Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1768
Динамика аминокислотного состава молока у BIV- и BLV-BIV-инфицированных коров при хранении
Статья научная
Лейкоз и вирусный иммунодефицит крупного рогатого скота относятся к разряду труднодиагностируемых инфекционных заболеваний сельскохозяйственных животных, что повышает вероятности вирусоносительства. Для диагностики иммунодефицита крупного рогатого скота не существует законодательно утвержденных норм, поэтому в хозяйствах молоко от больных коров может инфицировать товарную продукцию от здоровых животных. Часто возбудитель вирусного иммунодефицита (BIV) обнаруживается у животных, инфицированных возбудителем энзоотического лейкоза (BLV). В представленной работе мы впервые выявили, что молоко инфицированных ретровирусами коров имеет измененный аминокислотный баланс казеиновой фракции, а также низкую стабильность белка при хранении в условии холодильника. Целью наших исследований был сравнительный анализ и оценка стабильности аминокислотного состава молока от коров, зараженных возбудителями иммунодефицита и иммунодефицита/лейкоза, и животных, интактных по этим вирусам. Материалом для исследования служили 6 проб цельного молока от коров ( Bos taurus taurus ) черно-пестрой породы (2,8-6,7 лет), зараженных вирусом бычьего иммунодефицита, и коров с BLV-BIV микст-инфекцией...
Бесплатно
Динамика биохимических показателей крови крупного рогатого скота при многократной обработке бутоксом
Статья научная
При наружной обработке коров черно-пестрой породы бутоксом изучали динамику биохимических показателей крови (активность холинэстеразы, щелочной и кислой фосфатазы, аспартат- и аланинаминотрансферазы, содержание билирубина, общего белка, альбуминов, глобулинов, холестерина, креатинина). Установлена диагностическая информативность показателей активности холинэстеразы, щелочной и кислой фосфатаз. Доказано, что многократное использование препарата вызывает у животных изменение функционального состояния печени и почек.
Бесплатно
Статья научная
Половые клетки самцов - уникальный объект для генетических и физиологических исследований как биологической основы современного животноводства. Процессы созревания и дифференцировки половых клеток самцов животных и птиц представляют огромный интерес для сравнительной эмбриологии, биологии развития, медицины и биотехнологии. Перспективный вид для таких экспериментальных работ - перепела, которые характеризуются ранней половой зрелостью и коротким периодом генерации. Наиболее интересны стволовые клетки семенников - сперматогонии, которые в настоящее время активно изучаются в связи с тем, что их рассматривают в качестве перспективных мишеней для введения рекомбинантной ДНК с целью получения трансгенных особей. Однако морфология половых клеток самцов домашних птиц в процессе их формирования освещена неполно. В этом исследований мы впервые подробно описываем гистологические особенности ткани сперматогенного эпителия перепелов, находящихся на разных стадиях сперматогенеза и динамику популяций сперматогеных клеток семенников...
Бесплатно
Динамика микробного сообщества типичного чернозема при биодеградации целлюлозы и соломы ячменя
Статья научная
Изучение процессов разложения целлюлозы - важное направление исследований для сельскохозяйственной науки, поскольку солома служит одним из самых доступных органических удобрений. Было проведено большое число работ, направленных на исследование биохимических механизмов разрушения целлюлозы, а также оценку таксономического разнообразия целлюлозолитических микроорганизмов. Однако состав микробного сообщества оценивался только с помощью методов, основанных на культивировании и, как следствие, обнаруживающих небольшую часть почвенного микробиома. С появлением методов секвенирования нового поколения (NGS) открылась возможность анализа сообщества микроорганизмов через обнаруженные в почве копии гена 16S рРНК. Основной задачей представленной работы была реализация комплексного подхода, сочетающего классические агрохимические методы оценки интенсивности процессов биоразложения с современными молекулярными методами (анализ почвенного метагенома 16S рРНК), для изучения динамики микробных сообществ, разлагающих два субстрата, содержащих целлюлозу, - солому и фильтровальную бумагу. С помощью метода высокопроизводительного секвенирования мы впервые показали, что при внесении в почву соломы наблюдаются более глубокие изменения структуры микробного сообщества, чем при внесении химически чистой целлюлозы. Модельный опыт проводили на типичном черноземе, отобранном в Воронежской области на залежных участках с глубины 2-15 см. В почву вносили химически чистую целлюлозу в виде сильно измельченной фильтровальной бумаги и измельченную солому ячменя из расчета 1 г на 100 г почвы. Анализы проводили в