lycopersicum L.) сорта Наташа. Растения выращивали в 2023-2024 годах в контролируемых условиях интенсивной светокультуры на агробиополигоне ФГБНУ АФИ с регулируемыми условиями микроклимата. В качестве источников света использовали разработанные нами светодиодные светильники AFI-5000, имитирующие солнечный свет, в качестве корнеобитаемой среды - торфяной грунт. Питание осуществляли раствором Кнопа. БЭС представляла собой емкость для выращивания с биосовместимой коррозионно-стойкой системой электродов из пористого электропроводящего материала, обеспечивающего поверхностный электрический контакт с корневой системой и прикорневой зоной. Объем БЭС - 440 см3 для салата, 320 см3 для редиса и 3000 см3 для томата. Электроды размером 6×6 см располагали в корнеобитаемой среде горизонтально. Для формирования корнеплода верхний электрод модифицировали, добавив круглое отверстие диаметром 3 см. Разность потенциалов регистрировали автоматически каждые 15 мин с помощью автоматизированного вольтметра (Arduino, «Arduino Software», Китай). Поляризационные кривые снимали в конце вегетационного периода салата и редиса и на 64-е сут выращивания томата. Уборку растений салата и редиса осуществляли на 28-е сут, томата - на 110-е сут от посева семян. При уборке учитывали массу листьев, плодов и корнеплодов, высоту надземной части растений и урожайность. Биохимической состав (содержание сухого вещества, нитратов, сахаров, витамина С, пигментов, макро- и микроэлементов) определяли общепринятыми методами (термогравиметрический, ионометрический, титрометрический, фотометрический). Показатели фотосинтетической активности (спектры отраженной от поверхности листьев радиации и параметры флуоресценции) оценивали неиванзивным способом с помощью спектрометрической системы («Ocean Optics», США) и флуориметра MINI-PAM-II («Heinz Walz GmbH», Германия). Средняя разность потенциалов, формируемая в корнеобитаемой среде растений салата, составила 289±27 мВ, максимальное значение достигало 391 мВ. Для растений редиса величина разности потенциалов в корнеобитаемой среде равнялась в среднем 394±50 мВ при максимальном значении 532 мВ. Средняя разность потенциалов в корнеобитаемой среде томата составила 257±123 мВ: в процессе начального развития надземной массы и корней наблюдалась стабильная генерация напряжения 317±17 мВ, однако во время фазы налива плодов разность потенциалов падала до 120±34 мВ, а при переходе в фазу созревания наблюдалось обратное увеличение до 340±74 мВ. Общая производительность исследованных культур при выращивании с учетом возможного числа сборов урожая с одного яруса за год была схожей: 73,5±10,3 кг/м2 для салата, 68,6±3,8 кг/м2 для редиса и 71,2±9,2 кг/м2 для томата, и превосходила таковую при выращивании в стандартных системах для салата и томата. Качество растительной продукции соответствовало санитарно-гигиеническим требованиям РФ. Так, содержание нитратов в листьях салата составило 1597,0±214,7 мг/кг биомассы естественной влажности (е.в.) (ПДК 2000 мг/кг е.в.), в корнеплодах редиса - 1206,0±144,8 мг/кг е.в. (ПДК 1500 мг/кг е.в.), в плодах томата - 70,2±9,3 мг/кг е.в. (ПДК 300 мг/кг е.в.).
Бесплатно
Статья обзорная
Биоэлектрохимические системы (БЭС) на основе электроактивных процессов в корнеобитаемой среде растений и сопутствующих микроорганизмов - новая перспективная экологически чистая технология получения возобновляемой энергии. Хотя возможность практического использования биоэнергетических ресурсов уже показана во многих исследованиях, природа электрогенеза и влияние на нее внешних факторов до конца не изучены. Возникновение разности потенциалов в живых системах обусловлено комплексом физико-химических процессов, обеспечивающих поддержание неравномерного распределения ионов на уровне клеток, тканей и организма (N. Higinbotham, 1970). В процессе развития растений вдоль всего организма возникает градиент электрического потенциалов, обусловленный диффузией ионов, концентрационными эффектами и различиями в интенсивности биохимических процессов (T.A. Tattar с соавт., 1976). Наряду с этим микроорганизмы ризосферы способны окислять органические вещества в составе экссудатов корней (L. De Schamphelaire с соавт., 2010). Образовавшиеся в процессе окислительно-восстановительных реакций ионы и электроны диффундируют по корнеобитаемой среде, приводя к разделению зарядов (B.E. Logan, 2008), в результате устанавливается градиент электропотенциалов, связанный с различиями в концентрациях заряженных веществ. Комплекс этих процессов преобразования энергии в виде химических связей органических веществ в электрическую энергию лежит в основе устройства растительно-микробного топливного элемента (РМТЭ). Наиболее распространенная конфигурация устройства РМТЭ состоит из анодной и катодной камер, ионоселективной мембраны (D.P. Strik с соавт., 2008), существуют также различные модификации в виде плоской пластины (M. Helder с соавт., 2013), трубки (R.A. Timmers с соавт., 2013), направленные на увеличение выходных электрических характеристик. Одной из важнейших составляющих БЭС выступают электродные системы, наиболее часто используют углеродные материалы, которые обладают большой удельной площадью поверхности, высокой электропроводностью, коррозионностойкостью. Производительность БЭС зависит от состава корнеобитаемой среды, наличия потенциалобразующих ионов, параметров световой среды, эффективности фотосинтеза. Один из вариантов эксплуатации РМТЭ - их комбинирование с значимыми производственными процессами, в частности внедрение в аграрное производство. Возможность применения БЭС показана на ряде культурных и технических растений с получением следующего выхода энергии малой мощности: при выращивании риса - 140 (N. Ueoka с соавт., 2016), салата - 54 (Т.Э. Кулешова с соавт., 2021), манника - 80 (R.A. Timmers с соавт., 2012), тростника - 42 (J. Villasenor с соавт., 2013), рогоза - 93 (Y.L. Oon с соавт., 2016), спартины - 679 мВт/м2 (K. Wetser с соавт., 2015). Использование БЭС перспективно для обеспечения электропитанием датчиков окружающей среды (A. Schievano с соавт., 2017), источников света (W. Apollon с соавт., 2020), беспроводных сенсорных сетей (E. Osorio-De-La-Rosa с соавт., 2021), интернета вещей (Jayaraman P.P. с соавт., 2016), систем фитомониторинга в естественных условиях и защищенном грунте, удаленных районах, частичное энергоснабжение устройств поддержки жизнедеятельности растений в искусственных агроэкосистемах (Т.Э. Кулешова с соавт., 2021), очистки сточных вод (L. Kook с соавт., 2016).
