Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1659
Статья научная
При создании новых пород и селекционных форм используют различные методы разведения, в том числе отдаленную гибридизацию. Использование генетических ресурсов архара ( Ovis ammon ) для получения межвидовых гибридов с домашней овцой ( Ovis aries ) перспективно для создания новых селекционных форм и изучения биологических особенностей отдельных видов рода Ovis . При этом требуется идентификация полученных межвидовых гибридов. Наряду с молекулярным генотипированием таких животных представляет интерес использование информативных фенотипических показателей, характерных для гибридных особей. В настоящей работе впервые представлены результаты дифференциации разных поколений гибридов от спаривания архара с овцами романовской породы и исходных родительских форм по экстерьерным признакам. Подтверждена возможность использования экстерьерных показателей для предварительной идентификации гибридных особей без проведения дорогостоящих геномных исследований. При гибридизации во второй и следующих генерациях происходило расщепление гибридных особей по генотипу и фенотипу. Целью работы была сравнительная характеристика морфометрических показателей чистопородных овец романовской породы и их межвидовых гибридов с архаром для выявления информативных экстерьерных показателей, идентифицирующих гибридных особей. Исследования проводили на чистопородных романовских ягнятах ( n = 20) и межвидовых гибридах 1/2 романовская порода 1/2 архар (F1, n = 12), 3/8 романовская порода 5/8 архар (F3, n = 17), 7/16 романовская порода 9/16 архар (F4, n = 18) (физиологический двор ФИЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста, 2019-2020 годы). Выполняли следующие промеры животных: высота в холке, высота в крестце, высота спины, косая длина туловища, длина тела, ширина груди, ширина крестца, глубина груди, обхват пясти. Линейные промеры снимали в возрасте 6, 42 сут и 3 мес с помощью мерной ленты, рулетки и мерного циркуля. Животных взвешивали на электронных весах. Для оценки развития ягнят на основании весовых и линейных промеров рассчитывали индексы телосложения: индекс длинноногости, индекс растянутости, индекс перерослости, грудной индекс, индекс костистости, индекс массы тела. Для статистического анализа использовали программное обеспечение SPSS v.23. В качестве фактора, влияющего на линейные промеры, была выбрана породная принадлежность особей. Гибридные животные в возрасте 3 мес по сравнению с чистопородными особями романовской породы имели более высокий индекс длинноногости, что характерно для архара. Преимущество гибридов F1, F3 и F4 над чистопородными животными по этому показателю составило соответственно 4, 8 и 2 %. При этом гибриды F1, F3 и F4 имели более сжатую прямоугольную форму туловища, поэтому уступали чистопородные ягнятам по индексу растянутости соответственно на 18, 22 и 18 % (p 1, F3 и F4 по косой длине туловища составило 18, 20 и 14 %, по ширине груди - 35, 33 и 20 % (p 1/2 и 5/8 локализовались в одном кластере. Гибриды с 9/16 кровностью по архару и чистопородные животные романовской породы образовывали отдельные кластеры. Полученные результаты подтверждают, что экстерьерные показатели могут быть использованы для предварительной идентификации гибридных особей, сокращая в ряде случаев затраты на геномные исследования.
Бесплатно
Статья научная
Антиоксиданты растительной природы способны регулировать многие физиологические функции организма и снижать риск развития хронических заболеваний, вызванных свободно-радикальным окислением. Самым доступным источником эссенциальных антиоксидантных метаболитов, дефицит которых приводит к резкому снижению устойчивости организма к стресс-фак-торам, служат овощные растения. Амарант ( Amaranthus tricolor L. ) - перспективное пищевое и лекарственное растение. Сорт Валентина, созданный во Всероссийском НИИ селекции и семеноводства овощных культур (авторы В.К. Гинс, П.Ф. Кононков, М.С. Гинс), интродуцирован и успешно выращивается в ряде регионов России. Целью нашей работы стало изучение состава и содержания низкомолекулярных биологически активных метаболитов c антиоксидантными свойствами, определяющих питательную и фармакологическую ценность листовой биомассы амаранта, а также оценка накопления основных антиоксидантов в органах растений, выращенных в условиях Московской области. Анализировали водные и спиртовые экстракты свежесобранных и высушенных листьев (ювенильных, с полностью сформированной листовой пластинкой и старых), соцветия, стебли, жилки, черешки и корни. Оценивали количество амарантина, восстановленной аскорбиновой кислоты, суммарное содержание антиоксидантов, количество простых фенолов и оксибензойных кислот, флавоноидов, конденсированных и полимерных полифенолов. Содержание хлорогеновой, галловой, феруловой кислот и арбутина в водном экстракте определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Для анализа метаболитов применяли газовую хромато-масс-спектрометрию (ГХ/МС). Водные экстракты разновозрастных листьев амаранта различались по содержанию основных метаболитов-антиоксидантов: амарантина, аскорбиновой кислоты, каротиноидов. В ювенильных листьях аккумулировалось максимальное количество амарантина, содержание которого снижалось по мере старения листовой пластинки. Аскорбиновая кислота преимущественно накапливалась в активно фотосинтезирующих листьях с полностью оформленной пластинкой, в стареющих листьях ее количество уменьшалось. В ювенильных листьях также отмечалась тенденция к повышению содержания аскорбиновой кислоты. Суммарное содержание антиоксидантов в молодых листьях с неоформленной пластикой оказалось меньше, чем в листьях с полностью оформленной пластинкой. Жилки, черешки, стебли аккумулировали существенно меньше метаболитов с антиоксидантной активностью по сравнению с листьями. В водном экстракте бетацианины были представлены в основном амарантином и изоамарантином. Хроматографический анализ водных экстрактов листьев показал наличие высокоактивных антиоксидантов: арбутина (гликозид гидрохинона), оксикоричных кислот - феруловой, хлорогеновой, оксибензойной (галловой). Методом компарирования были определены концентрации галловой, хлорогеновой, феруловой кислот и арбутина (соответственно 1,51; 2,05; 0,01 и 472,51 мкг/100 мл). Впервые обнаружено наличие мощного антиоксиданта - сквалена (C30H50) в водном экстракте листьев амаранта, тогда как ранее его выделяли только из семян этого растения. В спиртовом экстракте выявлено большее количество окрашенных компонентов (область спектра l = 350-700 нм), кроме того, обнаружены галловая, хлорогеновая и феруловая кислоты. Всего с использованием газовой хромато-масс-спектрометрии идентифицированы 37 низкомолекулярных метаболитов. Представленные данные свидетельствуют о том, что овощной амарант как перспективный воспроизводимый источник антиоксидантов может использоваться при создании функциональных продуктов и фитопрепаратов профилактического назначения.