день внесения субстратов (0-е сут), а также на 7-е, 14-е, 21-е и 28-е сут. Оценивали выделение СО2, содержание нитратов, аммонийного азота, лабильного углерода, микробной биомассы. Таксономическую структуру микробиома определяли на основании анализа тотальной ДНК. В первые 7 сут эксперимента в варианте с соломой наблюдали прирост биомассы и связанную с этим активизацию дыхательных процессов. В опыте с целлюлозой значительного прироста биомассы не наблюдалось, а дыхание активизировалось с задержкой. Внесение целлюлозы и соломы снизило содержание нитратного азота в почве относительно контроля, причем в варианте с соломой показатель снизился в меньшей степени. В течение опыта были обнаружены таксоны, численность которых как увеличивалась ( Chthoniobacteraceae, Xanthomonadaceae, Chitinophagaceae ), так и уменьшалась ( Gaiellaceae ). Среди первых встречались классические целлюлозолитики ( Chitinophaga и представители семейств Streptosporangiaceae и Micromonosporaceae ) и бактерии, пока не замеченные в процессах биодеградации ( Chthoniobacter, Chitinophaga ). При разложении целлюлозы было обнаружено проявление гомеостаза сообщества - значимые изменения состава микроорганизмов на 14-е сут эксперимента с восстановлением до исходного состояния на 28-е сут. Полученные нами данные об изменениях микробиома при внесении сломы и химически чистой целлюлозы могут служить основой для построения предикативных моделей динамики микробиомов в процессе разложения органического вещества в зависимости от типа разлагаемого субстрата и физико-химических особенностей почвы.
Бесплатно
Динамика накопления микотоксинов в силосе на разных этапах хранения
Статья научная
Присутствие в сырье микотоксинов - продуктов жизнедеятельности плесневых грибов представляет серьезную проблему во всем мире. Вследствие неправильной заготовки силоса происходит его загрязнение микотоксинами. На сегодняшний день практически отсутствуют сведения по их накоплению в сочных кормах в процессе силосования, а также остается невыясненным вопрос о способах, позволяющих предотвратить или снизить контаминацию кормов микотоксинами. Нами впервые в России изучена динамика накопления микотоксинов в силосе на разных этапах хранения. С этой целью в лабораторном эксперименте мы определили содержание микотоксинов (афлатоксинов, охратоксина А, Т-2 токсина, зеараленона и дезоксиниваленола) в исходном кормовом растительном сырье, оценили динамику этих показателей на разных этапах силосования ежи сборной Dactylis glomerata L., а также исследовали влияние биологических заквасок для силосования кормов биотроф и биотроф-111 (ООО «Биотроф+», г. Санкт-Петербург) и химических консервантов AIV 3 Plus или AIV 2000 Plus («KEMIRA OYJ», Финляндия) на снижение количества токсичных грибных метаболитов. Анализ микотоксинов в образцах проводили с использованием иммуноферментного метода (AgraQuant TM, «Romer Labs, Inc.», Австрия). Установлено, что «полевые» грибы начинают продуцировать микотоксины еще в период вегетации растений, и этот процесс активно продолжается в течение всего срока хранения силоса. Использование биологических заквасок позволило сдерживать накопление микотоксинов по сравнению с контролем без добавок. В конце срока хранения силоса в вариантах с применением заквасок биотроф и биотроф-111 количество афлатоксинов было ниже контроля соответственно на 17,7 и 9,1 %, охратоксина А - на 21,4 и 34,9 %, Т-2 токсина - на 20,1 и 32,8 %, зеараленона - на 17,7 и 10,4 % и дезоксиниваленола - на 0,8 и 55,8 %. Поскольку в России в настоящее время ПДК микотоксинов для силоса не установлены, для сравнения мы использовали величину нормированных ПДК микотоксинов для фуражного зерна овса, пшеницы и ячменя как злаковых культур, по таксономической принадлежности близких к многолетним травам, к которым относится ежа сборная. В отличие от овса, пшеницы и ячменя кукуруза, будучи злаковым растением, в Северо-Западном регионе России традиционной кормовой культурой не считается. Наибольшим эффектом сдерживания накопления микотоксинов обладала закваска на основе бацилл Bacillus subtilis. Использование химического консерванта приводило к некоторому снижению содержания отдельных микотоксинов по сравнению с контролем, однако токсичность силоса, за которую мы принимали суммарное превышение полученных показателей над референтными значениями по всем проанализированным микотоксинам относительно такового в варианте с применением химического консерванта была высокой и значительно превышала контроль во второй половине срока хранения. Известно, что в результате резкого изменения условий окружающей среды продукция микотоксинов у микроскопических грибов усиливается. В нашем эксперименте воздействие химического консерванта могло послужить стрессовым фактором, спровоцировавшим активный синтез микотоксинов.
