Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1632
Статья научная
Генетическая однородность пшеницы с неэффективными генами расоспецифической устойчивости к микопатогенам в сочетании с характерной для последних способностью проявлять значительную вариабельность вирулентности и высокую частоту изменчивости повсеместно приводит к увеличению потерь урожая этой культуры от грибных болезней. Поэтому главный элемент в стратегии интегрированной защиты растений, направленной на снижение риска загрязнения окружающей среды фунгицидами, - это создание сортов с высокой и длительно сохраняемой устойчивостью. Обновляемый набор таких сортов, сохраняющих эффективность в различных агросистемах, при территориальном планировании их размещения в посевах позволил бы эффективнее обеспечивать защиту от микопатогенов и максимально долго поддерживать условия, не благоприятствующие распространению новых генов патогенности. Мы впервые выполнили комплексную оценку устойчивости к основным грибным патогенам у образцов разного эколого-географического и селекционного происхождения из трех коллекций - мировой коллекции ВИР (Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова, г. Санкт-Петербург), Краснодарского НИИ сельского хозяйства (КНИИСХ, юг России) и Московского НИИ сельского хозяйства «Немчиновка» (МНИИСХ, средняя полоса России). Целью исследований было изучение образцов озимой пшеницы и отбор источников и доноров устойчивости к неблагоприятным биотическим факторам, в том числе к наиболее известным и вредоносным возбудителям бурой ржавчины ( Puccinia triticina Eriks.), стеблевой ржавчины ( P. graminis Pers.), мучнистой росы ( Blumeria graminis (DC.) Speer f. sp. tritici Marchal.), септориоза ( Septoria tritici Rob. et Desm. и Stagonospora nodorum Berk.) из коллекций ВИР, КНИИСХ и МНИИСХ. Из 158 коллекционных сортов озимой мягкой пшеницы (по 100 растений для каждого сорта) полевую устойчивость к бурой ржавчине проявили 8,9 %, к стеблевой ржавчине - 5,1 %, к септориозу - 1,3 %. Устойчивых к мучнистой росе образцов пшеницы выявлено не было. На основании оценки всходов на устойчивость к бурой ржавчине в контролируемых условиях камер искусственного климата и взрослых растений - в инфекционном питомнике определили образцы пшеницы с возрастной и ювенильной устойчивостью. Установлены различия в поражаемости сортов озимой пшеницы украинской селекции в зависимости от зоны возделывания. Особую ценность для селекции имеют сорта с устойчивостью к двум и более патогенам. Сорта Юнона, Таня (КНИИСХ), Богданка (Белгородская обл.) проявили устойчивость к бурой и стеблевой ржавчине. Сорта Borvij, Zagrava odes'ka (Украина), Catalus (Германия) проявили признаки частичной устойчивости к бурой ржавчине и умеренную восприимчивость к септориозу. Особый интерес в качестве источников генов устойчивости к Septoria tritici и Stagonospora nodorum представляют сорта Gyrmyzy Gjul’ 1 (Азербайджан), Catalus (Германия). Образец KS 93450 (США) сочетал признаки частичной устойчивости к бурой ржавчине, умеренную восприимчивость к септориозу и устойчивость к стеблевой ржавчине. Указанные образцы могут быть рекомендованы для дальнейшего использования в селекции на устойчивость к перечисленным возбудителям.
Бесплатно
Статья научная
Мультипотентные мезенхимные стволовые клетки (ММСК), выделенные из костного мозга (КМ) и жировой ткани (ЖТ) крупного рогатого скота (КРС), представляют собой перспективный материал для создания новых клеточных систем и продуктов для пищевой биотехнологии. Нами показана возможность направленной дифференцировки ММСК, полученных как из КМ, так и из ЖТ КРС, в клетки мышечной ткани при культивировании в средах с индукторами миогенеза (5-азацитидин, 5-аза-2¢-деоксицитидин и ретиноевая кислота). Сравнительный анализ эффективности дифференцировки в направлении миогенеза обнаружил морфологические изменения в ММСК, выделенных из КМ, на 15-21-е сут, в ММСК, выделенных из ЖТ, — на 20-25-е сут культивирования в средах с различными индукторами. Анализ экспрессии генов MYOD 1 и MYOG в реакции ОТ-ПЦР (ПЦР с обратной транскрипцией) выявил различия в потенции этих клеток к дифференцировке в клетки мышечной ткани in vitro, а также показал, что клетки, полученные из КМ, более перспективны как источники для моделирования мышечной ткани in vitro.
