Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1768
Статья научная
Горох относится к наиболее распространенным и широко культивируемым однолетним бобовым растениям. Большинство современных сортов гороха обладают высоким потенциалом продуктивности, реализация которого ограничена их низкой гомеостатичностью и чувствительностью к абиотическому стрессу, у создаваемых сортов наблюдается тенденция к снижению адаптивности. Одна из основных задач современной селекции гороха - получение оптимального генотипа, способного реализовать биологический потенциал и адекватно реагировать на изменения условий выращивания. Поэтому проведение экологических испытаний остается реальной необходимостью. В настоящем сообщении впервые представлены результаты изучения способности формировать хозяйственно значимые количественные признаки у селекционных образцов рабочей коллекции гороха (Maritsa Vegetable Crop Research Institute, Пловдив, Болгария). Выявлены три статистически значимых источника изменчивости (генотип, окружающая среда и взаимодействие генотип-среда) общего числа стручков, числа продуктивных узлов с двумя стручками на растение, массы стручков и массы зерна. В 2018-2020 годах мы оценили фенотипическую стабильность 10 генотипов гороха ( Pisum sativum L.), в том числе 4 перспективные линии (22/16-af, 22/16-n, В4/34-n и 1/17-n) и 6 сортов (Kazino-af, Plovdiv-n, Marsi-n, Echo-af, Shugar dwarf-n и Vecherniza-n), по основным количественным признакам (число стручков на растение, число продуктивных узлов с одним стручком на растение, число продуктивных узлов с двумя стручками на растение, длина стручка, ширина стручка, масса стручков с растения, масса зерен с растения). Влияние всех факторов вариации на число стручков на растение, число продуктивных узлов с двумя стручками на растение, массу стручков с растения, массу зерен с растения оказалось статистически значимым. Самым сильным было влияние фактора «окружающая среда» на число стручков на растение (52,20 %) и число продуктивных узлов с 2 стручками на растение (59,00 %). Генотип обусловливал наибольшую долю общей изменчивости массы стручков с растения (64,10 %) и массы зерен с растения (67,40 %). Поэтому эффективный отбор по этим признакам может вестись независимо от условий среды. По числу стручков на растение и длине стручка требуются более длительные испытания для получения объективной оценки из-за превышения дисперсии этих показателей для взаимодействия генотип-среда над дисперсией для генотипа. Для каждого признака мы рассчитывали несколько параметров стабильности. Сорта Marsi-n и Echo-af были идентифицированы как наиболее ценные генотипы по числу стручков на растение. Kazino-af, 1/17-ob и Plovdiv-n проявляют высокую изменчивость и имеют меньшее число стручков на растение. По массе стручков генотипы показали высокую экологическую пластичность, особенно сорт Plovdiv-n (bi = 2,68), 1/17-ob (bi= 2,63) и сорт Marsi-n (bi = 2,18), которые имеют более высокую массу стручка; сорт Echo-af наиболее стабилен (bi = 1,39; Si2 = 1,91). По массе зерна с растения высокопродуктивными были сорта и образцы Marsi-n (bi = 3,08), 1/17-ob (bi = 2,62) и Plovdiv-n (bi = 4,02), но они же оказались и самыми изменчивыми. 10-Vecherniza-n и 22/16-af проявляют значительную стабильность, но малоурожайны.
Бесплатно
Взаимодействие нуклеиновых кислот с молекулами воды, белков и интеркаляторов (обзор)
Статья обзорная
Современные представления о межмолекулярных взаимодействиях в клетке неполны без понимания того, как формируются комплексы между нуклеиновыми кислотами и основными внутриклеточными компонентами - водой и белками и что определяет пространственную стабилизацию таких комплексов. То же справедливо в отношении интеркаляции - внутриклеточного межмолекулярного взаимодействия веществ планарной структуры, способных внедряться между соседними парами азотистых оснований в молекулы ДНК и РНК, которое играет особую роль в фармакологии и генетическом мутагенезе. Кроме того, интеркаляция, может оказывать сильное влияние на клеточный метаболизм, замедляя, а в некоторых случаях прекращая рост клеток, что в определенных условиях приводит как к апоптозу, так и к раковым заболеваниям либо, наоборот, к выздоровлению от такого рода заболеваний (M. Ashrafizadeh с соавт., 2020). Настоящий обзор посвящен рассмотрению молекулярных механизмов и биологической роли этих процессов. Известно, что двойная спираль ДНК может взаимодействовать с полипептидами при помощи образования специфических водородных связей между Уотсон-Криковскими парами оснований и боковыми цепями аминокислот (C.N. Pace с соавт., 2004), посредством интеркаляции боковых цепей ароматических аминокислот между парами оснований, при которой также проявляется некоторая специфичность (A. Bazzoli с соавт., 2017), и за счет непосредственного связывания белковых α-спиралей и β-слоев в желобках ДНК (E. Del Giudice с соавт., 2009). Предполагается, что последний тип взаимодействия имеет место, например, в комплексах ДНК с cro -репрессором экспрессии генной активности и с белком, активирующим катаболизм, для которого предложены две модели связывания α-спиралей с левосторонней и правосторонней двойной спиралью ДНК в В-форме. Указывается, что если известна структура молекулы нуклеиновой кислоты, то величину поверхности ДНК и РНК, доступной для молекул воды или иных растворителей, можно определить расчетным способом. При этом в случае сворачивания ДНК в растворе в двойную спираль ее молекула становится полярной. При такого рода гидратации вокруг молекулы ДНК образуются две гидратные оболочки. Первая из них, состоящая примерно из 20 молекул воды в расчете на один нуклеотид, непроницаема для катионов и по своей агрегатной структуре не похожа на лед, а вторая оболочка неотличима от обычной воды. Различия в структуре гидратных оболочек проливают свет на природу конформационного перехода между формами В - А, происходящего при уменьшении гидратации молекулы ДНК. Описано также взаимодействие нуклеиновых кислот с молекулами лекарственных и иных планарных веществ. При этом в обзоре рассмотрены только интеркаляционные комплексы с препаратами, молекулы которых имеют плоскую структуру или обладают плоскими функциональными группами. Продемонстрировано, что связывание таких веществ с двойной спиралью протекает в две стадии: на первой происходит их присоединение по периферии спирали, на второй осуществляется интеркаляция, то есть собственно встраивание интеркалятора в планарной плоскости между парами нуклеотидов. Такого рода интеркаляция сопровождается раскручиванием и удлинением спирали нуклеиновой кислоты, а также увеличением ее жесткости. В соответствии с принципом исключения ближайших мест связывания, согласно которому оно не происходит у каждого ближайшего соседа вдоль оси двойной спирали ДНК из-за пространственных ограничений, которые определяет стереометрия нуклеотидов, примыкающих к интеркаляторам, молекулы интеркаляторов заполняют лишь половину таких мест. В целом описанные в работе взаимодействия нуклеиновых кислот с молекулами воды, белков и интеркаляторов указывают на биологическую значимость такого рода взаимоотношений, поскольку, как известно, стабильность и регулярность процессов репликации и экспрессии генов играет важнейшую роль в практическом осуществлении взаимодействия генотип-среда, а также реализации генетической информации на молекулярном уровне.