Бесплатно
Динамика основных обменных процессов в онтогенезе растений картофеля
Краткое сообщение
Оценивали содержание углеводных, азотистых и липидных соединений, а также соотношение углеводных и азотистых метаболитов в листьях различных ярусов и корнях растений картофеля в онтогенезе.
Бесплатно
Статья научная
Стресс - одна из проблем животноводства, наносящая большой ущерб отрасли. К возникновению технологического стресса приводит множество факторов - от транспортировки до условий содержания и кормления животных. Развитие патологических состояний при стрессовых реакциях связано с интенсификацией свободнорадикальных процессов в организме и чрезмерным образованием свободных радикалов. Необходима разработка препаратов для фармакологической коррекции технологического стресса у животных на основе действующих веществ с антиоксидантной активностью и регламентов их применения в ветеринарии. Экспериментальные исследования провели в условиях моделирования технологического стресса (иммобилизация) у кроликов породы советская шиншилла возрастом 6-7 мес. В качестве средств профилактики животным вводили антиоксидантные и антистрессовые препараты, разработанные в Ставропольском государственном аграрном университете. Животные I группы служили контролем. Кроликам из II группы вводили препарат для коррекции стрессовых состояний для сельскохозяйственных животных (Патент RU 2428992 от 20.09.11), из III группы - препарат Мебисел (Патент RU 2418579 от 20.05.11) (оба средства обладают выраженным антистрессовым действием), из IV - антиоксидантный препарат для животных (Патент RU 2435572 от 10.12.11), из V - препарат Полиоксидол (Патент RU 2538666 от 10.01.1.) (антиоксиданты)...
Бесплатно
Динамика про- и эукариотического микробиома соломы при её разложении на поверхности почвы
Статья научная
Технологии no-till приобретают все большее распространение, поскольку позволяют получать высокие урожаи с меньшими затратами, при этом снижая деградацию почв (G.A. Thomas с соавт., 2007). Одним из ключевых вопросов при no-till остается регулирование количества и качества мульчи. При no-till обязательно использование гербицидов и пестицидов, что увеличивает опасность накопления в мульче их остаточного количества. Для решения этих проблем может использоваться разработанный во Всероссийском НИИ сельскохозяйственной микробиологии биологически активный препарат БАГС, способный разлагать прометрин и обладающий высокой целлюлозолитической активностью. В настоящей работе впервые показано значительное изменение сукцессии и состава микробиомов соломы под влиянием БАГС, однако, несмотря на повышение активности микроорганизмов, за 68 сут существенного роста эффективности деструкции в варианте с биопрепаратом не обнаружено. Цель работы - изучить динамику про- и эукариотического микробиомов соломы в условиях, когда ее разложение происходит на поверхности почвы в присутствии препарата БАГС. Лабораторный опыт с компостированием соломы овса (Avena sativa L.) на поверхности почвы был поставлен в пластиковых контейнерах объемом 1 л. На поверхность почвы укладывали капроновую ткань, на которую помещали по 15 г измельченной соломы. Предварительно солому замачивали на 2 ч в растворе NH4NO3 из расчета 5 г N/кг соломы. Контролем служила солома без обработки препаратом БАГС. В опытном варианте во влажную солому вносили 10 % БАГС. В начале опыта и через 30 и 68 сут в соломе определяли численность грибов и бактерий методом ПЦР в реальном времени (ПЦР-РВ), содержание нитратов, водорастворимого углерода, зольность и дыхание, а также общую потерю массы. В те же сроки проводили анализ прокариотических и эукариотических микробных сообществ соломы при помощи глубокого секвенирования ампликонных библиотек гена 16S рРНК (прокариоты) и ITS (эукариоты). Солома овса быстро разлагалась - на 30-е сут потеря массы составила 31-35 %. Внесение БАГС увеличило выделение углекислоты на 30-е сут (569±36 против 