Бесплатно
Статья научная
Для сохранения генофонда нации важно поддержание стандартов качества жизни, в том числе здоровое питание. К сожалению, неотъемлемым элементом так называемых интенсивных промышленных технологий производства животноводческой продукции длительное время было и в большинстве случаев продолжает оставаться применение кормовых антибиотиков. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ, WHO - World Health Organization) отмечает растущую микробную резистентность (в том числе из-за перехода антибиотиков в продукцию животноводства и, как следствие, в пищу человека), что может привести к распространению бактерий, устойчивых к антибактериальным средствам, и лекарственно устойчивых инфекций, представляющих угрозу для человечества. Не меньшая опасность заключается в распространении подобных инфекций среди поголовья, в особенности племенного. Не исключено, что эта угроза сильно недооценивается, поскольку у животных и человека практически не изучен состав и возможные изменения в поведении микробиома - микроорганизмов, которые не выявлялись методами классической микробиологии, но составляют основу микробиоты организма. В то же время недооценивается и возможность передачи полезных для человека биологически активных веществ через продукцию животноводства при простой замене нежелательных компонентов корма безвредными и биологически активными, хотя многими обсуждаются более затратные подходы по конструированию функциональных продуктов питания. Эти вопросы требуют решения - экономически и биологически эффективного и максимально безопасного по влиянию на животных, человека и последствиям для окружающей среды. Наши опыты на трех группах цыплят-бройлеров кросса Cobb-500 (с 1- до 35-суточного возраста птицы) впервые показали возможность использования в комбикормах добавки винивет, полученной по разработанной безотходной технологии переработки на основе продуктов пчеловодства - перги и мервы, в которой сохраняются биологически активные вещества (JSC «Rusoborotexrort», г. Казань, Россия), для замены кормовых антибиотиков при выращивании цыплят-бройлеров. Установлено, что включение в рацион препарата винивет (5 кг/т корма) способствовало повышению живой массы цыплят из III группы относительно контроля (I группа) на 0,61 и 0,86 % соответственно в 28- и 35-суточном возрасте при снижении затрат корма на 1 кг прироста живой массы на 3,15 %. Применение кормового антибиотика стафак 110 («Phibro Animal Health Corp.», США) в дозе 180 г/т корма также обеспечивало высокую скорость роста у цыплят из II группы как в сравнении с контролем, так и с показателем в III группе, получавшей винивет. В частности, живая масса цыплят из II группы превышала контроль в 6-, 14, 21- и 28-суточном возрасте и в конце выращивания соответственно на 2,63; 1,99; 3,22, 0,51 и 2,04 %. Конверсия корма у бройлеров из II и III групп улучшалась по сравнению с таковой у контрольной птицы соответственно на 3,53 и 3,15 %. В то же время проведенный анализ микрофлоры слепых отростков кишечника бройлеров методом T-RFLP (terminal restriction fragment length polymorphism) выявил значительное снижение численности патогенной и условно-патогенной микрофлоры при использовании винивета. Так, у бактерий семейства Staphylococcaceae, рода Fusobacterium sp., семейств Pertococcaceae и Pasteurellaceae она достоверно уменьшилась в сравнении с контролем (на 0,91; 0,79; 1,85 и 3,37 %), при этом сумма целлюлозолитических бактерий возросла на 7,94 %. Гистологические исследования печени и кишечника показали, что у цыплят-бройлеров, получавших в качестве добавки к основному рациону исследуемый препарат на основе натуральных продуктов пчеловодства, произошли структурные преобразования тонкого отдела кишечного канала, направленные на усиление его всасывающей способности, барьерной и моторной функций. Они выражаются в том, что достоверно удлинились кишечные ворсинки, увеличилась плотность крипт и произошло их углубление, возросла общая площадь всасывающей поверхности. При этом в группе, где использовался кормовой антибиотик с
Бесплатно
Статья научная
Метановое брожение, или биометаногенез - образование смеси, состоящей приблизительно из 65 % СH4, 30 % CO2, 1 % Н2S и незначительных количеств N2, O2, H2 и CO, осуществляется в анаэробных условиях многокомпонентным микробным консорциумом. Его особенность заключается в способности конвертировать в биогаз практически все классы органических соединений, бытовые, сельскохозяйственные и некоторые промышленные отходы. Нами впервые проведена оценка влияния добавок на основе амаранта багряного ( Amaranthus cruentus L.) на эффективность процесса получения биогаза из органических отходов. Установлено, что оптимизация субстрата по органическому веществу с использованием фитомассы или жома амаранта, полученного после извлечения всех практически ценных веществ, позволяет производить биогаз из осадков сточных вод, решая экологическую проблему обеззараживания и утилизации отходов, а также энергетическую задачу получения дешевого возобновляемого источника топлива. Амарант багряный - высокоурожайная культура, для которой характерно высокое содержание белка. Его биомасса служит промышленно воспроизводимым растительным сырьем. В результате цикла исследований по разработке оригинальных способов получения рутина, растительного белка, пектина на основе A. cruentus нами предложена схема комплексной переработки, включающей экстрактивное извлечение указанных веществ из высушенной фитомассы растения в едином технологическом цикле. Жом амаранта после извлечения всех ценных соединений был предложен в качестве косубстрата для анаэробного сбраживания органических отходов. Влияние добавок амаранта на получение биогаза моделировали в лабораторных условиях, используя в качестве субстрата крупнотоннажный осадок сточных вод (ОСВ) с городских очистных сооружений. Выявлена зависимость эффекта от количества добавки (избыток фитомассы амаранта 74 % и 87 % подавлял метаногенез). Изучение сбраживания ОСВ после фильтр-пресса (влажность 45 %) в мезофильном (37 °С) и термофильном (50 °С) режимах с добавлением жома амаранта показало преимущество термофильного режима (удельный выход биогаза составил 354 мл/г сухого вещества). Кроме того, в присутствии амарантового жома продуктивность биометаногенеза в мезофильном режиме тоже повышалась на 87,0 %, при этом практически отсутствовала лаг-фаза, содержание CH4 в течение всего эксперимента составляло около 60 %, а удельный выход биогаза достигал 251,9 мл/г сухого вещества, или ~ 0,25 м3 биогаза из 1 кг сухого вещества органического сырья. С целью поиска активной фракции фитомассы амаранта провели серию экспериментов с экстрактами амаранта при использовании растворителей различной полярности - дихлорметана, 70 % водного этанола и дистиллированной воды. Установлено, что в случае экстрактов CH2Cl2 и EtOH лаг-фаза сокращалась до 10 сут, что сопоставимо с действием фитомассы амаранта. Очевидно, в этих экстрактах содержатся компоненты, которые либо подвергаются быстрой деструкции под влиянием сообщества микроорганизмов, превращаясь в биогаз, либо способствуют росту бактерий. При добавлении дихлорметанового экстракта к субстрату происходило наиболее эффективное выделение биогаза, что согласуется с данными литературы. Полученные результаты указывают на экологическую и экономическую целесообразность использования жома амаранта при утилизации органических отходов.
