Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1689
Статья научная
Нанополимерные препараты на основе хитозана, полученные из отходов куколок тутового шелкопряда ( Bombyx mori Linnaeus, 1758), - естественный биологически активный материал, обладающий фунгицидными и бактерицидными свойствами. Такие препараты целесообразно использовать для предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур. В настоящей работе впервые выявлено, что при обработке семян хлопчатника сорта Андижан 36 препаратами из нанополимеров куколок тутового шелкопряда, содержащих ионы меди и серебра, ускоряются процессы роста и развития проростков, а также увеличивается урожайность хлопчатника. Цель работы - оценить действие биологически активных нанополимерных комплексов на основе хитозана и его производных на морфофизиологические и посевные показатели семян, хозяйственно ценные качества хлопка-сырца и урожайность хлопчатника. Исследования проводили в лабораторных и полевых условиях в 2018-2020 годах в НИИ селекции, семеноводства и агротехнологии выращивания хлопка (НИИССАВХ). В опытах использовали нанополимерные препараты ПМК (полимер метал-локомплекс) Cu2+:Ag 7:3, ПМК Cu2+:Ag 8:2, Нанохитозан (НаноХЗ, 0,5 %, 90 кДа), Наноас-корбатхитазан (НаноАХЗ, 0,5 %, соотношение хитозана и аскорбиновой кислоты 4:1) и полимерные препараты Хитозан исходный 0,5 %, Купримхит 0,5 %, Аскорбатхитозан (АХЗ). Препараты УЗХИТАН (Институт химии и физики полимеров АН РУз, Узбекистан) и Далброн («Dalston associated SA», Панама) служили эталонами; контроль - семена без обработки. Использовали семена хлопчатника ( Gossypium hirsutum L.) сорта Андижан 36. Семян замачивали в препаратах (норма расхода из расчета 20 л/т семян) минимум за 3-4 сут до посева. В каждом варианте опыта было обработано по 6 кг семян хлопчатника. В лабораторном опыте семена проращивали в песке при температуре 25 °С и влажности воздуха 60-65 %. Энергию прорастания определяли на 4-е сут, всхожесть - на 12-е сут. Длину надземной и подземной частей проростков измеряли на 3-и, 5-е, 7-е, 9-е и 10-е сут. Полевые опыты проводили в экспериментальном хозяйстве НИИССАВХ (Ташкентская обл., Кибрайский р-н, пос. Салар). На посевах учитывали появление всходов, определяли полевую всхожесть, а также с 1 июня по 1 сентября вели фенологические наблюдения за ростом и развитием растений. Для оценки хозяйственно ценных признаков хлопка-сырца (выход волокна, масса одной коробочки, длина волокна) перед началом сбора урожая отбирали пробные образцы. Учет урожайности проводили 15 сентября, 1 октября, 15 октября и 1 ноября. В лабораторных опытах наилучшую всхожесть имели семена, обработанные ПМК Cu2+:Ag 8:2 (96,0 %), НаноАХЗ 0,5 %, 4:1 (96,0 %), ПМК Cu2+:Ag 7:3 (97,0 %), что было выше показателей в контроле на 4,0-5,0 % и при использовании эталона Далброн - на 2,0-3,0 %. При проведении промеров во все сроки длина надземной части проростков в варианте с НаноАХЗ оказалась на 0,6-4,6 мм больше, чем в варианте с АХЗ, длина подземной части - на 0,1-2,1 мм больше. При сравнении НаноХЗ с Хитозаном различия составляли соответственно 0,3-2,1 мм и 0,8-2,3 мм; при сравнении ПМК Cu2+:Ag 8:2 и Купрумхита - 0,3-4,1 мм и 0,1-2,7 мм. По всем промерам на 3-и, 5-е, 7-е, 9-е и 10-е сут растения из семян, обработанных нанополимерными препаратами, превосходили варианты, где были использованы полимерные препараты. ПМК Cu2+:Ag 8:2, НаноАХЗ и НаноХЗ оказывали более эффективное воздействие на всхожесть и длину надземной и подземной частей проростков, чем их полимерные аналоги. В полевых опытах наилучшие показатели по росту и развитию были зафиксированы при обработке ПМК Cu2+:Ag 8:2, ПМК Cu2+:Ag 7:3 и НаноАХЗ 0,5 %: высота растений на 1 сентября превышала контроль на 7,4; 8,0; 7,7 см, число симподиальных ветвей - на 1,5; 1,2; 0,6 шт., число коробочек - на 2,4; 1,8; 2,5 шт. Также растения из семян, обработанных нанопрепаратами ПМК Cu2+:Ag 8:2 и ПМК Cu2+:Ag 7:3, превосходили по урожайности контрольный вариант соответственно на 4,0 и 3,7 ц/га, а эталон Далброн - на 3,3 и 3,0 ц/га. При этом тенденция к более высокой урожайности наблюдалась с первого учета урожая. Следовательно, для капсулирования семян хлопчатника можно использовать нанопо-лимерные препараты ПМК Сu2+:Ag 7:3, ПМК Сu2+:Ag 8:2.