394±67 мг СО2·м-2·ч-1 в контроле), на 68-е сут разница составляла 8 %. Высокая активность микроорганизмов привела к большему потреблению ими легкодоступных питательных веществ, что было видно по уменьшению количества водорастворимых органических соединений в 1,6-1,8 раза и нитратного азота в 1,8-1,4 раза относительно контроля. Вероятно, в условиях опыта недостаток минерального азота стал одним из факторов слабой эффективности БАГС как деструктора соломы по сравнению с контролем: на 68-е сут зольность оказалась выше на 11,6 %, а потеря массы соломы - на 5 %. Пересчет абсолютного числа копий гена 16S рPНК и ITS (ПЦР-РВ) в число клеток показал, что при деструкции соломы численность бактерий превышала численность грибов в 3,6-4,1 раза, однако, если учесть разницу в массе и объеме про- и эукариотических клеток, биомасса грибов может превышать бактериальную в сотни (до 500) раз. Анализ альфа-разнообразия для грибов выявил классическую картину сукцессии (низкий индекс Шеннона и меньшее число видов в начале опыта с последующим ростом биоразнообразия), что может служить косвенным подтверждением ведущей роли грибов в процессе деструкции соломы. Показано, что до 60 % представителей исходных прокариотического и эукариотического сообществ соломы не принимали значимого участия в ее разложении и замещались другими микроорганизмами. Наибольшие изменения состава микробиомов происходили в течение первых 30 сут, различия между показателями на 30-е и 68-е сут оказались невелики. Наряду с грибами при анализе эукариот (ITS) были выявлены и другие их представители, в частности растения, нематоды и протисты. Нематоды и протисты занимали заметное место в микробиоме - соответственно до 17,9 и 21,4 %. Биопрепарат БАГС оказал существенное влияние на эукариотическое сообщество на 30-е и 68-е сут: относительная представленность протистов возросла в 4-10 раз по сравнению с контролем, уменьшилась роль базидиомицетов. На 68-е сут соотношение аскомицетов и базидиомицетов составляло соответственно 1,49 и 4,30. Доля Coprinopsis radiata (навозник радиальный) уменьшилась на 30-е сут в 2 раза, а на 68-е сут - в 11 раз. Биопрепарат БАГС в условиях нашего эксперимента слабо повлиял на численность микроорганизмов и скорость деструкции соломы за 68 сут, однако под его воздействием существенно изменялась структура про- и эукариотических микробных сообществ и их сукцессия. Условия повышения эффективности применения БАГС, учитывая его потенциал по деградации пестицидов, предполагается более детально проанализировать в дальнейших экспериментах.
Бесплатно
Динамика прорастания семян ярового ячменя при воздействии y-излучения и свинца
Статья научная
Посевы сельскохозяйственных культур испытывают одновременное воздействие факторов разной природы, поэтому актуально изучение раздельного и сочетанного действия техногенных стрессоров на растения. При прорастании семени происходит переход от гетеротрофного к автотрофному типу питания, что во многом определяет дальнейшее развитие растения, величину и качество урожая. Воздействие на семена биотических и абиотических факторов может существенно влиять на прохождение фаз прорастания. В настоящей работе впервые детально изучена динамика прорастания ячменя сорта Нур в условиях раздельного и сочетанного действия гамма-излучения и Pb(NO3)2. Показано, что предварительное облучение смягчает токсический эффект соли свинца во время прорастания. Цель работы - оценка влияния раздельного и сочетанного действия g-излучения и свинца, в том числе возможных синергетических и антагонистических эффектов взаимодействия стрессоров, на динамику прорастания семян ярового ячменя. Использовали семена ярового ячменя ( Hordeum vulgare L.) сорта Нур первой репродукции 2019 года. Процесс прорастания оценивали визуально на протяжении 70 ч, с детальным наблюдением каждые 2 ч с 18-го по 38-й ч и каждые 4 ч с 46-го по 70-й ч. Семена облучали дозой 20 Гр (мощность дозы 60 