Бесплатно
Взаимодействие растений с наночастицами благородных металлов
Статья обзорная
Золотые и серебряные наночастицы находят применение в разнообразной биомедицинской практике в качестве носителей лекарственных веществ, усилителей и (или) преобразователей оптического сигнала, иммуномаркеров и др. В обзоре систематизированы результаты публикаций последних лет (2007-2016 годы), демонстрирующие разнообразные итоги воздействия наночастиц золота и серебра на состояние, рост и продуктивность высших растений. Возможная фитотоксичность этих наночастиц активно изучается фактически не более 10 лет. Актуальность подобных исследований связана с установлением целого ряда факторов природного и техногенного характера, приводящих к взаимодействиям растений с наночастицами (B.P. Colman с соавт., 2013; N.G. Khlebtsov с соавт., 2011). О положительном или отрицательном влиянии наночастиц на клетки растений и растительный организм известно очень немного, и эти данные весьма противоречивы (P. Manchikanti с соавт., 2010; M. Carrière с соавт., 2012; C. Remédios с соавт., 2012; N. Zuverza-Mena с соавт., 2016), но не вызывает сомнений, что химическая природа, размер, форма, поверхностный заряд и вводимая доза относятся к основным факторам, обусловливающим процессы внутриклеточного проникновения наночастиц. Объектами наблюдений были как модельные (арабидопсис), так и культурные (соя, рапс, бобы, рис, редька, томаты, тыква) растения. Показано, что наночастицы серебра токсичнее наночастиц золота, что обусловлено более активной диффузией ионов серебра с их поверхности. Известно, что ионы серебра эффективно ингибируют биосинтез этилена, регулирующего в растении процессы при стрессе, старении (созревании) и др., в то время как ионы золота не влияют на биосинтез и сигналинг этого фитогормона. В целом токсичность ионов металлов заметно превосходит таковую у наночастиц. Механизм фитотоксического действия наночастиц зачастую связывают с накоплением в тканях растения активных форм кислорода. Перспективным подходом при продолжении исследований представляется использование суспензионных культур клеток (E. Planchet с соавт., 2015). Таким образом, проблема фитотоксичности наночастиц далека от убедительного решения. Срок, в течение которого эти исследования проводятся, по-видимому, еще мал для того, чтобы все аспекты проблемы были выяснены так, как того требуют принципы биобезопасности. Противоречивые (зачастую противоположные) данные о влиянии наночастиц золота и серебра на растения объясняются, на наш взгляд, различиями в условиях экспериментов (неодинаковые размеры и заряды наночастиц, вводимые дозы, длительность наблюдения и др.). Однако полученные результаты с очевидностью выявляют необходимость скоординированной программы исследований для установления корреляций между параметрами частиц, дизайном эксперимента и наблюдаемыми биологическими эффектами.
Бесплатно
Статья научная
Волосяной покров пушных зверей, составляющий основу пушно-мехового сырья, относится к диэлектрическим материалам и способен электризоваться, то есть накапливать на поверхности заряды статического электричества. Это приводит к быстрому загрязнению пылью, потери блеска волосяного покрова, ускоренному старению и разрушению волоса, снижению его прочностных характеристик и качества сырья, а также к передаче зарядов статического электричества при контакте, например с телом человека. В настоящей работе впервые выведено эмпирическое уравнение, описывающее диэлектрические свойства натурального меха, а также выявлены взаимосвязи состава и качества кожно-волосяного покрова с его электрофизическими характеристиками для разных видов пушных зверей клеточного содержания. Целью работы было изучение влияния морфофизиологических характеристик, биохимического состава (минерального и аминокислотного) и состояния кожно-волосяного покрова на его диэлектрические свойства и установление между этими показателями взаимосвязей, которые можно использовать для более точной и объективной оценки качества пушно-мехового сырья и полуфабриката. В работе использовали пушно-меховое сырье, полученное от физиологически здоровых животных - серебристо-черных лисиц ( Vulpes vulpes ), серебристых песцов ( Alopex lagopus ) и стандартных норок ( Mustela vison ) (ОАО зверосовхоз «Салтыковский», Московская обл.). Определяли характеристики кожно-волосяного покрова (густоту волос на 1 см2 огузка, густоту остевых волос, расположенных на 1 см2 огузка, линейные размеры различных категорий волос, их толщину, а также толщину кожевой ткани огузка и площадь шкурки) и минеральный состав по 18 элементам (Na, Ni, B, V, Se, Al, Fe, K, I, Ca, Co, Mg, Mn, Cu, P, Cr, Zn, Si). Осуществляли аминокислотный анализ гидролизатов биосубстратов (по 17 аминокислотам). Шкурки, взятые после убоя животных, были использованы для исследования диэлектрических свойств. Уравнения кинетики разряда получены при 20 °С, относительной влажности 62 % и напряжении 10; 18,5 и 28,5 кВ на высоковольтном генераторе зарядов HT-705 5kVA 50KV AC/DC («Wuhan Huatian Electric Power Automation Co., Ltd.», Китай). При оценке качества пушно-мехового сырья использовали напряжение 9,5; 12,5; 15,5 и 18,5 кВ. Определяли постоянную времени утечки заряда, изменение величины напряженности статического электрического поля через определенные промежутки времени. Сопоставление морфофизиологических параметров кожного и волосяного покрова у представителей изученных видов с данными по электризуемости позволило вывести эмпирическое уравнение, отражающее диэлектрические свойства кожно-волосяных покровов пушных зверей, - E = Eo ∙ е-t/τ, где E0 - максимальное значение напряженности, τ - постоянная времени утечки заряда. Корреляционный анализ показал наличие тесных взаимосвязей между скоростью стекания заряда и длиной и толщиной остевых волос ( r = 0,83-0,90 при р 0 и суммарной массой элементов в волосяном и кожном покровах, а также суммарным аминокислотным составом волосяного покрова ( r = -0,90; r = -0,86; r = -0,99 при р 0)влияет состояние кожно-волосяного покрова, его дефектность. Разреженность, стрижка, битость ости, свалянность волосяного покрова снижают показатель E0 на 25-90 % и изменяют постоянную времен
Бесплатно
Статья научная
Оценивали взаимосвязь между интенсивностью пероксидного окисления липидов, функциональным состоянием системы антиоксидантной защиты и концентрацией веществ низкой и средней молекулярной массы в плазме и эритроцитах крови при ацетальдегидной интоксикации белых крыс.