Бесплатно
Статья научная
Известно, что низкие положительные температуры не позволяют длительно сохранять семена без ухудшения их качества и уменьшения жизнеспособности вследствие биохимических процессов старения и появления хромосомных аберраций. В качестве эффективного способа хранения в практике широко используют охлаждение до околонулевых отрицательных температур (от -6 до -8 °С). Мы оценили всхожесть семян, а также ряд показателей, характеризующих состояние клеток в тканях полученных из них проростков (митотический индекс, хромосомные аберрации, активность пероксидазы и супероксиддисмутазы, содержание низкомолекулярных антиоксидантов, включение 14С-лейцина и 3Н-тимидина), у сортов гороха ( Pisum sativum L.) VIT, Чифлик 5 (Болгария), Cartess Ckipper (Великобритания), Zuckerbsen Ambrosea (Германия) после долговременного (от 12 лет до 31 года) хранения в разных семенных банках России (в средней полосе, на юге и на Урале) и в условиях вечной мерзлоты в подземной лаборатории Института мерзлотоведения СО РАН (г. Якутск). Установлено, что при долговременном хранении (от 26 до 27 лет) в условиях многолетнемерзлых грунтов всхожесть семян сортов VIT и Чифлик 5 составила 100 %, а небольшое число аномальных митозов (до 4 %) в меристематических клетках корешков проростков и повышенная активность антиоксидантных систем в клетках тканей проростков свидетельствовали о наилучшей сохранности и неизменности генетической конституции семенного материала по сравнению с образцами, хранившимися в течение 12-13 лет (всхожесть 50 %) в других условиях. Лишь при 11-летнем хранении семян сорта Cartess Ckipper в г. Крымске показатель всхожести на 20 % превышал таковой у аналогичных семян, хранившихся 27 лет в г. Якутске. Влияние 12-летнего хранения семян сорта Zuckerbsen Ambrosea в г. Екатеринбурге оказалось сопоставимо с эффектом 26-летнего хранения в условиях вечной мерзлоты по показателю всхожести (60 %). Следует отметить, что хранение семян изучаемых сортов в течение 27-31 года в южном регионе и на Урале приводило к полной потере всхожести.
Бесплатно
Выдающийся биолог XX века Павел Александрович Генкель (к 100-летию со дня рождения)
Персоналии
Исполнилось 100 лет со дня рождения замечательного ученого и человека - члена-корреспондента Академии педагогических наук СССР, заслуженного деятеля науки РСФСР, доктора биологических наук, профессора Павла Александровича Генкеля.
Бесплатно
Выделение вируса болезни Шмалленберга у импортируемого скота на территории Российской Федерации
Статья научная
Болезнь, вызванная вирусом Шмалленберга (Schmallenberg virus), - это трансмиссивная арбовирусная инфекция, поражающая крупный рогатый скот (КРС), овец и коз всех возрастных групп, которая в случае массового распространения приводит к значительным экономическим потерям. На территории Российской Федерации специфические антитела против возбудителя болезни Шмалленберга (БШ) впервые выявлены в апреле 2013 и 2014 годов в Андреапольском и Конаковском районах Тверской области в рамках эпизоотического мониторинга при исследовании сыворотки крови от крупного рогатого скота. В октябре 2014 года в одном из хозяйств Новосокольнического района Псковской области в крови КРС обнаружены специфические антитела к БШ. Представляемая работа впервые обобщает результаты мониторинговых исследований по БШ в России с 2014 по 2016 год. Проведенный серологический мониторинг БШ показал большой процент серопозитивного местного скота в Калининградской, Псковской и Воронежской областях, в районах, граничащих со странами ЕС, а также среди скота, импортированного на территорию России из таких стран как Франция, Швеция, Дания, Польша, что указывает на необходимость дальнейшего сероконтроля. Впервые сообщается о выявлении в 2016 году ПЦР-позитивных животных, импортируемых из ЕС, и, что очень важно, об обнаружении в 2015 и 2016 годах сероконверсии к вирусу болезни Шмалленберга у КРС, рожденного и выращенного в Калининградской и Псковской областях Российской Федераци, которые граничат с неблагополучными по БШ странами ЕС. В каждой из областей сероконверсию наблюдали в 5 районах. Полученные данные свидетельствуют о возможном распространении вируса БШ на территории России. Выделение возбудителя БШ от импортного скота, ввезенного из Германии в Калининградскую область, в культуре клеток Vero и последующее секвенирование фрагмента гена из сегмента S показали, что этот вирус обладает 100 % гомологией с вирусом БШ, обнаруженным в странах Северной Европы в 2012 году.
Бесплатно
Статья научная
Эпизоотическая диарея свиней (ЭДС) характеризуется острым энтеритом и сильным поносом. Ее возбудитель относится к той же группе рода Сoronavirus семейства Сoronaviridae, что и вирусы трансмиссивного гастроэнтерита свиней (ТГС), коронавирус кошек, собак и человека 229Е. Начиная с 2005 года, на территории Российской Федерации регистрировали вспышки болезни, клинически схожей с трансмиссивным гастроэнтеритом свиней (ТГС) и вызывающей массовый падеж подсосных поросят (в некоторых случаях до 80 %). При этом свиноматки в неблагополучных хозяйствах были привиты против ТГС. Целью нашей работы было выделение в культуре клеток и идентификация инфекционного агента, ставшего причиной вспышек болезни с диарейным синдромом у свиней. Из патологического материала от больных поросят 3-5-суточного возраста выделен РНК-содержащий вирус, идентифицированный как вирус эпизоотической болезни свиней. Титр инфекционности вируса 5-го пассажа в культуре клеток Vero составлял 10 3,50 ТЦД 50/см 3. Выделенный вирус обозначили как изолят БС-08. К настоящему времени проведено 25 последовательных пассажей вируса в культуре клеток; срок проявления цитопатического действия составляет 24-48 ч, инфекционный титр — 10 4,75-10 5,50 ТЦД 50/см 3.
Бесплатно
Выделение и идентификация клубеньковых бактерий гуара Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub
Статья научная
Циамопсис четырехкрыльниковый, или гуар ( Cyamopsis tetragonoloba, сем. Fabaceae ), - однолетняя зернобобовая культура, перспективная для возделывания в России. Его плоды содержат значительное количество жирных масел и белков, зеленые бобы могут служить ценным пищевым продуктом, это древняя кормовая культура (в настоящее время используется гуаровая мука и немолотый гранулированный корм), но наиболее востребовано это растение как источник гуаровой камеди, которая представляет собой полисахарид, образованный галактозой и маннозой (галактоманнан) и содержится в эндосперме семян. Гуар в основном выращивают в Индии, однако из-за высокого спроса на камедь это растение пытаются культивировать в других районах с подходящим климатом: в США, Судане, Афганистане, Кении, Пакистане, Австралии, а также на юге России. Известно, что продуктивность бобовых культур зависит не только от климатических условий, но и от эффективности симбиоза с ризобиями, которая в том числе определяется азотфиксирующей активностью и конкурентоспособностью микросимбионтов, а также их комплементарностью к определенному сорту...