Гр/ч) на установке ГУР-120 (60Co) (ВНИИРАЭ, г. Обнинск). В работе также использовали соль Pb(NO3)2 в концентрации 2 мг/мл, которая угнетала развитие проростков, но не вела к их гибели. В контрольном варианте необлученные семена проращивали в 7 мл дистиллированной воды. В I опытном варианте в том же объеме воды проращивали облученные в дозе 20 Гр семена. Во II опытном варианте необлученные семена проращивали в воде с добавлением Pb(NO3)2 в концентрации 2 мг/мл, в III опытном варианте семена подвергали сочетанному действию g-излучения и свинца. Всего было исследовано 800 семян, по 200 семян в каждом варианте. Семена проращивали в термостате MIR-254 («Sanyo», Япония) в чашках Петри (по 20 шт. в каждой) на двойном слое фильтровальной бумаги («Белая лента», Россия) в темноте при 20±0,5 °C. Процесс прорастания делили на шесть основных фаз: «точка» - наклевывание, появление зародышевого корешка; корешки 1 (К-1), «вилка» - дифференциация зародышевого корешка на несколько корешков длиной 1-2 мм; корешки 2 (К-2) - начальный рост корешков, их размер менее длины семени; корешки 3 (К-3) - зрелые корешки размером более длины семени, ростка нет; росток - появление колеоптиля, семя имеет несколько корешков и росток размером менее половины длины семени; проросток - становление полноценного проростка, имеющего не менее двух корешков размером более длины семени и ростка размером более половины длины семени. Для сравнения средних значений использовали непараметрический критерий Манна-Уитни. В качестве количественной меры отклонения наблюдаемого эффекта от аддитивного и классификации эффектов комбинированного действия по группам аддитивность, синергизм, антагонизм использовали коэффициент взаимодействия Kw. При g-облучении семян статистически значимые отличия от контроля проявились в фазы К-1 и К-3. В фазы ростка и проростка значимые отличия были отмечены к концу наблюдений. В целом, g-облучение семян в дозе 20 Гр существенно не нарушало прохождение микрофенологических фаз развития. Обработка Pb(NO3)2 в концентрации 2 мг/мл замедляла прорастание семян, что проявлялось в задержке перехода в каждую последующую микрофенологическую фазу, а также в уменьшении доли семян на поздних стадиях развития в сравнении с контролем. Кроме этого, свинец негативно влиял на развитие корня, практически полностью исключив фазу К-3 из становления проростка. Сочетанное действие g-излучения и свинца также вело к замедлению развития, но в этом варианте доля семян, достигших фазы К-3, увеличивалась и приближалась к показателю в контроле, то есть g-излучение в дозе 20 Гр смягчало токсическое действие свинца. Следовательно, доза 2 мг/мл Pb(NO3)2, независимо от наличия воздействия g-облучения, оказывает ингибирующее действие на развитие семян, но не подавляет его полностью, а лишь снижает скорость развития.
Бесплатно
Статья научная
Посттехногенные экосистемы - удобная модель для изучения процессов начального почвообразования и восстановления экосистем. Их можно рассматривать как естественные модели восстановления микробных сообществ во времени (временные ряды и хроносерии). Исследование разновозрастных стадий почвообразования на отвалах карьеров разного типа позволяет получить фактическую информацию о скорости и направленности почвообразования в разнообразных субстратно-фитоценотических комбинациях. Среди карьеров нерудных полезных ископаемых особенное место в структуре горной добыче на Северо-Западе занимают участки по добыче известковых пород, приуроченные к Ижорской возвышенности. Целью настоящей работы было изучение динамики фитоценозов и почвенного микробиома в процессе сукцессии на отвалах различного возраста при естественном самозарастании и рекультивации известнякового карьера. Исследование проводили на карьере Печурки (Сланцевский р-н, Ленинградская обл.) весной и летом 2016 года. Проективное покрытие растительности и видовой состав оценивали на каждом экотопе карьера...
