Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1689
Защитное действие правастатина против возбудителя гельминтоспориоза на яровом ячмене
Статья научная
Использование веществ биологического происхождения для борьбы с фитопатогенными микроорганизмами более безопасно для природной среды, потребителей сельхозпродукции и персонала, чем применение химических пестицидов. С помощью лабораторных тестов ранее было показано, что правастатин - ингибитор биосинтеза стеринов, относящийся к классу статинов, способен препятствовать развитию возбудителя гельминтоспориоза злаковых (Bipolaris sorokiniana ) на проростках ярового ячменя (Hordeum vulgare L.). В настоящей работе исследована способность правастатина защищать растения ячменя от этого фитопатогенного гриба в полевых условиях. Перед посадкой в почву семена ярового ячменя (сорт Зазерский 85), естественно инфицированные B. sorokiniana (развитие гельминтоспориозной корневой гнили на проростках ячменя при предпосевной фитоэкспертизе составляло 8,9 %, ее распространенность - 36,8 %), замачивали в растворах правастатина (0,05; 0,075 и 0,1 %) или в дистиллированной воде (контроль) в течение 1 сут. Установлено, что такая обработка семян 0,075 и 0,1 % растворами правастатина приводила к сокращению числа растений, пораженных возбудителем гельминтоспориоза, и снижала степень развития болезни. Максимальный защитный эффект достигался при применении правастатина в концентрации 0,1 %. Препарат во всех испытанных концентрациях не оказывал отрицательного действия на полевую всхожесть семян или плотность посева. Незначительный ретардантный эффект в фазу кущения отмечен на делянках, где выращивали растения, семена которых были обработаны 0,1 % раствором правастатина, однако впоследствии опытные растения достигали высоты контрольных. Кроме того, обработка семян 0,1 % раствором увеличивала число продуктивных стеблей в фазу молочно-восковой спелости.
Бесплатно
Защитные реакции в бобово-ризобиальном симбиозе: индукция и супрессия (обзор)
Статья обзорная
Развитие патогенной инфекции и бобово-ризобиального симбиоза, при котором бактерии заражают клетки бобовых растений, имеет много общих черт. Сигнальные молекулы, которыми обмениваются симбиотические партнеры, имеют сходство с фитоалексинами и элиситорами, продуцирующимися при патогенной инфекции. Оба процесса сопровождаются индукцией защитных реакций со стороны растения-хозяина, однако в случае бобово-ризобильного симбиоза такая индукция строго регулируется, что позволяет сформировать симбиотический клубенек. При этом контролируется и количество клубеньков, поскольку их формирование - энергозатратный процесс, и в большинстве случаев инфекция прерывается на ранних стадиях. Исследования молекулярно-генетических механизмов развития бобово-ризобиального симбиоза и патогенной инфекции выявили, что в ходе эволюции бобовые растения адаптировали для установления симбиоза с ризобиями рецепторы, приспособленные изначально для восприятия микоризной инфекции, причем схожие рецепторы участвуют в распознавании патогенов и индукции защитного ответа. Было выявлено, что ризобии используют системы секреции III и IV типа (T3SS и T4SS), которые у патогенных бактерий служат для доставки вирулентных факторов в клетки хозяев. При этом было показано, что T3SS способна к независимой от Nod-фактора активации сигнальной трансдукции, приводящей к развитию клубенька. Различные поверхностные полисахариды (экзополисахариды, липополисахариды и циклические b-глюканы) используются как ризобиями, так и патогенными бактериями для супрессии защитных реакций растений. Под действием антимикробных NCR пептидов (цистеин-богатые пептиды) бактерии необратимо дифференцируются в бактероиды в клубеньках некоторых бобовых растений.
