Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1689
Выявление анцестральных характеристик генома у Rhizobium leguminosarum bv. Trifolii
Статья научная
Клубеньковые бактерии вида Rhizobium leguminosarum - симбиотические азотфиксаторы, разделяющиеся на два биотипа: viciae и trifolii (D.C. Jordan с соавт., 1984). За функцию симбиотической азотофиксации отвечают симбиотические гены, эволюция которых зависит от растений-хозяев (J.P.W. Young с соавт., 1989). Недавно было показано, что по типу организации симбиотических регионов геномов ризобии, выделенные из вавиловии красивой Vavilovia formosa (Stev.) Fed . , возможно, близки к протосимбионту трибы FabeaeR. leguminosarum bv. viceae (E.R. Chirak с соавт., 2019; A.K. Kimeklis с соавт., 2019). Однако в эволюции R. leguminosarum имела место еще одна более ранняя дивергенция между биотипами viceae и trifolii, отправной точкой которой был протосимбионт всего вида R. leguminosarum , существовавший до его разделения на биовары. В своей работе мы представляем результаты секвенирования группы геномов R. leguminosarum bv. trifolii и сопоставления структуры их симбиотических регионов с соответствующими участками геномов R. leguminosarum bv. viciae , относящихся к анцестральным и «продвинутым» типам. Для этого мы сравнили полные геномы штаммов R. leguminosarum bv. trifolii (методика секвенирования Oxford Nanopore) и референсных штаммов R. leguminosarum bv. viceae , относящихся к анцестральным и «продвинутым» типам. Было показано, что в геномах штаммов симбионтов клевера находятся четыре из пяти анцестральных признаков: увеличенный размер межгенных областей в симбиотическом регионе, наличие в nod -опероне гена nodX , отсутствие гена nodT в sym -регионе и только одна копия оперона fixNOPQ , располагающаяся на плазмиде pSym. Исходя из полученных результатов, мы предполагаем, что протосимбионт R. leguminosarum мог быть также близок к ризобиям клевера, как и к ризобиям вавиловии.
Бесплатно
Выявление вирусалейкоза птиц подгруппы К в России и его молекулярно-генетический анализ
Статья научная
Вирус лейкоза птиц (ВЛП) принадлежит к роду Alpharetrovirus семейства Retroviridae. Геном вируса представлен одноцепочечной РНК длиной более 7 тыс. нуклеотидов. У кур описаны подгруппы ВЛП A, B, C, D, J, K и E. Их классифицируют по антигенам белка оболочки GP85. ВЛП широко распространен по всем миру, вызывает различные патологии, снижает продуктивность и наносит огромный ущерб промышленному птицеводству. ВЛП подгруппы К был впервые обнаружен в странах Азии. Исследования превалентности ВЛП подгруппы К немногочисленны и на территории России ранее не проводились. Нашей целью было изучение распространения ВЛП этой подгруппы у кур из российских птицеводческих хозяйств с использованием тест-системы, разработанной для идентификации генома ВЛП подгруппы К методом ПЦР в реальном времени (ПЦР-РВ), и анализ свойств ВЛП подгруппы К. Испытание тест-системы проводили на 5292 образцах ДНК кур отечественного мясного кросса бройлерного типа из хозяйства Московской области и у кур мясных и яичных пород из хозяйств в разных регионах России...
Бесплатно
Статья научная
Согласно данным официальной статистики, в России ежегодно производится около 130 млн т продукции зерновых колосовых культур. В Едином Перечне карантинных объектов Евразийского экономического союза находится возбудитель желтого слизистого бактериоза пшеницы Rathayibacter tritici . Указанный вид подлежит выявлению при импорте и, при наличии требований импортера, при экспорте пшеницы. В связи с необходимостью регулирования в карантинных фитосанитарных лабораториях для Rathayibacter tritici имеется диагностическая методика. Для других возбудителей бактериозов зерновых культур, таких как Rathayibacter rathayi , Pseudomonas fuscovaginae , Pseudomonas cichorii, Pseudomonas fluorescens , Pseudomonas syringae, Acidovorax avenae, Erwinia rhapontici , Xanthomonas translucens , Clavibacter tessellarius и других, диагностические методики отсутствуют, поэтому обнаружения в практике работы диагностических фитосанитарных лабораторий не зафиксированы. Перечисленные виды регулируются странами-импортерами, закупающими в России более половины всей предназначенной для экспорта зерновой продукции. Бактериозы представляют серьезную угрозу производству зерна, а причиняемый ими возможный ущерб урожаю оценивается в 10-40 %. Бактерии могут вызывать вспышки заболеваний или находиться в растениях в скрытой форме в зависимости от условий окружающей среды и почти никогда не вызывают симптомов на зерне. В связи с этим обнаружить возбудителей бактериозов можно только в лаборатории, используя метод посева на питательные среды, проведение которого зачастую занимает неделю и более. Достоверная идентификация каждого вида бактерий, колонии которых получены в результате посева, возможна только с использованием молекулярных методов. Требуется разработка ПЦР-тестов, позволяющих проводить идентификацию целевых бактерий напрямую в образцах, не применяя культуральный метод, что существенно упростит и ускорит процедуру подтверждения соответствия состояния партий российского зерна требованиям импортеров. Разработка молекулярных методов диагностики возбудителей бактериозов зерновых культур возможна только после изучения их видового состава в растениях и зерне, при этом в вегетирующих растениях разнообразие живых бактерий существенно выше, чем в зерне. Информация о видовом составе бактерий на зерновых культурах позволит с применением геномного анализа обнаружить видоспецифичные ПЦР-мишени и разработать диагностические ПЦР-тесты для быстрой идентификации особо опасных и значимых для экспорта зерна видов бактерий. Ранее масштабного изучения бактериального состава в зерновых культурах не проводили, в связи с чем список бактерий, которые могут находиться вместе в одном образце, отсутствует. Отсутствует и полный перечень всех бактерий, которые можно встретить в зерновых культурах. В то же время для биоинформатического предсказания видоспецифичной ПЦР-мишени необходимо знать все виды, которые можно встретить в анализируемом образце, от которых следует отличать целевой вид. Состав бактериальной микробиоты может различаться в зависимости от культуры и сорта, поэтому максимальное разнообразие различных культур и сортов позволит получить более полную информацию. Влажные и умеренно теплые условия летнего периода в Центральном регионе России идеально подходят для развития бактериозов, поэтому сбор образцов мы проводили на территории Тимирязевской полевой опытной станции (г. Москва), где ежегодно ведутся работы по гибридизации, селекции и сортоиспытанию нескольких сотен сортов зерновых культур. Работа посвящена выявлению и идентификации бактерий в образцах зерновых культур Тимирязевской полевой опытной станции (г. Москва). Объектами исследования были бактериальные изоляты, выделенные из образцов зерновых культур в 2020 году. Идентификацию бактерий проводили посредством секвенирования ампликонов, полученных в результате ПЦР с парами праймеров PSF/PSR, SyD1/SyD2 и 8UA/519B и сравнения полученных последовательностей с помощью сервиса BLAST с последовательностями, размещенными в GenBank (https://blast.ncbi.nlm.nih.gov). В результате собраны 55 образцов зерновых культур, выделен и идентифицирован 171 бактериальный изолят, в том числе до вида идентифицированы 34 изолята. Бактериальное разнообразие представлено 14 видами. Среди них - фитопатогены Pantoea ananatis , Clavibacter michiganensis , Rhodococcus fascians , Pseudomonas trivialis , Pseudomonas viridiflava и Pseudomonas syringae . Наибольшая частота встречаемости - 70,9 % отмечена у видов, относящихся к роду Pseudomonas . Также высокой частотой встречаемости характеризуются представители родов Frigoribacterium (36,4 %), Clavibacter (16,4 %), Arthrobacter (12,7 %) и Rhodococcus (10,9 %). Результаты проведенного исследования могут быть использованы при разработке быстрых и достоверных способов диагностики особо опасных и значимых для экспорта зерна видов бактерий.