Бесплатно
Статья научная
Колеоптили злаков характеризуются достаточно ограниченным временным интервалом развития и выполняют защитную функцию. У гидрофитного злака риса посевного (Oryza sativa L.) за счет способности клеток колеоптилей к росту растяжением осуществляется защита проростка от недостатка кислорода при затоплении. Резкое удлинение клеток сопровождается интенсивной вакуолизацией. Этот процесс обусловлен усилением транспорта воды через плазмалемму и тонопласт, который осуществляется посредством транспортеров группы аквапоринов. В работе нами впервые приведены данные, позволившие выявить изменения представленности аквапринов семейств PIP1 и TIP1 в клетках колеоптилей проростков риса, развивающихся в условиях нормоксии и затопления. Цель работы состояла в оценке динамики содержания аквапоринов с преимущественной локализацией в плазмалемме и тонопласте клеток колеоптилей в процессе роста растяжением у риса при аэрации и дефиците кислорода. Использовали семена двух сортов риса отечественной селекции - Аметист (медленно растущий) и Кубань 3 (быстро растущий). Семена поверхностно стерилизовали и проращивали (по 50 шт.) в гидропонных условиях в темноте при 29 °С на стеклянных мостках (контрольные растения) или создавали условия затопления в банках объемом 750 мл с использованием 4 % питательного раствора Кнопа. Для определения длины клеток центральной части колеоптилей изготавливали микропрепараты. Их фотосъемку выполняли с помощью светового микроскопа Leica DM 2500 и фотокамеры Leica DFC450 C («Leica Microsystems GmbH», Германия) при увеличении ×20. Общую микросомальную фракцию получали из клеток колеоптилей проростков при температуре 4 °С. Содержание белка в пробах определяли по микрометоду Брэдфорда с использованием красителя Coumassie Brilliant Blue G250. Поглощение красителя, сорбированного на белках, измеряли на планшетном спектрофотометре SPECTROstar Nano («BMG Labtech», Германия) при λ = 595 нм. Концентрацию белка в пробах определяли на основе калибровочного графика, построенного с использованием раствора яичного альбумина на 150 мМ сахарозе и 10 мМ Tris-MES. Белки разделяли методом денатурирующего электрофореза в 10 % полиакриламидном геле. Содержание аквапоринов PIP1 с преимущественной локализацией на плазмалемме и TIP1 с преимущественной локализацией на тонопласте в составе общей микросомальной фракции оценивали посредством иммуноблот-анализа с использованием специфичных поликлональных антител. Проведенный микроскопический анализ длины клеток центральной части колеоптилей выявил завершение роста у проростков сорта Кубань 3 на 5-е сут развития в аэробных условиях. Удлинение клеток колеоптилей у сорта Аметист было незначительным за весь тестируемый период. При затоплении у колеоптилей сорта Кубань 3 отмечали почти 2-кратное удлинение клеток уже на 3-и сут прорастания по сравнению с контролем. Более интенсивный рост при затоплении сохранялся до 7-х сут прорастания. У сорта Аметист на 3-и сут выявленные различия были не столь велики, как у сорта Кубань 3, однако к 5-м сут длина клеток увеличивалась почти в 3 раза. В процессе удлинения клеток происходило изменение содержания белка во фракции клеточных эндомембран. Вследствие значительного увеличения размеров клеток на 5-е сут после прорастания происходило почти 3-кратное снижение концентрации белка микросомальной фракции. Этот процесс продолжался, хоть и не столь интенсивно и дальше, к 7-м сут развития проростка. Снижение содержания белка было отмечено как для сорта Кубань 3, так и для сорта Аметист. При недостатке кислорода (затопление) оно оказалось менее интенсивным. С помощью иммуноблоттинга показана неравная динамика накопления белков аквапоринов подсемейств PIP1 и TIP1 как при аэробном развитии проростков риса, так и при недостатке кислорода. У проростков сорта Кубань 3 в отличие от сорта Аметист накопление аквапоринов PIP1 соответствовало изменению интенсивности удлинения клеток колеоптилей. Однако независимо от сорта и количества кислорода при прорастании содержание вакуолярных аквапоринов TIP1 постепенно увеличивалось. Полученные данные указывают на различия функционального значения аквапоринов плазмалеммы и тонопласта в процессе роста растяжением клеток колептилей в условиях нормоксии и недостатка кислорода.
Бесплатно
Динамика фотосинтетических процессов в условиях переменного спектрального облучения растений
Статья научная
В естественных условиях, наряду с изменениями интенсивности света в различные промежутки времени, меняется спектральный состав падающей радиации. Соотношение между синей и красной спектральными областями колеблется от » 0,5 (прямое излучение солнца) до » 0,95 (диффузное солнечное излучение) в зависимости от высоты стояния солнца и времени суток. В настоящей работе мы впервые определили особенности влияния синего и красного участков спектра на фоне облучения растений всей областью фотосинтетически активной радиации (ФАР) на активность первичных процессов и скорость фотосинтеза. Целью работы было определение активности фотосинтетического аппарата листьев картофеля в условиях длительного действия на растения света разного спектрального состава, а также в динамике при изменении спектра с преобладающим красным (ФАР + КС) или синим (ФАР + СС) облучением. Растения картофеля ( Solanum tuberosum L.) сорта Жуковский ранний выращивали методом аэропоники в двух камерах фитотрона с преимущественным облучением растений светодиодами синего (λmax = 470 нм, СД СС) или красного света (λmax = 660 нм, СД КС) в области ФАР...