Бесплатно
Статья научная
Современные биофизические методы исследования обеспечили существенный прорыв в молекулярной диагностике состояния и функций интактных растений. Известно, что метод инфракрасной (ИК) спектроскопии позволяет анализировать состав и строение молекул, регистрируя зависимость изменения интенсивности поглощения излучения от частоты (волновое число, см-1). С помощью метода инфракрасной спектроскопии (ИК-спектры с преобразованием Фурье - ИК-Фурье спектрометрия) мы изучили состав зерна у гибридов кукурузы ZP 341, ZP 434 и ZP 505 (оригинатор и собственник - Maize Research Institute, Zemun Polje, г. Белград, Сербия). Установлено, что в ИК-спектрах присутствуют полосы, различающиеся по интенсивности и частоте колебаний определенных молекулярных связей. Полученные спектры характеризуются наличием полос (от 20 до 23) в диапазоне от 400 до 4000 см-1. В ходе исследования для каждого из испытуемых гибридов было проанализировано по пять спектральных полос, имеющих специфические характеристики (интенсивность поглощения, %; экспериментально определенное волновое число, см-1). Анализ пиков и сопоставление с известными базами данных (референтные ИК-спектры) позволили констатировать наличие в составе зерна гибридов некоторых биогенных органических молекул: спиртов, аминов, эфиров, алканов, карбоновых кислот, алкенов, альдегидов, кетонов. Типичный ИК-спектр зерна у гибрида кукурузы ZP 341 имел три наиболее выраженные спектральные полосы с волновыми числами 3400, 2900 и 1000 см-1. У гибрида ZP 434 в ИК-спектре зерна были наиболее выражены четыре спектральных полосы с волновыми числами 3400, 2950, 1700 и 1000 см-1. Гибрид ZP 505 характеризовался восемью наиболее значимыми спектральными полосами с волновыми числами 3400, 2900, 2850, 1750, 1700, 1450, 1150 и 1000 см-1. Таким образом, у ZP 505 структурные характеристики зерна несколько отличаются от таковых у ZP 341 и ZP 434, тогда как у двух последних они сходны. В целом представляемые гибриды сербской селекции характеризуются высокими показателями качества, урожайности и технологической пригодности к возделыванию. Итак, впервые с помощью ИК-спектроскопия было проведено исследование молекулярной структуры и состава компонентов зерна различных гибридов кукурузы. Разработанная методология регистрации и анализа инфракрасных спектров зерна позволяет исследовать молекулярную структуру биогенных соединений, что важно не только для диагностики и селекции, но и для формирования методологии биотехнологического скрининга или определения сроков при хранении зерна.
Бесплатно
Статья научная
Селекция картофеля на основе традиционных технологий гибридизации и отбора индивидуальных растений - длительный и трудоемкий процесс. Использование ДНК маркеров, сцепленных с генами устойчивости к болезням и вредителям, позволяет существенно повысить эффективность отбора ценных генотипов на ранних этапах селекции. В представленной работе чилийские аборигенные сорта картофеля впервые охарактеризованы с использованием ДНК маркеров генов H1 и Gro1-4, контролирующих устойчивость к золотистой нематоде Globodera rostochiensis (Wollenweber) Behrens патотипов Ro1, Ro4, гена Gpa2, определяющего устойчивость к бледной нематоде G. pallida (Stone) Behrens патотипа Pa2, генов Ry adg, Ry chc и Ry sto (иммунитет к Y-вирусу картофеля), гена Rx (иммунитет к X-вирусу картофеля) и гена Sen1 устойчивости к раку картофеля Synchytrium endobioticum (Schilb.) Percival. Получены результаты одновременного тестирования клонов межвидовых гибридов и сортов картофеля по нескольким генам...
Бесплатно
Идентификация сортов, линий и мутантов гороха посевного с помощью RAPD-маркеров
Статья научная
Проводили анализ ДНК-полиморфизма 19 форм гороха посевного (Pisum sativum L.) по 134 RAPD-маркерам. Определяли генетическое сходство, отражающее степень различий RAPD-спектров исследованных образцов. Рассчитывали генетические расстояния между линиями, сортами и мутантами гороха посевного. Оценивали эффективность RAPD-метода для паспортизации и идентификации линий и сортов растений.
