Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1755
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
Статья научная
Большинство растений, произрастающих во влажных субтропиках России, принадлежат к интродуцентам. Растения одного из интродуцентов - гидрангея крупнолистная Hydrangea macrophylla Ser. встречаются как в городских ценозах (парки, скверы и т.п.), так и в качестве компонента адвентивной флоры в пригородных лесах Большого Сочи, то есть условия ее произрастания существенно варьируют. Оценка генетических ресурсов, селекция (как и оптимизация технологий возделывания) основываются на результатах изучения адаптивного потенциала и внутривидовой изменчивости признаков у растений. Мы определили степень фенотипической изменчивости морфологических признаков у натурализовавшихся и культивируемых растений Hydrangea macrophylla и влияние условий местообитания на размах вариаций. Исследования проводили в 2006-2008 годах на побережье Черного моря в саду-музее «Дерево дружбы» и Субтропическом ботаническом саду Кубани, а также в горных районах в поселках Красная Поляна и Солох-Аул (г. Сочи). Влияние генотипа H. macrophylla на все изучаемые признаки оказалось статистически достоверным. Вклад генотипа как фактора, определяющего высоту растений (63,5 %), длину листьев (82,0 %), диаметр соцветий (19,3 %) и длину брактей (84,1 %). Условия года также влияли на ширину листьев у изучаемых культиваров (22,5 %). С увеличением высоты над уровнем моря (400-600 м) значения большинства морфометрических показателей у растений возрастали. Наибольшие изменения были отмечены для диаметра соцветий и длины брактей (у cv. Madame Faustin Travouillon - на 30,1-55,4 %, у cv. Madame Maurice Hamard - 26,5-71,5 %), что свидетельствует об оптимизации условий по комплексу абиотических и эдафических факторов на этом высотном уровне. Наименьшей как у культивируемых форм, так и в популяциях натурализовавшихся растений была степень варьирования длины побегов (5,5-12,3 %). Также установлено, что в природных условиях натурализовавшиеся растения гидрангеи крупнолистной существенно отличаются по абсолютным показателям от культивируемых. Наиболее вариабельными оказались длина брактей (37,5-80,1 %) и диаметр соцветий (17,9-31,2 %), собранных с растений в условиях городских ценозов и с натурализовавшихся растений в окрестностях поселков Красная Поляна и Солох-Аул. Длина листьев у растений, произрастающих в условиях городских ценозов, характеризовалась средней изменчивостью (15,8-20,7 %), тогда как в популяциях растений из поселка Солох-Аул ее амплитуда составила 34,9 %. В целом амплитуда изменчивости большинства изучаемых признаков у первых была больше, чем у вторых.
Бесплатно
Статья научная
Биоуголь относится к новым видам органогенных мелиорантов. Он производится посредством высокотемпературного бескислородного пиролиза из возобновляемой биомассы для секвестрации углерода в почвах и снижения эмиссии парниковых газов. Перспектива использования биоугля на землях сельскохозяйственного назначения обусловливает пристальное внимание к различным аспектам его воздействия на свойства и функционирование компонентов агроценозов. В представленной работе мы впервые установили, что двухлетнее нахождение биоугля в дерново-подзолистой супесчаной почве способствовало изменчивости функциональных групп на его поверхности, что выразилось в росте количества гидроксильных (-ОН), карбонильных (С=О) и карбоксилатных (СОО-) групп по сравнению с исходным биоуглем и в тенденции к увеличению минерализации органического вещества, исходя из активности полифенолоксидазы и пероксидазы. Цель работы - оценка изменчивости полифенолоксидазной и пероксидазной активности в агродерново-подзолистой почве с разной степенью окультуренности при внесении в нее биоугля, а также определение окисленности поверхности биоугля после инкубации в