Бесплатно
Выделение и физико-химические свойства пектиновых полисахаридов из листьев амаранта
Статья научная
Наряду с традиционными химическими сырьевыми ресурсами (нефть, газ, уголь) все большее значение приобретает растительное сырье. Растения - возобновляемый ресурс, они служат практически единственным источником ценных природных соединений - полисахаридов, которые имеют широкое применение в различных областях науки и техники. Особое место среди них занимает пектин, который входит в состав структурных элементов клеточной ткани высших растений и выполняет функции связывающих и упрочняющих компонентов клеточной стенки, а также регулирует водный обмен. Самым доступным источником пектина служат овощные растения. В настоящей работе впервые показано влияние характера гидролизующего агента и воздействия ультразвуком с частотой 22 кГц на эффективность гидролиза-экстракции и выход пектина из растений Amaranthus tricolor L. сорта Валентина в сравнении с классическим методом. Нашей целью была разработка способов выделения пектиновых полисахаридов из растений A. tricolor сорта Валентина, характеристика их физико-химических свойств и структурных особенностей. В экспериментах использовали высушенные листья овощного амаранта сорта Валентина селекции Всероссийского НИИ селекции и семеноводства овощных культур. Для исследования сахаров в боковых звеньях пектиновых полимеров проводили частичный гидролиз. Навеску образца гидролизовали трифторуксусной кислотой (ТФК) при 120 °С в течение 1 ч, затем ТФК отгоняли под вакуумом. Для определения моносахаридного состава навеску образца пектина гидролизовали 2 н. серной кислотой при 110 °С в течение 5 ч. Гидролизат нейтрализовали гидроксидом бария, осадок отделяли фильтрованием. Фильтраты исследовали методом бумажной хроматографии в системе н - бутанол:уксусная кислота:вода (5:1:4), проявляя хроматограмму анилинофталатным реактивом. Количественное содержание сахаров определяли на жидкостном хроматографе Shimadzu 20-AD Prominence («Shimadzu Corporation», Япония) c рефрактометрическим детектором Shimadzu RID-10A. Инфракрасные спектры были сняты на приборе IRS-113 («Bruker», Германия) с разрешением 1 см-1 в диапазоне 400-4000 см-1 в таблетках KBr. Элементный состав определяли на элементном CHNSO-высокотемпературном анализаторе Euro EA 3028-HT-OM («EuroVector Instruments & Software», Италия). Все измерения методом атомно-силовой микроскопии (АСМ) осуществляли на сканирующем зондовом микроскопе Multi Mode V («Veeco Instruments, Inc.», США) в прерывисто-контактном режиме. Была проведена серия экспериментов по выделению амарантина из листьев амаранта посредством водной экстракции с последующим экстрагированием пектиновых веществ. В качестве гидролизующих агентов на стадии гидролиза-экстракции использовали щавелевую и лимонную кислоты. Оптимизировали температуру, pH, гидромодуль и продолжительность обработки. С целью интенсификации переработки сырья использовали обработку на ультразвуковом дезинтеграторе УЗДН-1 (Россия). Структурное изучение выделенных полисахаридов методом инфракрасной спектрометрии показало их соответствие пектиновым веществам. Методом тонкослойной хроматографии установили, что в составе выделенных полисахаридных фракций значительную долю составляли полимеры арабинозы и галактозы (арабинаны и галактаны либо арабиногалактаны), а также присутствовали следы рамнозы. Методом бумажной хроматографии были получены аналогичные результаты. Согласно данным высокоэффективной жидкостной хроматографии, в пектиновых фракциях содержались глюкоза, галактоза, рамноза, арабиноза и галактуроновая кислота. Выявлено низкое содержание галактуроновой кислоты в гидролизате, полученном под действием как Н2SО4, так и ТФК, - соответственно 0,63 и 1,68 %. Установлены условия гидролиза-экстракции, обеспечивающие максимальный выход пектиновых веществ: 0,5 % раствор щавелевой кислоты с комплексоном (0,5 % гексаметиленодиаминотетрауксусная кислота), 50-55 °С, 4 ч, гидромодуль 1:15. После переосаждения этот образец пектина содержал интенсивную полосу поглощения вал
Бесплатно
Статья научная
Способность Bacillus subtilis продуцировать разнообразные по структуре и свойствам биологически активные метаболиты в значительной степени обусловливает ее фунгицидный эффект в отношении особо опасных фитопатогенных грибов. В настоящей работе из культуральной жидкости штаммов B. subtilis BZR 336g и BZR 517 впервые выделены антигрибные метаболиты, подавляющие развитие вредоносных фитопатогенных грибов, изучены свойства и химическая структура этих соединений с использованием оригинальных аналитических подходов. Целью работы было обнаружение, описание и количественная оценка антифунгальной активности метаболитов у двух штаммов Bacillus subtilis - перспективных продуцентов биофунгицидов. Используемый нами методический подход включал очистку бактериальных метаболитов экстракцией этилацетатом, разделение методом тонкослойной хроматографии (ТСХ) на пластинах с силикагелем с УФ-визуализацией (λ = 366 нм), применение детектирующих реактивов, спектроскопию и биоавтографию. Модификация метода биоавтографии заключалась в использовании фитопатогенные грибы - возбудители вредоносных заболеваний сельскохозяйственных культур Fusarium oxysporum var...