Бесплатно
Выявление и генетическая идентификация Mycoplasma sp. 1220 у гусей в Российской Федерации и Украине
Статья научная
Исследовали пробы патологического материала от 47 домашних гусей с клиническими признаками воспаления фаллоса, клоаки и яйцевода из двух гусеводческих хозяйств России и одного гусеводческого хозяйства Украины. Известно, что у кур подобная клиническая картина может быть вызвана Mycoplasma gallisepticum, у гусей - при инфицировании условно-патогенными микроорганизмами родов Neisseria и Candida, а также Mycoplasma sp. 1220 (недавно охарактеризованная условно-патогенная микоплазма). С использованием ПЦР мы не выявили M. gallisepticum у исследуемой птицы. В то же время в образцах были обнаружены специфические ампликоны генов rpoB, dnaE, fusA, pyk Mycoplasma sp. 1220. Результаты секвенирования этих ампликонов продемонстрировали 98-99 % их гомологии с последовательностями из GenBank для Mycoplasma sp. 1220 - микоплазмы, выделенной и идентифицированной ранее в Венгрии у домашних гусей с клиническим проявлением патологии органов репродуктивной системы (видовое название микроорганизму пока не присвоено). Выполненное исследование представляет собой первый случай выявления и генетической идентификации Mycoplasma sp. 1220 у домашних гусей на территории Российской Федерации и Украины.
Бесплатно
Статья научная
Респираторные болезни крупного рогатого скота (КРС) широко распространены во всех странах с развитым животноводством и наносят значительный экономический ущерб. Часто они являются результатом синергического взаимодействия нескольких вирусов и бактерий, преимущественно семейства Pasteurellaceae . Клинические признаки и патологоанатомические изменения внутренних органов зависят от наличия или отсутствия того или иного возбудителя. Массовые вспышки возникают при объединении животных из разных источников. Этиологическая структура таких вспышек достаточно изучена, однако данных, касающихся особенностей распределения бактерий и вирусов в органах респираторного тракта и их количественного определения, недостаточно. Нами представлены результаты изучения этиологической структуры вспышки респираторных болезней в условиях молочного комплекса после ввода КРС из-за рубежа, во время которой пало более 400 животных разных половозрастных групп. Исследовали пробы внутренних органов 58 павших животных разного возраста. При изучении этиологической структуры вспышки использовали стандартные бактериологические методы, вирусные агенты идентифицировали в ПЦР методом гель-электрофореза, а для количественной оценки всех обнаруженных инфекционных агентов применили ПЦР в режиме реального времени. Всего выявили 9 вирусов и бактерий, из которых респираторно-синцитиальный вирус КРС (BRSV, Bovine Respiratory Syncytial Virus, род Pneumovirus , семейство Paramyxoviridae ) и бактерии семейства Pasteurellaceae играли ведущую этиологическую роль. С использованием количественной ПЦР определили концентрации вируса и бактерий Pasteurella multocida и Mannheimia haemolytica в органах респираторного тракта 13 телят разного возраста со сходными клиническими признаками, патологоанатомическими изменениями и присутствием в органах респираторного тракта трех возбудителей. Концентрация агентов составляла от 0,1±0,03 до 4,8±0,47 log10 геномных эквивалентов (ГЭ)/мл для BRSV, от 1,3±0,60 до 4,1±0,30 log10 ГЭ/мл для P. multocida и от 1,9±0,03 до 4,9±0,67 log10 ГЭ/мл для М. haemolytica . Концентрация и распространение возбудителей по органам у телят разных возрастов различались. BRSV выявили в более широком диапазоне органов дыхания как свободных от бактерий, так и колонизированных ими. В легких концентрация вируса была выше, чем в трахеальном и бронхиальном экссудате. P. multocida присутствовала только в верхних и средних долях легких у 2,5-4-месячных телят в приблизительно равных концентрациях при острой форме бронхопневмонии. Степень колонизации легких этой бактерией повышалась с возрастом, и у телят в возрасте 6 мес ее численность достигала максимальных значений в верхних и средних долях легких, легочных лимфатических узлах и смывах со слизистых оболочек при хронической бронхопневмонии. M. haemolytica выявляли при острой форме бронхопневмонии у телят в возрасте 2,5 мес в минимальном количестве в средних долях легких, в максимальном - в трахеальном и бронхиальном экссудатах. Результаты показали, что вирус и бактерии размножаются в различных частях легких, не подавляя друг друга, что подтверждает эффект их синергического взаимодействия и приводит к усилению тяжести течения пневмонии. Количественная оценка вирусов и бактерий методом ПЦР в режиме реального времени может быть полезным инструментом для изучения патогенеза смешанных вирусно-бактериальных инфекций в естественных условиях. Полученные результаты подчеркивают роль вируса в возникновении легочного пастереллеза.