Бесплатно
Благополучие продуктивных животных (обзор)
Статья обзорная
Современное промышленное животноводство характеризуется высокой степенью интенсивности использования животных, что обусловливает возникновение проблем для их здоровья и благополучия. Благополучие животного можно определить, как способность успешно адаптироваться к условиям среды при отсутствии страданий (B.O. Hughes, 1976; D.M. Broom с соавт., 2019; K. Carlstead с соавт., 2013). Критериями для достижения высокого уровня благополучия выступают хорошее кормление (отсутствие длительного голода и жажды), правильное содержание (температурный комфорт и свободное движение), здоровье (отсутствие ран, болезней и боли при операциях), поведение животных (отсутствие страха, нарушений поведения и хорошее взаимодействие с человеком) (R. Botreau с соавт., 2007). Возможность осуществлять нормальное поведение поддерживает эмоциональное состояние животного и включает в себя как общие требования к содержанию животных (социальные взаимодействия, тип рациона, достаточное пространство для размещения, позволяющее повернуться, встать и лечь), так и осуществление видоспецифичного поведения (использование гнезд для несушек, материала для рытья свиньям и т.д.). Благополучие имеет комплексный характер. Хорошее здоровье не означает высокого уровня благополучия, хотя считается необходимым его условием. Нельзя концентрировать внимание только на отдельных составляющих благополучия, хотя в разных условиях они могут иметь разную значимость (T. Grandin, 2010). На способность животных к адаптации и, соответственно, на их благополучие влияют возраст и физиологическое состояние. Особенности обмена веществ, реактивности иммунной системы, гормонального статуса, поведения определяют возможности сохранения приемлемого благополучия и особые требования животных к условиям технологии. Гомеостатические системы организма, обеспечивающие адаптацию, контролируются генотипом (T. Grandin с соавт., 1998). Составляющие оценки благополучия - это, во-первых, оценка факторов технологии, влияющих на животных (размещение, микроклимат, кормление, режим использования, методы обращения и т.д.), во-вторых, оценка состояния животных: поведение, упитанность, загрязненность, проблемы с конечностями, раны на коже (Welfare Quality® assessment protocol for pigs, 2009), показатели физиологического статуса (частота сердечных сокращений, дыхания, температура тела) (M. Serra с соавт., 2018). Для глубокой оценки состояния животных и верификации протоколов оценки благополучия используют более сложные и требующие лабораторного оборудования инвазивные методы (исследование содержания гормонов стресса, состава крови, морфологических признаков) (К.В. Жучаев с соавт., 2019). В условиях интенсивного животноводства важно обеспечить базовый уровень благополучия, когда животное здорово, не испытывает стресса, растет, размножается и дает продукцию. Достижение более высокого уровня благополучия, подразумевающего возможность осуществлять видоспецифичное поведение животных, очевидно, возможно в биологизированных системах производства.
Бесплатно
Болезни Акабане и Шмалленберга: сходство и различия
Статья научная
Описаны характеристики вирусов болезней Шмалленберга и Акабане, которые вызывают патологию у крупного рогатого скота, овец и коз. Описаны клинические симптомы, вызванные указанными заболеваниями. Предлагаются мероприятия по профилактике, контролю и ликвидации болезней Шмалленберга и Акабане. Отмечается, что, несмотря на родство вирусов болезней Шмаленберга и Акабане, сходство клинической картины и патолого-анатомических изменений, существуют и различия: первое заболевание у овец и коз протекает тяжелее, чем у крупного рогатого скота (КРС), продолжительность виремии для вируса болезни Шмалленберга составляет 1-4 сут, Акабане — 1-9 сут (в основном 4-5 сут), при заражении вирусом болезни Акабане у взрослых особей КРС наблюдается энцефалит, а при болезни Шмалленберга такие случаи не зарегистрированы. Авторами разработаны тест-системы для выявления РНК вирусов болезней Акабане и Шмалленберга методом обратной транскрипции—полимеразной цепной реакции в реальном времени.