Бесплатно
Выделение и характеристика примордиальных зародышевых клеток кур
Статья научная
Оптимизированы условия выделения примордиальных зародышевых клеток кур (кросс Птичное) из 4-8-суточных эмбрионов. Установлено, что эффективным методом дезагрегации куриных эмбрионов с целью получения эмбриональных клеток служит ферментативная обработка 0,05 % трипсином. Максимальное количество примордиальных зародышевых клеток может быть выделено из 6-суточных эмбрионов с последующим разделением суспензии клеток по адгезии после 90 мин культивирования при использовании эмбриональных фибробластов кур в качестве фидерного слоя. При инкубации ПЗК на фидерном слое жизнеспособность клеток сохранялась более длительное время — от 5 до 7 сут в зависимости от типа клеток, используемых в качестве фидерного слоя (перевиваемая клеточная линия STO, свежеизолированные и культивируемых в течение нескольких пассажей эмбриональных фибробластов кур).
Бесплатно
Выделение изолятов возбудителя мыта лошадей в условиях Крайнего Севера
Статья научная
Увеличение поголовья и продуктивности в табунном коневодстве сдерживается рядом факторов, среди которых значительное место занимают инфекционные и инвазионные болезни. Наиболее распространенным и причиняющим ощутимый экономический ущерб заболеванием остается мыт лошадей (возбудитель Streptococcus equi ). Заболевание широко распространено в странах азиатского континента, в России и странах СНГ. Для разработки вакцинного препарата против болезни важное значение имеет выделение ее возбудителя. В настоящей работе впервые в условиях Крайнего Севера выделены и идентифицированы три новых изолята возбудителя мыта Streptococcus equi , которые могут быть использованы для диагностики и разработки вакцины против мыта лошадей. Целью работы было выделение, изучение, идентификация по морфологическим, культуральным, биохимическим, молекулярно-генетическим свойствам новых изолятов возбудителя мыта лошадей для диагностики заболевания в условиях Крайнего Севера и разработки вакцины. Биологические пробы были собраны в 2015-2017 годах в хозяйствах Республики Саха (Якутия) (Намский, Хангаласский, Амгинский, Мегино-Кангаласский районы, г. Якутск), а также в Республике Казахстан. Всего исследовали 63 пробы от 6-10-месячных лошадей ( Equus ferus caballus ) якутской и казахской пород, в том числе 45 смывов носовых истечений (27 от клинически больных мытом жеребят, 18 от здоровых жеребят), 7 проб содержимого вскрывшихся абсцессов подчелюстных лимфатических узлов и 11 паренхиматозных органов павших от мыта жеребят. Перед бактериологическими исследованиями применяли предпосевную обработку. Морфологические и культуральные свойства изолятов изучали при высеве в мясопептонный бульон (МПБ) с 1 % глюкозой и 10 % лошадиной сывороткой, а также на мясопептонный агар (МПА) с 1 % глюкозой и 10 % сывороткой крови или 5 % дефибринированной кровью лошади. Мазки из гноя, препараты, приготовленные из культур, выращенных в жидкой и на агаризованной среде, фиксировали и окрашивали по Граму. Биохимические свойства культур исследовали при высеве на MПA с 40 % желчью, 6,5 % солевой MПA, агар с азидом натрия и среды Гисса с глюкозой, лактозой, маннитом, мальтозой, сахарозой, сорбитом и дульцитом. Видовую принадлежность изолятов определяли по биохимическим свойствам культуры с использованием стрипов API 20 Step тест системы API («bioMerieux», Франция). Вирулентную активность стрептококков определяли на белых беспородных мышах, которым подкожно вводили взвесь суточной культуры живых бактериальных клеток стрептококков в объеме 0,2-0,5 см3 (от 1×103 до 1×109 КОЕ/гол). ДНК выделяли из жидкой бактериальной культуры. Генетическое типирование изолятов Streptococcus выполняли методом ПЦР со штамм-специфическими праймерами Seel-F 5ʹ-CGGATACGGTGA-TGTTAAAGA-3ʹ и Seel-R 5ʹ-TTCCTTCCTCAAAGCCAGA-3ʹ. Нуклеотидная последовательность гена 16S рРНК Streptococcus equi была секвенирована для шести изолятов мытного стрептококка, из которых три предлагается использовать для разработки вакцинных препаратов. Полимеразная цепная реакция со специфическими праймерами служит наиболее достоверным и быстрым методом идентификации мытного стрептококка. По результатам генотипирования и изучения культуральных, морфологических и биохимических свойств установлено, что изолят Н-5/1 относится к семейству Streptococcaceae , роду Streptococcus , виду Streptococcus equi ssp. equi и соответствует типовым характеристикам представителей этого вида. Нуклеотидная последовательность фрагмента гена 16S рРНК изолята Н-5/1 после секвенирования депонирована в базе данных NCBI GenBank (MW486609). На основании проведенных исследований штамм Streptococcus equi Н-5/1 депонирован во Всероссийской государственной коллекции штаммов микроорганизмов, используемых в ветеринарии и животноводстве ФГБУ ВГНКИ (регистрационный номер ВКШМ-Б-141П, справка о депонировании от 22 мая 2018 года). Получен патент на изобретение № 2703485 «Штамм бактерий Streptococcus equi, используемый для изготовления вакцины против мыта» от 17.10.2019 года. Новые изоляты Streptococcus equi могут быть использованы для разработки диагностических препаратов и вакцины против мыта лошадей. Также от клинически больных мытом жеребят были выделены культуры Enterococcus faecales , Streptococcus piogenes , токсигенные и плесневые грибы родов Aspergillus и Mucor , что необходимо учитывать при диагностике и профилактике мыта и других респираторных болезней молодняка лошадей.
Бесплатно
Выделение клеточных популяций из периферической крови сельскохозяйственных животных
Статья научная
Предложен способ выделения чистых популяций лимфоцитов, нейтрофилов и тромбоцитов из периферической крови сельскохозяйственных животных (овцы, лошади и крупный рогатый скот). Описаны последовательные стадии разработки приема разделения крови на клеточные фракции.