Бесплатно
Статья обзорная
При промышленном содержании, приводящем к сильным стрессовым воздействиям, доля поголовья со вторичными иммунодефицитами достигает 80 %. Цель настоящего обзора - привлечение внимания к необходимости учета межсистемных связей, существенных для регуляции метаболизма и формирования здоровья и продуктивности животных. Основные разделы статьи посвящены описанию взаимосвязи иммунитета, нейроэндокринной регуляции и питания животных. От типа нервной системы животного зависит секреция стрессорных гормонов и степень ингибирования иммунного ответа. Количественно и качественно неполноценное питание оказывает негативное воздействие на проявление иммунных реакций, включая гуморальный и клеточный иммунитет, синтез цитокинов и плазматических иммунорецепторов (В.И. Фисинин с соавт., 2013; В.А. Галочкин с соавт., 2013; Y. Zhang с соавт., 2014; J.D. Ashwell с соавт., 2000; S. Cunningham-Rundles с соавт., 2005; V. Abhyankar с соавт., 2018; A. Haghikia с соавт., 2015; R.H. Oakley с соавт., 2013)...
Бесплатно
Статья научная
Ограничение распространения и циркуляции антибиотикоустойчивых возбудителей бактериальных инфекций требует проведения санитарно-противоэпидемических, противоэпизоотических мероприятий, в том числе на предприятиях промышленного птицеводства. В настоящей работе впервые в сравнительном аспекте представлены данные многолетнего мониторинга распространенности и антибиотикоустойчивости энтеробактерий с комплексной оценкой эффективности основных ветеринарных препаратов, содержащих фторхинолоны и колистин. Нашей целью было изучение видового разнообразия и сравнительная оценка антибиотикоустойчивости штаммов энтеробактерий, выделенных от цыплят-бройлеров ( Gallus gallus ) в крупном птицеводческом комплексе (АО «ПРОДО Птицефабрика Пермская», Пермский край). Исследовали патологический материал от птицы после вынужденного убоя (трахея, легкие, сердце, печень, селезенка, костная ткань - бедренная и большеберцовая кости) и эмбрионов-задохликов (в 2004-2009 годах 995 проб, в 2010-2017 годах 991 проба)...
Бесплатно
Видовой состав возбудителей корневой гнили на яровых зерновых в Республике Мордовия
Статья научная
Корневые гнили, вызываемые грибами из родов Fusarium и Bipolaris, поражают как озимые, так и яровые культуры. Видовой состав этих возбудителей приурочен к определенным эколого-географическим районам и, как правило, носит смешанный характер. Корневые гнили на пшенице, ржи, овсе и ячмене имеют сходную симптоматику. Почва - основной источник инфекции. В годы с обильными осадками возможна ее массовая передача через семена. Патогенные свойства возбудителей обыкновенной корневой гнили обусловлены их способностью вырабатывать гидролитические ферменты и токсины: B. sorokiniana продуцируют гельминтоспорол, гельминтоспорал, вик-токсин, цитокинин, виды рода Fusarium - изомартицин, зеараленон, диацетоксисцирпенол, ниваленол и др. По характеру взаимоотношений с растениями виды родов Fusarium и Bipolaris относятся к факультативным паразитам. В настоящей работе был изучен видовой состав грибов, вызывающих корневые гнили и пятнистости листьев культурных злаков в различных районах Республики Мордовия, а также патогенные свойства у ряда штаммов широко распространенных и редко встречающихся видов рода Fusarium. Материалом для исследований служили образцы растений яровой пшеницы ( Triticum L.), ячменя ( Hordeum L.) и овса ( Avena L.), которые в стадии колошения имели признаки поражения. Участки зараженной ткани (листья, корни) разрезали на фрагменты, стерилизовали и в асептических условиях раскладывали на поверхность 2 % картофельно-глюкозного агара в чашках Петри. По мере роста кусочки мицелия пересевали на новую питательную среду. В результате последовательных 2-3-кратных отсевов выделяли чистые культуры, которые просматривали под микроскопом. Для оценки однородности морфолого-культуральных признаков штаммов проводили рассев не менее чем 20 моноконидиальных культур гриба, которые получали методом высева серийных разведений суспензий спор. Патогенные и фитотоксичные свойства штаммов изучали при помощи биопробы на семенах пшеницы сорта Мироновская 808, восприимчивого ко всем видам возбудителей корневой гнили. В результате микологических исследований в чистую культуру были выделены 457 изолятов патогенных и сапрофитных грибов разных видов. Четкую специализацию видов в отношении разных культур зерновых не отмечали. В микологических пробах с корней пшеницы, ячменя и овса с наибольшей частотой встречались виды грибов из родов Fusarium ( F. heterosporum, F. sporotrichioides, F. oxysporum ) и Bipolaris ( В. sorokiniana ). Виды F. redolens, F. verticillioides, F. tricinctum обнаруживали с меньшей частотой. Наряду с патогенными видами грибов в чистую культуру было выделено большое количество изолятов, относящихся к сопутствующей микофлоре. Это сапрофитные виды Alternaria alternatа, Mortierella elongatа var. elongatа, Papulaspora appendicularis, Clonostachys rosea f. catenulatа, Acremonium strictum, Trichoderma hamatum и др. В результате моноспоровых отборов были получены 24 штамма грибов из родов Fusarium и Bipolaris, характеризующиеся стабильными морфолого-культуральными признаками. Для видов рода Fusarium ( F. heterosporum, F. sporotrichioides, F. oxysporum ) и Bipolaris установлен широкий круг хозяев. Характер проявления патогенных и фитотоксичных свойств у штаммов распространенных видов оказался неоднозначным, что свидетельствует об их сильной внутривидовой изменчивости по изучаемым признакам. Штаммы редко встречающихся видов грибов были токсичными для проростков тест-культуры, но оказались непатогенными, что объясняет их незначительную представленность в микобиоте корневых гнилей. Штаммы В. sorokiniana обладали высокой патогенностью и токсичностью для тест-растений.