Бесплатно
Статья научная
Микроорганизм Histophilus somni (сем. Pasteurellaceae ) часто встречается у крупного рогатого скота (КРС), осложняет течение респираторных вирусных заболеваний и может вызывать мультисистемное заболевание, известное как гистофилез. Для лечения заболеваний, вызванных микроорганизмами семейства Pasteurellaceae , наиболее часто применяются аминогликозиды, сульфаниламиды, бета-лактамы, тетрациклины и макролиды, в связи с чем можно ожидать формирование устойчивости H. somni к препаратам этих групп. В настоящей работе впервые охарактеризована устойчивость к антимикробным препаратам изолятов H. somni , выделенных от КРС на территории Российской Федерации. Впервые установлена циркуляция резистентных штаммов H. somni в российских животноводческих хозяйствах. Нашей целью было изучение антибиотикорезистентности циркулирующих штаммов Histophilus somni с помощью фенотипических и генотипических методов и оценка возможности использования ПЦР для прогнозирования устойчивости H. somni к антимикробным средствам нескольких групп. Молекулярно-генетическое определение антибиотикорезистентности проводилось на основе идентификации генов blaOXA-2, sul2, strA, strB, aadA25, aphA1, tetH. В работе использовали культуры H. somni , выделенные в 2018-2019 годах из биологического материала (паренхиматозные органы, смывы, сперма) крупного рогатого скота разных пород, возрастных, половых и физиологических групп (всего 145 животных). Чувствительность изолятов H. somni к 13 антибактериальным препаратам, относящимся к 4 классам (аминогликозидам, бета-лактамам, тетрациклинам и сульфаниламидам), тестировали диско-диффузионным методом. ДНК выделяли из культур H. somni и использовали для выявления генетических детерминант устойчивости к антибиотикам. Изоляты H. somni были протестированы на наличие семи генов устойчивости к антибиотикам ( tetH , blaOXA-2 , aadA25 , strA , strB , aphA1 , sul2 ) методом ПЦР с электрофоретической детекцией и гибридизационно-флуоресцентной детекцией продуктов амплификации в режиме реального времени. Всего были выделены и идентифицированы 18 изолятов H . somni , при этом вырастить в достаточном количестве и оценить на чувствительность к антибиотикам удалось лишь 12 образцов. Наибольшую фенотипическую устойчивость выявили к аминогликозидам: резистентность к стрептомицину составляла 50 %, а устойчивость к неомицину превышала 40 %. У устойчивых образцов были обнаружены гены резистентности aadA25 , strA , strB и aphA1 . Резистентность к сульфаниламидам также оказалась велика и была выявлена у 33 % образцов, в каждом из которых методом ПЦР идентифицировали ген устойчивости sul2 . По результатам микробиологического исследования чувствительность к пенициллинам составила 75 %, к цефалоспоринам приближалась к 100 %. Чувствительность к препаратам группы тетрациклинов оказалась выше 80 %. При этом гены устойчивости к тетрациклинам ( tetH ) и пенициллинам ( blaOXA-2 ) обнаружены не были. По-видимому, устойчивость образцов была обусловлена другими механизмами резистентности. Мультирезистентными оказались два изолята H. somni : они проявляли устойчивость к препаратам классов аминогликозидов, бета-лактамов и тетрациклинов. Четыре образца показали устойчивость к препаратам сразу двух различных групп антибиотиков: два образца - к аминогликозидам и сульфаниламидам (в них были идентифицированы гены strA , strB , aadA25 , aphA1 и sul2 ), два образца - к аминогликозидам и бета-лактамам (у них обнаружили только гены устойчивости к аминогликозидам aadA25 и strA ). За исключением образцов, устойчивых к тетрациклинам и пенициллинам, в которых не были выявлены ожидаемые генетические детерминанты резистентности, все наблюдаемые фенотипы устойчивости к противомикробным препаратам соответствовали результатам ПЦР-исследования. Сочетание генотипического и фенотипического методов определения антибиотикорезистентности способствует лучшему пониманию механизмов устойчивости бактерий к антимикробным препаратам, а также позволяет повысить эффективность мониторинга антибиотикорезистентности микроорганизмов, выделяемых от продуктивных животных.