почве. Полевые исследования проводили в течение вегетационных периодов 2019 и 2020 годов на территории экспериментальной опытной станции Агрофизического научно-исследовательского института (пос. Меньково, Гатчинский р-н, Ленинградская обл.). Опытные делянки размером 4 м2 размещали на почве со средней (СОК) и высокой (ВОК) степенью окультуренности. Схема опыта включала по два варианта в 3-кратной повторности: контроль (без биоугля) и опыт (почва с биоуглем в дозе 20 т/га, который вносили в верхний слой 0-10 см). Использовали древесный уголь из березы ( Betula pendula Roth) сорта Премиум, произведенный быстрым пиролизом при температуре 600 °C. Химическая характеристика биоугля: Сорг. - 88,9 %, Nобщ. - 0,43 %, H - 3,2 %, O - 5,1 %, pHН2О 8,3, Wгв - 3,1 %, зольность - 1,8 %. В 2019 году на делянках возделывали викоовсяную смесь (вика посевная яровая Vicia sativa L. сорта Льговский и овес яровой Avеna satíva L. сорта Боррус в соотношении 30 % к 70 %) из расчета 200 кг/га (или по 85 г на 4 м2). В 2020 году возделывался люпин белый ( Lupinus albus L.) сорта Дега как сидерат под озимую пшеницу из расчета 200 кг/га. Отбор почвенных образцов и биоугля при помощи почвенного бура Эндельмана («Royal Eijkelkamp B.V.», Нидерланды) из слоя гумусового горизонта 0-10 см проводили с интервалом 14 сут с мая по август включительно. Активность пероксидазы и полифенолоксидазы изучали фотоколориметрическим методом по А.Ш. Галстяну соответственно при λ = 440 нм и λ = 590 нм. Расчет коэффициента гумификации (Кгум.) проводился по отношению активности полифенолоксидазы (ПФО) к активности пероксидазы (ПО). Для оценки временных изменений окисленности поверхности биоугля определяли содержание кислородсодержащих групп методом ИК-спектрометрии (спектрометр ФСМ 2202 типа Майкельсона, «Инфраспек», Россия). Была выявлена общая тенденция повышения активности изучаемых ферментов при внесении биоугля в почву: в среднем на 13 % (средняя степень окультуренности) и 12 % (высокая степень окультуренности). Активность ПО была в среднем в 1,5 раза выше, чем активность ПФО, и статистически значимо (p гум. в почве с СОК был примерно на 20 % ниже, чем в почве с ВОК, где сформировались оптимальные условия (температура, влажность, количество органического вещества) для процессов синтеза гумуса. Оказалось, что во всех вариантах опыта Кгум. 1, что свидетельствует о преобладании процессов минерализации гумусовых веществ в почве над их иммобилизацией. При этом биоуголь усиливал минерализацию органического вещества в среднем на 11,5 % по сравнению с почвами без биоугля. После инкубации биоугля в почве в течение 17 мес отмечена тенденция роста количества гидроксильных (-ОН), карбонильных (С=О) и карбоксилатных (СОО-) групп по сравнению с исходным биоуглем, что согласуется с данными по увеличению активности ПФО и ПО в исследуемых почвах. Основываясь на результатах изменения значений ПФО, ПО, ИК-спектров, можно утверждать, что внесенный биоуголь оставался в стабильной форме и не оказывал существенного влияния на ферментативную активность почв.
Бесплатно
Статья научная
У реципрокных гибридов F2 и F3 яровой мягкой пшеницы изучали формообразовательный процесс при взаимодействии гетерозиготного ядра с родственной и чужеродной цитоплазмой. Установлено, что продуктивность растений контролируется генотипом исходных форм, ядерно-цитоплазматическими отношениями, условиями вегетации и зависит от поколения гибридов. Выявленная сильная положительная связь между массой зерна с растения и гомеостатичностью указывает, что в одном генотипе можно сочетать показатели высокой продуктивности и адаптивности. Выход трансгрессивных генотипов, представляющих селекционную ценность, возрастает в более продуктивных популяциях, прежде всего при сочетании цитоплазмы от вида Aegilops comosa Sibth et Sm. и ядра от сорта местной селекции Лютесценс 6747.