Бесплатно
Статья научная
Поиск генетических вариантов, влияющих на рост и развитие коз, актуален для создания специализированной мясной породы и повышения продуктивности животных. В настоящей работе впервые идентифицированы 34 потенциальных QTL, сопряженных с генами, ассоциированными с параметрами роста и развития, мясной продуктивностью и воспроизводительными качествами, адаптационными способностями, развитием волосяных фолликулов, молочной продуктивностью и доместикацией у коз из группы возвратных кроссов ресурсной популяции, полученных при скрещивании местных карачаевских коз, гибридных по дикому туру, c производителями калахарской породы. Цель исследований - идентифицировать гены-кандидаты, ассоциированные с хозяйственно полезными признаками в специально созданной ресурсной популяции коз (Capra hircus ). Исследования проводили в 2021-2023 годах в ФГБНУ Федеральный исследовательский центр животноводства - ВИЖ им. академика Л.К. Эрнста. Объектом были кроссы животных из специально созданной ресурсной популяции коз (n = 237), в том числе 109 козликов и 128 козочек. Кроссы были получены при скрещивании местных карачаевских коз, генотип которых несет до 25 % генов дикого тура (3/4 карачаевская коза × 1/4 дикий тур) и калахарских козлов-производителей красной масти (порода Kalahari Red). При создании базы фенотипов учитывали параметры роста и развития молодняка коз, которые соответствовали среднему возрасту в 10, 110, 190 и 390 сут, что соизмеримо с учетом величин при рождении, в 3-4 мес, 6 и 12 мес. Фиксировали следующие параметры роста и развития: живая масса, высота в холке, высота в спине, высота в крестце, высота в маклоках, высота в седалищных буграх, косая длина туловища, обхват груди, обхват пясти, ширина груди в плечах, глубина груди, ширина в маклоках, ширина в седалищных буграх, длина головы. Генотипирование экспериментальных животных проводили на основе SNP-панелей средней плотности ДНК-чипа Caprine SNP 50K BeadChip (59727 точечных мутаций) («Illumina, Inc.», США). GWAS анализ выполняли по стандартной линейной регрессионной модели, реализованной в программе Plink 1.9, с учетом популяционной структуры изучаемой выборки коз. Аннотацию генов осуществляли с использованием международной базы данных NCBI по сборке генома ARS1.2 Capra hircus (goat). Всего было идентифицировано 1036 генов с входящими в них или находящимися вблизи ±0,2 Mb SNPs, сопряженными с изменчивостью фенотипических оценок по показателям экстерьера и живой массы молодняка коз из ресурсной популяции. Из них 341 полиморфизм был определен непосредственно в 326 генах на 1-29-й хромосомах. Для детального анализа выявленных в результате GWAS генов, в части их биологической функции, посредством генной онтологии проводили дальнейшее исследование с привлечением международной базы данных генетической информации DAVID. Наибольшее число выявленных ассоциаций (пределы значимости от p function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }
Бесплатно
Статья научная
Интенсивность отложения жира, в том числе абдоминального, - один из важных показателей, характеризующих как мясную продуктивность и качество продукции, так и общее здоровье сельскохозяйственной птицы. Этот признак положительно коррелирует с быстрым ростом птицы и в значительной степени зависит не только от условий кормления и содержания, но и от генетических факторов. В основном данные о генетических механизмах, обусловливающих жировой обмен и интенсивность отложения жира, получены на курах, идентифицированы SNPs и гены-кандидаты, детерминирующие отложение как внутримышечного, так и брюшного (абдоминального) жира. Число подобных исследований на перепелах относительно невелико. К настоящему времени в специальной литературе недостаточно информации о локусах количественных признаков (QTL), достоверно связанных с показателями жирового обмена у перепелов. В представленной работе впервые сообщается о выявленных SNPs, с высокой достоверностью (p 2 модельной ресурсной популяции. В области выявленных SNPs установлены гены-кандидаты, достоверно связанные с этим признаком. Целью работы были поиск SNPs и идентификация генов-кандидатов, связанных с отложением абдоминального жира у перепелов. Исследования проводили на самцах F2 модельной ресурсной популяции ( n = 146), полученной при скрещивании двух контрастных по скорости роста и мясным качествам пород - японских (медленный рост) и техасских (быстрый рост) перепелов. Особей F2 генотипировали методом GBS (genotyping-by-sequencing, генотипирование посредством секвенирования). Для выявления ассоциаций между данными полногеномного генотипирования и количеством абдоминального жира использовали программное обеспечение PLINK 1.9 с принятыми ограничениями (geno 0,1; mind 0,1; maf 0,05). В качестве порогового критерия достоверности установили p 2 ресурсная популяция перепелов характеризовалась высокой вариабельностью по содержанию абдоминального жира в туше. В возрасте 56 сут этот показатель варьировал от 0,01 до 10,46 г и составил в среднем 2,41±0,16 г. На основании проведенного GWAS-анализа (genome-wide association study) идентифицировали 29 SNPs и 11 генов-кандидатов, находящихся в областях расположения этих SNPs, которые ассоциированы с отложением абдоминального жира у перепелов. Обнаруженные SNPs локализуются на хромосомах 1, 2, 7, 8, 17, 19, 21, 24 и 28. Установленные гены-кандидаты ( CNTN5, GNAL, PDE1A, RBMS1, PTPRF, SH3GLB2, SLC27A4, TRIM62, IGSF9B, USHBP1, NR2F6 ) идентифицированы на хромосомах CJA1 (1), CJA2 (1), CJA7 (2), CJA8 (1), CJA17 (2), CJA21 (1), CJA24 (1) и CJA28 (2). Детектированные SNP и гены-кандидаты могут послужить генетическими маркерами в программах селекции на улучшение мясных качеств перепелов и снижение содержания жира в тушках.