Бесплатно
Статья научная
Как известно, длительные дефициты атмосферной влаги вызывают засухи, которые в случае крупномасштабного охвата и исключительной суровости попадают в разряд стихийных бедствий. Установлению причин возникновения засушливости и движущих механизмов ее распространения, а также оценке засух по времени их наступления, продолжительности, интенсивности и повторяемости в условиях нарастающих климатических изменений посвящены исследования во всем мире. Их актуальность обусловлена тем, что вклад засушливых регионов в мировое производство высококачественного зерна очень велик. К одному из таких регионов относится зона неустойчивого увлажнения, расположенная в средней части европейской территории России и включающая Центральное Черноземье, Среднее Поволжье и юг Урала, где выращиваются ценные сорта яровых колосовых злаков. В настоящем исследовании оконтуривание границ уязвимых зернопроизводящих территорий впервые осуществлялось по совокупности количественных критериев и качественных показателей. При получении комплексной оценки первостепенное значение имели агроклиматические индикаторы проявлений экстремальной засушливости. Впервые количественно показано, что в изменяющемся климате по чувствительности к проявлению экстремального недостатка влаги более северные и увлажненные зернопроизводящие территории становятся сопоставимы с более южными и сухими зернопроизводящими территориями и, кроме того, наибольшее снижение абсолютного минимума осадков при возрастающей повторяемости лет с резкими их дефицитами отмечается для пониженных участков рельефа. Цель работы заключалась в разработке мезорайонирования зоны неустойчивого увлажнения, расположенной в европейской части России, которое направлено на выявление территорий, уязвимых при дефиците атмосферной влаги при изменении климата, для эффективного управления рисками, возникающими при формировании конечной продуктивности ранних яровых культур. В зоне неустойчивого увлажнения на территории европейской части России были выбраны 32 агрометеорологические станции, для которых получены длительные однородные ряды данных с 1945 по 2021 год. Местоположение каждой станции охарактеризовано географическими координатами и высотой над уровнем моря. Критерии определения границ зоны неустойчивого увлажнения основывались на характеристиках агроклиматических условий и данных о размещении и концентрации посевов, а также показателях погодно-климатической вариабельности урожаев. Временные интервалы выбирали как по периодам, содержащим длительную последовательность лет, так и по срокам в течение вегетации культур. Исходя из особенностей проявления аномалий глобально осредненной приземной температуры воздуха с 1880 по 2021 годы, выделили два временных отрезка - 1945-1980 годы и 1981-2021 годы. Интервал посев-колошение был выбран в качестве периода вегетации, от погодных условий которого напрямую зависела величина конечного урожая яровых зерновых культур. Для всех станций продолжительность этого отрезка тесно совпадала с периодом, охватывающим май и июнь. Почвенные критерии включали качественные характеристики и количественные показатели. К ландшафтным критериям относились учет широтной поясности, определяющей смену типов ландшафта; учет долготной составляющей, влияющей на некоторое смещение к северу степных ландшафтов по мере продвижение вглубь континента; учет высотной ярусности ландшафтов. Мезорайонирование основывается на переходе от зональных схем районирования к уровню подрегионов, исходя из их агроклиматических, почвенных и ландшафтных особенностей. Изначально это позволило разделить зону неустойчивого увлажнения на две части, характеризующиеся противоположными тенденциями в изменении засушливости вследствие вклада атмосферных циркуляционных процессов разного типа - западную часть (менее уязвимую) и восточную часть (более уязвимую). В 1946 и 1981 годах экстремальный дефицит осадков наблюдался в областях к западу от среднего течения Волги, находящихся под влиянием зонального типа атмосферной циркуляции. В 1975, 1998 и 2010 годах им была охвачена очень обширная территория, включая области к востоку от среднего течения Волги, где проявлялось влияние меридионального типа атмосферной циркуляции. Поскольку 1975 год относится к первому периоду, а 1998 и 2010 годы - ко второму, то соотношение таких лет по периодам составляло 1:2. Это свидетельствует о том, что в будущем нельзя исключать учащение крупномасштабных резких дефицитов атмосферной влаги, приводящих к катастрофическим засухам и потребуется разработка эффективных мер для смягчения их последствий. Также из полученных результатов можно заключить, что смещения границ уязвимых к дефициту влаги зернопроизводящих территорий в пределах зоны неустойчивого увлажнения на европейской части России осуществляется в северном направлении с вовлечением более увлажненных областей. В условиях нарастающих изменений глобального климата это согласуется с общей тенденцией распространения суровых засух по направлению к полюсам.
Бесплатно
Краткое сообщение
Провели сравнительное изучение сортов-популяций, полусибсовых потомств и инбредных линий озимой ржи по вязкости водного экстракта зерна. Проанализировали зависимость этого признака от погодных условий сезона вегетации и его связь с другими признаками качества зерна. Оценили значение вязкости как показателя хлебопекарных качеств зерна ржи, а также долю генотипической дисперсии признака в общей фенотипической дисперсии.
Бесплатно
Статья научная
Симбиотическая эффективность (СЭ) клубеньковых бактерий (ризобий) характеризует их адаптивный потенциал и практическую значимость. Этот признак связан в первую очередь с фиксацией молекулярного азота (N2), которая осуществляется ризобиями в корневых клубеньках и контролируется генотипами обоих партнеров. Наибольшая интенсивность N2-фиксации характерна для быстрорастущих ризобий ( Rhizobium, Sinorhizobium ). Однако СЭ (влияние инокуляции ризобиями на биомассу растений) определяется многими генными системами ризобий, в том числе не участвующими в работе нитрогеназы, в связи с чем N2-фиксирующую активность и СЭ следует рассматривать как два разных симбиотических признака. Так, ризобии способны синтезировать биологически активные вещества (фитогормоны, витамины, люмихром), которые влияют на развитие растений-хозяев. Нашей целью было изучение влияния штаммов ризобий Sinorhizobium meliloti, активно фиксирующих N2, но контрастно различающихся по солеустойчивости, на показатели габитуса (соотношения различных морфометрических показателей) и продуктивности у многолетней тетраплоидной люцерны ( Medicago sativa L.) при действии солевого стресса, а также при мутациях микросимбионтов, снижающих СЭ. В работе использовали штаммы S. meliloti : 1021 (стандартный лабораторный штамм), СХМ1-188 (УФ-индуцированный мутант штамма СХМ1, обладающий повышенной СЭ) и СА67 (штамм, выделенный из почвы в Таджикистане). Кроме того, исследовали Tn5-индуцированные мутанты с пониженной СЭ - F (получен от штамма СА67 в настоящей работе) и GL1 (получен от штамма 1021 в университете г. Дальхаус, Канада). Семена люцерны посевной сорта Агния, устойчивого к эдафическим стрессам, были получены во Всероссийском НИИ кормов им. В.Р. Вильямса (г. Лобня, Московская обл.). Бобово-ризобиальный симбиоз изучали в микровегетационных опытах, анализируя различные морфометрические показатели (масса и длина побегов и корней) и их соотношения. Для анализа действия на СЭ солевого стресса люцерну выращивали на среде с добавлением 0,6 % NaCl. Показано, что в отсутствие стресса инокуляция всеми штаммами S. meliloti вызывала увеличение массы и длины побегов, однако длина корней люцерны снижалась. Это приводило к резкому изменению габитуса растений (соотношение длин побегов и корней возрастало в 2-3 раза), которое, по-видимому, обеспечивало высокую интенсивность их симбиотрофного развития. В условиях солевого стресса существенного изменения в соотношении длин побегов и корней при инокуляции ризобиями выявлено не было, однако соотношение массы побегов к их длине возрастало от 0,16-0,34 мг/мм до 0,52-0,68 мг/мм. У растений люцерны, инокулированных солечувствительным штаммом S. meliloti СА67 (не способен расти в присутствии 3 % NaCl), утрата СЭ сопровождалась удлинением побегов и корней соответственно на 36 и 79 %, хотя их масса не изменялась по сравнению с таковой у неинокулированных растений. У растений, инокулированных солеустойчивыми штаммами СХМ1-188 и 1021, при воздействии стресса СЭ сохранялась, однако стимулирующего действия ризобий на рост побегов и корней не обнаружили. Tn5-мутанты F и GL1, несмотря на сниженную СЭ, оказывали такое же влияние на габитус растений, как и родительские штаммы. В настоящей работе мы впервые показали, что проявление СЭ зависит от факторов двух типов - трофических (определяются интенсивностью симбиотической N2-фиксации) и регуляторных (предположительно связаны с модификациями гормонального статуса растений, влияющими на активность корневых и побеговых меристем). Генетические модификации регуляторной (ростстимулирующей) активности ризобий могут быть важным подходом для оптимизации симбиотрофного питания бобовых культур азотом, а также для их адаптации к эдафическим (осмотическим) стрессам.