Бесплатно
Болезнь Шмалленберга: молекулярно-биологические особенности вируса и клиническая картина (обзор)
Статья обзорная
Вирус болезни Шмалленберга по генетической характеристике предварительно принадлежит к семейству Bunyaviridae, роду Orthobunyavirus, серогруппе Симбу. Вирусный геном представлен тремя сегментами: S (короткий), M (средний) и L (длинный), а передача вируса происходит через укусы насекомых, главным образом мокрецов Culicoides spp. Заболевание характеризуется желудочно-кишечными расстройствами, повышением температуры тела и снижениюем удоев у взрослых животных (коровы, овцы, козы), рождением молодняка с пороками развития, мертворождениями в результате заражения матерей в период беременности. Обсуждается происхождение вируса, генетические свойства, патогенез, методы диагностики болезни Шмалленберга, затронуты вопросы профилактики и эпизоотологической ситуации в странах ЕС
Бесплатно
Статья обзорная
Грипп лошадей - высокоинфекционное заболевание, характеризующееся тенденцией к быстрому распространению и высокой заболеваемостью среди чувствительного поголовья (К.П. Юров, 2009; S.P. Waghmare с соавт., 2010). Возбудитель гриппа лошадей - РНК-содержащий вирус, относящийся к семейству Orthomyxoviridaе , роду Influеnzavirus (Забережный А.Д. с соавт., 2017). На основании антигенных различий двух поверхностных гликопротеинов (HA и NA) выделяют два подтипа вируса гриппа лошадей (ВГЛ). Первый подтип (H7N7, equi-1), представленный прототипным штаммом A/equine/1/Prague/56, который впервые выделен в Чехословакии в 1956 году, менее вирулентный. Вспышки заболевания, вызванные им, не регистрируются с 1979 года. Второй подтип ВГЛ (H3N8, equi-2) циркулирует в большинстве стран мира, кроме Австралии, Новой Зеландии и Исландии, вызывая энзоотии в Америке и Европе (R. Paillot, 2014; B. Cowled с соавт., 2009; C.O. Perglione с соавт, 2016; A.I. Kydyrmanov с соавт., 2009). Вакцинация против гриппа лошадей, наряду с карантинными и ограничительными мерами, служит одним из основных инструментов по контролю заболевания (S.S...
Бесплатно
Статья научная
Особенности протекания африканской чумы свиней (АЧС, возбудитель - ДНК-со-держащий вирус семейства Asfarviridae, поражает как диких кабанов Sus scrofa, так и домашних свиней Sus scrofa domestica ) и ее формы следует учитывать для эффективного использования различных методов диагностики АЧС, направленных на выявление возбудителя или специфических антител. Особенно важна диагностика АЧС у диких кабанов. Восприимчивость к вирусу АЧС дикого кабана хорошо известна, заболевание неоднократно воспроизводилось в эксперименте, а также было установлено в естественных условиях у дикого европейского кабана. При отстреле диких кабанов очень часто в лаборатории доставляются только пробы органов, поэтому мы приняли решение изучить диагностическое значение антител, выявленных в тканях, и определить эффективность применения разработанной ранее тест-системы при таких исследованиях. В статье представлены результаты валидации непрямого варианта ИФА (коммерческий набор «ВНИИВВиМ АЧС-ИФА Ат/Аг») для обнаружения специфических антител против вируса АЧС в сыворотках крови и экстрактах тканей селезенки. В качестве метода сравнения использовали реакцию непрямой иммунофлуоресценции (РНИФ). Для оценки полученных данных применили ROC-анализ. Тестирование с помощью непрямого ИФА положительных ( n = 66) и отрицательных ( n = 410) проб сывороток крови свиней показало высокую чувствительность и специфичность ИФА относительно РНИФ. Из 476 проб сывороток, исследованных методом непрямого ИФА, только 8 (1,6 %) попали в область положительной/отрицательной отсечки. Самые высокие показатели чувствительности (100 %) и специфичности (99,27 %) непрямого ИФА при исследовании сывороток крови от домашних свиней и диких кабанов установлены при величине отсечки 0,264. Пробы экстрактов селезенки были отобраны после отстрела клинически здоровых диких кабанов из неблагополучной по АЧС Смоленской области (2013-2014 годы). С учетом характера течения острой формы болезни мы можем предположить у положительно реагировавших животных состояние, соответствующее инкубационному периоду развития патологии. При тестировании положительных ( n = 59) и отрицательных ( n = 678) проб экстрактов ткани селезенки мы также установили высокую чувствительность и специфичность непрямого ИФА относительно РНИФ. Из проверенных проб ( n = 737) 10 проб (1,3 %) попали в область положительной/отрицательной отсечки. Самая высокая чувствительность (100 %) и специфичность (98,82 %) установлены при величине отсечки 0,284. Таким образом, тестовый набор показал хорошие результаты при исследовании сывороток крови свиней - чувствительность 100 % (94,6-100 %) и специфичность 99,27 % (97,90-99,80 %), при исследовании проб экстрактов ткани селезенки - чувствительность 100 % (93,90-100 %), специфичность 98,82 % (97,70-99,50 %).