Бесплатно
Видовой состав грибов рода Fusarium link на культуре чеснока в условиях Московской области
Статья научная
Производство чеснока ( Allium sativum L.) сдерживается отсутствием семенного размножения и высокой чувствительностью к фитопатогенным организмам грибной, бактериальной, вирусной и нематодной природы. В настоящее время наиболее вредоносным заболеванием на этой культуре считается фузариозная сухая гниль, вызываемая почвенными грибами рода Fusarium . В представленной работе впервые проведена количественная оценка соотношения основных возбудителей фузариозной сухой гнили, поражающих чеснок на территории Московской области с использованием мультидисциплинарного подхода. Показаны процентные отношения встречаемости ключевых патогенов, выявлена высокая вредоносность и доминирующее положение в комплексе возбудителей сухой гнили вида F. proliferatum . Целью работы было исследование видового состава фитопатогенных грибов рода Fusarium на культуре чеснока в условиях Московской области. Исследования были проведены на чесноке озимом сорта Гладиатор (Всероссийский НИИ овощеводства - филиал ФГБНУ Федеральный научный центр овощеводства, Московская обл., Раменский р-н). В период с 2019 по 2021 год отобрали 1108 луковиц, которые разделили на группы, характеризующиеся одинаковыми симптомами поражения луковиц и зубков. Для выделения патогенов из каждого образца отбирали по 200 зубков, которые поверхностно стерилизовали по принятым методикам. После стерилизации соскобы с зараженных тканей зубков помещали в стерильные чашки Петри и инкубировали на среде Чапека при 25 °C в течение 12 сут. Колонии патогенов подвергали последовательному пересеву до получения моноспоровой культуры. После этого изоляты были классифицированы с использованием таксономических ключей. Кроме того, вычисляли частоту встречаемости патогенов. Для подтверждения таксономической идентификации изолятов проводили молекулярно-генетический анализ маркерных последовательностей генов TEF1a (ген фактора элонгации трансляции 1 альфа) (~ 550 п.о.) и MCM7 (ген, кодирующий белок поддержания минихромосом 7) (~ 650 п.о.). Также был выполнен анализ ДНК изолятов с помощью количественной ПЦР с праймерами, специфичными к F. proliferatum . Для анализа расшифрованных нуклеотидных последовательностей генов TEF1a и МСМ7 использовали алгоритм BLAST на сайте NCBI (https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi). Из 1108 пораженных луковиц чеснока были выделены представители 7 родов грибов: Fusarium , Penicillium , Botrytis , Embellisia , Aspergillus , Alternaria , Sclerotium с разной степенью встречаемости. Среди перечисленных патогенов представители рода Fusarium оказались самыми распространенными с частотой встречаемости более 44 %. В пределах рода Fusarium были идентифицированы 6 видов: F. proliferatum , F. oxysporum , F. poae , F. verticilloides , F. culmorum и F. acuminatum , из которых F. proliferatum оказался доминирующим (61,4-75,6 %). Секвенирование ДНК-маркеров подтвердило принадлежность ряда изолятов к виду F. proliferatum. Соответствие с депонированными в базе данных NCBI последовательностями составило 99-100 % для TEF1a (номера референсных последовательностей MN158137, KP267240, MN012923, KT224299) и 98-99 % для MCM7 (номера референсных последовательностей XM031230017, XM031176796, XM31230017). Эти результаты были подтверждены с помощью анализа количественной ПЦР со специфичными праймерами. Полученные результаты дополняют имеющиеся данные по распространенности и динамике изменений видового состава грибов рода Fusarium в Московской области, а также имеют прикладное значение, давая возможность разрабатывать более эффективные способы профилактики и борьбы с фузариозными заболеваниями чеснока.
Бесплатно
Статья научная
Энтомоакарифаги считаются одними из наиболее значимых регуляторов численности вредителей сельскохозяйственных культур. Так, для борьбы с колорадским жуком ( Leptinotarsa decemlineata Say), супердоминантным видом, повреждающим наземную часть картофеля, в ряде европейских стран были интродуцированы хищные клопы подсемейства Asopina e - Perillus bioculatus Fabr., Podisus maculiventris Say, Oplomus nigripennis var. pulcher Dull. и паразитические мухи Doryphorophaga. В настоящей работе был изучен видовой состав энтомофауны ценоза картофеля ( Solanum tuberosum L.), а также динамика численности популяций вредных и полезных видов в зависимости от абиотических и биотических факторов среды. Наблюдения проводились на посадках картофеля в 2009-2014 годах в Крымском, Славянском, Красноармейском, Динском и Северском районах Краснодарского края. За период исследования было обнаружено 35 видов, относящихся к 16 семействам 7 отрядов насекомых. Выявлено 6 видов тлей ( Homoptera, Aphididae ): крушинная ( Aphis nasturtii Kalt.), обыкновенная картофельная ( Aulacorthum solani Kalt.), персиковая ( Myzodes persicae Sulz.), свекловичная, или бобовая ( Aphis fabae Scop.), большая картофельная ( Macrosiphum euphorbiae Thom.), бахчевая, или хлопковая тля ( Aphis gossypii Glov.). Из 6 видов божьих коровок наиболее часто встречались семиточечная ( Coccinella septempunctata L.), 14-точечная ( Propylea quatuordecimpunctata L.) божьи коровки и хармония ( Harmonia axyridis Pallas). Наиболее представительными из отряда Hemiptera были хищные клопы сем. Pentatomidae. Установлен феномен акклиматизации хищного клопа периллюса Perillus bioculatus Fabr. на юге России, который представляет большой интерес для биологического контроля колорадского жука. Выявлена синхронность выхода перезимовавших стадий колорадского жука и его энтомофагов - Perillus bioculatus Fabr., Zicrona caerulea L. и других хищных азопин. Однако в начале вегетации природная популяция периллюса из-за низкой численности не всегда может сдерживать вредителя, для чего проводился выпуск лабораторной популяции периллюса совместно с подизусом, которые в дальнейшем в течение вегетации контролировали численность колорадского жука. Подизус развивался на картофеле и по достижении имагинальной стадии не покиндал стацию, а продолжал питаться колорадским жуком и откладывать яйца. Благодаря наличию оптимального корма (яйца колорадского жука) численность периллюса возросла до 0,6 экз/куст, а число яйцекладок колорадского жука сократилось до 0. Также была изучена чувствительность энтомофагов вредителей пасленовых культур к химическим и биологическим препаратам. Выявлена несовместимость энтомофагов периллюса и подизуса с химическими инсектицидами, в то время как применение биологических препаратов (битоксибациллин и фитоверм) могут быть совместимы с хищными клопами. Таким образом, начиная с 2008 года, когда был установлен феномен акклиматизации клопа P. bioculatus в Краснодарском крае, он сумел хорошо адаптироваться к этим условиям обитания, используя новые источники питания, высокую хищническую и миграционную способность. Изучение природных резерватов хищного клопа периллюса открывает перспективы управления численностью L. deсemlineata на территории Краснодарского края и Юга России.