Бесплатно
Статья научная
Традиционное получение инбредных линий и гибридов в селекции сахарной свеклы -трудоемкий процесс, требующий длительного времени из-за 2-летнего цикла развития растений, само- и перекрестной несовместимости, инбредной депрессии. Для индукции генотипического многообразия в исходной популяции перспективны биотехнологии, в том числе гаплоидный партеногенез. Мы показали, что при индуцировании гаплоидов in vitro у сахарной свеклы ( Beta vulgaris L.) эффективна экспресс-диагностика по фенотипическим, эмбриологическим признакам, отражающим периоды развития цветоносных побегов, органов, бутонов, стадии формирования зародышевого мешка семязачатка и пыльцевых зерен. Регенерационная активность наблюдается в семязачатках с 1 по 25 бутоны, расположенных по колосовидному цветоносу плейохазия вверх от раскрывшегося цветка. Ядра и клетки женского гаметофита изолированных семязачатков этих бутонов в условиях in vitro способны к новообразованиям на всех этапах развития, но 8-ядерные или 7-клеточные зародышевые мешки наиболее компетентны к морфогенезу и переключению программы развития с гаметофитного на спорофитный путь. Наступление критического периода развития зародышевых мешков предварительно определяли по сопутствующим эмбриологическим признакам - наличию одноядерных микроспор и двух-трехклеточных пыльцевых зерен пыльников, находящихся с семязачатками в одном бутоне. Полученные нами результаты свидетельствуют, что гормональный состав питательной среды по Гамборгу (В5) служит важным фактором, который эффективно регулирует направление морфогенетического развития у изолированных семязачатков - через прямую регенерацию (эмбриоидогенез) или через каллус (гемморизогенез), что свидетельствует о тотипотентности как половых, так и соматических клеток экспланта. Полученные данные о воспроизведении in vitro гаплоидных регенерантов углубляют имеющиеся научные представления о специфике морфогенетического потенциала у растений сахарной свеклы. Стабилизирующий отбор при создании линий удвоенных гаплоидов способствует выявлению ценных морфологических признаков регенерантов. Определение числа хромосом и хлоропластов в замыкающих клетках устьиц, а также электрофоретическая подвижность изоферментов (по локусам Adh-1, Mdh-1, Mdh-2, Me-1, Idh-1, Idh-2, Gdh-1 ) могут служить маркерами при индуцировании гаплоидии и создании гомозиготных реституционных линий сахарной свеклы. Показана эффективность метода RFLP-анализа с использованием рестриктазы Hind III, позволившего впервые идентифицировать гаплоидные микроклоны по типу цитоплазмы. Молекулярные маркеры свидетельствовали, что регенеранты с нормальной цитоплазмой (N) имели один ПЦР-продукт длиной 800 п.н., у форм (S) с цитоплазматической мужской стерильностью (ЦМС) обнаруживались два продукта рестрикции (320 п.н. и 480 п.н.). Выявление гаплоидных регенерантов со стерильной цитоплазмой из исходных популяций имеет важное теоретическое и прикладное значение для селекции, облегчая задачу создания гомозиготных линий с ЦМС и высокопродуктивных гибридов на стерильной основе.
Бесплатно
Гаплотипы фертильности голштинского скота
Статья обзорная
Голштинскую породу крупного рогатого скота разводят по крайней мере в 161 стране, на долю животных голштинской и голштинизированной черно-пестрой пород в общем поголовье молочного скота в России приходится более 65 %. Однако на фоне постоянного увеличения молочной продуктивности у коров голштинской породы наблюдается снижение репродуктивной способности (A. Barbat с соавт., 2010). В настоящее время такое снижение связывают с генетическими факторами. Поступательный рост гомозиготности в культурных породах крупного рогатого скота (КРС) обусловливает возрастание негативного влияния LoF-мутаций (loss-of-function) на фертильность коров. Диагностика LoF-мутаций, ассоциированных с летальными наследственными заболеваниями, становится одним из ключевых элементов в системе генетического мониторинга популяций сельскохозяйственных животных (Ю.А. Столповский, 2010; Н.С. Марзанов с соавт., 2012). Существенный прогресс в идентификации LoF-мутаций, ассоциированных с фертильностью, был достигнут с разработкой нового подхода, названного картированием гомозиготности (C. Charlier с соавт., 2008). Он основан на генотипировании десятков тысяч SNP (single nucleotide polymorphism) с помощью чипов средней и высокой плотности и последующей идентификации регионов с потерей гомозиготности, то есть характеризующихся отсутствием одного из гомозиготных генотипов. Этот подход позволяет выявлять области хромосом, которые служат регионами-кандидатами для локализации гаплотипов фертильности, ассоциированных с эмбриональной и ранней постэмбриональной смертностью. В течение последних нескольких лет гаплотипы фертильности были идентифицированы практически во всех основных породах молочного скота: голштинской (P.M. VanRaden с соавт., 2011; S. Fritz с соавт., 2013; T.A. Cooper с соавт., 2013), джерсейской (P.M. VanRaden с соавт., 2011; T.S. Sonstegard с соавт., 2013), бурой швицкой (P.M. VanRaden с соавт., 2011; T.A. Cooper с соавт., 2013; M. McClure с соавт., 2013), монбельярдской (S. Fritz с соавт., 2013), айрширской (T.A. Cooper с соавт., 2013), симментальской (H. Pausch с соавт., 2015), у красного нордического скота (N.K. Kadri с соавт., 2014). В представленном обзоре обобщены результаты идентификации LoF-мутаций, приводящих к нарушениям воспроизводства, в геноме голштинского скота. В настоящее время в