Бесплатно
Статья научная
Для выявления закономерностей изменчивости по признакам строения подземных органов, характеризующих выраженность реализации автономного и симбиотического способов адаптации эктомикоризных растений в подземной сфере, изучили всходы сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L.) из 45 естественных и искусственных местообитаний. На территории Уральского региона растения (всего 1496 образцов) отбирали в ненарушенных лесах, нарушенных (горелых) лесах, естественных и искусственных (питомники) нелесных местообитаниях с глинистыми, суглинистыми и торфянистыми почвами, а также выращивали в вегетационном опыте (в нестерильных условиях в теплице в вегетационных сосудах с торфяно-песчаной смесью и лесной дерново-подзолистой почвой в качестве инокулюма). Оценивали длину недетерминированных корней (индикатор автономной адаптации) и степень микоризации корневой системы (индикатор симбиотической адаптации). Индивидуальная вариабельность (изменчивость между особями в однородных условиях) по интенсивности микоризации оказалась выше, чем по длине недетерминированных корней. В наибольшей мере оба признака определяются экологическими условиями, складывающимися в зависимости от типа местообитания. На компоненту дисперсии, связанную с различием между группами по местообитанию, у признаков «длина корней» и «интенсивность микоризации» приходится соответственно 52 и 75 % общей дисперсии. Локальными модификациями экологических условий между местообитаниями в пределах групп местообитаний объясняется 14 % (длина корней) и 7 % (интенсивность микоризации) общей дисперсии. Соответственно только 34 и 18 % общей дисперсии указанных признаков объясняется индивидуальной изменчивостью. Представленные данные характеризуют эктомикоризный симбиоз как ценотический инструмент для увеличения разнообразия состояний подземных органов у эктомикоризных растений, действие которого выражается в качественных изменениях этих органов и определяется обилием, активностью, межвидовыми и внутривидовыми различиями микобионтов.
Бесплатно
Изменчивость хозяйственно ценных признаков масличных культур при эколого-географических испытаниях
Другой
Анализировали проявление морфологических и биохимических признаков, продуктивность, долю влияния генотипа и условий среды на их изменчивость у образцов традиционных и редких масличных растений из коллекции Всероссийского НИИ растениеводства (ВИР) при испытаниях в филиалах, на опытных станциях и опорных пунктах ВИР в северозападном и южном регионах, а также в средней полосе России. Подтверждена ранее описанная зависимость масличности семян от количества осадков в период вегетации. Отмечена возможность расширения зоны возделывания подсолнечника и хлопчатника на север при использовании ультраранних форм. Показано, что изученные образцы характеризовались наибольшим содержанием масла в семенах при репродукции в Ленинградской области, в Тамбовской области и Краснодарском крае масличность семян снижалась, а в Астраханской области была наименьшей (в частности, у растений рыжика).
Бесплатно
Ред. заметка
В условиях лесостепи Новосибирской области у 273 образцов ячменя посевного различного географического происхождения определяли общую и продуктивную кустистость, длину и плотность колоса, высоту растений, число и массу семян с одного растения, массу 1000 семян. Показана географическая изменчивость образцов по признакам структуры урожая, выявлены особенности образцов из разных географических областей. Обнаружены перспективные для селекции образцы, сочетающие высокие показатели по двум-трем, а иногда и четырем элементам структуры урожая.
Бесплатно
Изоферментный анализ эстераз в зрелых семенах гексаплоидной мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.)