Бесплатно
Выделение, культивирование и характеристика примордиальных зародышевых клеток перепелов
Статья научная
Использование примордиальных зародышевых клеток (ПЗК) птицы для получения химерных и трансгенных особей рассматривается как альтернатива традиционным методам селекции и трансгенеза. Такой подход предусматривает введение донорских примордиальных зародышевых клеток в дорсальную аорту эмбрионов-реципиентов в период миграции этого типа клеток из крови в гонады. В случае колонизации донорскими ПЗК гонад эмбрионов-реципиентов возможна дальнейшая дифференцировка донорских клеток до зрелых половых клеток (как мужских, так и женских). При этом ключевой фактор, определяющий эффективность проводимых манипуляций, - использование чистой популяции зародышевых клеток. В этой связи остается актуальной разработка способов выделения и поддержания в культуре ПЗК - предшественников половых клеток. Целью наших исследований была оптимизация приемов получения и культивированию примордиальных зародышевых клеток перепелов ( Coturnix coturnix ). ПЗК выделяли из 5-6-суточных эмбрионов, применяя два методических подхода - механическую диссоциацию и ферментативную обработку. Механическую диссоциацию клеток проводили посредством измельчения эмбрионов с помощью пипетирования в среде DMEM в течение 5 мин. При ферментативной обработке эмбрионов в качестве протеолитического фермента использовали раствор трипсина (0,05; 0,10; 0,15 и 0,25 %). Для повышения доли ПЗК в получаемой суспензии эмбриональных клеток их разные типы разделяли по способности к адгезии. Морфологическую оценку свежевыделенной популяции эмбриональных клеток проводили визуально под фазово-контрастным микроскопом («Nikon», Япония). Для идентификации ПЗК в культуре применяли гистохимическое и иммуногистохимическое окрашивание. Установлено, что ферментативная обработка 0,05 % трипсином служит эффективным методом дезагрегации эмбрионов с сохранением жизнеспособности значительной доли (94 %) клеток. Разделение клеток разных типов с учетом их способности к адгезии позволило получать культуру ПЗК, максимально очищенную от других типов клеток. Единичные эмбриональные фибробласты, оставшиеся в клеточной суспензии ПЗК после отделения других клеток, при последующем культивировании служили фидерным слоем, на который прикреплялись ПЗК. Первичные собственные эмбриональные фибробласты оказались оптимальным фидерным слоем для краткосрочного культивирования ПЗК по сравнению с клетками ïåðåâèâàåìûõ ýìáðèîíàëüíûõ ôèáðîáëàñòîâ ìûøè ëèíèè STO и культивируемыми эмбриональными фибробластами. При использовании ростовой среды на основе DМЕМ с высоким содержанием глюкозы (4,5 г/л), дополненной фетальной сывороткой крови крупного рогатого скота (20 %), глутамином (2 мМ), 2-меркаптоэтанолом (10-6 мМ), LIF (leukemia inhibitory factor, 2 нг/мл), незаменимыми аминокислотами (MEM, 10 мM), антибиотиком гентамицином (50 мкг/мл), прикрепление ПЗК к фидерному слою наблюдали на 1-2-е сут культивирования с формированием колоний на 3-и-4-е сут. Наличие колоний ПЗК было подтверждено иммуногистохимически с помощью специфических первых антител к SSEA-1 (stage-specific embryonic antigen-1).
Бесплатно
Выделение, культивирование и характеристика сперматогониев петуха (Gallus gallus)
Статья научная
Использование клеток гонад самцов сельскохозяйственных животных и птицы для получения химерных и генетически модифицированных особей рассматривается как альтернатива традиционным методам селекции и модификации генома и открывает широкие возможности для получения особей с новыми заданными свойствами. В случае трансгенеза такой подход предусматривает целенаправленную генетическую модификацию половых клеток самцов при инъекции рекомбинантной ДНК непосредственно в паренхиму семенников взрослых особей (in vivo) или введении трансформированных донорских сперматогониев в семенники стерильных особей-реци-пиентов (ex vivo) и получении в дальнейшем потомства. В последнем случае ключевые факторы, определяющие эффективность проводимых манипуляций, - получение чистой популяции донорских клеток и элиминация собственных сперматогенных клеток (выключение сперматогенеза). В этой связи остается актуальной разработка эффективных методов выделения и поддержания в культуре стволовых клеток семенников - сперматогониев. Целью наших исследований была оптимизация методических подходов для выделения и культивирования сперматогониев петуха как одного из этапов технологии создания трансгенной птицы. В результате была получена и охарактеризована культура сперматогониев петуха. На основании данных гистологических исследований сперматогенеза у петухов было установлено, что в возрасте до 5 нед сперматогенные клетки представлены преимущественно одним типом клеток - сперматогониями. В связи с этим для получения культуры сперматогониев использовали семенники 2-недельных особей. Выделение сперматогенных клеток из тестикул петуха осуществляли посредством последовательной механической и ферментативной обработок ткани семенника. Для ферментативной диссоциации ткани семенника последовательно обрабатывали раствором коллагеназы в конечной концентрации 1 мг/мл в течение 20 мин и 0,25 % раствором трипсина в течение 30 мин. Для получения максимально чистой популяции сперматогониев учитывали неодинаковую способность разных типов клеток к адгезии. Было установлено, что через 24 ч культивирования первичной культуры тестикул петуха в ростовой среде присутствовали неприкрепившиеся клетки, представленные в основном сперматогенными клетками - сперматогониями. Не прикрепившиеся клетки осаждали и высевали в культуральные чашки с разными фидерными слоями. В качестве фидерных слоев использовали перевиваемую клеточную линию STO, перевиваемые клетки Сертоли свиней (ПТП), клеточную линию Sc, первичные клетки Сертоли петуха. Осуществляли также культивирование сперматогониев на чашках с 0,2 % желатином. Ростовой средой для культивирования сперматогониев служила среда DMEM с высоким содержанием глюкозы (4,5 г/л), дополненная 5 % сывороткой плода коровы («GE Healthcare Life Sciences HyClone Laboratories», США); 2 мМ a-глутамином, МЕМ (Minimum Essential Medium, 10 мкл/мл), антибиотиком (100х), меркаптоэтанолом (5х10-5 М), альбумином (5 мг/мл) («Invitrogen», США); DL-lactic acid (1 мкл/мл), EGF (epidermal growth factor, 20 нг/мл), bFGF (basic fibroblast growth factor, 10 нг/мл) и LIF (leukemia inhibitory factor, 2 нг/мл) («Sigma-Aldrich Сo.», США). Колонии сперматогониев формировались на 3-и-4-е сут культивирования. Оптимальным фидерным слоем для культивирования сперматогониев петуха оказались собственные клетки Сертоли. Наличие колоний сперматогониев подтвердили на 7-суточной культуре иммуногистохимически, использовав специфические антитела к SSEA-1 (stage-specific embryonic antigen-1).