Бесплатно
Изменение бактериального сообщества в желудочно-кишечном тракте кур в онтогенезе
Статья научная
Известно, что микроорганизмы, населяющие желудочно-кишечный тракт (ЖКТ), участвуют в обеспечении сельскохозяйственной птицы питательными веществами, антибиотиками, гормонами, витаминами. В связи с этим актуально изучение изменений микробиоценоза ЖТК в процессе онтогенеза. Важность исследований обусловлена воздействием экологического соотношения между облигатными видами микроорганизмов пищеварительного тракта в течение жизни на метаболические процессы, состояние здоровья и продуктивность. Интересным и дискуссионным в настоящее время остается также вопрос о составе микроорганизмов в кишечнике куриных эмбрионов, поскольку публикуемые исследования весьма немногочисленны. Несмотря на то, что традиционно кишечник эмбрионов птиц считается стерильным, в ряде работ показана способность микроорганизмов колонизировать ЖКТ птиц на стадии эмбрионального развития. С использованием молекулярно-генетического метода T-RFLP (terminal restriction fragment length polymorphism) мы провели сравнение бактериального сообщества содержимого ЖКТ от 6- и 17-суточных куриных эмбрионов и 26-, 150- и 300-суточных кур-несушек кросса Хайсекс Уайт (виварий ФГУП Загорское ЭПХ ВНИТИП, Московская обл.). В отличие от классических представлений, было показано наличие в ЖКТ куриных эмбрионов богатого таксономического разнообразия бактерий, доминирующими среди которых оказались типичные для птиц представители кишечной микрофлоры семейства Enterobacteriaceae (преимущественно Escherichia coli ). Также мы обнаружили представителей класса Clostridia (семейств Lachnospiraceae, Eubacteriaceae и др.), филума Bacteroidetes, порядков Negativicutes, Actinomycetales, Bifidobacteriales, которых выявляли ранее у вылупившихся цыплят и взрослых птиц. Интересно отметить присутствие возбудителей опасных заболеваний животных - бактерий родов Burkholderia, Pseudomonas, Salmonella, Klebsiella, порядка Rickettsiales. При этом структура микробиоценоза содержимого ЖКТ эмбрионов кур на 6-е сут инкубации характеризовалась более высоким таксономическим разнообразием, чем на 16-е сут (число филотипов соответственно 75±2,75 и 30±1,20). В онтогенеза в ЖКТ птицы наблюдалось развитие бактериального сообщества, в составе микробиома появлялись новые микроорганизмы. Разнообразие выявляемых у 26-суточных цыплят, а также 150- и 300-суточной птицы бактерий было шире по сравнению с таковым у эмбрионаов - свыше 175±8,12 филотипа. При этом по сравнению с 26- и 150-суточной птицей у 300-суточных кур-несушек общее разнообразие бактерий и содержание неидентифицированных филотипов оказались наименьшими. У взрослой птицы по сравнению с эмбрионами наблюдали изменение доминирующих групп микроорганизмов: большее содержание представителей класса Clostridia, класса Negativicutes и меньшее - классов Bacillales, Bifidobacteriales. Выявленное расширение таксономического разнообразия микроорганизмов у птицы по сравнению с эмбрионами свидетельствует о заселении ЖКТ кур микроорганизмами, включая представителей порядка Lactobacilales, а также патогенов - родов Listeria, Pantoea, Enterobacter, Mycoplasma, Acinetobacter, семейств Pasteurellaceae, Campylobacteraceae, филума Fusobacteria. Основываясь на полученных результатах, можно говорить о становлении микробиоэкологической системы птиц (содержимое ЖКТ в совокупности с населяющей его микрофлорой) уже на стадии эмбрионального развития. При этом микроорганизмы, присутствующие в ЖКТ эмбриона, служат основой, которая определяет формирование стартового кишечного биоценоза у вылупившихся цыплят и взрослых особей
Бесплатно
Статья научная
Сохранение благоприятного микробиологического и физического состояния почв с помощью новых рациональных мероприятий относится к числу приоритетных направлений устойчивого землепользования. Применение биоугля (БУ) в качестве органического мелиоранта - один из перспективных способов повышения качества и устойчивости почв благодаря секвестрации углерода и улучшению свойств почв. Биоуголь производят из различных типов биомассы с помощью медленного и быстрого пиролиза. Технологические условия пиролиза и тип биомассы оказывают решающее влияние на свойства БУ и его взаимодействие с почвами. Результаты многих исследований подтвердили позитивное влияние БУ на свойства почв и урожай культур. Тем не менее, существуют неопределенности в понимании влияния БУ на микробиологические процессы трансформации азота и углерода в почвах. В работе исследовали два типа БУ - БУ1 и БУ2, произведенные в результате медленного и быстрого пиролиза древесных отходов. Цели исследований заключались, во-первых, в выявлении различий в действии БУ1 и БУ2 на гидрофизические свойства супесчаной и тяжелосуглинистой почвы, во-вторых, в оценке влияния разного гранулометрического состава почв на степень воздействия БУ1 и БУ2 на нитрификацию и денитрификацию. В исследованиях использовали образцы глееватой аллювиальной супесчаной и тяжелосуглинистой почвы (Словакия). Количество БУ1 и БУ2, внесенного в почвы в пересчете на гектар, составляло 15 и 30 т. Водоудерживающую способность образцов измеряли с помощью мембранного пресса при потенциалах влаги от -0,1 до -300 кПа. Интенсивность нитрификации и денитрификации определяли по продуцированию закиси азота образцами почв в течение 48-часового инкубирования при температуре 25 °С и влажности, соответствующей 48-55 % полной влагоемкости. Результаты проведенных исследований показали, что внесение БУ1 и БУ2 в большей степени способствовало повышению водоудерживающей способности супесчаной, чем тяжелосуглинистой почвы во всем диапазоне потенциалов влаги. При этом увеличение водоудерживающей способности обеих почв было более высоким при использовании БУ2. Добавление БУ1 вызвало достоверное (p