Статья научная
Эстеразы - большая группа ферментов, катализирующих расщепление сложноэфирных связей. Обычно их разделяют на четыре типа: холинэстеразы (наиболее часто идентифицируются при традиционном электрофоретическом анализе), ацетилэстеразы, арилэстеразы и карбоксилэстеразы. Эстеразы растений катализируют превращение карбоксильных эфиров в биоактивные кислоты и спирты, благодаря чему играют ключевую роль во многих биологических процессах. Отсутствие эпистатических взаимодействий и кодоминантный характер наследования изоформ эстераз делают их значимыми для быстрого и доступного изучения процессов биохимической адаптации к изменяющимся условиям окружающей среды. Этот тип маркеров удобен и для решения практических задач селекции в качестве средства, способного ускорить и упростить процесс отбора селекционно значимого материала. Целью настоящей работы была оценка изоферментного профиля эстераз, выделенных из зрелых семян, и установление полиморфизма между образцами перспективного селекционного материала у гексаплоидной пшеницы ( Triticum aestivum L.) по этому биохимическому маркеру. Исследовали зрелые семена сортов пшеницы селекции Московского НИИ сельского хозяйства «Немчиновка» (Московская обл.) - Злата, Любава, Агата, Лиза (яровые) и Мера (озимый); селекции Агрофизического НИИ (АФИ, г. Санкт-Петербург) - линии АФИ91 и АФИ177 (яровые), а также рекомбинантных инбредных линий картирующей популяции ITMI - 7, 10, 29, 32, 44, 47, 57, 83, 88, 89 и 115 (яровые). Семена размалывали в фарфоровой ступке, муку просеивали через сито. После экстракции ферментов образцы центрифугировали и отбирали надосадочную жидкость, затем осуществляли вертикальный нативный электрофорез. В качестве разделяющего использовали 8 % полиакриламидный гель, в качестве концентрирующего - 4 % полиакриламидный гель. Молекулярными маркерами служили окрашенные стандарты Page Ruler Prestained Protein Ladder («Thermo Scientific», Литва). По окончании электрофореза гель обрабатывали реактивом на неспецифическую эстеразу. Сканировали полученные электрофореграммы, оценивали индивидуальный электрофоретический профиль каждого образца, рассчитывали гетерозиготность и ее дисперсию. Эстеразный комплекс в исследованных семенах пшеницы был представлен 10 формами. У сортов Злата, Любава, Агата, Лиза и Мера выявили от 9 до 10 изоформ с разной электрофоретической подвижностью, у АФИ91 обнаружено 7, в АФИ177 - 8, у линий ITMI - от 7 до 10 изоформ эстераз. Для всех образцов было характерно наличие изоформ эстераз Est-8, Est-9 и Est-10. Гетерогенность отмечали только по качественному и количественному составу эстераз с большей молекулярной массой - Est-1, Est-2, Est-3, Est-4, Est-5, Est-6 и Est-7. Каждый из 18 сортов и линий обладал отличным от других образцов генотипом. Средняя гетерозиготность (H) образцов по 10 выявленным локусам, кодирующим изоформы эстераз, составила 0,924; дисперсия гетерозиготности для изученного набора образцов Var(H) = 0,0004. В результате исследований выделены наиболее перспективные селекционные родительские формы - сорта Злата, Мера и линии АФИ91, АФИ177, ITMI7, ITMI44, ITMI83 и ITMI115. Наличие 10 изоформ делает эстеразы гексаплоидной пшеницы удобным биохимическим маркером и позволяет проводить как физиолого-биохимические, так и генетико-селекционные исследования образцов гексаплоидной мягкой пшеницы.
Бесплатно
Статья научная