Бесплатно
Динамика функциональной активности микробных сообществ бореальных почв под влиянием биоугля
Статья научная
Биоуголь представляет собой продукт пиролиза различных органических материалов с высоким содержанием углерода. За счет ароматической структуры, высокой пористости и емкости катионного обмена биоуголь оказывает значительное влияние на физические, химические и биологические свойства почв. Применение биоугля в сельском хозяйстве рассматривается как возможность безопасной утилизации отходов и восстановления качества почв, а также углеродной секвестрации. Изменение структуры, численности и экофизиологического статуса почвенных микроорганизмов остается одним из малоизученных последствий использования биоугля. В настоящей работе впервые установили, что биоуголь действует разнонаправленно на функционирование микробных сообществ бореальных почв. Целью работы было изучение влияния древесного биоугля на базальное дыхание, содержание углерода микробной биомассы и микробиологические коэффициенты бореальных почв различного гранулометрического состава. Исследования проводили в среднетаежной подзоне Карелии. Площадки были заложены в 2018 и 2019 годах на участках пашни с разными по гранулометрическому составу почвами и нормальным увлажнением. Почва легкого гранулометрического состава была представлена агроземом альфегумусовым иллювиально-железистым супесчаным на озерных песках (АА) (Лаборатория агротехнологий «Вилга» КарНЦ РАН, п. Виданы, Пряжинский р-н, Карелия, 61°52′22,8′′ N, 34°0′3,6′′ E), почва тяжелого гранулометрического состава - агроземом текстурно-дифференцированным типичным среднесуглинистым на морене суглинистой (АТ) (Агробиологическая станция КарНЦ РАН, г. Петрозаводск, 61°45′3,6′′ N, 34°21′12,4′′ E). Участки с внесением биоугля и контрольные делянки были заложены рандомизированно в 4-кратной повторности, площадь делянок составляла 5 м2. Использовали уголь древесный (ГОСТ 7657-84), марка А (Россия) в дозе 1,5 кг/м2 (15 т/га), размер фракции £ 1 см. Уголь вносили 1-кратно и перекапывали вручную на глубину 20-25 см, дополнительные удобрения не применяли. В первый год исследования на участках выращивали картофель, во второй год - сидераты. Отбор почвенных проб проводили ежемесячно в течение вегетационных периодов 2018-2019 годов для участков с АА и 2019-2020 годов для участков с АТ. С каждого участка отбирали почву с глубины пахотного горизонта 5-20 см методом «конверта» и анализировали смешанный образец в 4-кратной повторности. Содержание общего органического углерода (Сорг.) определяли методом высокотемпературного каталитического сжигания на анализаторе ТОС-L CPN («Shimadzu», Япония). Скорость базального (микробного) дыхания (БД) измеряли в нативной почве, которую инкубировали 24 ч при 22 °С. Содержание углерода микробной биомассы (Cмик.) определяли методом субстрат-индуцированного дыхания, которое оценивали по скорости начального максимального дыхания микроорганизмов после обогащения почвы глюкозой (инкубация в течение 1,5-2 ч при 22 °С). Изменение концентрации СО2 регистрировали газоанализатором NDIR-сенсор («SenseAir», Швеция). Определяли параметры экофизиологического статуса микробного сообщества: долю углерода микробной биомассы в общем органическом углероде почвы Смик./Сорг., микробный метаболический коэффициент qCO2, коэффициент микробного дыхания QR. Полевой мониторинг экофизиологических параметров микробных сообществ в почвах разного гранулометрического состава при внесении биоугля выявил многофакторные и нелинейные воздействия условий среды на динамику изученных показателей. Базальное дыхание меньше зависело от погодных условий по сравнению с углеродом микробной биомассы и связанных с ним коэффициентов, на величину которых, по-видимому, также влияло поступление органических остатков. АА изначально имеет более низкую микробную биомассу и менее зрелое микробное сообщество с меньшей устойчивостью и низким качеством органического вещества по сравнению с АТ. Внесение биоугля оказывало разнонаправленное влияние на эти почвы. Несмотря на стабильное и достоверное (р ≤ 0,05) повышение содержания общего органического углерода в обеих почвах до 20 %, показатели БД и Смик. при внесении биоугля в АТ имели тенденцию к снижению, также достоверно (р ≤ 0,05) снижалась доля Смик. в составе Сорг., что указывало на недостаток доступного для микроорганизмов субстрата. При этом показатели qCO2 и QR снижались незначительно и недостоверно. В АА происходило увеличение БД (недостоверное) и Смик. (р ≤ 0,05 для некоторых дат), что, по-видимому, свидетельствовало о всплеске активности K-стратегов при минерализации труднодоступных соединений биоугля. Добавление биоугля не влияло на Смик. в Сорг. почвы в АА. При этом происходило уменьшение qCO2 и QR, то есть для микроорганизмов складывались более благоприятные условия среды. В целом, добавление биоугля увеличивало адаптивный потенциал микробного сообщества супесчаной почвы.