Бесплатно
Дозревание ооцитов коров в среде Fert-TALP повышает их качество и компетентность к развитию in vitro
Статья научная
Экстракорпоральное созревание (in vitro maturation, IVM) - важный этап получения эмбрионов in vitro (in vitro embryo production, IVP). Условия среды, окружающей ооциты вне организма, критически влияют на качество яйцеклеток, что делает эти условия объектом направленного воздействия. Чаще всего для IVM ооцитов коров используется однофазное культивирование в среде ТС-199, дополненной фетальной бычьей сывороткой (ФБС) и гонадотропными гормонами. Дифференцированное созревание, учитывающее асинхронность между ядерными и цитоплазматическими преобразованиями в ооцитах, следует рассматривать в качестве альтернативного и более естественного подхода к получению IVP эмбрионов. В настоящем исследовании впервые проведено сравнение двухфазных IVM протоколов, предполагающих созревание ооцитов коров на начальном этапе в стандартной среде и на завершающем этапе - в одной из двух сред без гормонов (ТС-199 и Fert-TALP - среды, традиционно используемой на последующем этапе оплодотворения). Цель представленной работы заключалась в изучении влияния тестируемых условий на состояние хромосом и степень апоптотической дегенерации в созревающих ооцитах, а также на развитие и качество IVP эмбрионов. Ооцит-кумулюсные комплексы (ОКК) созревали в течение 16 ч в среде ТС-199, дополненной 10 % ФБС, 10 мкг/мл фолликулостимулирующего (ФСГ) и 10 мкг/мл лютеинизирующего (ЛГ) гормонов. Затем ОКК переносили в среду ТС-199, содержащую только сыворотку (1-я система), либо в среду Fert-TALP (2-я система) и культивировали еще в течение 8 ч. Часть созревших ооцитов использовали для анализа состояния ядерного материала (окрашивание DAPI) и степени апоптоза (метод TUNEL). Другую часть подвергали оплодотворению для оценки компетенции к эмбриональному развитию. Цитологический анализ не выявил влияния системы культивирования на завершение ядерного созревания. Доля МII ооцитов через 24 ч созревания была сходной в обеих группах и составляла в 1-й и 2-й системе соответственно 83,3 и 84,7 %. В то же время процент ооцитов с признаками апоптоза при их дозревания во 2-й системе был ниже (11,7±0,7 %), чем в 1-й системе (19,4±1,1) (p function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }
Бесплатно
Статья обзорная
Домашний кролик Oryctolagus cuniculus var. domestica L. относится к тем немногим доместицированным видам, у которых дикий предковый вид существует одновременно с одомашненным (M. Carneiro, 2014), что позволяет изучать механизмы, лежащие в основе процессов доместикации. Следует отметить, что понимание генетических основ синдрома доместикации до сих пор остается неполным (M.A. Zeder, 2006-2017). Предполагается, что одомашнивание представляет собой уникальную форму симбиоза между человеком и доместицированными видами, формирующими общую нишу обитания (M.A. Zeder, 2012). Исследования симбиотических партнеров позволяют накапливать информацию о путях адаптации к такой нише, в том числе у человека. В этой связи важность изучения домашнего кролика трудно переоценить хотя бы потому, что на протяжении многих десятилетий он остается одной из основных моделей в биомедицинских экспериментах (K.M. El-Bayomi, 2013). Уникальные физиологические особенности кролика объясняют его широкое использование при выявлении закономерностей развития и течения многих заболеваний человека. В то же время мы не обнаружили работ, систематизирующих современные сведения по фундаментальной биологии этого доместицированного вида в сравнении с его дикой предковой формой. Задача настоящего обзора - суммировать данные о популяционно-генетической структуре (M. Carneiro, 2014; A.D. Stock, 1976), распределении геномных элементов (M. Carneiro, 2011), составе микробиомов (M.S. Gómez-Conde, 2009), морфометрических характеристиках и физиологических особенностях (С.Н. Боголюбский, 1959) домашнего кролика и предкового подвида европейского кролика, в том числе определяющих значение O. cuniculus var. domestica не только как хозяйственно ценного вида, но и как модельного объекта в различных областях биомедицины. Представленный сравнительный анализ позволяет выделить ряд фенотипических характеристик (J.L. Hendrikse, 2007; I. Brusini, 2018; P.S. Ungar, 2010), а также группу молекулярно-генетических маркеров геномной ДНК, дифференцирующих домашнего кролика от предкового вида (M. Sparwel, 2019). Изучение распределения аллелей различных мобильных генетических элементов, микросателлитов, отдельных структурных генов, вовлеченных в процесс доместикации домашнего кролика, может способствовать повышению эффективности управления генетическими ресурсами не только у этого вида, но и у других домашних животных, что необходимо как в медико-биологических исследованиях, так и для решения задач селекционной работы.
Бесплатно
Доменная организация мобильных генетических элементов в 1-й хромосоме крупного рогатого скота
Статья научная
Организация генома крупного рогатого скота (КРС), его «геномный ландшафт», в последние годы привлекает особое внимание в связи со сложностью решения задач геномной селекции - использования полилокусных генотипов для ускорения и упрощения селекционной работы. Накоплены данные, свидетельствующие о высокой скорости эволюции различных геномных элементов и выраженности их структурно-функционального полиморфизма (L. Chen с соавт., 2017). Около 50 % всех нуклеотидных последовательностей в геноме крупного рогатого скота представлено диспергированными повторами (R.L. Tellam с соавт., 2009), некоторые из них образуют консервативные внутригеномные домены при совместной локализации (D.L. Adelson с соавт., 2009). Особенности распределения консервативных и вариабельных доменов в геномах крупного рогатого скота до сих пор недостаточно исследованы, несмотря на их важность для решения задач контроля и управления генетическими ресурсами. В настоящей работе с использованием базы данных мобильных генетических элементов программы RepeatMasker (A.F.A. Smit с соавт., http://repeatmasker.org) и аналитической программы Integrated Genome Browser (J.W. Nikol с соавт., 2009) выполнен анализ доменной организации мобильных генетических элементов и продуктов их рекомбинаций в нуклеотидных последовательностях (13436028 п.н.) 1-й хромосомы КРС. Обнаружено, что в исследованном участке наиболее часто встречались элементы SINE/tRNA-Core-RTE, LINE/RTE-BovB, LINE/L1 и LTR/ERV. Их взаимная локализация представляет собой сложную структуру. Чаще всего наблюдались двучленные ассоциации SINE и LINE, SINE/tRNA-Core-RTE и LTR/EVR, (LTR/ERVK)/(LINE/RTE-BovB) и (LTR/ERVK)/LINE/L1). Последние два варианта служат основой для образования трехчленных кластеров - (LINE/RTE-BovB)/(BTLTR1)/(LINE/RTE-BovB) и (LINE/L1)/(BTLTR1J)/(LINE/L1), причем другие ретротранспозоны такие трехчленные кластеры фактически не формируют. Было выявлено некоторое смещение (относительно повышенной плотности локализации) этих трехчленных кластеров к дистальному концу исследованного участка 1-й хромосомы. С помощью программы Integrated Genome Browser мы определили расположение трехчленных продуктов рекомбинаций между LINE и LTR ERV по отношению к структурным генам. Оказалось, что 34 такие конструкции локализуются в 12 структурных генах (остальные - в межгенных пространствах), причем в основном по 10 и 12 копий в двух генах - grik1 и арр, тесно связанных у млекопитающих с функцией центральной нервной системы. Тот факт, что в каждом из этих двух генов трехчленная конструкция (LINE/RTE-BovB)/(BTLTR1)/(LINE/RTE-BovB) была представлена девятью копиями, а конструкцию (LINE/L1)/(BTLTR1J)/(LINE/L1) обнаружили в одной копии в grik1 и в трех - в арр, дает основание считать указанные гены древними мишенями для встроек и сохранения мобильных генетических элементов. Следует отметить, что (LINE/L1)/(BTLTR1J)/(LINE/L1) выявили только в этих двух генах, но не обнаружили в остальных 10, где присутствовал продукт рекомбинации (LINE/RTE-BovB)/(BTLTR1)/(LINE/RTE-BovB). Особенности распределения продуктов рекомбинаций между LINE и LTR ERV по исследованному участку 1-й хромосомы и их локализация в структурных генах позволяют предполагать возможное присутствие в них специфических структурно-функциональных элементов, выявление которых составляет предмет дальнейших исследований.