Совместное существование домашней и дикой форм северного оленя ( Rangifer tarandus L., 1758) - важная особенность вида. Обе формы обитают в условиях, которые остаются практически неизменными очень продолжительное время. Установлено, что между домашней и дикой популяциями происходит обмен генами, приводящий к смешению их генофонда. Наряду с эволюционными факторами (дрейф генов, мутации, естественный отбор) на изменение генофонда популяции влияет миграционный процесс. В настоящей работе на основе анализа микросателлитов дана характеристика биоразнообразия двух самых многочисленных популяций северного оленя: домашних оленей ненецкой породы и дикой популяции, обитающей на территории Ненецкого (НАО) и Таймырского (ТАО) автономных округов, а также оценена степень интрогрессии этих популяций. Материалом для исследований служили пробы ткани 178 северных оленей. Биоматериал от животных ненецкой породы домашних оленей (DOM, n = 115, 4 субпопуляции) был взят на сельхозпредприятиях НАО и в оленеводческих бригадах на территории ТАО. Материал от оленей дикой таймырской популяции (WLD, n = 63, 5 субпопуляций) собирали в разных регионах ТАО. Геномную ДНК выделяли с использованием колонок фирмы Nexttec («Nexttec Biotechnologie GmbH», Германия). Полиморфизм 9 STR-локусов (NVHRT21, NVHRT24, NVHRT76, RT1, RT6, RT7, RT9, RT27, RT30) определяли по ранее разработанной методике на ДНК-анализаторе ABI3130xl («Applied Biosystems», США). Для оценки аллелофонда каждой популяции рассчитывали среднее число аллелей (Na) и эффективное число аллелей (Ne) на локус, аллельное разнообразие, вычисленное с применением процедуры рарификации (Ar), число приватных аллелей на локус (PrAr), наблюдаемую (Ho) и ожидаемую (He) гетерозиготность, коэффициент инбридинга (FIS). Степень генетической дифференциации популяций оценивали на основании попарных значений FST и генетических дистанций по M. Nei. На основе частот аллелей микросателлитов рассчитывали показатели миграции генов между популяциями. Распределение общей генетической изменчивости между популяциями и в их пределах изучали методом AMOVA (анализ молекулярной дисперсии). Олени дикой популяции характеризовались бóльшим генетическим разнообразием по сравнению с домашними: среднее число аллелей на локус - 10,00±0,78 против 8,44±0,80, наблюдаемая гетерозиготность - 0,633±0,060 против 0,589±0,049. Показано формирование двух независимых кластеров, соответствующих дикой и домашней популяциям, с высокими значениями членства в собственных кластерах: QWLD = 0,940±0,013 и QDOM = 0,938±0,010. При этом были выявлены несколько особей (4,4-4,8 %), имеющих смешанное генетическое происхождение. Степень взаимной интрогрессии популяций составляла около 6 %. Кластерный анализ генетической структуры отдельно дикой и домашней популяций не выявил четкой кластеризации, что указывало на однородность генетической структуры внутри изучаемых популяций. Разложение общей генетической изменчивости с использованием AMOVA показало, что большая часть разнообразия приходилась на изменчивость внутри популяций (95,40 %, p ST и DN составили соответственно 0,046 против 0,023 и 0,353 против 0,151). Полученные нами данные будут использованы для разработки программ селекционно-племенной работы с ненецкой породой домашних северных оленей, а также организации мероприятий по охране и рациональному использованию биологических ресурсов диких северных оленей.
Бесплатно
Статья научная
Африканская чума свиней (АЧС, ASF) - вирусная контагиозная септическая болезнь, поражающая диких и домашних свиней всех пород и возрастов. У домашних свиней и диких европейских кабанов отмечают сверхострое или острое течение заболевания с лихорадкой, признаками токсикоза, геморрагическим диатезом и смертностью до 100 %. В эндемичных регионах (некоторые страны Восточной Африки) описана подострая форма болезни со смертностью от 30 до 70 %, а также хроническая - с очень низкой смертностью (S. Blome с соавт., 2013; C. Gabriel с соавт., 2011; J.M. Sánchez-Vizcaíno с соавт., 2015). Против АЧС вакцин нет. Исследования по разработке живых, инактивированных, субъединичных вакцин пока не принесли желаемых результатов (P.J. Sánchez-Cordón с соавт., 2017; V. O’Donnell с соавт., 2016; S. Blome с соавт., 2014). В ряде лабораторий мира в качестве перспективы рассматривается возможность получения ДНК-вакцины на основе генов потенциально протективных белков вируса АЧС (ASFV) - р30, р54 и CD2v...