Бесплатно
Статья научная
Быстрое развитие молекулярно-генетических методов в селекции животных за последние десять лет привело к повышению интенсивности отбора в популяциях. Расширение перечня учитываемых хозяйственно полезных признаков молочного скота позволило увеличить возможности селекции по улучшению здоровья коров и изучению природы метаболического синтеза компонентов молока. Целью настоящей работы была валидация оценок геномной племенной ценности по признакам молочной продуктивности с использованием ядра популяции скота черно-пестрой и голштинской пород на основе полногеномных данных. Было проведено моделирование отбора в 124 стадах из Московской и Ленинградской областей на основании результатов геномной оценки племенной ценности в сравнении с оценкой по предкам и качеству потомства. Установлено, что отбор производителей на основе геномной информации корректирует оценку по родословной и уточняет прогноз племенной ценности животного, полученный по качеству потомства. Значения повторяемости геномных оценок племенной ценности были получены посредством валидации информации по родословной и геному для 100 быков с наличием данных как минимум по 300 дочерям. Выборка составила ядро создаваемой референтной региональной группы молочного скота. Для расчета аддитивной матрицы родства использовали 1050 предков. После контроля качества генотипирования в анализ было взято 39818 SNP. Процедура оценки животных основывалась на методах REML (restricted maximum likelihood estimation), BLUP SM (BLUP Sire Model), GBLUP (genomic BLUP). Среднегодовой генетический тренд по признакам молочной продуктивности в исследуемых популяциях составил за период с 1987 по 2006 год +60 кг молока по удою, +2,5 кг по количеству молочного жира, +1,5 кг по содержанию молочного белка. Повторяемость оценок, полученных по геному, ранжировалась от 0,371 до 0,606 для признаков молочной продуктивности, что в среднем превышало прогноз племенной ценности предков на 0,147. Точность оценки, полученной по качеству потомства, варьировала от 0,879 до 0,900 или была выше прогноза по геному на 0,405 ед. Изучены подходы по принципу формирования референтной популяции на основе анализа многомерного шкалирования и генетических дистанций, которые составили между региональными популяциями Fst = 0,0025. Показано разложение неравновесия по сцеплению между маркерами на дистанциях до 1000 т.п.н. Установлено, что на расстояниях от 5 до 70 т.п.н. степень сцепления достигала максимальных величин от 0,20 до 0,54. В рамках изучения метаболических путей синтеза компонентов молока получены селекционно-генетические параметры и MLS-оценки по расширенному составу молока: лактозе (h2 = 0,18), сухому веществу (h2 = 0,10), сухому обезжиренному молочному остатку (h2 = 0,19), точке замерзания молока (h2 = 0,06), оценке числа соматических клеток (h2 = 0,10) и концентрации мочевины (h2 = 0,04). По ряду признаков установлены значения аддитивной генетической изменчивости, указывающие на объективные возможности их использования в селекции молочного скота. Для получения достоверных полногеномных ассоциаций будет проводиться дальнейшее накопление базы компонентного состава молока коров по дополнительным спектрам. В процессе комплексных исследований обоснованы подходы по использованию геномных оценок, расширению референтной популяции и списка признаков количественного и качественного состава молока.
Бесплатно
Валидация панели SNP-маркеров для контроля происхождения локальных российских пород овец
Статья научная
Создание панелей для контроля происхождения овец на основе наиболее высокоинформативных SNP (single nucleotide polymorphism) с частотой минорных аллелей MAF ≥ 0,3 - актуальная проблема овцеводства. Международным обществом генетики животных (International Society for Animal Genetics, ISAG) предлагается использование панели происхождения из 88 аутосомных SNP, разработанной Международным консорциумом по геномике овец (International Sheep Genomics Consortium, ISGС). Однако эта панель базируется на результатах оценки ДНК-профилей только североамериканских, новозеландских и австралийских пород овец. Российские породы не были включены в исследование, и вопрос о возможности применения панели ISAG для подтверждения достоверности их происхождения остается открытым. Мы провели полногеномное исследование SNP у четырех аборигенных российских пород овец - романовской (ROM, n= 22), забайкальской тонкорунной (ZBL, n = 7), полугрубошерстной бурятской овцы Буубей (BUB, n= 15) и тувинской короткожирнохвостой (TUV, n = 16) с использованием Ovine SNP50k BeadChip. Обработку полученных данных проводили для общего числа маркеров (54241 SNP) и для 88 аутосомных SNP, рекомендованных ISAG. Для оценки информативности панели в контроле происхождения для каждой из пород и для всей выборки в целом определяли долю MAF≥ 0,3, среднюю частоту MAF, вероятность совпадения генотипов (PI) и вероятности исключения в качестве родителей (P1, P2, P3). Универсальность панели оценивали посредством сравнения степени генетической дифференциации пород на основании всего спектра SNP и панели ISAG, используя в качестве критериев значения индекса F st (AMOVA) при парном сравнении и результаты анализа главных компонент (PCA плот). Для расчетов использовали программное обеспечение Plink 1.09 и GenAlEx 6.5. По результатам контроля качества всей выборки было отобрано 47385 SNP со средним значением MAF = 0,292±0,131. Значение MAF для 88 SNP происхождения составило 0,380±0,091. Большая часть SNP (81,8 %) оказались информативными (MAF ≥ 0,3). Доля информативных SNP различалась между породами и составляла 56,8 % у ROM, 63,4 % - у ZBL, 71,6 % - у BUB и 72,7 % - y TUV. При этом 21 SNP (23,9 %) были высокоинформативны во всех четырех породах; 37 SNP (42,0 %), 17 SNP (19,3 %) и 10 SNP (11,4 %) оказались информативными соответственно в трех, двух или только в одной породе. Маркер DU196132_525.1 был мономорфен у овец TUV (MAF = 0). Три SNP с MAF st при использовании 88 SNP по сравнению с полногеномными SNP-профилями при сохранении характера выявленных связей подтвердили высокую универсальность панели ISAG. Низкая породная зависимость SNP панели подтверждалась формированием на PCA плоте слабо консолидированных перекрывающихся массивов, соответствующих отдельным породам. Вероятность совпадения генотипов по 88 SNP составила от 4,32×10 -33 у TUV до 7,48×10 -33 у BUB. Вероятность исключения в качестве родителя составила P1 ≥ 99,99 % для всех четырех пород. Значение P2 оказалось максимальным для TUV (P2 ≥ 99,99 %), для трех остальных пород - P2 ≥ 99,98 %, значение P3 для всех пород было A 99,99 %. Полученные нами данные, хотя и обнаруживают некоторую породную зависимость панели ISAG, в целом показывают ее пригодность для контроля достоверности происхождения четырех аборигенных российских пород овец.