Бесплатно
Статья научная
Проблема обеспечения безопасности грубых кормов, ежегодно в больших масштабах пополняющих базу российского кормопроизводства, вызывает обеспокоенность специалистов в связи со множественной сочетанной контаминацией микотоксинами и обширным распространением токсигенных грибов. Недавно установлено, что в этих кормах доминирующая роль среди фузариевых грибов принадлежит F. sporotrichioides, продукты метаболизма которого (Т-2 токсин и диацетоксисцирпенол) способны вызывать острые отравления животных. Цель настоящей работы, которая стала следующим этапом в изучении основных токсинообразующих микромицетов из грубых кормов, - выяснение видового состава, встречаемости и продуцирующей способности грибов рода Aspergillus в экспериментальных условиях, обеспечивающих наиболее полную реализацию их потенциала. Объектами микологического анализа были 258 средних образцов от производственных партий сена и соломы, заготовленных в животноводческих хозяйствах Брянской (2011 год) и Московской (2013 год) областей. Изоляты с установленной видовой принадлежностью культивировали на агаре Чапека-Докса (ЧДА), сусловом агаре (СА) и увлажненном зерне риса (ЗР) в течение 7 сут при 23 °С. Содержание стеригматоцистина (СТЕ), эмодина (ЭМО), афлатоксина В1 (АВ1), охратоксина А (ОА), микофеноловой кислоты (МФК), циклопиазоновой кислоты (ЦПК), эргоалкалоидов (ЭА), дезоксиниваленола (ДОН) и фумонизинов (ФУМ) в экстрактах мицелиально-споровой биомассы определяли методом иммуноферментного анализа с помощью аттестованных тест-систем. Для оценки токсинообразования использовали 32 изолята 12 видов грибов рода Aspergillus из сена и соломы, а также 27 изолятов A. flavus Link, A. pseudoglaucus Blochwitz, A. repens de Bary, выделенных ранее из зерновых кормов. Грибы рода Aspergillus встречались в образцах с частотой 62,0 % и интенсивностью инфицирования 1,7-100 %. Полученные изоляты относились к 15 видам, входящим в 10 таксономических групп с наибольшим видовым разнообразием в группе A. glaucus (4 вида). По распространенности лидировали виды A. flavus и A. niger van Tieghem (более 50,0 % пораженных проб), далее следовали A. versicolor (Vuill.) Tiraboschi, A. pseudoglaucus, A. amstelodami (Mangin) Thom & Church, A. ochraceus Wilhelm и A. wentii Vehmer (10,6-18,8 %), A. nidulans Eidam (6,3 %), остальные 7 видов - A. candidus Link, A. tamarii Kita, A. sydowii (Bain. & Sart.) Thom & Church, A. fumigatus Fresenius, A. repens, A. terreus Thom, A. chevalieri (Mangin) Thom & Church встречались реже (
Бесплатно
Видовой спектр микробиоты молока у здоровых коров и животных с маститом имеет различия
Статья научная
Мастит остается наиболее распространенным заболеванием коров как в России, так и в других странах с интенсивным молочным производством, несмотря на различные программы по профилактике и борьбе с инфекциями в животноводстве. Многочисленные исследования показали, что острая форма мастита встречается у 10-25 % животных, частота субклинической формы достигает 50 %. Этиология мастита чрезвычайно разнообразна: патогенные и условно-патогенные возбудители могут быть представлены индигенной микробиотой, но, как правило, бактерии попадают в сосковый канал молочной железы при ее экзогенном инфицировании. Методологии и результаты исследования микробного спектра молока здоровых и больных животных варьируются в результатах разных исследовательских групп. В представленной работе бактериологическим методом оценена обсемененность молока здоровых коров и коров с маститом, определены доминантные возбудители мастита и их некоторые биологические свойства, а в рамках отдельной задачи проведен анализ микробного разнообразия методом газовой хроматографии-масс-спектрометрии (ГХ-МС). Здоровых коров и животных с маститом (с клинической формой заболевания) отбирали в крупном агропромышленном комплексе (Пермский край), специализирующемся на разведении молочного крупного рогатого скота и производстве сырого молока. Все животные голштинской породы (n = 45, привязное содержание), возраст 2-5 лет, физиологический статус: период сухостоя, I, II и III фазы лактации. Бактериальная обсемененность исследованных проб, полученных от коров с маститом и здоровых животных, составила 100 %. Наиболее распространенными, как в монокультуре, так и в составе ассоциаций в обеих группах были бактерии рода Staphylococcus и Escherichia coli. Эшерихии достоверно (р 0.05). В то же время анализ микробного разнообразия с помощью многомерного неметрического шкалирования показал, что в пробах от здоровых животных видовой состав микроорганизмов существенно варьировался, в то время как микробиота молока у коров с проявлениями мастита имела сходство. Кроме того, степень микробного разнообразия молока среди здоровых животных снижалась в более поздние фазы лактации. Определенные бактериологическим методом доминантные возбудители мастита - Е. coli и представители рода Staphylococcus также детектировали методом ГХ-МС, но их доли в общем спектре микроорганизмов были незначительными: у животных с маститом в период сухостоя представленность эшерихий и стафилококков не превышала соответственно 0,16 и 2,50 %, у лактирующих коров с маститом - 0,35 и 2,05 %. Учитывая многочисленные функции микроорганизмов в биотопе, а также возможное участие представителей индигенной микробиоты в патогенезе маститов, полагаем, что на предприятиях молочного животноводства может применяться метод ГС-МС, позволяющий учитывать полный микробный профиль секрета вымени как признак, характеризующий здоровье животных. Таким образом, при проведении комплексных эпизоотических исследованиях в животноводческих хозяйствах и текущем микробиологическом мониторинге целесообразно использовать бактериологический метод, тогда как метод ГХ-МС может быть применен для оценки качества продукции и углубленных исследований прогностического характера.