Бесплатно
Статья научная
Среди многочисленных заболеваний сельскохозяйственных растений по экономическому значению одно из первых мест занимают вирусные и микоплазменные. Наиболее распространенные вирусные болезни пшеницы в Нижнем Поволжье — (русская) мозаика озимой пшеницы, мозаика костра безостого, желтая карликовость ячменя и бледно-зеленая карликовость пшеницы, вызываемая микоплазмой. Большинство фитопатогенных вирусов распространяются насекомыми-переносчиками, которые, как правило, вирусоспецифичны и часто обеспечивают не только механическую передачу вирусных частиц, но и длительное их сохранение, размножение, повышение вирулентности. Исследования, проведенные в 2010-2011 годах, продемонстрировали, что высокая численность цикадок, их вирофорность, а также благоприятные погодные условия служат основными причинами распространения вирусной инфекции на посевах пшеницы. Прослежена динамика численности цикадок на двух сортах озимой пшеницы и двух — яровой и изучена степень развития мозаики озимой пшеницы на культуре. Показано, что значительное уменьшение популяции переносчика в 2011 году по сравнению с 2010 годом привело к снижению пораженности вирусами как яровой, так и озимой пшеницы. Как на яровой, так и на озимой пшенице первые признаки поражения вирусными болезнями наблюдались уже в фазу кущения. В фазу колошения большинство инфицированных растений не выколашивались или полностью погибали.
Бесплатно
Диоксины и полихлорированные бифенилы в кормах (обзор)
Статья обзорная
Приведены данные по степени загрязнения различных кормов диоксинами и полихлорированными бифенилами. Описаны токсичность, пути поступления различных токсикантов в корма и методы определения. Рассматриваются способы расчета факторов переноса разных конгенеров диоксинов и полихлорированных бифенилов из кормов в продукты питания и методы снижения загрязнения кормов этими токсикантами.
Бесплатно
Статья научная
Микоплазмы и уреаплазмы - важные этиологические агенты маститов, пневмоний и репродуктивных нарушений у крупного рогатого скота (КРС), которые наносят значительный экономический ущерб хозяйствам. К наиболее распространенным клинически значимым видам относятся Mycoplasma bovis , M. bovigenitalium , M. californicum и Ureaplasma diversum. Существующие диагностические наборы на основе полимеразной цепной реакции (ПЦР) позволяют с высокой точностью выявлять в биологическом материале бактерии рода Mycoplasma , но не проводить видовую идентификацию. В представленной работе с помощью разработанных методик на основе ПЦР мы впервые выявили и дифференцировали патогенные виды семейства Mycoplas-mataceae в образцах криоконсервированной спермы быков-производителей, используемой для искусственного осеменения в отечественных хозяйствах. Нашей целью была разработка методик для идентификации и дифференциации наиболее распространенных патогенных микоплазм ( Mycoplasma bovis , M. californicum , M...
Бесплатно
Дифференциация диких и домашних свиней по аллотипам белков сыворотки крови
Статья научная
На основе встречаемости аллотипов сыворотки крови в популяциях диких кабанов и домашних свиней оценивали филогенетические взаимосвязи между внутривидовыми палеарктическими формами Sus scrofa. Рассматривается возможность монофилетического происхождения разных пород домашней свиньи от их единого общего предка.
Бесплатно
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