Бесплатно
Выживаемость эмбрионов и повышение темпов генетического прогресса в молочных стадах (обзор)
Статья обзорная
Непрерывность генетического прогресса и применение передовых технологий при разведении высокопродуктивного скота - отличительные черты современного молочного скотоводства (G.R. Wiggans с соавт., 2017; B.V. Sanches с соавт., 2019). На примере коров голштинской породы североамериканской селекции показано, что за 50-летний период (1963-2013 годы), в течение которого надои молока удвоились (с 6619 кг до 12662 кг), генетические изменения составили более 56,0 % (A. Garcia-Ruiz с соавт., 2016). Генетические усовершенствования, направленные на повышение молочной продуктивности, повлекли за собой снижение репродуктивной способности и нарушение здоровья у коров (J. Kropp с соавт., 2014; L. Hyun-Joo с соавт., 2015, B. Fessenden с соавт., 2020), что до сих пор остается глобальной проблемой (E.S. Ribeiro с соавт., 2012; K.J. Perkel с соавт., 2015). В 30-50 % случаев высокоудойные коровы подвержены маститам, метритам, хромоте и другим заболеваниям (I. Cruz с соавт., 2021), а при оплодотворении 90-95 % средний показатель отела составляет около 40-50 % (M.G. Diskin с соавт., 1980; P. Humblot с соавт., 2001). Эмбриональный период у коров продолжается до 42-45-х сут стельности (J. Peippo с соавт., 2011) и характеризуется высокой (до 40 %) эмбриональной смертностью (D.C. Wathes, 1992; K.J. Perkel с соавт., 2015; P. Rani с соавт., 2018), полифакторная этиология которой до сих пор не изучена. Потери генетического потенциала (нерожденные быки-производители, ремонтные телки, матери быков-производителей, доноры эмбрионов) приводят к замедлению селекционного процесса в молочных стадах (M. Ptaszynska, 2009). Настоящий обзор отражает современные данные о генетической предрасположенности эмбриона к выживанию как одному из важных факторов, детерминирующих наступление и развитие стельности у молочных коров. Приведены данные о выживаемости бластоцист в стрессовых условиях их получения in vivo или in vitro, после криоконсервации и оттаивания (J.L.M. Vasconcelos с соавт., 2011; C. Galli, 2017; H. Erdem с соавт., 2020) и бисекции (микрохирургическое деление эмбриона пополам с получением двух деми-эмбрионов) (Y. Hashiyada, 2017). Данные о способности эмбрионов к выживанию с генетической точки зрения становятся все более объективными по мере обнаружения генов-кандидатов, связанных с высокой компетентностью эмбриона к развитию (M.C. Summers и J.D. Biggers, 2003; A. El-Sayed с соавт., 2006). Молекулярно-генетические технологии позволяют исследовать весь набор генов, которые обеспечивают устойчивое развитие бластоцисты (A.M. Zolini с соавт., 2020), а также эпигенетические изменения паттернов экспрессии генов в разные моменты времени до и после имплантации эмбриона (A. Gad с соавт., 2012; P. Humblot, 2018). Это открывает перспективы для разработки методов маркер-ориентированной диагностики нарушений эмбрионального развития, а также методов регуляции экспрессии эмбриональных генов, что внесет вклад в повышение стельности у генетически ценных коров и приведет к увеличению темпов генетического прогресса в популяциях молочного скота.
Бесплатно
Статья научная
Развитие современного сельского хозяйства направлено на получение стабильно высоких урожаев и производство семян высокого качества. В связи с этим разрабатываются прецизионные агротехнологии, выравнивающие почвенные условия. Индивидуальные фенотипические характеристики растений определяются локальными почвенными условиями вблизи корневых систем. Так, дисперсия высот растений зависит от пространственного распределения энергетических ресурсов и питательных веществ в почве и ограничивается генетической нормой. Она может уменьшаться, когда почвенные условия выравниваются. Мы предположили, что эффект микробиологического выравнивания почвенных условий (МВПУ) наблюдается при деструкции растительных остатков с использованием микробного препарата. До настоящего времени исследования в этом направлении не проводились. В представленной работе были получены практически значимые результаты благодаря использованию оригинального фрактального анализа молекулярно-генетических частотных данных для почвенных микробных сообществ. Нашей целью стало экспериментальное и теоретическое изучение МВПУ эффекта, возникающего после деструкции растительных остатков с использованием микробных препаратов, разработанных во Всероссийском НИИ сельскохозяйственной микробиологии. В I опыте (2011-2014 годы) изучали дисперсию высот растений ячменя после деструкции соломы ячменя препаратом баркон. Во II опыте использовали данные молекулярно-генетического анализа почвенных микробных сообществ после деструкции растительных остатков тремя микробными препаратами (баркон, багс и омуг). Препарат баркон содержал консорциум бактерий и грибов; багс представлял собой консорциум целлюлозолитических микроорганизмов, полученный на основе биологически активного грунта; омуг - микробное удобрение, полученное после биотехнологической переработки птичьего помета. Функциональную активность микробных сетей, возникающих при деструкции растительных остатков с использованием микробных препаратов, изучили с помощью фрактального анализа молекулярно-генети-ческих данных микробных сообществ в почве. Мы получили фрактальный таксономический портрет микробных сообществ и индекс эффективности функционирования микробных сетевых образований, которые были сформированы во время деструкции растительных остатков. Использование баркона для деструкции растительных остатков в I опыте привело к постепенному выравниванию почвенных условий и уменьшению дисперсии высот растений. Без применения препарата дисперсия высот растений возрастала с каждым годом. Следовательно, микробные препараты могут инициировать эффективные микробные сети, которые способны сохранить энергетические ресурсы и питательные вещества, распределив их равномерно в почве. Молекулярно-генетические данные II опыта подтвердили, что эффективность функционирования микробных сетей после использования баркона, багса и омуга значительно увеличивалась за счет лучшей организации деструктивных процессов. Таким образом, деструкция растительных остатков с помощью биопрепаратов - необходимое и эффективное дополнение современных агротехнологий. Она приводит к восстановлению необходимого количества энергетических ресурсов и питательных веществ в почве, выравниванию ресурсов в почвенном пространстве, повышению устойчивости урожайности и улучшению качества получаемой растительной продукции.