Бесплатно
Изменение биологических параметров семени сельскохозяйственной птицы при криоконсервации
Статья научная
Формирование криобанков - важнейшее условие применения вспомогательных репродуктивных технологий, которые позволяют эффективнее использовать генетический материал, обеспечивать максимальную численность потомства, восстанавливать и сохранять редкие и исчезающие виды. Наиболее распространенным биоматериалом в программах по сохранению и восстановлению генетических ресурсов сельскохозяйственной птицы служат сперматозоиды. При замораживании и оттаивании они подвергаются сильному технологическому воздействию. Некоторые этапы этой процедуры приводят к гибели значительной части клеток, повреждению их органелл или сегментов. В настоящей работе впервые получены данные, подтверждающие, что в процессе эквилибрации содержание мертвых сперматозоидов в генеративной плазме значительно увеличивается, независимо от вида птиц. Целью нашей работы было изучение влияния цикла замораживания и оттаивания на биологические характеристики сперматозоидов у разных видов сельскохозяйственной птицы...
Бесплатно
Статья научная
Изучение изменений в генофондах популяций домашних животных, вызываемых отбором и отражающих микроэволюционные процессы, представляет как практический, так и теоретический интерес. Как правило, в таких работах используются качественные признаки, контролируемые по принципу «один генотип - один фенотип», что существенно упрощает анализ. Мы исследовали динамические процессы в популяции домашних свиней ( Sus scrofa domesticus ) породы ландрас, оценив вариацию массы поросенка при рождении (один из непрерывных количественных признаков, для которых подобная связь неоднозначна). В частности, проведен статистический анализ данных зоотехнического учета более 26 тыс. поросят, родившихся на протяжении 23 лет в условиях Экспериментального хозяйства Сибирского отделения Академии наук (Новосибирская обл.) - регионального племенного репродуктора ландрасов. Предков животных для формируемой популяции завезли из Прибалтики в начале 1960-х годов. Это был племенной элитный молодняк, оцененный по стандартному комплексу селекционных признаков. Весь период существования популяции отбор ремонтного молодняка осуществляли по комплексу признаков в соответствии с действовавшей Инструкцией по бонитировке свиней. Так как Инструкция не содержала стандартов по крупноплодности (массе новорожденного поросенка), отбор по указанному признаку не проводился. Изменения статистических параметров массы новорожденной особи оценивали за каждый год периода наблюдений, поскольку анализируемое поголовье представляет собой не модельную популяцию вивария, а типичное племенное стадо, в котором непрерывная изменчивость признака сопряжена с постоянной «скользящей» сменой поколений и возрастного состава. При длительном анализе динамики признака, который не был селекционным, выявлен движущий отбор по генотипам для локусов, контролирующих скорость роста свиней в онтогенезе (в пре- и постнатальный периоды). В популяциях, где действует такой отбор, масса поросят при рождении может быть использована для ее прогнозирования и в постнатальный период. Применение регрессии родитель-потомок по признаку «масса при рождении» позволило оценить продолжительность адаптации генофонда популяции к новым условиям среды. Оказалось, что процесс адаптации продлился почти два десятилетия, что составляет пять полных смен генераций. В этой же популяции в то же время действовал стабилизирующий отбор, оптимизирующий массу особи при рождении, отсекая как минимальные, так и максимальные значения. Описанный механизм, когда на фоне стабилизирующего отбора происходят цикличные изменения в направлениях векторов движущего отбора, способствует поддержанию в популяции полиморфизма по локусам, которые контролируют интенсивность пренатального роста и крупноплодность. Следует также отметить наблюдаемую неравномерность волнообразной смены этих циклов.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время увеличивается число исследований, посвященных поиску противомикробных веществ с профилактическим и ростостимулирующим действием, не вызывающих бактериальной резистентности и побочных эффектов у животных. К таким веществам относятся фитогенные соединения, которые были широко признаны в качестве потенциальной альтернативы антибиотикам в кормах. Одна из проблем использования фитогенных соединений - нестабильный химический состав экстрактов растений, зависящий от условий произрастания, ареала и других факторов. В представленной работе впервые показано, что включение композиции биологически активных веществ из экстракта Quercus cortex в рацион цыплят-бройлеров кросса Смена 8 способствует поддержанию продуктивности и усилению иммуномодулирующего состояния организма. Целью исследований было изучение влияния разных доз биологически активных