Бесплатно
Валидация тест-системы для серодиагностики африканской чумы свиней методом иммуноблоттинга
Статья научная
Вследствие отсутствия вакцины в борьбе с африканской чумой свиней (АЧС, возбудитель - вирус африканской чумы свиней, African swine fever virus, ASFV, семейство Asfarviridae, род Asfivirus ) полагаются на быструю и раннюю диагностику и осуществление жестких ветеринарно-санитарных мероприятий. В восточноевропейских странах, где в настоящее время эта болезнь распространилась, как правило, выделяют высоковирулентные изоляты (J.M. Sanchez-Vizcaino с соавт., 2013). В лабораторной диагностике преимущественно используют полимеразную цепную реакцию (ПЦР) и метод прямой иммунофлуоресценции. Однако с 2012 года у некоторых изолятов ASFV стали отмечать изменения биологических и генетических свойств. Поэтому доминирующими в лабораторной диагностике, как это было в период эпизоотии АЧС в 1960-1990-х годов на Пиренейском полуострове, могут стать серологические методы. Ранее мы сообщали о разработке тест-системы для серодиагностики болезни методом иммуноблоттинга (Rec p30-IB) на основе рекомбинантного структурного белка р30 ASFV. В этой работе представлены результаты ее валидации. Диагностическая чувствительность Rec p30-IB составила 99,3 %, специфичность - 100 %. Антитела к р30 обнаруживали в сыворотке крови и органах домашних свиней и диких кабанов независимо от сероиммунотиповой принадлежности и вирулентности штамма ASFV. В пробах сывороток крови домашних свиней, зараженных гетерологичными вирусами, ложноположительных результатов не регистрировали. В сыворотке крови домашних свиней, выживших после внутримышечного введения аттенуированных штаммов ASFV ЛК-111, КК-262/С, МК-200, ФК-135, PSA-1-NH, СКА 2015 ВНИИВВиМ (103-104 ГАЕ50/ЦПД50), антитела к р30 выявляли на 7-10-е сут. В органах домашних свиней, павших от АЧС через 5-10 сут после внутримышечного заражения высоковирулентными штаммами Лиссабон-57, Мозамбик-78, Ставрополь 01/08 (103 ГАЕ50), антитела к р30 выявили у 30 % особей. Результаты валидации свидетельствуют, что предложенную тест-систему для серодиагностики африканской чумы свиней методом иммуноблоттинга можно использовать в лабораторной практике и при мониторинге образцов крови и органов домашних свиней и диких кабанов при АЧС.
Бесплатно
Вариабельность генома отечественных сортов картофеля: данные AFLP-анализа
Статья научная
Успех селекционных программ во многом зависит от знания генетического разнообразия и родословных сортов растений, что важно для определения родительских пар для скрещивания, генотипов - доноров ценных признаков, внутрисортовой гомогенности. AFLP (amplified fragment length polymorphism) - один из популярных методов детекции геномного полиморфизма и генотипирования образцов, сортов и линий растений. Помимо решения таксономических и филогенетических проблем, метод AFLP широко используется для определения вариабельности, гомогенности и степени интрогрессии и гибридности сортов Solanum tuberosum , реконструкции их родословных, а также для поиска маркеров, сцепленных с различными признаками. Несмотря на важность сортовой паспортизации и оценки межсортовой геномной вариабельности, в Российской Федерации научно-исследовательских работ по молекулярному маркированию генотипов сортов картофеля отечественной и зарубежной селекции, возделываемых на территории России, известно немного. В представленном исследовании с использованием мультилокусного AFLP-маркирования проведен анализ вариабельности ядерного генома у 60 сортов и пяти перспективных селекционных клонов картофеля. С помощью праймерных комбинаций Е35/М40 и Е41/М35 было детектировано 218 AFLP-фрагментов, 189 (86,7 %) из которых оказались полиморфными и 19 - уникальными для некоторых сортов. Каждый из 65 анализируемых образцов картофеля был охарактеризован специфичным AFLP-спектром. Значения генетических расстояний между анализируемыми сортами варьировали в широких пределах - от 0,37 до 0,77 при среднем значении GD = 0,61. Вид Solanum stoloniferum , используемый в качестве образца внешней группы, имел наибольшее сходство с cортом Фиолетовый (GD = 0,59), а наибольшее различие - с сортом Аврора (GD = 0,80). Был проведен статистический анализ результатов AFLP-маркирования и показано отсутствие статистически достоверной кластеризации. На дендрограммах, построенных с помощью программ PAST и Structure v. 2.3.4, наблюдалась тенденция кластеризации (с низкой бутстрэп-поддержкой) сортов селекции Всероссийского НИИ картофельного хозяйства им. А.Г. Лорха, сортов с устойчивостью к фитофторозу, нематоде или Y вирусу картофеля (PVY), а также сортов с желтой окраской кожуры клубней. Высокая степень общего полиморфизма анализируемой выборки сортов, отсутствие четкой кластеризации и «нестабильное» положение образцов могут быть связаны с тем, что в настоящее время идет интенсивный обмен селекционным материалом, а также с возрастающей популярностью использования генофонда дикорастущего картофеля в селекции.