Бесплатно
Статья научная
В контролируемых условиях при интенсивности ФАР 800-1300 Вт/м2 проводили индивидуальный отбор растений пшеницы сортопопуляции образца ¹ 232 по признаку «максимальная озерненностъ колоса». Определяли площадь поверхности листьев каждого яруса, продуктивность и спектр глиадинов.
Бесплатно
Статья научная
Несмотря на значительную экономическую выгоду при выращивании вьетнамского женьшеня ( Panax vietnamensis Ha et Grushv.), или женьшеня Ngoc Linh, в качестве лекарственного растения, масштабы его культивирования не расширяются из-за ограниченного количества посадочного материала. Предприняты значительные исследовательские усилия по разработке систем культуры тканей у вьетнамского женьшеня, однако его микроразмножение все еще сопряжено с трудностями. Нами предложен протокол микроразмножения вьетнамского женьшеня посредством соматического эмбриогенеза in vitro в культуре незрелых зиготических зародышей. Частота прямого соматического эмбриогенеза из незрелых зиготических зародышей на основной среде Schenk и Hildebrandt (SH) с 7 % сахарозы составила 44,33 %. Вторичный соматический эмбриогенез с коэффициентом пролиферации 26,71 индуцировали в жидкой культуре с встряхиванием в течение 4 нед в среде 1/2 SH с кинетином (0,1 мг/л) и тидиазуроном (0,1 мг/л). Среда SH с добавлением a-нафтилуксусной кислоты (НУК, 1 мг/л), 6-бензиладенина (6-БАП, 0,5 мг/л) и гибберелловой кислоты (5 мг/л) стимулировала прорастание соматических зародышей и раннее образование микроризомов. Далее у двух 10-недельных культур на среде SH с НУК (0,5 мг/л), 6-БАП (1 мг/л) и 4 % сахарозы в результате микроразмножения были получены проростки с хорошо развитой корневой системой и утолщенным микроризомом со спящей почкой. Акклиматизация микроразмноженных проростков, высаженных почву, состоящую из смеси лесного перегноя с песком в соотношении 1:2, прошла успешно с выживаемостью 91,67 %. Таким образом, для женьшеня Ngoc Linh разработан эффективный протокол микроразмножения на основе культуры in vitro незрелых зиготических зародышей, который состоит из пяти этапов, включая индукцию эмбриогенеза, пролиферацию соматических зародышей, прорастание соматических зародышей, развитие проростков и акклиматизацию проростков.
Бесплатно
Статья научная
В травостоях многолетних кормовых бобовых трав предпочтение отдается люцерне для создания культурных пастбищ и восстановления деградированных почв. Люцерна изменчивая ( Medicago sativa L. nothosubsp. varia (Martyn) Arcang) высокоурожайная и устойчивая к неблагоприятным условиям возделывания культура, что важно для зон рискованного земледелия России. Урожайность люцерны в значительной степени зависит от успешности формирования растительно-микробной симбиотической системы с клубеньковыми бактериями (ризобиями), которая становится способной фиксировать азот атмосферы. Согласно современным исследованиям по симбиогенетике, эффективность симбиотических систем предопределяется комплементарностью взаимодействия геномов растения и его микросимбионта. Исходя из этого и биопрепараты, которые используют для обработки семян бобовых, также должны содержать селекционно подобранные штаммы ризобий с соответствующими генотипическими характеристиками. В представленной работе впервые проведен сравнительный анализ урожайности 73 сорто-микробных систем, сформированных на основе штаммов Sinorhizobium meliloti , выделенных из района, подверженного засолению, и производственных штаммов 425а и 415б, которые используют для приготовления биопрепарата Ризоторфин, с сортами люцерны, созданными методами традиционной и сопряженной селекции. Показана перспективность отбора высокоэффективных штаммов, комплементарных хозяйственно-ценным сортам растений-хозяев в модельных опытах. Установлено, что штаммы А1 и А2 активнее формировали симбиотические системы с испытанными сортами люцерны, чем производственные штаммы. Впервые показано, что сорто-микробные системы на основе новых сортов обладают повышенной адаптивностью, а потенциал повышения прибавок урожая для них существенно превышает 50 %. Впервые получены данные, показывающие, что урожайность сорто-микробных систем, сформированных производственным штаммом 425а, преимущественно зависит от неконтролируемых факторов согласно двухфакторному дисперсионному анализу. Вместе с тем, геномные характеристики этого штамма играют более существенную роль, чем сорто-штаммовые взаимодействия, в формировании урожая, что, по-видимому, обуславливает востребованность биопрепаратов на основе этого штамма для разных сортов в различных географических районах Российской Федерации. Высокая комплементарность штаммов А1 и А2 к сорту Агния и функциональная значимость генетических характеристик штамма 425а обусловили интерес к их геномным характеристикам. Сравнительный анализ геномов с использованием ДНК-биочипов выявил существенные различия между высокоэффективными штаммами. Установлено, что гены, обуславливающие симбиотическую активность и стрессоустойчивость ризобий, имели дивергентную структуру преимущественно у штаммов, адаптированных к условиям засоления. Данные первых этапов молекулярно-генетического анализа высокоэффективных штаммов указывают на необходимость продолжения исследований, которые позволят осуществлять направленный подбор штаммов-микросимбионтов для современных сортов люцерны. Впервые представленные результаты оценки урожайности сорто-микробных систем, выращиваемых в различных природно-климатических условиях России, наглядно доказывают необходимость широкого внедрения метода сопряженной симбиотической селекции для создания новых хозяйственно ценных сортов бобовых трав, необходимых для формирования устойчивой кормовой базы.