Бесплатно
Доместикация как частный случай эволюции: об универсальности принципов и механизмов (обзор)
Статья обзорная
Высокая скорость роста изменений состояния биосферы, в которой существенную роль выполняет превращение деятельности человека в геологическую силу (В.И. Вернадский, 1944), приводит к необходимости особого внимания к поискам механизмов управления генетическими потоками у доместицированных видов растений и животных как основы жизнеобеспечения современного человечества. Н.И. Вавилов отмечал, что доместикация представлять собой экспериментальную эволюцию, для управления которой необходимо историческое понимание эволюционного процесса (Н.И. Вавилов, 1987). Основной механизм естественного и искусственного отборов заключается в преимущественном воспроизводстве особей, наиболее приспособленных к предложенным условиям отбора, то есть имеющих репродуктивный успех и обеспечивающих сохранение потомства, что лежит в основе так называемого самоодомашнивания некоторых видов млекопитающих, включая человека (L. Raviv с соавт., 2023). Внутривидовая и межвидовая дифференциация и кооперация для выполнения задач воспроизводства популяций описана и у растений (R. Sharifi, C.M. Ryu, 2021), и у животных (A.M.M. Rodrigues с соавт., 2023; M.A. Zeder, 2012). На примере прокариот показано, что культивирование в разных условиях приводит к существенной дифференциации по характеристикам образования колоний (регуляция поведения) у потомства, причем эти изменения необратимы (невозможность «обратной» эволюции, так называемая дискриминация родственников) (O. Rendueles с соавт., 2015). У многоклеточных организмов существенный вклад в необратимость эволюции вносят симбионты - «кооперанты» на клеточном (E. Rosenberg с соавт., 2010) и геномном (M. Ramakrishnan с соавт., 2021) уровнях. У доместицированных растений и животных большая часть генома занята мобильными генетическими элементами - транспозонами (ТЕ) и продуктами их рекомбинаций (D. Almojil с соавт., 2021). Автономные TE - это потомки экзогенных вирусов и источники основных компонент сетей регуляции профилей генной экспрессии, влияющих на последствия гибридизации, стресс-реактивность (K. Mukherjee, L.L. Moroz, 2023). Обнаруживается определенное сходство ТЕ по участию в основных биологических процессах у растений и животных, несмотря на существенные различия в доминировании вариантов ТЕ, их вовлеченности в организацию архитектоники интерфазного ядра, участии в формировании мотивов для факторов регуляции транскрипции (Y. Qiu, C. Köhler, 2020). Следует отметить, что ранние этапы эволюции основаны на дифференциации и кооперации протобиополимеров (РНК, белки, липиды, углеводы) (Y. Shi и соавт., 2023), прокариот и эукариот (J. Brueckner, W.F. Martin, 2020; C. Al Jewari, S.L. Baldauf, 2023). Наколенные данные свидетельствуют о том, что дифференциация и кооперация - универсальные механизмы эволюционного процесса. В эволюции многоклеточных организмов ключевую роль играют мутуалистические взаимоотношения между такими организмами, микробиотами, вирусами и их потомками. Это обстоятельство необходимо учитывать при поиске методов управления генетическими потоками у доместицированных человеком видов для их сохранения и улучшения.
Бесплатно
Статья обзорная
Обсуждается роль, значимость и область использования фитоэкдистероидов, рассмотрены их источники и состояние сырьевой базы, проблемы культивирования левзеи сафлоровид-ной и серпухи венценосной. Обоснована необходимость углубленных онтогенетических и биоморфологических исследований растений с целью создания крупномасштабных и экологически сбалансированных агропопуляций.
Бесплатно
Достижения физиологии пищеварения сельскохозяйственных животных в XX веке
Статья научная
Обсуждаются данные литературы и исследования, проведенные во ВНИИ физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных животных (ВНИИФБиП сельскохозяйственных животных), в результате которых были описаны новые типы и функции пищеварения, его физиологические механизмы, процессы метаболизма и транспорта ферментов, субстратов, продуктов, а также сформулирован ряд основополагающих концепций.
Бесплатно
Естественная резистентность мясной птицы и ее фармакокоррекция пробиотиками и синбиотиками
Статья научная
Оценивали показатели естественной резистентности (бактерицидную и лизоцимную активность сыворотки крови, содержание в периферической крови Т- и В-лимфоцитов) и сохранность растущих цыплят-бройлеров, гусей и индеек-бройлеров при скармливании пробиотиков ветом 1.1, ветом 13.1, препарата сел-плекс и синбиотиков на их основе. Показано, что все исследованные препараты оказывают стимулирующее влияние на клеточные и гуморальные факторы иммунитета у мясной птицы, а также способствуют сохранности молодняка.