Бесплатно
Статья научная
Свойственный растениям иммунитет направлен на защиту от биотических и абиотических стрессов и, как следствие, на адаптацию к изменяющимся условиям среды. На первом уровне защиты используется широкий спектр рецепторов фитопатогенов, кодируемых R- генами устойчивости. Присутствие в рецепторах консервативного NBS-домена дает возможность маркировать геном растения с помощью амплификации аналогов R- генов. На этом основано мультилокусное NBS-маркирование, которое позволяет эффективно охарактеризовать геном растения с точки зрения представленности и вариабельности семейства R- генов, продукты которых имеют NBS-домен. Этот метод применяется для изучения разнообразия локусов R- генов устойчивости сельскохозяйственных культур и родственных им дикорастущих видов, явлений интрогрессивной гибридизации и эволюции R- генов у видов растений с различной степенью резистентности к патогенам. Также с помощью NBS-маркирования проводится генотипирование коллекций генбанков, разработка кодоминантных маркеров и насыщение генетических карт. Существующая необходимость паспортизации и сравнения генотипов сортов и ограниченное число таких работ в России делают актуальными исследования по молекулярному маркированию сортов агрокультур отечественной и зарубежной селекции, возделываемых на территории Российской Федерации. В настоящей работе NBS-маркирование было использовано для генотипирования 60 сортов и пяти перспективных селекционных клонов картофеля Solanum tuberosum отечественной и зарубежной селекции, а также образца родственного вида Solanum stoloniferum (в качестве внешней группы). С помощью двух комбинаций праймер/фермент (NBS7/MseI и NBS9/MseI) было сгенерировано 204 NBS-фрагмента, включая 144 (70,6 %) полиморфных и один уникальный для сорта Гала. Для каждого сорта был определен индивидуальный, специфичный спектр NBS-фрагментов. Анализ матрицы генетических расстояний между сортами показал, что исследуемая выборка сортов высокополиморфна (GD = 0,18-0,45 при среднем значении 0,33). Генетические расстояния внутри анализируемой выборки варьировали больше, чем между сортами S. tuberosum и образцом S. stoloniferum (0,27-0,40). Наиболее близкими оказались сорта селекции Всероссийского НИИ картофельного хозяйства им. А.Г. Лорха Солнечный/Памяти Рогачева (GD = 0,18) и Великан/Вымпел (GD = 0,19), а наиболее удаленными - сорта Чароит/Ред Скарлетт (GD = 0,45). Был проведен статистический анализ результатов NBS-маркирования, который позволил кластеризовать изучаемые образцы картофеля по различным признакам, связанным с родословной и устойчивостью к фитопатогенам. На дендрограмме и графиках, построенных с помощью программ PAST и Structure 2.3.4, наблюдалась слабая тенденция к группировке сортов по признакам устойчивости к Y вирусу картофеля (Potato virus Y, Potyvirus , Potyviridae ) и вирусу скручивания листьев картофеля (Potato leafroll virus, Polerovirus , Luteoviridae ). Продемонстрировано, что использованные в настоящей работе системы праймер/фермент для NBS-анализа могут быть применены в дальнейшем для исследования механизмов устойчивости сортов картофеля к биотическим стрессам.
Бесплатно
Статья научная
В клубнях картофеля крахмал - основной метаболит, поэтому структурно-функцио-нальный анализ генов его биосинтеза и распада и оценка их вариабельности имеет как фундаментальное, так и прикладное значение. Конечное содержание крахмала в гетеротрофных органах растений (плодах, семенах, клубнях) зависит не только от скорости биосинтеза составляющих крахмала - амилозы и амилопектина, но и от работы катаболических ферментов. Ферменты биосинтеза крахмала достаточно хорошо описаны, в то время как о механизмах разрушения крахмала мало что известно. На сегодняшний день накапливается все больше данных о важной роли крахмалфосфорилаз в этом процессе. Фосфорилазы крахмала широко распространены среди представителей растительного мира. Структура и полиморфизм гена крахмалфосфорилазы слабо изучены у двудольных растений. В клубнях картофеля разрушение крахмала осуществляется за счет L-формы крахмалфосфорилазы, которую кодирует ген Pho1a ( STP23 ). В настоящей работе у растений картофеля впервые проведен анализ участка гена Pho1a (экзоны II-IV), кодирующего регуляторную часть функционального гликозилтрансферазного домена, в состав которого входят глюкозо-6-фосфат-связывающий сайт, сайт связывания с пиродоксальфосфатом и активный сайт связывания с глюкозой...
Бесплатно
Статья научная
Биологические особенности синтеза чайным растением специализированных метаболитов, а также влияние на эти процессы множества экологических факторов обусловливают варьирование их композиций в различных сортах и регионах выращивания. С этой точки зрения важно определение исходного природного метаболического профиля у отечественных сортов чая, произрастающих в природных условиях зоны влажных субтропиков России, и его трансформации под действием комплекса факторов. В настоящей работе мы впервые установили базовый метаболический профиль чая сорта Колхида, включающий несколько групп специализированных органических компонентов (флаван-3-олы, флавонолы, метилксантины, теанин), который формируется в экологических условиях Сочинского Причерноморья. Целью работы было установить содержание и диапазоны варьирования теанина и сложных вторичных метаболитов (катехинов, меликсантинов, флавонолов) в листьях разного возраста и побегах чая (Camellia sinensis L.) эталонного для Черноморского побережья Российской Федерации сорта Колхида в сезонной динамике и на фоне удобрений. Исследования проводили во влажных субтропиках России (Черноморское побережье Краснодарского края, г. Сочи, Лазаревский р-н, пос. Уч-Дере) в 2022-2023 годах на сортовой (сорт Колхида) полновозрастной чайной плантации (1983 год закладки). Почва - бурая лесная кислая окультуренная малогумусная мощная среднеглинистая, сформированная на элюво-делювии глинистых сланцев (аргиллитов). Для оценки сезонной динамики образования и накопления метаболитов были отобраны пробы 3-листной флеши (молодой побег, состоящий из почки и трех листьев разной стадии зрелости) в периоды наиболее интенсивного