Бесплатно
Идентификация антигенов и систем групп крови у различных видов животных
Статья научная
Разрабатывали метод идентификации антигенов и систем групп крови у различных видов жвачных. Оценивали моноспецифичность использованных антисывороток и степень различий между животными разных видов по антигенам групп крови. Рассматривается характер наследования антигенов.
Бесплатно
Идентификация атипичного пестивируса крупного рогатого скота в биологических образцах
Статья научная
Атипичный HoBi-подобный пестивирус крупного рогатого скота (BVDV3) - неклассифицированный кандидат в члены рода Pestivirus семейства Flaviviridae. Агент выделен впервые в 2004 году из эмбриональной сыворотки крупного рогатого скота, полученной в Бразилии, и проявляет высокую степень сходства с возбудителем вирусной диареи - болезни слизистых оболочек крупного рогатого скота (ВД-БС КРС). Его присутствие в популяции крупного рогатого скота и диких жвачных животных потенциально может снижать эффективность контрольных программ ВД-БС КРС. Целью наших исследований стала разработка способа выявления атипичного пестивируса при помощи полимеразной цепной реакции в биологических продуктах и изучение его циркуляции среди домашних и диких жвачных. Были подобраны синтетические олигонуклеотидные праймеры, комплементарные позициям 9202-9218 и 9501-9521 генома референтного штамма D32/00_'HoBi' (AB871953.1), отработан режим постановки реакции и подобраны ее основные компоненты. Диагностическая чувствительность ПЦР составила 7,4½10-1 копий/мкл. Тест обладает высокой специфичностью и не выявляет РНК вируса вирусной диареи 1-го и 2-го типов, а также близкородственного вируса классической чумы свиней. При помощи разработанной ПЦР исследовали 18 образцов эмбриональных сывороток крупного рогатого скота из различных источников, 11 видов перевиваемых линий клеточных культур, используемых для культивирования вирусов в нескольких научно-исследовательских институтах России, 10 живых вакцин, 1803 пробы биологического материала, из которых 189 - внутренних органов, 1383 - сыворотки крови крупного рогатого скота, 168 - сыворотки крови северных оленей, 63 - крови маралов. Присутствие вируса установлено только в семи образцах (лотах) эмбриональной сыворотки, полученной от двух производителей и изготовленной в Южной Америке. Результаты филогенетического анализа ампликонов показали, что все семь положительных лотов группируются с BVDV-3, штамм D32/00_'HoBi' (бразильская группа). Вирус не обнаружен в перевиваемых линиях культур клеток, отечественных и импортных вакцинах. Нами не найдено доказательств циркуляции вируса среди крупного рогатого скота различных пород, в том числе иностранных, на территории Краснодарского края, Сибири и Республики Казахстан, а также у северных оленей Таймыра и Ямала, маралов Алтайского края. Однако присутствие вируса в эмбриональной сыворотке, использовавшейся при производстве вакцин, не исключает его распространения на территории России. Полученные данные подтверждают необходимость совершенствования методов диагностики пестивирусов крупного рогатого скота, а также ужесточения правил международной торговли эмбриональной сывороткой.