веществ из экстракта Quercus cortex на продуктивные показатели и иммунитет цыплят-бройлеров кросса Смена 8, оценка перспектив применения и возможного механизма действия этих соединений. Использовали композицию веществ (КВ), выделенных из экстракта Quercus cortex и синтезированных искусственно («Acros Organics B.V.B.A.», Бельгия): 2-н-пропилрезорцинол (98 %, AVH27024); 4-гидрокси-3-метоксибензальдегид (99 %, AC14082-1000); 7-гидроксикумарин (99 %, AC12111-0250); 3,4,5-триметоксифенол (98,5 %, AC18914-0050); скополетин (95 %, AC30290-0010); конифериловый спирт (98 %, AL22373-5). Анти-QS (quorum sensing)-эффект КВ подтверждали с использованием штамма Chromobacterium violaceum CV026. Экспериментальные исследования проводили на 7-суточных цыплятах-бройлерах (120 гол.), которых методом аналогов разделили на 4 группы (по n = 30). Контрольная группа получала основной рацион (ОР); I опытная - ОР + КВ 1 (1 мл/кг живой массы); II опытная - ОР + КВ 2 (2 мл/кг живой массы); III опытная - ОР + КВ 3 (3 мл/кг живой массы). У птицы в I, II и III опытных группах число лейкоцитов возросло относительно контроля на 19,2-28,5 % (Р ≤ 0,05), лимфоцитов - соответственно на 24,4; 36,2 (Р ≤ 0,05) и 44,0 % (Р ≤ 0,05), моноцитов - на 23,5; 23,5 и 29,4 % (Р ≤ 0,05), гранулоцитов - на 12,3 (Р ≤ 0,05); 5,7 и 9,5 %; содержание аланинаминотрансферазы в сыворотке крови во II и III опытных группах превышало аналогичное значение в контроле на 13,2 % (Р £ 0,05), g-глутамилтранспептидазы - уменьшалось во II и III опытных группах на фоне достоверного снижения количества лактатдегидрогеназы на 17,6-22,5 % (Р ≤ 0,05). Поступление с кормом КВ сопровождалось увеличением количества супероксиддисмутазы в крови у птицы из опытных групп, причем наибольшее отмечали у цыплят в I опытной группе (95,3 %). Содержание каталазы у цыплят в опытных группах тоже оказалось выше, чем в контроле, на 45,3-71,9 % (Р ≤ 0,05). Включение КВ в корм способствовало увеличению концентрации β-лизинов в сыворотке крови у бройлеров из I группы на 16,4 % (Р ≤ 0,05). Прирост живой масса у птицы из I опытной группы в сравнении со II и III группами составил до 15,0 % (Р ≤ 0,05) через 1 нед, до 14,3 % через 2 нед и до 12,6-13,9 % через 3 и 4 нед. Усиление роста птицы в I опытной группе происходило при 100 % сохранности поголовья (в отличие от остальных групп, где этот показатель составил 71-85 %) и способствовало увеличению живой массы птицы по завершении эксперимента (42-е сут) на 1,9 % (Р ≥ 0,05) в сравнении с контролем. Таким образом, скармливание цыплятам-бройлерам композиции веществ в первоначальной концентрации способствует поддержанию продуктивности и усилению иммуномодулирующего состояния организма.
Бесплатно
Статья научная
Одними из распространенных объектов при исследовании ассоциативных взаимодействий растений с бактериями служат представители рода Azospirillum. В ризосфере злакових азоспириллы формируют высокоэффективные ассоциации, оказывающие стимулирующий эффект на рост и развитие растений, включая пшеницу. Однако детали этого взаимодействия пока остаются неизвестными. Например, отсутствуют какие-либо данные о том, инфицированны или неинфицированны клетки азоспирилл бактериофагами и какова роль бактериофагов почвенных микроорганизмов в ассоциативном взаимоотношении микроорганизм-растение. В то же время бактериофаги играют важную роль в качестве фактора, регулирующего численность микробных клеток, и в переносе генетической информации посредством трансдукции. В большинстве случаев бактериофаги выделяют из различных объектов среды, в том числе из почвы, и лишь незначительная часть работ посвящена описанию бактериофагов из ассоциативных почвенных бактерий. Мы изучали изменения морфологии корневой системы яровой пшеницы (сорт Саратовская 29) при инокуляции клетками бактерий Azospirillum brasilense Sp7 и бактериофагом ФAb-Sp7, выделенным из этих клеток. Инокуляция 3-суточных проростков пшеницы клетками A. brasilense Sp7 с плотностью суспензии 10 8, 10 6, 10 4 кл/мл (объем - 20 мл) приводила к уменьшению длины корня, при этом число боковых корней существенно увеличивалось при плотности суспензии 10 2 кл/мл. При обработке проростков пшеницы препаратом бактериофага ФAb-Sp7 среднее число корней практически не изменялось. Показано, что при инокуляции проростков пшеницы только суспензией азоспирилл происходило уменьшение зоны растяжения корня в 3,0 раза и уменьшение зоны всасывания в 1,5 раза. Обработка проростков пшеницы суспензией, содержащей как клетки азоспирилл, так и бактериофаги, вызывала уменьшение зоны растяжения (в 3,3 раза), но не приводила к уменьшению зоны всасывания (корневых волосков). С помощью конфокальной микроскопии показано, что при инкубации проростков пшеницы с клетками азоспирилл (10 2 кл/мл) значительно увеличивалась длина и число корневых волосков (в среднем на 40 %) по сравнению с контролем. Установлено также увеличение длины и числа корневых волосков в среднем на 60 % по сравнению с контролем при одновременной инокуляции проростков клетками азоспирилл штамма Sp7 и бактериофагом ФAb-Sp7. Высказано предположение, что бактериофаги азоспирилл участвуют в сложном процессе взаимодействия бактерий с корневой системой пшеницы и могут влиять на эффективность ассоциативных взаимоотношений растение-микроорганизм и, в конечном счете, определять эту эффективность.