голштинской породе регистрируется 10 гаплотипов фертильности (HCD, HH0, HH1, HH2, HH3, HH4, HH5, HHB, HHC, HHD), оказывающих влияние на степень стельности и(или) ассоциированных с эмбриональной и ранней постэмбриональной смертностью на различных стадиях (J.B. Cole с соавт., 2016). Рассматриваются возможные причины распространения гаплотипов фертильности в популяциях крупного рогатого скота: интенсивное использование в искусственном осеменении быков - скрытых носителей, значительный период времени от возникновения до идентификации мутаций (18-59 лет), возможная связь гаплотипов фертильности с показателями молочной продуктивности. Дана характеристика хромосомной локализации гаплотипов фертильности, показано их влияние на степень стельности, приводятся частоты встречаемости в североамериканской популяции голштинов, описаны стадии стельности и возраст телят, на которые приходится гибель плодов и телят - носителей гаплотипов фертильности. Представлена информация о быках-производи-телях, ставших родоначальниками гаплотипов фертильности. Дана характеристика генов и соответствующих LoF-мутаций, ассоциированных с гаплотипами фертильности. Показано, что отцы более 5 % быков-производителей, используемых в Российской Федерации, - скрытые носители гаплотипов фертильности. Это обусловливает актуальность скрининга российской популяции голштинского и голштинизированного скота с целью выявления скрытых носителей. Отмечается важная роль ДНК-диагностики в контроле и элиминации гаплотипов фертильности и ассоциированных с ними генетических дефектов в российской популяции племенного скота. Так, в первые 1-2 года генетического мониторинга среди быков-производителей диагностировалось боле
Бесплатно
Статья научная
В свете последних научных достижений та большая роль, которую играют геомагнитные процессы в разнообразных явлениях на Земле (в ее атмосфере, биосфере и социальной сфере) становится все более очевидной. В настоящее время известно, что изменение геомагнитного поля во времени во многом предопределяется внутрипланетарными процессами, вращением Земли, а также флуктуациями солнечной активности. В связи с этим данные о явлениях на Солнце и об изменениях в магнитном поле Земли стали широко использоваться в различных областях науки и техники и при решении многих прикладных задач. В огромном числе научных публикаций продемонстрировано воздействие искусственных магнитных полей на культуры. Однако влияние флуктуаций естественного магнитного поля Земли, обусловленных влиянием Солнца, на урожайность сельскохозяйственных растений до сих пор практически не изучено. Мы впервые оценили степень корреляции между гелиообусловленными флуктуациями магнитного поля Земли и урожайностью пшеницы для стран мира, где она возделывается. В качестве объекта анализа была выбрана статистическая урожайность этой культуры, поскольку ее ареал позволяет включить в анализ регионы с различными природными и агротехническими условиями. Фактическая информация об урожайности пшеницы была получена из статистической базы данных FAOSTAT (ФАО, Food and Agriculture Organization, FAO (http://faostat.fao.org/site/339/default.aspx)). Индекс Кр использовался как индикатор глобальной геомагнитной активности. Величины Кр индекса были осреднены по календарным дням, месяцам и годам. Среднюю величину индекса округляли до наиболее близкого к ней стандартного значения Кр. Среднемесячные величины Кр использовались для вычисления осредненных значений индекса для периода роста пшеницы. Нами установлено наличие статистически достоверной корреляции между межгодовыми изменениями в урожайности пшеницы и гелиообусловленными изменениями магнитного поля Земли. Величина коэффициента корреляции в некоторых странах достигает достаточно высоких значений. Наиболее высокие коэффициенты положительной корреляции установлены для Бельгии ( r = 0,7), Кении, Мали и Северной Кореи (для каждой из этих стран r = 0,6). Отрицательная взаимосвязь наиболее сильно проявляется для России ( r = -0,8), Украины, Молдовы, Узбекистана и Боливии ( r = -0,7). Специфика проявлений корреляции в разных странах мира позволяет предположить присутствие как прямого, так и опосредованного (через изменение метеорологических условий) влияния флуктуаций геомагнитного поля на урожайность культуры. При прямом воздействии наблюдаемая корреляция урожайности с индексом Кр, осредненным для сезона вегетации, должна быть выражена более четко, чем с Кр индексом, осредненным для года. Наш анализ выявил большее число стран со статистически значимой корреляцией в случае сезонного Кр индекса. При этом часто наблюдается следующая закономерность: в случае отрицательной корреляции с годовым значением Кр величина r возрастает при использовании сезонного индекса, а при положительной взаимосвязи между урожайностью и годовым индексом значение r в случае сезонного индекса уменьшается (иногда до статистически незначимых величин). Последнее может объясняться инертностью реакции атмосферных процессов на воздействие флуктуаций геомагнитной активности аналогично тому, что отмечают в отношении влияния Эль-Ниньо и Ла-Нинья на изменение температуры воздуха и количества атмосферных осадков (R. Stefanski, 1994). Более уверенное заключение о значимости прямого и опосредованного влияния может быть, по-видимому, получено при проведении подобного анализа для иных сельскохозяйственных культур, а также посредством уточнения сроков вегетации растений в каждом конкретном году и регионе произрастания.