Бесплатно
Статья обзорная
Описаны виды вики, произрастающие на территории России, которые перспективны для широкого использования в качестве сенокосных и пастбищных растений, а также селекционного улучшения и введения в культуру. Рассмотрены районы распространения, биологические и агрономические характеристики 23 видов. Приведены примеры удачного доместицирования ряда видов рода Vicia за рубежом.
Бесплатно
Статья научная
Сафлор (Carthamus tinctorius L.) - масличная культура, известная как одна из старейших выращиваемых в полузасушливых регионах. В этой работе 100 образцов сафлора исследованы в схеме альфа-решетки (10×10) с двумя повторениями в течение двух лет выращивания. Выполнены измерения морфологических, агрономических показателей, характеристик урожайности и воспроизводства урожая семян. Модель AT-biplot подобрана для выявления структуры взаимодействия признаков и объяснила 60 и 66 % наблюдаемых вариаций соответственно для 1-го и 2-го годов наблюдений. В 1-й год построен векторный девятиугольник, в котором образец 28 продемонстрировал преимущества по сравнению с другими образцами по высоте первой корзинки, урожайности семян и индексу урожая, причем восьмиугольник, сформированный по данным 2-го года, также выявил преимущества образца 28 по высоте растения, высоте первой корзинки, урожайности семян и индексу урожая. Графы с векторами признаков позволили обнаружить положительные связи между урожайностью семян и индексом урожая в оба года. Графы с обозначением идеального генотипа показали, что образцы 30, 33, 39, 45 и 93 из Ирана, образцы 72 и 83 из Канады, образец 58 из США и образец 28 неизвестного происхождения выделяются как лучшие идеальные образцы. Высота растения и диаметр стебля были более желательными признаками и имели самый высокий репрезентативный и дискриминантый потенциал для скрининга образцов сафлора. Что касается результатов обоих лет, можно сделать вывод, что образцы 7 (из Ирана), 28 (неизвестное происхождение) и 33 (из Ирана) имели хороший потенциал по урожайности семян в течение двух лет, поэтому они являются хорошими кандидатами для дальнейшего анализа и получения сортов для полузасушливых регионов.
Бесплатно
Вирулентность популяции возбудителя карликовой ржавчины ячменя на Северном Кавказе в 2014-2017 годах
Статья научная
Карликовая ржавчина (возбудитель Puccinia hordei Otth.) - вредоносное заболевание ячменя. При сильном поражении потери урожая могут составлять от 20 до 80 %. Популяционные исследования патогена активно ведутся в странах, для которых защита от болезни особенно актуальна (Австралия, Новая Зеландия, США, страны Европы, Северной Африки). В настоящей работе мы изучили структуру северокавказской популяции возбудителя карликовой ржавчины ячменя ( Puccinia hordei ) по вирулентности, использовав 17 сортов-дифференциаторов и линий из международного и австралийского наборов, содержащих известные гены устойчивости к патогену. Материалом для исследований служили листья озимого ячменя ( Hordeum vulgare L.) различных сортов, пораженные P. hordei и собранные на территории Северного Кавказа в период маршрутных обследований в 2014-2017 годах. Всего было выделено и проанализировано 208 монопустульных изолятов гриба. Растения ячменя, исползованные для тестирования изолятов, выращивали методом гидропоники с питательным раствором Кнопа...
Бесплатно
Вирус деформации крыла у Apis mellifera L.: распространение, морфология, патогенность
Статья обзорная
Хотя вирусные инфекции не вошли в число самых опасных заболеваний пчел, ущерб от них может быть значительным. Большинство вирусных инфекций - бессимптомные (N.J. Dimmock с соавт., 1987; A.C.F. Hung с соавт., 1996), но в определенных условиях вирусы способны быстро реплицироваться и приводить к появлению видимых признаков заболевания, к гибели пчел (R. Singh с соавт., 2010). В пчелиных семьях одновременно могут циркулировать несколько вирусов. С вирусами острого паралича (acute bee paralysis virus - ABPV) и деформации крыла (deformed wing virus - DWV) в Европе, кашмирским вирусом (Kashmir bee virus - KBV), израильским вирусом острого паралича (Israeli acute bee paralysis virus - IABPV) и вирусом деформации крыла в США связывают коллапс пчелиных семей. В статье представлены обобщенные данные об одном из самых распространенных вирусов пчелы медоносной Apis mellifera L. - вирусе деформации крыла (ВДК, DWV) (D. Tentcheva с соавт., 2004; O. Berényi с соавт., 2006; Nielsen S.L. с соавт., 2008; Ryba с соавт., 2012). Исследования подтверждают распространенность ВДК в европейских странах. В Австрии и Франции при обследовании пасек он найден соответственно в 91 и 97 % случаев; реже встречаются вирус острого паралича (ABPV, 68 и 58 %), вирус мешотчатого расплода (SBV, 49 и 86 %), вирус черных маточников (BQCV, 30 и 86 %), вирус хронического паралича (CBРV, 10 и 28 %) (D. Tentcheva с соавт., 2004; O. Berényi с соавт., 2006). В Дании ВДК инфицированы 57 % пасек, в Чехии 31 % отобранных пчел заражены вирусом деформации крыла. Превалирование ВДК отмечено во всех исследованных регионах России (A.