Бесплатно
Статья научная
Современные репродуктивные технологии позволяют бессрочно сохранять и рационально использовать генофонд исчезающих видов животных, создавать конкурентоспособные селекционные формы. В оленеводстве метод криоконсервации спермы практически не разработан. Суровые условия Арктики усложняют процесс получения спермы северных оленей ( Rangifer tarandus ) - животных с яркой сезонностью размножения. Гон у них проходит осенью, в течение месяца. Только в этот период можно получить сперму. После гона сперматогенез останавливается. Целью нашей работы была оценка изменения физиологических и морфологических показателей качества спермы северных оленей в процессе криоконсервации. Сперму от северных оленей получали с помощью электроэякулятора или посредством вымывания из придатков семенников. После оценки качества эякулированного и эпидидимального семени (объем, общая и прогрессивная подвижность и концентрация сперматозоидов) сперму разбавляли в среде Steridyl («Minitüb GmbH», Германия) до конечной концентрации 100 млн/мл, фасовали в соломинки по 0,25 мл и охлаждали до 5 °С в течение 120 мин. После охлаждения и эквилибрации соломинки выдерживали в парах жидкого азота на поплавке при температуре -110 °С в течение 12 мин и затем опускали в жидкий азот. Сперму размораживали при 37 °С. Первичная оценка эякулированной спермы показала, что средний объем эякулята составлял 0,5±0,08 мл, концентрация - 0,520±0,069 млрд/мл, общая подвижность - 64,3±4,07 %, прогрессивная подвижность 47,9±4,24 %. Концентрация эпидидимальных спермиев была в среднем 0,260±0,078 млрд/мл, общая и прогрессивная подвижность - соответственно 43,6±8,49 и 20,8±5,25 %. После криоконсервации общая подвижность снизилась в среднем на 41,9±5,38 %, прогрессивная - на 36,8±5,29 %. Сперматозоиды в 42 % эякулятов теряли более 50 % общей подвижности. В некоторых образцах наблюдалась полная потеря подвижности после замораживания, в некоторых изменения были незначительными. Большая изменчивость по снижению подвижности клеток наблюдалась как в эякулированной, так и в эпидидимальной сперме. Клетки эпидидимальной спермы имели более высокую подвижность после замораживания по сравнению с эякулированной, однако в эпидидимальной сперме наблюдалось больше нарушений в характере движения сперматозоидов. Анализ морфологии сперматозоидов показал, что в сперме северных оленей в сравнении с другими видами животных повышена доля сперматозоидов со сморщенной или отсутствующей акросомой - в среднем 6,9±0,76 %. Значительного увеличения повреждений в области хвоста, шейки сперматозоидов и акросом после замораживания не наблюдалось. Количество клеток с повреждениями хвоста и шейки увеличилось в среднем на 4,2±1,05 %, акросом - на 2,5±0,35 %. Высокая изменчивость наблюдалась по увеличению повреждений плазматических мембран сперматозоидов (в среднем на 10,9±5,02 %). Такая вариабельность обусловлена разной криоустойчивостью спермы оленей и индивидуальной изменчивостью эякулятов. Достоверной разницы по изменениям физиологических и морфологических показателей качества спермы северных оленей после криоконсервации между эякулированной и эпидидимальной спермой выявлено не было. Таким образом, наибольшим изменениям при криоконсервации спермы северного оленя подвергается двигательная активность клеток, а также целостность мембран, что необходимо учитывать при оптимизации состава разбавителей и протокола криоконсервации.
Бесплатно
Статья научная
Исследовали O2- и СО2-газообмен, содержание пигментов и воды в листьях 2-недельных проростков пшеницы (Triticum aestivum L.) сорта Московская 35, отделенных от корней и выдержанных в 0,1; 1,0 и 5,0 мМ водных растворах Cd(NO3)2 в течение 96 ч. Оце-нивали возможность снижения отрицательного действия кадмия при внесении NaCl в низкой концентрации. Показано, что под влиянием кадмия снижались скорость выделения кислорода и поглощения СО2, а также относительное содержание воды в листьях (RWC) и хлорофилла. Внесение NaCl в раствор в концентрации 50 мM частично нивелировало отрицательный эффект Cd(NO3)2 при его низких концентрациях. Высокая (5,0 мM) концентрация Cd(NO3)2 резко подавляла фотосинтетическую активность.