Бесплатно
Статья научная
Антракноз - заболевание люпина узколистного ( Lupinus angustifolius L.), вызываемое грибом Colletotrichum lupini. Устойчивость к нему носит не абсолютный, а относительный характер: высокоустойчивые образцы могут поражаться инфекцией, но в меньшей степени, чем неустойчивые растения. Относительно общего числа генов, связанных с толерантностью к антракнозу, до сих пор нет единого мнения. В настоящее время селекционеры из разных стран заняты созданием более устойчивых к антракнозу сортов посредством объединения в одном генотипе неаллельных генов устойчивости к болезни. Для быстрого и эффективного отбора устойчивых растений разрабатываются ДНК-маркеры, сцепленные с генами устойчивости к заболеванию. Прежде чем использовать ДНК-маркеры в селекции, необходим предварительный анализ их эффективности для тех или иных селекционных образцов из-за возможных «ложноположительных» результатов. Наиболее близкими к Lanr1 представляются ДНК-маркеры AnSeq3 и AnSeq4 (однонуклеотидные полиморфизмы - single nucleotide polymorphisms, SNPs), которые фланкируют ген на расстоянии 0,9 сМ (H. Yang et al., 2012). В настоящей работе мы исследовали возможность использования ДНК-маркеров AnSeq3 и AnSeq4 в селекции российских и белорусских сортов люпина узколистного на устойчивость к антракнозу. Полимеразную цепную реакцию (ПЦР) применяли для выявления аллелей ДНК-маркеров, сцепленных с геном Lanr1 устойчивости к антракнозу люпина узколистного. Объектами для изучения служили 50 сортов и образцов люпина российской, белорусской, польской и австралийской селекции. ДНК выделяли индивидуально из семян в 3-кратной повторности. Представлен список селекционных образцов, а также состав реакционной смеси для ПЦР и условия амплификации ДНК. Для ПЦР использовали ферменты и реактивы фирмы «СибЭнзим» (Россия), праймеры к маркерам AnSeq3 и AnSeq4 сайтспецифичны и синтезированы фирмой «Синтол» (Россия). Электрофорез в полиакриламидном геле применяли для разделения маркерных аллелей. Устойчивый и восприимчивый к антракнозу австралийский селекционный материал использовался в качестве контролей для аллелей AnSeq3 и AnSeq4. ДНК-фрагменты длиной 92 и 87 п.н., соответствующие маркерам AnSeq3 и AnSeq4, были получены для всех 50 селекционных образцов, включенных в исследование. Для 13 сортов российской и 10 сортов польской селекции были обнаружены маркерные аллели, соответствующие восприимчивости к антракнозу. Для белорусского селекционного образца БГБ-6 аллели устойчивости были выявлены по маркерам AnSeq3 и AnSeq4, для сорта Миртан - только по маркеру AnSeq3. Остальным 21 образцам белорусской селекции соответствовали аллели восприимчивости к антракнозу. Ранее с помощью других ДНК-маркеров - AntjM1 и AntjM2 мы показали, что современные сорта Всероссийского НИИ люпина не содержат устойчивых маркерных аллелей, сцепленных с геном Lanr1. Проведенные исследования показали, что ДНК-маркеры AnSeq3 и AnSeq4, сцепленные с геном Lanr1, могут быть полезны в селекции российских и белорусских сортов на устойчивость к антракнозу.
Бесплатно
Краткое сообщение
Проводили идентификацию вируса желтой мозаики фасоли (ВЖМФ), впервые обнаруженного на юге Дальнего Востока России на растениях тыквы с симптомами хлоротичной мозаики листьев. Изучали биологические, физико-химические и антигенные свойства изолята ВЖМФ.