Бесплатно
Железодефицитная анемия лабораторных крыс как экспериментальная модель в пушном звероводстве
Статья научная
Железо - эссенциальный микроэлемент, необходимый для осуществления многих процессов в организме (регуляция обмена веществ, синтез ДНК и АТФ, перенос кислорода, тканевое дыхание, эритропоэз, иммунный ответ). У пушных зверей клеточного содержания железодефицитная анемия приводит к значительным экономическим потерям вследствие снижения жизнеспособности и плодовитости, ухудшения качества получаемой пушнины. Поэтому изучение причин возникновения этого микроэлементоза, разработка фармакологических средств и методических приемов его профилактики и лечения остаются актуальными проблемами. В своем сообщении мы приводим данные, подтверждающие моделирование этой патологии на основе атравматичного подхода - с помощью предложенной нами диеты, которая доступна по стоимости и входящим в ее состав ингредиентам. В качестве модельного объекта использовали белых крыс, которые по физиологическим особенностям более схожи с пушными зверями, чем другие лабораторные животные. Целью исследования было экспериментальное моделирование железодефицитной анемии у лабораторных крыс, чтобы в будущем экстраполировать полученные на этой модели результаты на пушных зверей. Из 4-месячных белых беспородных нелинейных лабораторных крыс массой 200 г сформировали две группы по 10 особей. Контрольные животные получали общепринятый сбалансированный рацион (Дельта Фидс - корм для лабораторных крыс и мышей Р-22, АО «БиоПро», Россия), соответствующий нормам потребления для лабораторных крыс (белки - 4 г, жиры - 2 г, углеводы - 25 г, клетчатка - 0,5-1,0 г); в опытной группе специально разработанный рацион 4-кратно ограничивал поступление железа в организм, но соответствовал нормам кормления по содержанию питательных веществ, витаминов и минералов (исключая железо). После 45 сут у особей в опытной группе развивалась железодефицитная анемия: по сравнению с контролем (особи, получавшие бездефицитную по железу диета) в крови достоверно (р ≤ 0,05) уменьшалось содержание гемоглобина на 37,5 г/л, гематокрита - на 21,35 %, числа эритроцитов - на 3,57×1012/л, концентрации сывороточного железа - на 18,44 мкмоль/л, среднего объема эритроцита - на 14,02 фл, среднего содержания гемоглобина в эритроците - на 6,26 пг, в эритроцитарной массе - на 73,29 г/л, регистрировалась гипохромия и микроцитоз. С 17-х сут эксперимента у животных отмечали одышку и учащение сердцебиения, с 24-х сут регистрировали понижение температуры, что указывает на развитие анемического синдрома. До 14-х сут цвет кожных покровов и слизистых оболочек, а также общее состояние животных в обеих группах соответствовали норме, после 14-х сут у крыс, получавших экспериментальный рацион с ограниченным содержанием железа, наблюдали анемичность кожного покрова и слизистых оболочек ротовой полости, а также вялость и угнетение общего состояния. Полученные нами результаты продемонстрировали возможность эффективно моделировать железодефицитную анемию лабораторных крыс, минимизируя стресс и исключая физическую и психическую травматизацию животных, риск их гибели, а также побочные эффекты. Модель успешно применена при оценке эффективности комплексного микроэлементного препарата на основе полимальтозного комплекса гидроксида Fe3+. В дальнейшем мы планируем использовать модель железодефицитной анемии крыс для разработки приемов профилактики и коррекции этой патологии у пушных зверей.
Бесплатно
Живая масса у овец казахской мясошерстной породы при сезонном содержании на пастбищах разного типа
Статья научная
В процессе роста и развития животное приобретает не только породные и видовые признаки, но и присущие только ему особенности конституции, экстерьера, продуктивности, то есть все племенные качества. Поэтому подобные сведения важны как для практики разведения животных, так и для селекции. По изменению живой массы с возрастом и по сезонам года можно судить об интенсивности роста, условиях кормления, характере обмена веществ, скороспелости и состоянии организма в целом. Кроме того, этот показатель характеризует приспособленность животных к разведению в конкретных экологических условиях. Мы сравнили сезонную динамику живой массы у аксенгерских овцематок казахской мясошерстной породы в разных пастбищных зонах Заилийского Алатау (Республика Казахстан) в зависимости от конституционального типа. Показано, что живая масса у всех овец на пастбищах как в предгорных, так и в полупустынных зонах значительно изменялась при максимуме в летне-осенний период и минимуме (с разницей 20-25 %) в зимне-весенний период. В полупустынной зоне овцы более чувствительны к ухудшению пастбищно-кормовых условий, нежели в предгорной зоне. С точки зрения практики содержания овец подобные колебания отражают в том числе и тот факт, что повышению продуктивности зимне-весенних пастбищ и созданию необходимых страховых запасов грубых и концентрированных кормов на местах зимовок овец уделяется недостаточно внимания.