Бесплатно
Гемадсорбция при африканской чуме свиней
Статья обзорная
Свойство вызывать гемадсорбцию при репродукции вируса африканской чумы свиней (АЧС) в культурах клеток костного мозга свиньи (КМС), лейкоцитов свиньи (ЛС) или перевиваемых клеток в присутствии эритроцитов свиньи характерно для большинства его изолятов (W.A. Malmquist, D. Hay, 1960). Это используется в диагностике болезни по аутогемадсорбции в крови свиней, при титровании вируса в культурах клеток, селекции аттенуированных вариантов в лабораторных условиях (А.Д. Середа с соавт., 2014). Реакция задержки гемадсорбции (РЗГАд) вместе с биопробой на иммунных свиньях применяется для классификации изолятов вируса АЧС по сероиммунотипам (Н.И. Митин с соавт., 1985). Оценка гетерогенности популяции вируса АЧС по количественной гемадсорбции («плотная», «промежуточная», «рыхлая») используется в качестве фенотипического признака изолятов, штаммов и вариантов вируса АЧС (V. Makarov с соавт., 2016). Еще один измеряемый количественно признак при гемадсорбции - доля окружности эритроцитов при их контактах с зараженными макрофагами. Установлены количественные различия сывороток крови свиней по активности в РЗГАд при постановке реакции с референтными вирулентными и полученными из них аттенуированными вариантами. Эти результаты ждут своего объяснения. Потеря способности индуцировать гемадсорбцию не критична для репродукции вируса АЧС, но часто сопровождается снижением вирулентности возбудителя. Поэтому аттенуированные варианты вируса АЧС получают, как правило, посредством селекции предельными разведениями из популяций вирулентных изолятов, выделенных из клонов с пониженной способностью к гемадсорбции (Д.В. Колбасов с соавт., 2014). При репродукции вируса развитие гемадсорбции предшествует его экзоцитозу. Вирионы не играют существенной роли в механизме гемадсорбции, однако их взаимодействие с мембраной эритроцитов помогает диссеминации вируса по организму свиней и более эффективному проникновению в клетки кишечника клещей (L.K. Dixon и соавт., 2004). Гемадсорбирующие свойства вируса АЧС определяются его трансмембранным высокогликозилированным белком CD2v (J.M. Rodríguez с соавт., 1993). Возникновение негемадсорбирующих авирулентных изолятов, вероятно, происходит в результате сдвига открытой рамки считывания (ORF) в генах EP402R и EP153R, кодирующих соответственно CD2v и лектиноподобный белок (D.A. Chapman с соавт., 2008). Высказано предположение, что гемадсорбция обусловлена взаимодействием углеводных остатков олигосахаридов гликопротеинов вируса АЧС с лектиноподобным рецептором эритроцитов свиньи.
Бесплатно
Статья научная
В последние годы в России, Евросоюзе, Индии, других странах у сельскохозяйственных животных, в том числе у овец, все чаще диагностируют скрытые формы гипомикроэлементозов (В.Т. Самохин, 2008). Синдром дефицита селена, йода и других жизненно важных элементов приводит к снижению показателей крови, изменению активности свободнорадикального окисления и процессов оксидантной защиты (Т.Н. Родионова с соавт., 2010; Д.В. Воробьев с соавт., 2011). В результате задерживается рост и развитие животных, ухудшаются интегративные функции, снижается продуктивность. Целью настоящей работы была комплексная оценка биогеохимической ситуации в Нижневолжском регионе в связи с физиологическим статусом растущих ягнят эдильбаевской породы и изучение возможности его улучшения при компенсации недостающих организму животных микроэлементов. Пробы почвы, воды, растения, органы и образцы тканей овец отбирали по В.В. Ковальскому (1974), биологические пробы сохраняли в эксикаторах. Содержание микроэлементов определяли атомно-абсорбционным методом (М.Э. Брицке, 1982), селена - флуориметрически по В.В. Ермакову (1975), йода - роданидно-нитритным методом (ГОСТ 28-548-90). Эксперименты на 4-месячных ягнятах эдильбаевской породы проводили в СПХ «Красноярец» (Красноярский р-н, Астраханская обл.) в 2014-2015 годах. Для опыта отобрали две отары ягнят-аналогов (контрольная - 252 гол., опытная - 268 гол.). Балансовый опыт выполняли на 5 контрольных и 5 опытных ярках. Ягнятам опытной группы внутримышечно вводили микроэлементный препарат для инъекций Седимин® (ООО «А-БИО», Россия), который относится к фармакологической группе средств, регулирующих метаболические процессы. Препарат представляет собой водный раствор комплексного соединения низкомолекулярного декстрана с Fe (III), стабилизированного Se и I. До опыта и по его окончании ягнят взвешивали. Кровь брали до кормления, гематологические показатели (количество форменных элементов, гемоглобина, лейкоформулу, содержание Ca, P и каротина) определяли по И.П. Кондрахину (2004). Диеновые конъюгаты (ДК) исследовали по УФ-спектрам поглощения при l = 233 нм (З. Плацер, 1970), содержание малонового диальдегида (МДА) оценивали по методике В.С. Бузламы (1997). Активность каталазы изучали по М.Л. Королюку (1980), активность глутатионпероксидазы (ГПО) - по R. Paglia с соавт. (1967). У ягнят, не получавших препарат, баланс йода и селена в организме был отрицательным, а гематологические показатели и активность антиоксидантной защиты оказались низкими. По совокупности проанализированных данных у животных был выявлен скрытый комбинированный гипомикроэлементоз по селену и йоду. Применение органического препарата Седимина профилактировало и корректировало синдром селено-йодного дефицита, достоверно (Р
Бесплатно
Статья научная
Актуальность изучения роли трипсина как гормоноподобного вещества в организме животных обусловлена тем, что новые знания в этой области позволят расширить применение фармакопейного препарата трипсина кристаллического, который в настоящее время незаслуженно забыт и редко используется в ветеринарной и медицинской практике. Еще одна причина такого ограничения - побочное действие, которое проявляется при внутримышечной инъекции препарата в виде болевой реакции. В настоящей работе мы определили морфо-биохимические показатели крови и параметры кровообращения у кроликов породы шиншилла, которым вводили внутримышечно препарат трипсина, разбавленный физиологическим раствором или лидокаином. Эксперименты по изучению влияния трипсина на артериальное давление, частоту сердечных сокращений и частоту дыхания выполняли методом групп-периодов. Все животные были разделены на 3 группы по принципу аналогов: 1-я группа (контроль) получала внутримышечно трипсин, разбавленный стерильным физиологическим раствором (ФР) в соотношении 0,01 г трипсина в 5,0 мл ФР, в количестве 0,5 мл (0,25 мг/кг живой массы), 2-я группа (опыт) получала инъекцию трипсина, разбавленного лидокаином (0,01 г кристаллического трипсина + 5,0 мл 2,0 % раствор лидокаина) в количестве 0,5 мл (0,25 мг/кг живой массы); в 3-ей группе (опыт) кроликам внутримышечно вводили 0,5 мл 2 % раствора лидокаина. Каждый эксперимент делился на три периода. Перед инъекцией препарата определяли артериальное давление (АД, тонометр petMAP graphic II, «Ramsey Medical, Inc, США), частоту сердечных сокращений (ЧСС) и частоту дыхательных движений (ЧДД), используя фонендоскоп. Затем вводили внутримышечно препарат и сразу измеряли АД, ЧСС, ЧДД. Через 30 мин после внутримышечной инъекции препарата повторно определяли те же показатели. Результаты наблюдения показали, что у кроликов эффект от действия трипсина на кровообращение связан с уменьшением частоты сердечных сокращений независимо от разбавителя. При использовании лидокаина это действие проявляется сильнее, поскольку лидокаин сам способен снижать частоту сердечных сокращений. Кристаллический трипсин, разбавленный физиологическим раствором и введенный кролику внутримышечно, увеличивает активность трипсина в крови на 14,1 % (p function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }
Бесплатно
Статья научная
Европейский окунь ( Perca fluviatilis Linnaeus, 1758) обитает во многих водоемах Евразии и имеет промысловое значение, однако в естественной среде рыба часто подвержена инвазионным болезням, что трудно контролировать при промышленных масштабах переработки. Патогенная нематода Eustrongylides excisus широко распространена в дельте реки Волга и в больших количествах встречается у окуня. В настоящей работе впервые проведена сравнительная оценка гематологического статуса зараженных окуней естественных популяций и здоровых особей. Целью работы было изучение влияния поражения речного окуня различными инвазиями на некоторые биологические характеристики и физиологические показатели выращиваемых рыб. Исследования проводили на особях европейского окуня Perca fluviatilis (Linnaeus, 1758) обоих полов в возрасте от 0 (сеголетки) до 4 лет (четырехлетки), выловленных из естественных водоемов Нижней Волги (реки Большая Болда и Белый Ильмень, Астраханская область) в период с сентября 2016 года по июнь 2019 года. Работу выполняли на базе Инновационного центра «Биоаквапарк - научно-технический центр аквакультуры» (ФГБОУ ВО Астраханский государственный технический университет). Определяли абсолютную длину тела, длину тела до конца чешуйного покрова, массу тела и возраст рыб, рассчитывали коэффициент упитанности по Фультону. Паразитологическое исследование проводили по стандартной методике с определением паразитов в коже, плавниках, ротовой полости, жабрах, глазах, сердце, брюшной полости, мышцах, головном и спинном мозге. Кровь для анализа брали из хвостовой вены прижизненно. Более чем у 55 % выловленных особей речного окуня при вскрытии были обнаружены нематоды. У зараженных особей нематоды находились в печени (30 %), брюшной полости (45 %), кишечнике (10 %), мышцах (15 %), жабрах (5 %). Во внутренних органах и в их оболочках паразиты присутствовали как в свободном, так и в инкапсулированном состоянии, причем наиболее многочисленными были Eustrongylides excisus. При зараженности этими паразитами у рыб снижалась средняя масса тела и коэффициент упитанности по сравнению со здоровыми особями того же возраста. Однако выявленное замедление роста у больных особей было статистически недостоверным (р > 0,05), тогда как коэффициент упитанности оказался достоверно меньше, чем у незараженных рыб (трехлетки, р 4±4,17½104 у больных рыб против 137,22½104±5,26½104 кл/мм3 у здоровых), концентрации общего белка (40,81±1,19 против 48,97±2,07 г/л) и холестерина (5,17±0,28 против 6,81±0,30 ммоль/л) в сыворотке крови. Также отмечали повышение содержания гемоглобина на эритроцит (mean corpuscular hemoglobin, MCH), скорости оседания эритроцитов, общего числа лейкоцитов, тромбоцитов у зараженных особей по сравнению с незараженными. Доля патологически измененных эритроцитов в мазках крови увеличилась до 9,17±0,23 % у зараженных особей против 4,87±0,11 % у здоровых рыб. У зараженного окуня были обнаружены следующие виды патологически измененных клеток: изменения цитоплазмы клеток, изменение ядра клеток, дегенеративные изменения клетки, изменения, связанные с делением клетки.
Бесплатно
Статья научная
У яичных кур кросса Радонеж оценивали стрессовое состояние после дебикирова-ния в разном возрасте по физиологическим критериям и последующей продуктивности. Показано, что гематокритное число, концентрация глюкозы в крови, а также прирост живой массы молодняка, яйценоскость и масса яиц являются показателями, характеризующими стресс-реакцию на дебикирование и продолжительность адаптационного синдрома. Дебики-рование как хирургическая операция оказывает воздействие на состояние птицы, поэтому ее следует проводить в 1- или 28-суточном возрасте.
Бесплатно
Статья научная
Оценивали общее состояние, морфологические и биохимические показатели крови у бычков черно-пестрой породы при умеренно интенсивном и интенсивном выращивании в хозяйствах с разной степенью загрязнения почв и кормов l37Cs. У животных выявлены изменения морфологического состава крови, СОЭ, гиперхромная анемия, абсолютный, относительный и/или видовой лимфоцитоз, а также моноцитоз.
Бесплатно
Гематотоксическое действие пестицидов на теплокровных животных
Статья научная
Анализировали состав крови лабораторных животных при интоксикации пиретроидными пестицидами и коров, инфицированных вирусом лейкоза, с целью совершенствования диагностики и профилактики лейкоза крупного рогатого скота.
Бесплатно
Гемостатическая активность тромбоцитов у телят в фазу молочного питания
Статья научная
Формирование адаптивных возможностей организма во многом обеспечивается на начальном этапе индивидуального развития. Функциональные способности кровяных пластинок способствуют наилучшей текучести крови и притоку ее достаточного объема к тканям. Мы исследовали возрастную динамику гемостатической активности тромбоцитов у здоровых телят черно-пестрой породы в фазу молочного питания (на 11-е, 15-е, 20-е, 25-е и 30-е сут жизни). У телят отмечена стабильная интенсивность перекисного окисления липидов, устойчивое функционирование актино-миозинового механизма и антиоксидантной защиты тромбоцитов, стабильное содержание аденозинфосфатов и их выраженная секреции в процессе активации и агрегации. Невысокую функциональную активность тромбоцитов регистрировали in vitro и in vivo. Очевидно, это связано с постоянной активностью рецепторных и пострецепторных механизмов, определяющих функциональную готовность тромбоцитов в условиях растущего влияния окружающей среды на организм животного.
Бесплатно