Е. Калашников с соавт., 2012). В Московской области обнаружены только DWV и SBV. Вирус деформации крыла найден у Apis florea и A. dorsata (X. Zhang c соавт., 2012). Свободная диссеминация вируса отмечена среди некоторых членистоногих, не относящихся к роду Apis ( Bombus terrestris, B. pascuorum, B. huntii Greene) (E. Genersch с соавт., 2005; J. Li с соавт., 2011; A.L. Levitt с соавт., 2013). ВДК - РНК-вирус с моноцистронной организацией генома, принадлежит к роду Iflavirus (семейство Iflaviridae, отряд Picornavirales ) (G. Lanzi c соавт., 2006). Подтверждена его эволюционная близость с какуго вирусом (T. Fujiyuki с соавт., 2004; A. Rortais с соавт., 2006). Идентичность нуклеотидных последовательностей генома ВДК из разных географических районов составляет 98-99 % (O. Berènyi с соавт., 2007). Структурные белки VP1-3 соответствуют структурным белкам пикорнавирусов, низкомолекулярный белок VP4 не обнаружен (G. Lanzi с соавт., 2006). Основными мишенями ВДК служат репродуктивные органы и пищеварительный тракт (Y.P. Chen с соавт., 2006; J. Fievet с соавт., 2006). Вирусную РНК также находят в крыльях, голове, грудном отделе, гемолимфе, жировом теле (J. Fievet с соавт., 2006; H.F. Boncristiani с соавт., 2009). Выявляется на всех стадиях развития пчелы (Y.P. Chen с соавт., 2005). Расплод и взрослые особи с клиническими проявлениями заболевания погибают (L. Bailey, B.V. Ball, 1991; J.R. De Miranda, E. Genersh, 2010). Наиболее чувствительны рабочие пчелы. Зараженные пчелиные семьи ослаблены, характеризуются пониженной численностью и подвержены внезапному коллапсу (G. Lanzi с соавт., 2006; R.M. Johnson с соавт., 2009). Пик заболеваемости отмечают осенью. Кроме векторной передачи, возможна горизонтальная пероральная и вертикальная трансовариальная трансмиссия вируса (C. Yue с соавт., 2005; C. Yue с соавт., 2007). ВДК может вызывать латентную форму инфекции без видимых симптомов заболевания с длительным сохранением возбудителя в организме хозяина и вертикальной вирусной трансмиссией или субклиническую, менее продолжительную форму с высоким уровнем вирусной репликации и более патогенной горизонтальной трансмиссией. Для клинической вспышки инфекции и последующего коллапса пчелиной семьи необходим пусковой механизм, такой как иммуносупрессия, обусловленная клещами Varroa destructor, или наличие V. destructor как биологического переносчика. Пасеки, пораженные V. destructor, часто заражены вирусом деформации крыла.
Бесплатно
Статья научная
Нодулярный дерматит крупного рогатого скота - экономически значимое трансмиссивное инфекционное заболевание с летальностью от 4 до 95 %. Чистопородные животные более восприимчивы к этой инфекции, наиболее тяжело болезнь протекает у молодняка, недостаточно упитанных особей, лактирующих коров. В России заболевание регистрируют с 2015 года. Для искоренения этой инфекции необходимо изучение всех звеньев эпизоотического процесса. Работ по исследованию патогенности вируса нодулярного дерматита для мелкого рогатого скота и диких жвачных животных в настоящее время крайне недостаточно для оценки роли таких животных в передаче вируса. Мы впервые оценили патогенность российского полевого изолята вируса нодулярного дерматита, выделенного от КРС на территории Республики Северная Осетия-Алания в 2015 году, для овец. Возбудитель идентифицировали секвенированием гена GPCR. В эксперименте с 1,5-месячными ягнятами ( n = 4) внутривенное и внутрикожное заражение суспензией биоптатов от больных коров вызывало образование узелков на коже в местах введения вируса. Нодулы имели доброкачественный характер, через 2 нед после их появления происходило образование струпьев, которые затем отделялись от кожи, оставляя небольшие шрамы. Геном вируса нодулярного дерматита выявляли методом ПЦР в режиме реального времени в пробах крови в период с 9-х по 17-е сут, в смывах с ротовой полости - с 2-х по 27-е сут после экспериментального заражения. Длительность виремии у ягнят составляла от 3 до 8 сут. Присутствие в крови ягнят инфекционного вируса нодулярного дерматита было также доказано его выделением в перевиваемой культуре клеток почки овцы. Клинические проявления у ягнят соответствовали 2 баллам по шкале оценки тяжести от 0 (отсутствие видимых реакций) до 10 баллов (тяжелая генерализация, требующая убоя). После эвтаназии для исследования на наличие вирусного генома отбирали пробы печени, подколенного лимфатического узла, легких и селезенки. Геном вируса был обнаружен только в ткани легкого и лимфоузлов. Таким образом, проведенные исследования подтвердили имеющиеся в литературе данные о патогенности вируса нодулярного дерматита для овец при экспериментальном заражении. Овцы потенциально могут участвовать в эпизоотическом процессе нодулярного дерматита, являясь источником вируса, передающегося трансмиссивным путем.