Бесплатно
Изучение биологических свойств изолята вируса африканской чумы свиней ASFV/Kaliningrad 17/WB-13869
Статья научная
Африканская чума свиней (АЧС) - контагиозная вирусная болезнь домашних свиней и диких кабанов всех возрастов и пород. К настоящему времени инфекция широко распространена во многих странах Европы и Азии, включая Российскую Федерацию. Ранее выделенные изоляты возбудителя АЧС были охарактеризованы отечественными учеными как высоковирулентные, обладающие 100 % летальностью для восприимчивых животных и отнесены ко II генотипу. Однако существуют данные об обнаружении изолятов со сниженной вирулентностью и летальностью, что требует дальнейшего изучения разнообразия биологических свойств современных вариантов вируса АЧС. В настоящей работе впервые установлены биологические свойства изолята вируса АЧС, циркулирующего на территории Калининградской области Российской Федерации. Нашей целью было изучение изолята вируса АЧС ASFV/Kaliningrad 17/WB-13869. Постановку биологической пробы осуществляли на 6 свиньях ( Sus scrofa domesticus L.) крупной белой породы массой 15-20 кг. Животные содержались в условиях виварного комплекса Федерального центра охраны здоровья животных (ФГБУ ВНИИЗЖ). Свиней №№ 3-6 заражали культуральным материалом, содержащим гемадсорбирующий вирус АЧС II генотипа 8 серотипа (изолят ASFV/Kaliningrad 17/WB-13869), выделенный из трубчатой кости павшего дикого кабана (Калининградская обл., Багратионовский р-н) (штамм АЧС/Калининград-10/17, получен ФГБУ ВНИИЗЖ). Вирусосодержащую суспензию вводили внутримышечно в дозе 10 ГАдЕ/гол. Две незараженных свиньи (№№ 1, 2) содержались совместно с инфицированными. Ежесуточно осуществляли визуальный контроль клинических признаков болезни и измеряли ректально температуру тела каждой свиньи. Наличие и тяжесть клинических признаков и патологоанатомических изменений выражали количественно (сумма баллов по ряду показателей). Оценивали температуру тела, упитанность, поведение, аппетит и потребление воды, состояние пищеварительной и респираторной систем, кожных покровов и слизистых оболочек, наличие назальных выделений и рвоты, показатели инкубационного периода. При патологоанатомическом вскрытии оценивали изменения селезенки, почек, печени, легкого, подчелюстных и брыжеечных лимфатических узлов. Баллы присваивали по шкале тяжести регистрируемых признаков от 1 до 3 (самая тяжелая). Отбор проб крови (5,0 см3 от каждого животного) проводили до момента гибели свиней на 0-е, 3-и, 6-е 10-е, 13-е и 19-е сут после начала эксперимента. Образцы крови разделяли на пробы сгустка и сыворотки. В день регистрации гибели экспериментальных животных проводили их патологоанатомическое вскрытие и отбирали по 6 проб органов от каждой павшей свиньи (по одному образцу селезенки, почек, печени, легкого, подчелюстных и брыжеечных лимфатических узлов). Из образцов сгустков крови и органов готовили 10 % суспензии на стерильном физиологическом растворе с помощью автоматического гомогенизатора, затем центрифугировали при 400 g («Sigma Laborzentrifugen GmbH», Германия) в течение 2 мин. Полученную надосадочную жидкость использовали для экстракции ДНК. Пробы сыворотки крови оценивали на наличие специфических антител к вирусу АЧС с использованием тест-систем для постановки иммуноферментного анализа INgezim PPA Compac («Ingenasa», Испания) и ID Screen, African Swine Fever Indirect, Screening Test («IDvet», Франция), а также с помощью иммунопероксидазного метода (ИПМ). При проведении ПЦР-РВ геном вируса АЧС регистрировали, начиная с 3-х сут после заражения. При использовании ИПМ специфические антитела к вирусу были АЧС обнаружены за 1-2 сут до гибели инфицированных животных. При исследовании проб сыворотки с помощью тест-систем на основе ТФ-ИФА были получены отрицательные результаты. Максимальной суммой баллов при оценке клинических признаков и патологоанатомических изменений характеризовались животных с подострой формой течения болезни (соответственно 21 и 35 баллов), минимальной - со сверхострой (6 и 8 баллов). В результате выполненной работы изолят вируса АЧС ASFV/Kaliningrad 17/WB-13869 был охарактеризован как высоковирулентный, способный вызывать АЧС у свиней в формах от сверхострой до подострой с гибелью до 100 % зараженных и контактных животных, что сходно с клинической картиной, характерной для изолятов вируса АЧС, выделенных на территории РФ в 2007-2018 годах и обладавших 100 % летальностью для свиней. Несмотря на полученные данные, существует вероятность выживания части животных, зараженных в том числе высоковирулентными изолятами вируса АЧС, а также возможность изменения биологических свойств уже циркулирующих вариантов возбудителя. Для выявление вируса АЧС и/или его генома и специфических антител к возбудителю инфекции требуется сочетание прямых (ПЦР-РВ, вирусовыделение) и косвенных (ТФ-ИФА, ИМП) методов исследования.