Бесплатно
Идентификация и выделение вируса контагиозной эктимы от овец в Республике Тыва в 2015 году
Статья научная
Контагиозная эктима - инфекционная болезнь овец и коз, характеризующаяся поражением слизистых оболочек ротовой полости, кожи губ, головы, молочных желез и конечностей. Вирус контагиозной эктимы (Orf virus, ВКЭ) - представитель рода Parapoxvirus в подсемействе Chordopoxvirinae семейства Poxviridae. Геном представлен линейной двухцепочечной молекулой ДНК размером 138 т.п.н., содержащей 132 открытые рамки считывания. Антигенная структура вируса недостаточно изучена, не все штаммы серологически идентичны, в связи с чем актуально выделение и изучение его новых изолятов. Анализ отечественной литературы показал отсутствие подобных работ на фоне малого числа зарегистрированных вспышек контагиозной эктимы в России. Мы впервые выделили ВКЭ от овец в Республике Тыва после экспериментального заражения полученным от них биоматериалом, идентифицировали его и изучили биологические свойства изолята. В августе 2015 года в Республике Тыва было зарегистрировано заболевание овец, характеризующееся развитием эритемы, везикул, пустул и струпьев на коже ушей и конечностей. Струпья от этих животных были взяты для выделения и идентификации возбудителя. С этой целью экспериментально заразили трех ягнят суспензией струпьев с кожи инфицированных животных (губы на границе кожной и слизистой поверхностей скарифицировали, а затем наносили инокулюм ватными тампонами). На 4-5-е сут после заражения на губах ягнят появились везикулы, перешедшие в стадию пустул и струпьев. Заживление поражений наблюдали через 2 нед. Суспензию струпьев от инфицированных животных использовали для инокуляции первичной культуры клеток почки овцы. На 7-е сут после инокуляции клеточный монослой собрали и провели 2-й пассаж. В монослоях 1-го и 2-го пассажей специфического цитопатического действия вируса не наблюдали. Смывы с кожи губ от экспериментально инфицированных ягнят исследовали методом ПЦР в реальном времени согласно описанному протоколу (G. Venkatesan с соавт., 2014). При этом ДНК вируса контагиозной эктимы была выявлена в смывах, полученных на 7-28-е сут после заражения. ДНК вируса контагиозной эктимы также обнаружили в струпьях от инфицированных ягнят и в лизатах клеточного монослоя после 2-го пассажа. При исследовании референтных образцов ДНК ВКЭ (штамм IA82), нодулярного дерматита (штамм Вакцинный), оспы овец (штаммы Монгольский и Б5/96), оспы коз (штамм ОК/А-04) положительные результаты получили только с ДНК ВКЭ, чем подтверждается специфичность системы. Аналитическая чувствительность ПЦР-РВ для выявления генома вируса контагиозной эктимы составила 1,3±0,03 lg ТЦД50/см3. Таким образом, возбудитель, вызвавший в 2015 году болезнь у овец в Республике Тыва, выделен в культуре клеток почки овцы от экспериментально инфицированных ягнят и идентифицирован как вирус контагиозной эктимы.
Бесплатно
Статья научная
У яровой мягкой пшеницы ( Triticum aestivum L.) с использованием картирующей популяции ITMI, которая была получена от скрещивания яровой пшеницы сорта Opata 85 с синтетическим гексаплоидом W7984, выделенным при гибридизации Triticum tauschii (Coss.) Schmahlh. [syn. Aegilops tauschii Coss., Aegilops squarrosa auct. non L.] (образец CIGM86.940, DD) и тетраплоидной пшеницы Altar 84 (AABB), на разных агрофонах по N (без добавления азотного удобрения, с половинной и полной дозой азотного удобрения) идентифицировали и локализовали на хромосомах 122 QTL (quantitative trait loci). Установлена доля фенотипической изменчивости, определяемая каждым из выявленных QTL. Обнаружена достоверность взаимосвязи между установленными локусами и полиморфизмом по тому или иному признаку, которую охарактеризовали на основании порогового значения для отношения правдоподобия логирифма шансов (LOD-оценка — LOD-score, logarithm of odds). Комплексную оценку сравниваемых средних величин по градациям доз азота проводили посредством дисперсионного анализа с расчетом показателей варьирования признака. Коэффициенты корреляции позволили определить характер сопряженности связи между признаками и градиентом доз азотного питания. Как следует из полученных данных, комбинирование тех выявленных при низком содержании минерального азота в почве специфических QTL, которые проявляются в разных экологических условиях, можно использовать для получения форм со стабильной урожайностью.
Бесплатно
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