Бесплатно
Вирусы злаковых культур и их переносчики на юге российского Дальнего Востока (обзор)
Статья обзорная
В обзоре представлены данные по современному таксономическому статусу и экологии 10 вирусов, поражающих злаковые ( Poaceae ) на территории южной части российского Дальнего Востока. Barley stripe mosaic virus (BSMV, вирус штриховатой мозаики ячменя) ( Virgaviridae , Hordeivirus ) наиболее распространен и поражает около трети посевов (за исключением овса, который заражен BSMV незначительно). Хлоротичная полосатость кукурузы, которая встречается в Приморье, тоже этиологически связана с BSMV. В отличие от европейской части России, на юге российского Дальнего Востока Brome mosaic virus (BMV, вирус мозаики костреца безостого) ( Bromoviridae , Bromovirus ) представлен среди культурных злаков незначительно, поскольку здесь отсутствуют его массовые переносчики из многолетних растений-резерваторов. На юге российского Дальнего Востока Poa semilatent virus (PSLV, полулатентный вирус мятлика) ( Virgaviridae , Hordeivirus ) был изолирован из пшеницы ( Triticum spp.), болотного ( Poa palustris ) и лугового ( P. pratensis ) мятлика. Переносчики для этого вируса до сих пор не установлены. Эпицентр штаммового разнообразия Northern cereal mosaic virus (NCMV, вирус северной мозаики злаков) ( Mononegavirales : Rhabdoviridae , Cytorhabdovirus ) на юге российского Дальнего Востока находится в Амурской области, в Приморском и Хабаровском краях этот вирус встречается гораздо реже. Латентно инфицированные многолетние дикие злаки служат природным резервуаром NCMV, который эффективно распространяется темной цикадкой ( Laodelphax striatella ). В организме цикадок NCMV способен реплицироваться, он также сохраняется в личинках при перезимовке. Russian oat mosaic virus (ROMV, вирус русской мозаики овса) ( Bunyavirales : Phenuiviridae , Tenuivirus ) поражает широкий круг злаковых растений и известен под несколькими синонимичными названиями. Нельзя исключать, что по крайней мере некоторые варианты этого вируса представляют собой смесь с фитоплазмами. В Приморском крае этот вирус в большинстве случаев встречается совместно с NCMV и тоже переносится темной цикадкой. Основные переносчики Rice stripe virus (RSV, вирус штриховатости риса) ( Phenuiviridae , Tenuivirus ) на юге российского Дальнего Востока - темная и бурая рисовая ( Nilaparvata lugens ) цикадки, а также рисовая пьявица ( Oulema oryzae ). Рисовая пьявица является механическим переносчиком Rice spotted mosaic virus (RSMV, вирус крапчатой мозаики риса). Дальневосточные виды тлей ( Hemiptera : Aphidoidea ) переносят Maize dwarf mosaic virus (MDMV, вирус карликовой мозаики кукурузы) ( Potyviridae , Potyvirus ) и Barley yellow dwarf virus (BYDV, вирус желтой карликовости ячменя) ( Luteoviridae , Luteovirus ). На рисовых полях Приморья выявлено 44 вида тлей, среди которых доминируют сорговая ( Rho-palosiphum maidis ), черемуховая ( Rh. padi ), большая злаковая ( Sitobion avenae ) и обыкновенная злаковая ( Schizaphis graminum ) тли. В дальневосточных агроценозах обнаружены крупные очаги заболеваний, вызываемых Wheat streak mosaic virus (WSMV, вирус полосатой мозаики пшеницы) ( Potyviridae , Tritimovirus ), который может передаваться галловыми четырехногими клещами ( Trom-bidiformes : Eriophyoidea ). Паутинные клещи ( Trombidiformes : Tetranychidae ) предположительно выступают переносчиками BYDV, NCMV, MDMV и WSMV. Основу представленного обзора составляют данные многолетнего (с 1962 года) регулярного мониторинга вирусов злаковых культур, осуществляемого лабораторией вирусологии ФНЦ биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии ДВО РАН (г. Владивосток). Вирусные штаммы, изолированные в результате этого мониторинга, хранятся в Российской коллекции вирусов Восточной Азии (ФНЦ биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии ДВО РАН).
Бесплатно
Вискозиметрическое определение эндоглюканазной активности ферментных кормовых добавок
Статья научная
Многие зарубежные и российские компании производят большое число ферментных препаратов для кормопроизводства, в том числе имеющих эндо-β-глюканазную активность. Единых методов анализа активности этих препаратов нет, что создает трудности в оценке их качества. Целью предпринятого нами исследования была разработка унифицированной методики измерения. В результате впервые оптимизирована методика вискозиметрического определения действия фермента, основанная на оценке измерения относительной текучести субстрата с использованием капиллярного вискозиметра Оствальда. Приняты следующие условия проведения анализа: диаметр капилляра 0,73 мм; температура гидролиза 30 °С; растворитель - ацетатный буфер (рН 4,7), время анализа - 5, 10, 15 мин в соответствии с кинетикой ферментативной реакции; субстрат - β-глюкан в концентрации 0,4 %. Показано, что применение в качестве субстрата карбоксиметилцеллюлозы дает не сопоставимые с данными по β-глюкану результаты, которые характеризуют не β-глюканазную, а целлюлазную активность фермента, что не соответствует целям кормопроизводства. Единица измерения при использовании метода - количество фермента, которое в стандартных условиях гидролиза приводит к увеличению относительной текучести субстрата, равному 1 мин-1. Оценку показателей точности методики проводили по ГОСТ Р ИСО 5725-2002, для чего из коммерческого образца β-глюканазы («Sigma-Aldrich», США) с известной глюканазной активностью (стандарт) готовили 5 аттестованных образцов с разной активностью. За активность стандарта принимали величину, заявленную фирмой-производителем, с эквивалентом по глюкозе (соответствующую количеству фермента, которое действует на b-глюкан с высвобождением 1 мкмоль восстанавливающих сахаров в пересчете на глюкозу), приведенную к 1 г препарата (ед. ГлА). Анализ аттестованных образцов проводили в условиях внутрилабораторной прецизионности с тремя изменяющимися факторами: оператор, матрица, набор реактивов. В качестве матриц использовали минеральные наполнители - карбонат кальция и цеолит. Для оценки показателей точности методики результаты измерения вязкости аттестованных образцов пересчитывали по калибровочным кривым в единицах ГлА. Расширенная неопределенность результатов методики вискозиметрического определения эндо-β-глюканазной активности находится в пределах от 10 до 22 % при коэффициенте охвата k = 2.
Бесплатно
Включение экстракта Quercus cortex в рацион бройлеров изменяет их убойные показатели и биохимический
Статья научная
Одна из мировых тенденций в практике кормления сельскохозяйственных животных и птицы - возрастающий интерес к перспективам использования растительных экстрактов, содержащих полифенольные вещества. Недавние исследования свидетельствуют о способности этих соединений стимулировать рост у разных видов, снижать риски заболеваний и изменять потребительские свойства получаемых продуктов. В нашем эксперименте показано, что экстракт Quercus cortex на фоне энзимосодержащего рациона улучшает убойные характеристики птицы, изменяет структуру микробиома кишечника и такие показатели качества мясного сырья, как профили жирных кислот, макро- и микроэлементов. Для эксперимента отобрали 7-суточных цыплят-брой-леров (кросс Смена 8), которых методом аналогов разделили на 4 группы (по n = 30). Контрольная группа получала основной рацион, птица из I и II опытных групп - дополнительно экстракт Quercus cortex (2,5 мл/кг живой массы), из II и III - ферментный препарат, содержащий глюкоамилазу и сопутствующие целлюлозолитические ферменты (5 г/10 кг корма)...
Бесплатно