флешеобразования 1-й (май, июнь) и 2-й волны роста (июль, август) на оптимальном (N240P70K90) и дефицитном (N0P0K0) для чая агрофоне. Для сравнительной оценки метаболического профиля листьев разной степени зрелости, а также установления влияния цинка в летний период (июль) были отобраны молодые побеги чая в двух вариантах полевого опыта, контрастных по обеспеченности почв цинком: N240P70K90 (контроль), N240P70K90 + Zn4,3 (после ежегодного 15-летнего внесения сульфата цинка в поверхностный слой почвы). Части побега (почка, 1-й лист, 2-й лист, 3-й лист) были сгруппированы. Содержание специализированных компонентов в растительных пробах - кофеина, теобромина, теанина, (+)-катехина (К), (-)-эпикатехина (ЭК), (+)-галлокатехина (ГК), (-)-эпигаллокатехина (ЭГК), (-)-катехин-3-галлата (KГ), (-)-эпикатехин-3-галлата (ЭКГ), (-)-галлокатехин-3-галлата (ГКГ), (-)-эпигалокатехин-3-галлата (ЭГКГ), рутина, гликозидов флавонолов (кверцетина и кемпферола) - оценивали методом высокоэффективной жидкостной хроматографии на хроматографе фирмы «Agilent Technologies» (модель 1100, США). В сезонной динамике в молодых побегах чая (3-листной флеши) были отмечены значительные флуктуации теанина (3-12 мг/г) и общего количества катехинов (170-250 мг/г) при относительно стабильном содержании кофеина (25-35 мг/г) и теобромина (2,0-3,5 мг/г). Содержание в 3-листной флеши чая кверцетина (1,6-3,2 мг/г) и кемпферола (0,4-3,0 мг/г) снижалось от мая к августу по аналогии с теанином, а количество гликозида кверцетина (рутин) составляло 0,95-1,76 мг/г. На фоне аридизации метеоусловий (усиление засухи и гипертермии от весенних к летним месяцам) отмечали снижение содержания теанина и О-гликозидов флавонолов в 2-3 раза и увеличение доли катехинов в 1,2-1,5 раза. Значительные колебания количества изученных метаболитов наблюдали по мере созревания чайных листьев от верхушечной почки до 3-го листа в побеге. Так, самая молодая часть побега (почка) характеризовалась повышенным накоплением теанина (5,0±0,1 мг/г), кофеина (42,0±2,0 мг/г) и галлированных катехинов (228,0-245,0 мг/г). С увеличением возраста листа содержание этих компонентов снижалось в среднем в 1,5 раза, но возрастала доля простых катехинов в среднем в 2,5 раза. Разная обеспеченность растений биогенными элементами в меньшей степени в сравнении с сезонной вариабельностью изменяла метаболический профиль листьев чая. Тем не менее на фоне повышения обеспеченности почв и растений чая NPК-элементами и Zn было отмечено усиление образования теанина соответственно в 2,0 и 1,2 раза при снижении в 1,3 раза количества простых катехинов. Для использования в агротехнике перспективны следующие выявленные закономерности: регулирующая роль NPК-элементов в индукции синтеза теанина и блокировании фенольного метаболизма; изменение под действием цинка исходного баланса разнонаправленно действующих теанина и кофеина в чайном листе, которые определяют успокаивающий или возбуждающий эффект напитка.
Бесплатно
Статья научная
Райграс пастбищный ( Lolium perenne L.), лен крупноцветковый ( Linum grandiflorum L.) сорта Голубой, брахикому иберисолистную ( Brachycome iberidifolia L.) сорта Голубая неженка, хризантему килеватую ( Chrysanthemum carinatum L.) сорта Радость и клевер ползучий ( Trifolium repens L.) сорта Белый вводили в культуру клеток, используя семена растений. Показано, что оптимальной средой для каллусообразования для льна крупноцветкового были питательные среды Гамборга (В 5) с 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислотой (2,4-Д, 6 мг/л) и Мурасиге и Скуга (МС) с 2,4-Д (6 мг/л) и кинетином (2 мг/л); для райграса пастбищного — МС с 2,4-Д (4 мг/л); для брахикомы иберисолистной — В 5 с 2,4-Д (4 мг/л) и кинетином (2 мг/л) и В 5 с 2,4-Д (6 мг/л) и кинетином (2 мг/л); для хризантемы килеватой — МС с 6-бензиламинопурином (6-БАП, 1 мг/л) и индолил-3-уксусной кислотой (0,1 мг/л); для клевера белого — В 5 с 2,4-Д (8 мг/л) и кинетином (2 мг/л). Для получения растений-регенерантов у райграса использовали среду МС без гормонов, у льна В 5 с 6-БАП (1 мг/л) и a-нафтилуксусной кислотой (НУК, 0,1 мг/л), у брахикомы — 1/ 2МС с 6-БАП (2 мг/л) и НУК (0,1 мг/л).
Бесплатно
Статья научная
Проблема размножения посадочного материала всегда стоит на первом плане при внедрении новой культуры в практику промышленного плодоводства. Известно, что Actinidia deliciosa (A. Chev.) C.F. Liang et A.R. Ferguson (киви) относится к числу культур, размножение которых связано с определенными сложностями. На мировом рынке спрос на киви удовлетворяется не полностью, сохраняется тенденция к расширению площадей под этой культурой. В статье обобщены результаты 17-летних экспериментов по изучению влияния стимуляторов роста на процесс размножения актинидии деликатесной зелеными и одревесневшими черенками. Объектами исследований стали сорта Haywаrd, Haywаrd К-10, Bruno, Monty, Kivaldi, Allison, Matua, Tomuri. Рассмотрено действие разных концентраций индолил-3-масляной (ИМК - 50, 70, 100 мг/л) и индолил-3-уксусной (ИУК - 50, 100, 200 мг/л) кислот, циркона (1,0 мг/л), гумата калия (1,0 мг/л), ризопона (ростовая пудра). Средняя по сортам укореняемость зеленых черенков в контроле составляла 20 %, стимуляторы роста повышали ее в 1,9-3,2 раза. Лучший результат наблюдается при применении ИМК в концентрации 100 мг/л и ростовой пудры ризопон, укоренение по сортам составляет от 50 % (у сорта Эллисон) до 78 % (у сорта Monty). Для одревесневших черенков средняя по сортам укореняемость в контроле равнялась 26 % и возрастала под влиянием стимуляторов роста в 1,5-2,5 раза. Пробуждение почек происходило через 12-15 сут после посадки, на 25-30-е сут начинали образовываться придаточные корни, через 120 сут укоренившиеся черенки были готовы к пересадке в контейнеры. Побеги укорененных черенков достигали высоты 15,2-35,0 см, имели 10-16 листьев и диаметр штамбика 1,6-1,8 мм. При обоих способах черенкования самые высокие показатели обеспечивали ИМК в концентрации 100 мг/л и ризопон. Наилучшую способность к укоренению проявляют сорта Monty, Bruno и Haywаrd как в случае зеленого черенкования, так и при размножении одревесневшими черенками.