Бесплатно
Статья научная
Респираторные болезни молодняка крупного рогатого скота причиняют значительный экономический ущерб животноводству. В этиологии этих болезней существенная роль принадлежит бактерии Pasteurella multocida, у которой выявлено 5 капсульных групп (A, B, D, E, F), имеющих разное эпизоотологическое значение. Идентификация бактерий, основанная на результатах изучения их культурально-морфологических и биохимических свойств, - трудоемкий и длительный процесс. Методы молекулярной биологии, в частности полимеразная цепная реакция (ПЦР), позволяют быстро обнаружить и идентифицировать микроорганизмы непосредственно в пробах биологического материала, смешанных или чистых культурах. Целью нашего исследования стала разработка и изучение эффективности мультиплексной ПЦР с детекцией результатов в режиме реального времени для выявления культур Pasteurella multocida и генотипирования пяти капсульных групп (A, B, D, E, F). В работе использовали референтные штаммы P. multocida (1231, 681 и Т80), культуры бактерий, выделенные от больных животных в 2013-2014 годах, а также 260 проб биоматериала (легкие, селезенка, средостенные и бронхиальные лимфатические узлы), отобранных от павших телят в возрасте от 4 сут до 6 мес с признаками респираторных болезней. Олигонуклеотидные праймеры и зонды были разработаны на высококонсервативный ген кmt1 и гены локуса капсульного синтеза (hyaD, fcbD, dcbF, bcbD и ecbJ ), специфичные для капсульных групп. Для проверки чувствительности реакции использовали разработанные положительные контрольные образцы и суспензии культур референтных штаммов и изолятов. Специфичность реакции подтверждали секвенированием ампликонов. Чувствительность выявления ДНК бактерии для разных групп составила от 1,6·10 до 5,9·102 геномных эквивалентов на реакцию, неспецифических реакций не наблюдали. Диагностическая чувствительность разработанного метода составила при исследовании чистых культур 103 КОЕ/мл, при исследовании биологического материала - 105 КОЕ/г. Методом ПЦР типировали 11 культур бактерий, ранее охарактеризованных серологически и бактериологически, относящихся к капсульным группам А, В и D. Анализ последовательности гена kmt1 подтвердил результаты ПЦР. При исследовании 260 проб биоматериала от больных животных обнаружили Pasteurella multocida в 63,3 % проб легких, 42,6 % - лимфатических узлов, 8,8 % - селезенки. Не установлена циркуляция среди восприимчивого поголовья животных бактерии Pasteurella multocida генотипов В и Е. В большинстве исследованных проб были выявлены генотипы А, реже - D, в одном случае - F.
Бесплатно
Выявление антител, специфичных к энтеротоксинам стафилококков, в сыворотке крови и молозиве коров
Статья научная
Мастит - распространенное инфекционное заболевание молочного скота, наносящее существенный экономический ущерб животноводству и влияющее на качество молочной продукции. Основной возбудитель мастита крупного рогатого скота (КРС) - золотистый стафилококк ( Staphylococcus aureus ). Заражение молочной железы S. aureus остается серьезной проблемой для всех стран мира. Болезнетворные свойства S. aureus и устойчивость в организме хозяина определяются набором токсинов. Микроорганизм продуцирует патогенные факторы, которые оказывают значительно влияние на течение заболевания. В настоящее время не существует эффективного способа борьбы с маститом, поэтому исследования иммунного статуса коров по отношению к энтеротоксинам стафилококка актуальны. Цель нашей работы заключалась в выявлении и определении титров антител, специфичных к наиболее распространенным энтеротоксинам стафилококков A, B, C, D, E, G, H, I и TSST, в сыворотке крови и молозиве коров ( Bos taurus taurus ). Объектом исследований были животные голштинизированной черно-пестрой породы второй лактации ( n = 47, 2016 год), которые находились на беспривязном содержании в хозяйстве Калужской области и 2 раза в год подвергались иммунизации вакциной Mastivak («Laboratorios Ovejero S.A.», Испания). Кровь отбирали из хвостовой вены (с последующим центрифугированием для осаждения форменных элементов), молозиво и молоко - непосредственно после доения из всех долей вымени в стерильные флаконы с соблюдением правил асептики. Наличие и титр Ig к энтеротоксинам A, B, C, D, E, G, H, I и TSST стафилококков оценивали методом непрямого иммуноферментного анализа. В 53,19 % образцов сывороток детектировались антитела класса G (IgG), специфичные к SEH. Антитела к TSST обнаружены в 4,26 % образцов, при этом их титр был самым низким по сравнению с антителами к другим энтеротоксинам. Антитела к SEB, SED, SEE, SEG, SEI и TSST вывили соответственно у 10,64; 23,47; 31,91; 29,78; 34,04 и 4,26 % животных. Анализ секретов молочной железы показал наличия в молозиве IgA к SEH, SEG и SEI. IgA к SEA, SEB, SEC, SED, SEE, TSST обнаружены не были. В молоке антитела к энтеротоксинам не выявляли. Таким образом, в сыворотке крови и молозиве клинически здоровых коров голштинизированной черно-пестрой породы установлено наличие антител к стафилококковым энтеротоксинам SEA, SEB, SEC, SED, SEE, SEG, SEH, SEI и TSST, то есть животные могли иметь контакт со стафилококками, продуцирующими такие типы токсинов.
Бесплатно