Бесплатно
Статья научная
Гипотермия сопровождается изменениями в метаболизме клеток, что может приводить даже к их гибели, в связи с чем большое внимание уделяется созданию сортов сельскохозяйственных культур с повышенной устойчивостью к низким температурам. Для подобных целей успешно используются современные методы биотехнологии, в том числе введение генов десатураз, катализирующих превращение одинарной связи между атомами углерода в ацильных цепях жирных кислот в двойные, что может повышать текучесть клеточных мембран и изменять состояние антиоксидантной системы клеток. К числу факторов защиты относятся полифенолы - вторичные метаболиты растений, выполняющие функцию низкомолекулярных антиоксидантов. В настоящей работе изучен эффект кратковременного действия низкой температуры (-9 оС в течение 10 и 40 мин) на интенсивность перекисного окисления липидов (ПОЛ) и содержание флавоноидов в листьях растений картофеля раннеспелого сорта Скороплодный, культивируемых в условиях in vitro, а также полученных из них трансгенных линий со средним (ТЛС) и высоким (ТЛВ) уровнем экспрессии гена Δ12-ацил-липидной десатуразы. Для получения трансгенных линий использовали конструкции, несущие ген desA из Synechocystis sp. PCC 6803 (трансляционно слит с последовательностью репортерного гена licBM3, кодирующего термостабильную лихеназу) под контролем сильного конститутивного промотора 35S РНК CaMV. Показано, что после 10-ми-нутного действия низкой температуры интенсивность ПОЛ у контрольных растений снижалась, а у трансформантов не менялась. В варианте, когда растения подвергали гипотермии в течение 40 мин, этот показатель был низким во всех вариантах, причем наименьшим - у ТЛВ. Под влиянием низкой температуры во всех случаях накопление флавоноидов в листьях повышалось, что наиболее ярко проявлялось у контрольного варианта.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время в научной литературе активно обсуждается целесообразность применения в земледелии биоугля - одного из новых видов органогенных мелиорантов, получаемого из древесины или отходов растительного происхождения. Биоуголь рекомендуют использовать для увеличения биологической активности почв, повышения продуктивности культур, в ряде стран его активно внедряют в агротехнологии. Однако многие аспекты влияния биоугля на свойства и состояние агроценозов исследованы крайне слабо. Основное беспокойство вызывают данные о влиянии биоугля на минерализацию гумуса, так как дегумификация может привести к потере почвенного плодородия и снижению экологической устойчивости почв, особенно дерново-подзолистых, для которых характерно невысокое содержанием гумуса и слабая гумифицированность. Такие почвы исходно имеют низкую экологическую устойчивость и достаточно уязвимы для воздействия человека. При их использовании необходимо уделять значительное внимание микробиологическим и биохимическим процессам трансформации почвенного органического вещества...
Бесплатно
Изменчивость и генетический контроль массы 1000 зерен у растений пивоваренного ячменя
Статья научная
В диаллельных скрещиваниях оценивали изменчивость и генетический контроль массы 1000 зерен у сортов и межсортовых гибридов F1 пивоваренного ячменя, а также комбинационную способность сортообразцов. Рассматривается возможность отбора в расщепляющихся гибридных популяциях генотипов, характеризующихся высокой массой 1000 зерен.
Бесплатно
Изменчивость и генетический контроль озерненности колоса у растений пивоваренного ячменя
Статья научная
В диаллельных скрещиваниях оценивали изменчивость и генетический контроль числа зерен в колосе у сортов и межсортовых гибридов F1 пивоваренного ячменя, а также комбинационную способность сортов. Рассматривается возможность отбора в расщепляющихся гибридных популяциях генотипов с высокой озерненностью колоса.
Бесплатно
Изменчивость микросателлитов в породах овец, разводимых в России
Статья научная
На современном этапе развития предварительное исследование по ДНК-маркерам - обязательный этап разработки программ по сохранению и описанию генетических ресурсов. Российское овцеводство представлено многообразием пород, включающим все известные направления продуктивности и типы шерстного покрова. Однако до настоящего времени лишь некоторые породы, объединенные регионом разведения или типом хозяйственного использования, были исследованы по ДНК-маркерам, в том числе микросателлитам. В представленной работе мы изучили 25 пород овец ( n = 751), разводимых на территории России: тонкорунных - дагестанскую горную (DAG), грозненскую (GRZ), кулундинскую (KUL), манычского мериноса (MNM), сальскую (SAL), ставропольскую (STA), советского мериноса (SVM), волгоградскую (VOL), забайкальскую (ZBL); полутонкорунных - горноалтайскую полутонкорунную (ALT), куйбышевскую (KUI), северокавказскую мясошерстную (NC), русскую длинношерстную (RLH), цигайскую (TSIG); грубошерстных - андийскую (AND), буубэй (BUB), эдильбаевскую (EDL), карачаевскую (KAR), кучугуровскую (KCH), калмыцкую (KLM), каракульскую (KRK), лезгинскую (LEZ), романовскую (ROM), тушинскую (TSH), тувинскую короткожирнохвостую (TUV). Исследование проводилось по 11 локусам микросателлитов (OarCP49, INRA063, HSC, OarAE129, MAF214, OarFCB11, INRA005, SPS113, INRA23, MAF65, McM527). Для обработки данных использовали программное обеспечение GenAIEx 6.5 и PAST. В целом изучаемые породы характеризовались умеренно высоким аллельным разнообразием. Среднее число аллелей на локус (Na) варьировало от 7,20±0,98 у KUL до 10,30±0,99 у TSIG. Значения Na 10,0 были выявлены в породах TSIG, TUV, BUB и KRK, Na≤8,0 - у KUL, RLH и SVM. Эффективное число аллелей (Ne) оказалось максимальным в породах KRK и