Бесплатно
Статья научная
Важное направление развития научных основ искусственного культивирования грибов - оптимизация минерального питания и доставки металлов(II). Органическая форма микроэлементов обладает значительными преимуществами перед неорганическими прекурсорами. Конъюгация металлов(II) (в частности Cu, Mn, Fe, Zn, Co) с эссенциальными аминокислотами представляется решением проблемы биодоступности благодаря химическим процессам комплексообразования. В представленном исследовании мы впервые обнаружили и охарактеризовали действие аспартатов переменновалентных металлов(II) на ростовые процессы, биохимический отклик погруженных культур, антибактериальную активность грибных препаратов и плодоношение базидиомицетов родов Ganoderma , Grifola , Laetiporus , Lentinula и Pleurotus . Цель нашей работы состояла в выявлении и сравнении особенностей действия аспартатов переменновалентных металлов(II) на физиолого-биохимические показатели базидиомицетов. В работе использовали культуры трутовика лакированного ( Ganoderma lucidum 1315), грифолы зонтичной ( Grifola umbellata 1622), трутовика серно-желтого ( Laetiporus sulphureus 120707), пилолистника съедобного (шиитаке) ( Lentinula edodes F-249), вешенки устричной ( Pleurotus ostreatus 69, BK1702 и HK352). Аспартаты Cu(II), Mn(II), Fe(II), Zn(II), Co(II) в концентрации 1½10-4 моль/л входили в состав питательных сред на основе глюкозы или пшеничного отвара при выращивании мицелия методом погруженного культивирования. Еще одним вариантом добавки к питательной среде была аспарагиновая кислота (Asp) в концентрации 2½10-4 моль/л. Рост грибов при глубинном культивировании характеризовали по накоплению сухой биомассы. Мицелий фильтровали через предварительно взвешенные на аналитических весах фильтры, высушивали до постоянной массы и вновь взвешивали. Сравнивали прирост биомассы (по сравнению с 3-часовыми образцами культуры) в контрольном (без добавок аспартатов - хелатов аспарагиновой кислоты) и опытных вариантах. Субстратом для выращивания плодовых тел вешенки устричной служила лузга подсолнечника. Антибактериальную активность продуктов из погруженных грибных культур, выращенных в присутствии хелатов, определяли в отношении фитопатогенных бактерий Micrococcus luteus B-109, Pectobacterium carotovorum subsp. сarotovorum (штаммы 603 и MI), Pectobacterium atrosepticum 1043, Pseudomonas fluorescens EL-2.1, Xanthomonas campestris B-610, используя метод диффузии в агар. Эффект добавок на состав пула вторичных метаболитов грибных культур оценивали методом высокоэффективной жидкостной хроматографии/времяпролетной масс-спектрометрии высокого разрешения. Количественную оценку содержания металла в биологических пробах грибного происхождения проводили методом атомно-абсорбционной спектроскопии. Характеристики развития плодовых тел вешенки устричной оценивали в лаборатории, а затем в условиях грибоводческого хозяйства. Установлено, что аминокислотные хелаты биогенных металлов(II) служат факторами интенсификации выращивания посевного мицелия и плодообразования макробазидиомицетов в лабораторных условиях. Показано существенное ростостимулирующее действие хелатов меди, марганца, цинка и в меньшей степени железа на мицелий базидиомицетов в условиях погруженного культивирования, в особенности в отношении трутовика лакированного, грифолы зонтичной, трутовика серно-желтого. Отмечалось весьма слабое стимулирование или даже ингибирование роста P. ostreatus 69 в вариантах с добавками Cu(Asp)2, Mn(Asp)2, Zn(Asp)2. Аспарагиновая кислота демонстрировала ингибирующий эффект вне зависимости от таксономических характеристик базидиомицетов. При культивировании вешенки устричной в присутствии аспартатов биогенных металлов выявлены межштаммовые различия в отношении быстро- и медленнорастущих культур к экзогенному воздействию хелатов металлов. В вариантах опыта Cu(Asp)2 и Zn(Asp)2 преимуществом обладал штамм P. ostreatus BK1702. Хелат марганца оказывал наиболее выраженное положительное действие на быстрорастущий штамм P. ostreatus HK352. По данным физико-химических исследований, аспартаты металлов(II), особенно Mn(Asp)2, Cu(Asp)2, влияют на биосинтез 5-гидроксиметилфурфурола, дигидропирона (структурный аналог койевой кислоты), пара-гидроксифенилуксусной кислоты, антиоксидантные свойства которых важны для грибной культуры. Положительное действие сочетаний хелатных соединений Mn(II), Cu(II), Fe(II), Zn(II) на жизнедеятельность P. ostreatus может быть эффективно использовано как для развития научных основ минерального питания высших грибов, так и в практическом грибоводстве. Аспартаты биогенных металлов могут служить действующим началом биопрепаратов для промышленного культивирования грибов. Характеристики развития мицелия и плодовых тел вешенки устричной с использованием в эксперименте аспартатов позволили рекомендовать к практическому применению хелат марганца(II).
Бесплатно