Бесплатно
Статья научная
С устойчивым изменением климата возрастают риски развития погодных аномалий - участились засухи, лесные пожары, сильные морозы, что влияет на обилие и разнообразие животных, включая охотничье-промысловые виды и вредителей сельскохозяйственных культур. Отклонение сроков наступления фаз онтогенеза от средних многолетних служит чувствительным индикатором состояния и функционирования экосистем. С целью выявления особенностей отклика биоты на экстремальные погодные условия исследовали реакции животных востока Русской равнины (Кировская обл.) на погодные аномалии холодной зимы (2009-2010 годы) и жаркого лета (2010 год) по данным фенологического (1890-2013 годы) и фитосанитарного (2000-2013 годы) мониторинга 52 видов Clitellata, Bivalvia, Gastropoda, Arachnida, Insecta, Actinopterygii, Aves, Mammalia. Наблюдения проводились на территории вятско-верхнекамского участка лесного Поволжья в пределах бореального экотона с характерным для него увеличенным градиентом изменения гидротермических параметров. Фенологический мониторинг осуществлялся по общепринятой методике с привлечением постоянной сети добровольных фенокорреспондентов. Анализировали даты наступления сезонных фаз развития: окончание зимней диапаузы, начало яйцекладки, выплод личинок, появление имаго у насекомых; весенний прилет, начало гнездового цикла, осенний отлет птиц и др. Сбор дополнительной информации по состоянию биологических объектов в 2010 году проводился методом анкетирования постоянных фенологов-наблюдателей в 23 географических пунктах Кировской области. Влияние агроклиматических условий на развитие сельскохозяйственных вредителей исследовали в агроценозах на постоянных контрольных участках стационара Куменского районного отдела Федеральной фитосанитарной службы при ежепентадном обследовании в течение вегетационного периода. Продолжительные морозы ниже -35 °С оказались пессимальными и сублетальными для разных стадий онтогенеза у многих насекомых: Leptinotarsa decemlineata, Aelia acuminata, Agrotis segetum, Oscinnella frit и др. Экстремальная летняя жара (выше +30 °С) и засуха были пессимальными для Phyllotreta vittula, Leptinotarsa decemlineata и сублетальными для яиц и личинок Oscinnella frit, Aelia acuminata, Elateridae, но способствовали раннему выходу имаго Apion apricans. Превышение среднемесячной температуры воздуха на 1 °С вызывало опережение средних сроков по регистрируемым показателям. Так, в апреле у беспозвоночных микротермической группы начало фенофаз онтогенеза наступало на 1,9 сут раньше, прилет птиц из числа ближних мигрантов наблюдался на 1,0 сут раньше средних дат. В мае сроки развития беспозвоночных мезотермической группы сдвигались на 1,3 сут в сторону ускорения, прилет птиц из группы дальних мигрантов отмечали на 1,4 сут раньше средних дат. Превышение суммы эффективных температур на 100 °С вызывало опережение средних сроков фенофаз: в мае для появления имаго ( Oscinnella frit, Leptinotarsa decemlineata, Pieris brassicae ) оно составило 2,9-3,8 сут, в июне для выплода личинок - 2,7-4,8 сут, в июле для вылета летнего поколения имаго этих видов - 1,6-1,7 сут. Снижение негативного воздействия сельскохозяйственных вредителей на зерновые культуры в аномальные сезоны возможно при проведении сева яровых в ранние и сжатые сроки, сева озимой ржи - в оптимально поздние сроки. В условиях средних широт европейского Востока морозы до -40 °С зимой и продолжительная жара до +40 °С с засухой летом находятся в пределах адаптационных возможностей региональной биоты. Их влияние не вызывает необратимых последствий для живой природы, в частности животных, включая сельскохозяйственных вредителей.
Бесплатно
Статья научная
В Государственной коллекции фитопатогенных микроорганизмов Всероссийского НИИ фитопатологии (ФГБНУ ВНИИФ) накоплено огромное количество изолятов возбудителя бурой ржавчины ( Puccinia triticina Eriks.) - крайне вредоносного и эпифитотийного заболевания пшеницы. Ежегодно коллекция пополняется новыми изолятами гриба, проявляющими значительное разнообразие по составу генов вирулентности и происхождению. Одна из основных задач коллекции - сохранение изолятов гриба без потери их биологических свойств для проведения лабораторных и полевых экспериментов. В настоящей работе впервые установлена корреляционная зависимость между жизнеспособностью изолятов бурой ржавчины и длительностью хранения в условиях низких положительных и ультранизких температур. Целью наших 10-летних исследований была сравнительная оценка жизнеспособности и вирулентности коллекционных изолятов Puccinia triticina после длительного хранении при +4 °С и -80 °С. Материалом служили 124 изолята P. triticina, выделенные с пораженных образцов пшеницы ( Triticum aestivum L.) в 2005, 2006, 2008, 2009, 2010 и 2012 годах в Центральном, Северо-Кавказском и Западно-Сибирском регионах Российской Федерации...
Бесплатно
Жизнеспособность побегов и пыльцы плодовых культур при действии низкой и сверхнизкой температуры
Статья научная
Исследовали влияние различной температуры на жизнеспособность побегов и пыльцы плодовых культур при длительном хранении. Оценивали жизнеспособность побегов, отобранных в разные сроки (глубокий покой и выход из покоя). Определяли зависимость жизнеспособности пыльцы яблони после хранения от сортовых особенностей, условий формирования пыльцевых зерен, а также температуры хранения.
Бесплатно
Статья обзорная
Овцеводство вносит существенный вклад в мировое производство продуктов питания. Одно из актуальных направлений усовершенствования пород овец - улучшение биохимических показателей мяса, что обусловлено изменившимися требованиями к качеству продуктов питания, в частности к их диетическим свойствам. Жирнокислотный состав мяса - важный показатель его качества. Известно, что высокое содержание насыщенных жирных кислот в рационе человека повышает концентрацию холестерина в плазме крови и увеличивает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний, диабета и ожирения (A.P. Simopoulos, 2001; F.B. Hu с соавт., 2001). Кроме того, жирнокислотный состав мяса влияет на его потребительские свойства, такие как вкус, аромат, сочность, нежность мяса и усвояемость жира. В связи с этим актуально выявление и использование в селекции генетических маркеров, связанных с жирнокислотным составом мяса овец. В настоящем обзоре проанализированы и обобщены результаты исследований фенотипической вариабельности и наследуемости показателей жирнокислотного состава мышечной ткани овец, в также данные о генах-кандидатах, выявленных с использованием полногеномного поиска ассоциаций (genome-wide association studies, GWAS), основанного на технологии ДНК-чипов (R. Bumgarner, 2013), и метода высокопроизводительного секвенирования РНК (RNA sequencing, RNA-seq), с помощью которого изучают генетические механизмы формирования фенотипов на основе сравнительного анализа профилей экспрессии генов (A. Oshlack c соавт., 2010; K.O. Mutz c соавт., 2013; R. Stark c соавт., 2019). Установлено, что количественные показатели жирнокислотного состава мяса овец разных пород и степень наследуемости этого признака широко варьируют, что указывает на возможность изменения профилей жирнокислотного состава баранины посредством использования генетических методов при селекции (E. Karamichou с соавт., 2006; H.D. Daetwyler c соавт., 2012; S.I. Mortimer c соавт., 2014; S. Bolormaa c соавт., 2016; G.A. Rovadoscki с соавт., 2017). Суммируя результаты GWAS и RNA-seq, можно выделить наиболее значимые гены-кандидаты, вовлеченные в метаболизм жиров и жирных кислот и ассоциированные с внутримышечным содержанием жирных кислот у овец: acot11 , baat , pnpla3 , lclat1 , isyna1 , elovl6 , agpat9 , me1 , acaca , dgat2, plcxd3 , fads2 , scd , cpt1a , pisd , lipg , b4galt6 , acsm1 , acsl1 , aacs и fasn , кодирующие ферменты метаболизма жиров и жирных кислот; гены белков-транспортеров жирных кислот и жиров FABP3, FABP4, FABP5, SLC27A6 , APOL6 и COPB2, а также гены mlxipl , ppard , wnt11 , foxo3 , tnfaip8 , npas2 , fndc5 , adipoq , adipor2 , trhde , cidec , ccdc88c , tysnd1 и sgk2 , которые кодируют транскрипционные факторы и эффекторные белки, регулирующие энергетический и жировой обмен (X. Miao с соавт., 2015; S. Bolormaa с соавт., 2016; L. Sun с соавт., 2016; G.A. Rovadoscki с соавт., 2017; R. Arora с соавт., 2019). Эти данные позволяют глубже понять генетические механизмы, лежащие в основе изменчивости количественных показателей жирнокислотного состава мышечной ткани овец, что послужит необходимой научной базой для разработки успешных селекционных программ в овцеводстве.