Бесплатно
Статья научная
Енных воздействий он может оказаться под угрозой исчезновения, поэтому изучение и сохранение генетического разнообразия северного оленя остается актуальной задачей. В представленной работе мы впервые дали характеристику генетического разнообразия северных оленей, обитающих на территории Российской Федерации, выявили филогенетические связи и дали оценку степени дифференциации исследованных животных с использованием комплексного молекулярно-генетического подхода, который заключался в анализе ядерного и митохондриального геномов. Нашей целью была оценка генетического разнообразия, генетической структуры и филогенетических взаимоотношений домашних и диких популяций северного оленя, разводимых на территории Российской Федерации, на основе полных последовательностей гена CytB митохондриальной ДНК и полиморфизма локусов микросателлитов. Исследования проводили в 2022 году. Материалом служили срезы с рогов северного оленя. Выборка включала диких северных оленей тундровой популяции (WLD), домашних оленей ненецкой (NEN), чукотской (CHU), эвенской (EVN) пород, а также красноярской (EVK_KRA) и якутской (EVK_YAK) популяций эвенкийской породы. Для исследования мтДНК были отобраны 123 неродственные особи. Микросателлитный анализ проводили у 213 особей домашних пород и 119 представителей дикой популяции. Полные последовательности гена CytB определяли с использованием NGS (next generation sequencing) технологии (секвенатор miSeq, «Illumina, Inc.», США). Полиморфизм 9 STR (short tandem repeat) локусов (NVHRT21, NVHRT24, NVHRT76, RT1, RT6, RT7, RT9, RT27, RT30) определяли с помощью фрагментного анализа (генетический анализатор ABI3130xl, «Applied Biosystems», США). Для оценки генетического разнообразия каждой группы северных оленей рассчитывали показатели митохондриальной (число полиморфных сайтов S, среднее число нуклеотидных различий K, число гаплотипов H, гаплотипическое разнообразие HD, нуклеотидное разнообразие p) и микросателлитной (аллельное разнообразие, вычисленное с применением процедуры рарификации AR, наблюдаемая HO и несмещенная ожидаемая uHE гетерозиготность, несмещенный коэффициент инбридинга FIS) изменчивости. Степень генетической дифференциации групп оценивали на основании попарных значений FST и JostD . Статистическую обработку данных выполняли с использованием программ MEGA 7.0.26, PopART 1.7, PartitionFinder 2, Arlequin 3.5.2.2, MrBayes 3.2.7, FigTree 1.4.3, DnaSP 6.12.01, SplitsTree 4.14.5, STRUCTURE 2.3.4 и R пакетов diveRsity, pophelper, аdegenet и ggplot2. Анализ последовательностей гена CytB мтДНК показал, что все популяции характеризовались высоким гаплотипическим HD = 0,519 (CHU)-0,997 (WLD) и нуклеотидным разнообразием p = 0,00238 (CHU)-0,00626 (WLD). По мтДНК обособленной генетической структуры исследуемых популяций северного оленя мы не выявили. При анализе микросателлитной изменчивости значения аллельного разнообразия находились в пределах от 6,188 у CHU до 8,76 у WLD. Во всех шести популяциях наблюдаемая гетерозиготность варьировала от 0,566 (CHU) до 0,687 (EVK_YAK) и 0,693 (WLD). Все группы северного оленя характеризовались дефицитом гетерозигот, на что указывали положительные значения индекса фиксации FIS = 0,11 (EVK_YAK)-0,262 (EVK_KRA). Анализ структуры генетической сети показал дифференциацию чукотской породы от остальных, о чем свидетельствуют наивысшие показатели индекса FST и критерия JostD - от 0,203 и 0,488 у EVK_KRA до 0,212 и 0,564 у EVN. Как по ядерным, так и по митохондриальным маркерам популяция диких оленей отличалась от одомашненных популяций более высоким генетическим разнообразием. Можно предположить, что так или иначе селекционная работа с домашними породами северного оленя привела к созданию уникальных массивов животных, отличающихся от исходных диких сородичей. Тем не менее как домашняя, так и дикая популяции характеризовались высокой генетической изменчивостью.
Бесплатно