TUV (Ne≥5,7), минимальным - у KCH, ALT, RLH и NC (Ne≤4,3). Наблюдаемая гетерозиготность (Ho) в 21 из 25 исследованных пород варьировала от 0,489±0,095 у TUV до 0,651±0,050 у ROM и 0,651±0,060 у SVM, в четырех остальных породах (BUB, TSIG, ZBL и TUV) - от 0,798±0,023 у BUB до 0,977±0,017 у TUV. В 21 из 25 пород был выявлен существенный дефицит гетерозигот (значение Fis варьировало от 0,13 у ROM до 0,36 у KAR и SAL), в четырех остальных (BUB, TSIG, ZBL и TUV) отмечали избыток гетерозигот (значение Fis варьировало от -0,04 до -0,22). Проведенный анализ молекулярной вариансы (AMOVA) показал, что в генетической изменчивости пород 5,02 % приходилось на различия между породами, 94,98 % - на внутрипородную составляющую. При построении филогенетического дерева на основе матрицы попарных генетических дистанций M. Nei (1972) методом UMPGA было установлено, что характер выявленных связей главным образом обусловлен типом шерстного покрова, направлением продуктивности и регионом разведения пород. Таким образом, выявленный полиморфизм в 11 микросателлитных локусах достаточно информативен для дифференциации овец различных пород. Для более глубокого изучения популяционной структуры и получения новой информации о генетическом разнообразии на геномном уровне необходимо использовать ДНК-микроматрицы на основе множественных SNP-маркеров
Бесплатно
Статья научная
С использованием PCR-анализа оценили состав двух географических популяций яблонной плодожорки по ДНК-маркерам. Описана молекулярно-генетическая структура исследуемых популяций вредителя и изучена ее изменчивость под влиянием инсектицидов, условий года и географического положения. По двум микросателлитным локусам исследовано внутрипопуляционное генетическое разнообразие вредителя в садах с разной интенсивностью инсектицидных обработок. Показано, что генетическое разнообразие популяций у яблонной плодожорки определяется главным образом ее генетическими особенностями, а не инсектицидным фактором или погодными условиями.
Бесплатно
Статья научная
Производство свежей овощной продукции высокого качества для населения России остается важной задачей. Получать урожай в течение всего года позволяет технология интенсивной светокультуры (сити-фермы, вертикальные фермы, фабрики растений). Очевидно, что для такого выращивания требуются сорта и линии, максимально реализующие продукционный потенциал в этих специфических условиях. В последние годы проводятся исследования, направленные на поиск и подбор образцов различных культур для светокультуры, цель которых - повышение эффективности и рентабельности производства, а также расширение ассортимента растительной продукции. Кресс-салат Lepidium sativum L. как скороспелая культура с большим разнообразием форм, различающихся по хозяйственно ценным признакам, прежде всего по урожайности и биохимическому составу, представляет значительный интерес для адаптации к подобным технологиям. Однако, влияние условий выращивания, характерных для светокультуры, на проявление признаков продуктивности и качества у образцов кресс-салата, различающихся по эколого-географическому происхождению и ботанической принадлежности, практически не изучено. В настоящей работе мы впервые провели комплексную оценку изменчивости хозяйственно ценных признаков кресс-салата в условиях интенсивной светокультуры. Целью нашей работы было фенологическое, морфологическое, биохимическое изучение 72 образцов L. sativum трех разновидностей - кресс-салата цельнолистного (var. latifolium ), посевого (var. sativum ) и кудрявого (var. crispum ) из мировой коллекции ВИР в условиях интенсивной светокультуры и выявление источников ценных признаков. Морфометрическое описание (высота и диаметр розетки, форма и размеры листа), определение весовых (масса) показателей роста растений, товарной продуктивности, содержания сухого вещества, аскорбиновой кислоты, пигментного комплекса (хлорофиллов, каротиноидов и антоцианов) (биохимический анализ) проводили в фазу технической спелости в 3-кратной повторности. В изученной выборке наибольшую изменчивость выявили по содержанию антоцианов ( Cv = 42,5 %), средней массе растения ( Cv = 40,3 %), урожайности товарной части продукции ( Cv = 38,3 %). Остальные признаки характеризовались средней степенью изменчивости. Отмечены особенности позднеспелых образцов: позднее стеблевание, бóльшая масса растения (в среднем 3,6 г) и высокое содержание сухого вещества (в среднем 9,0 %), тогда как скороспелые и ультраскороспелые формы накапливают большее количество аскорбиновой кислоты (в среднем 32,8±5,7 мг/100 г) и позволяют получать большее число урожаев за год. В среднем наиболее урожайными оказались позднеспелые образцы var. latifolium из Ирана (к-91) и Азербайджана (к-112, к-125, к-131), образец var. sativum из Ирана (к-92) и образец var. crispum из Дании (к-185). Выявлены статистически значимые различия между ботаническими разновидностями по содержанию пигментов. Образцы var. latifolium в целом характеризовались бóльшим содержанием суммы хлорофиллов (124,2±14,0 мг/100 г), каротиноидов (37,3±4,4 мг/100 г), каротинов (6,1±0,6 мг/100 г) и β-каротина (5,0±0,6 мг/100 г). Изменчивость по содержанию каротинов была наибольшая в группе образцов var. sativum ( Cv = 24,7 %), по содержанию антоцианов - в группе var. crispum ( Cv = 44,7 %). В результате исследований нами выявлены образцы кресс-салата, которые выделяются по скорости развития, устойчивости к стеблеванию и по формируемой урожайности при выращивании в условиях интенсивной светокультуры, а также потенциальные источники хозяйственно ценных признаков для дальнейшей селекции форм кресс-салата, наиболее адаптированным к этой технологии.
Бесплатно