Бесплатно
Статья обзорная
Жирнохвостые овцы, на долю которых приходится 25 % мировой популяции овец, широко распространены в странах Африки, Азии (A. Davidson, 1999), на Ближнем Востоке (S.P. Alves c соавт., 2013), а также в России (И.М. Дунин с соавт., 2013). Курдючный овечий жир был важным ингредиентом национальной кухни у многих этнических групп (С. Perry, 1995; A. Hajihosseinlo с соавт., 2015). В настоящее время растет спрос на постную пищу и снижение потребления жира, в связи с чем преимущества повышенного жироотложения в области хвостов у овец теряют значимость для производства продуктов питания (A. Nejati-Javaremi c соавт., 2007; M. Moradi c соавт., 2012). Развитие технологий геномного редактирования (N.A. Zinovieva с соавт., 2018) делает актуальным поиск генов, обусловливающих фенотип жирного хвоста, для их последующего нокаута при сохранении других ценных свойств жирнохвостых пород. В настоящем обзоре обобщены результаты исследований по идентификации генов-кандидатов, ассоциированных с признаком жирного хвоста. Для идентификации генов-кандидатов используются различные методы: поиск локусов под давлением селекции (signatures of selection) на основе расчета различий в частотах аллелей (значения Fst) или гаплотипов между популяциями (метод hapFLK) (M.H. Moradi c соавт., 2012; M.I. Fariello c соавт., 2013; C.M. Rochus c соавт., 2018); полногеномные ассоциативные исследования (genome-wide association study, GWAS), для проведения которых необходимо создать базу фенотипической вариабельности изучаемого признака (S.S. Xu c соавт., 2017); анализ вариации числа копий (copy number variation, CNV), способных изменять экспрессию генов из-за делеции или дублирования генов в регионах вариации (C. Zhu c соавт., 2016; Q. Ma c соавт., 2017; V. Bhanuprakash c соавт., 2018); изучение экспрессии генов с помощью технологии RNA-seq (RNA sequencing), основанной на транскриптомном анализе с использованием технологии секвенирования нового поколения (next generation sequencing, NGS) (W.A. Hoeijmakers, 2013). Суммируя результаты исследований, можно выделить наиболее значимые гены-кандидаты, ассоциированные с депонированием жира в хвостовой области у овец: BMP2 и VRTN (Z. Yuan c соавт., 2017; S. Mastrangelo c соавт., 2018; Z. Pan c соавт., 2019); PDGFD (C. Wei c соавт., 2015; S. Mastrangelo c соавт., 2018); гены семейства Homeobox (D. Kang c соавт., 2017; A.A. Yurchenko c соавт., 2019; A. Ahbara c соавт., 2019); SP9 (Z. Yuan c соавт., 2017; D. Kang c соавт., 2017); WDR92 и ETAA1 (Z. Yuan c соавт., 2017; L. Ma c соавт., 2018); CREB1 (S.S. Xu c соавт., 2017; L. Ma c соавт., 2018); FABP4 (M.R. Bakhtiarizadeh c соавт. 2013; B. Li c соавт., 2018); PPARA, RXRA, KLF11, ADD1, FASN, PPP1CA и PDGFA (C. Zhu c соавт., 2016; Q. Ma c соавт., 2017). Для поиска генов-кандидатов, вовлеченных в формирование жирного хвоста у российских пород, и последующего проведения полногеномных ассоциативных исследований заложена ресурсная популяция овец, полученная от скрещивания длинножирнохвостой карачаевской и короткотощехвостой романовской пород (ФНЦ животноводства - ВИЖ им. академика Л.К. Эрнста).
Бесплатно
Жиры и эмульгаторы в кормлении цыплят-бройлеров (обзор)
Статья обзорная
Рост цен на корма определяет необходимость в оптимизации нормирования высокоэнергетических ингредиентов рациона, а также в повышении эффективности их использования в процессе пищеварения. В промышленном птицеводстве жиры, обладая высокой энергетической ценностью, служат незаменимыми компонентами рациона (В.И. Фисинин с соавт., 2000; В.И. Фисинин с соавт., 2011). Они обеспечивают высокую продуктивность и экономическую эффективность (N.C. Baião с соавт., 2005; M. Nayebpor с соавт., 2007; H. Fébel с соавт., 2008), играют важную роль в регуляции обмена веществ, депонируют энергию, выполняя защитную функцию, служат растворителями и переносчиками витаминов, гормонов, а также обязательной составной частью нервной ткани (А.В. Архипов, 2010; M. Poorghasemi с соавт., 2013; R. Rodriguez-Sanchez с соавт., 2019). Для использования в рационах доступно широкое разнообразие жиров и масел и побочные продукты переработки, например животные жиры и растительные масла (соевое, кукурузное, подсолнечное, пальмовое, конопли, сурепицы и т.д.), подсолнечный фуз (побочный продукт переработки семян подсолнечника в растительное масло), подкисленные соапстоки (побочные продукты рафинирования растительного масла, в основном содержащие свободные жирных кислот), гидрогенизированные жиры (жиры или масла, которые превращаются в насыщенные посредством добавления атома водорода до удвоения связи ненасыщенных жирных кислот) (А.В. Архипов, 2007; В.А. Манукян с соавт., 2018; Л.Н. Скворцова с соавт., 2013). Выбор жира для использования в кормлении сельскохозяйственных животных и птицы во многом определяется как его стоимостью, так и качественными характеристиками. Главный фактор, который влияет на высвобождение энергии из жира, поступающего в организм с кормом, - его усвояемость (V. Ravindran с соавт., 2016; R. Rodriguez-Sanchez с соавт., 2019; B. Jimenez-Moya с соавт., 2021). Переваривание жиров - сложный процесс, требующий достаточного количества солей желчных кислот и ферментов (S. Leeson с соавт., 2009). К тому же коррекция рациона липидами эффективна, но экономически нецелесообразна. Повышение цен на животные и растительные жиры в настоящее время стимулирует интерес к поиску и использованию альтернативных источников энергии в кормлении сельскохозяйственных животных либо веществ, усиливающих процессы переваривания и усвоения липидов, с целью снижения себестоимости продукции (С.А. Мирошников с соавт., 2005; О. Лютых, 2020). Одним из способов повышения количества доступных жиров может стать применение синтетических и натуральных эмульгаторов. Популярные эмульгаторы обычно состоят из гидрофильных и гидрофобных компонентов, которые могут снижать поверхностное натяжение жира и воды, уменьшать хиломикроны жира, улучшать эмульгирование и увеличивать всасывание жиров, восполнять дефицит желчной кислоты и липазы в пищеварительном тракте птицы (M. Rovers с соавт., 2014; M. Jansen с соавт., 2015). К натуральным эмульгаторам относят желчные кислоты и соли, включая холевую и хенодезоксихолевую, таурохолат, лецитин, казеин, фосфатидные концентраты, некоторые из которых могут вырабатываться в организме животного (M. Soares с соавт., 2002). Соли желчных кислот уменьшают натяжение границы раздела масло-вода, активируют липазу поджелудочной железы, а также предотвращают денатурацию этого фермента, когда он отделяется от поверхности капель эмульгированного жира (M. Boesjes с соавт., 2014; Y. Xu, 2016; X.K. Ge с соавт., 2019). Синтетические эмульгаторы (лизолецитин, лизофосфатидилхолин, моно- и диолеаты полиоксиэтиленгликоля) улучшают функцию печени и желчных протоков, ускоряют набор массы и улучшают конверсию корма, повышают показатели роста и усвояемость питательных веществ (B. Zhang с соавт., 2011; M.M. Gheisar с соавт., 2015; S.D. Upadhaya с соавт., 2018). Следовательно, стратегия применения эмульгаторов и ферментов может быть эффективным инструментом улучшения переваривания жиров как у молодой птицы с функционально незрелой пищеварительной системой, так и у взрослых особей для сокращения потерь корма за счет интенсификации процесса пищеварения. Использование такого подхода обеспечит повышенную переваримость и всасываемость питательных веществ при снижении доли растительных и животных жиров в рационе цыплят-бройлеров.
Бесплатно
Статья научная
Оленеводство - жизненно важная отрасль сельского хозяйства в районах Крайнего Севера Российской Федерации. Мясо, печень и почки северных оленей активно употребляются в пищу местным населением, а также идут на экспорт, поэтому проблема химического загрязнения продуктов оленеводства, в особенности стойкими органическими загрязнителями и тяжелыми металлами, представляет научный и практический интерес. В настоящем исследовании мы впервые определили содержание токсичных загрязнителей в мясе и субпродуктах северного оленя с привязкой к географическим регионам и оценили риск при употреблении в пищу оленьих почек, печени и мяса. Нашей целью была оценка содержания диоксинов (полихлорированных дибензо-пара-диоксинов и полихлорированных дибензофуранов), диоксиноподобных полихлорированных бифенилов, кадмия и ртути в субпродуктах и мышечной ткани северных оленей ( Rangifer tarandus tarandus L. и Rangifer tarandus sibiricus Murray) из восьми регионов Крайнего Севера России (Мурманская область, Ненецкий автономный округ, Республика Коми, Ямало-Ненецкий АО, полуостров Таймыр, Республика Саха, Камчатский край, Чукотский АО), изучение временн_й динамики загрязнения посредством сравнения с данными литературы 15-летней давности и расчет дозы поступления ксенобиотиков в организм представителей коренных северных народов. Пробы тканей северных оленей (704 индивидуальных образца мышечной ткани, печени и почек) и корма (ягель, грибы, комбикорм, зерно) отбирали в 2014-2016 годах. Содержание стойких органических загрязнителей (диоксинов и дПХБ) определяли методом хромато-масс-спектрометрии высокого разрешения с последующим пересчетом концентраций в токсические эквиваленты ВОЗ. Измерение количества токсичных элементов (кадмия и ртути) выполняли методом масс-спектро-метрии с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС). Установлено, что диоксиновое загрязнение продукции оленеводства в районах Крайнего Севера имеет четкое географическое распределение: достигает максимума на Кольском полуострове и снижается по мере продвижения на восток, тогда как для тяжелых металлов подобной зависимости обнаружено не было. В частности, содержание диоксинов в печени у северных оленей варьировало от 42,2±10,6 пг ТЭК ВОЗ/г жира в Мурманской области до 1,2±0,6 пг ТЭК ВОЗ/г жира в Чукотском АО. Содержание кадмия в ягеле и грибах существенно не превышало количества этого металла в кормовой продукции для крупного рогатого скота и свиней. Концентрация ртути в ягеле была выше, чем в фуражном зерне, но значительно не превосходила содержание этого металла в комбикорме. Сравнение полученных результатов с данными литературы показало, что за последние 15 лет количество диоксинов в печени оленей существенно снизилось, а кадмия и ртути в печени и почках - многократно возросло. Мы также провели расчет дозы стойких загрязнителей, поступающей в организм человека при употреблении мяса, печени и почек северных оленей. Установлено, что наибольший риск для здоровья представляет кадмий. Так, употребление оленьих субпродуктов в 6 из 8 исследованных регионов может приводить к поступлению в организм кадмия в дозах, превышающих максимально допустимую более чем в 3 раза. В то же время расчеты показали, что употребление оленьего мяса не несет риска для здоровья. Учитывая растущий в последнее время интерес к переработке оленьей печени для производства продуктов питания, целесообразно учитывать сведения о накоплении в ней стойких органических загрязнителей и токсичных элементов.
Бесплатно
