Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1659
Статья научная
Биологические способы защиты растений применяются в аграрном производстве как альтернатива химическим приемам, использование которых приводит к загрязнению почвы и воды, а также опасно для человека. В настоящей работе рассматривается возможность создания искусственной направленной ассоциации клубеньковых бактерий с растениями для защиты от неблагоприятного воздействия патогенных грибов. Для этого был использован один из механизмов специфичного прикрепления клубеньковых бактерий к корням бобовых растений за счет растительных белков-лектинов, которые способны узнавать и избирательно связываться с разнообразными углеводами, в частности с полисахаридами на клеточных стенках ризобий. Объектами исследования служили композитные растения томата ( Lycopersicon esculentum ) сорта Дубок и изоляты бактерий, ассоциированных с корнями дикорастущих бобовых растений. «Бородатые корни», трансгенные по гену лектина гороха, получали на растениях томата после обработки штаммом Agrobacterium rhizogenes ATCC 15834, несущим вектор pCambia 1305.1 со встроенным геном лектина гороха посевного psl под контролем 35S-промотора вируса мозаики цветной капусты. Проверку антагонистической активности бактерий по отношению к фитопатогенам проводили методом двойной культуры. Проанализирована способность исследуемых микроорганизмов выделять сидерофоры и цианид. Проведена идентификация некоторых изолятов секвенированием фрагментов гена 16S-рРНК. В процессе скрининга имеющейся коллекции изолятов из клубеньков дикорастущих бобовых растений трибы Viceae обнаружены штаммы Rhizobium leguminosarum, Pseudomonas sp. и Stenotrophomonas rhizophila, обладающие фунгистатической активностью в отношении Fusarium solani, F. oxysporum, Fusarium sp. и F. oxysporum f. sp. lycopersici. Способность синтезировать сидерофоры выявили у двух представителей рода Pseudomonas, у S. rhizophila и R. leguminosarum. Цианид выделяли два штамма Pseudomonas (14M и 103) и S. rhizophila. Также было установлено, что обработка трансгенных по гену psl корней штаммом R. leguminosarum 116 уменьшает количество гиф патогена F. oxysporum f. sp. lycopersici в ризосфере томата. Следовательно, использование лектинов в качестве трансгенов позволяет получать искусственные корневые ассоциации с ризобиями у несимбиотрофных растений, что в сочетании с использованием микроорганизмов с фунгистатической активностью может более эффективно защищать корневую систему растений от патогенов
Бесплатно
Статья научная
Молекулярные маркеры позволяют контролировать направленный перенос чужеродного генетического материала в геном пшеницы. Среди разнообразных молекулярных маркеров максимальным преимуществом для анализа отдаленных гибридов обладают PLUG (PCR-based landmark unique gene) благодаря способности амплифицироваться при анализе близкородственных видов и возможности за одну реакцию детектировать одновременно три генома в пределах одной гомеологичной группы. В качестве объекта нашего исследования использовалась коллекция из 41 образца, которые находятся на разных этапах селекционного процесса (РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева). Образцы получены в результате скрещивания мягкой пшеницы ( Triticum aestivum L.) и пшеницы Тимофеева ( T. timopheevii Zhuk.) и продемонстрировали на естественном фоне устойчивость к бурой ржавчине и мучнистой росе. При анализе этой коллекции отдаленных гибридов нами впервые продемонстрированы возможности PLUG-маркеров для идентификации чужеродных интрогрессий в геном мягкой пшеницы со стороны T. timopheevii. Для того чтобы увеличить степень полиморфизма между образцами, продукты амплификации PLUG-маркеров дополнительно обрабатывали часторежущими эндонуклеазами рестрикции TaqI и HaeIII. Были обнаружены формы как с единичными, так и с множественными интрогрессиями, из последних особый интерес представляют образцы с интрогрессиями более чем в одной гомеологичной группе. Показана гетерогенность не только поздних поколений селекционных образцов, но также образцов из питомника предварительного сортоиспытания, что может быть связано со вторичной хазмогамией. В результате проведенных исследований отобрано 14 PLUG-маркеров для длинного и короткого плеча хромосом каждой гомеологичной группы, которые могут быть рекомендованы для детекции генетического материала T. timopheevii в отдаленных гибридах T. timopheevii ? T. aestivum. Обсуждаются преимущества PLUG-маркеров как инструмента мониторинга переноса чужеродного генетического материала в геном мягкой пшеницы.
Бесплатно
Статья научная
Качество мяса, формируемое прижизненно, в основном определяет мышечная ткань. Поэтому изучение миопатических состояний, вызванных нарушениями режима кормления продуктивных животных и стрессами, представляет особый интерес. Разрабатываемые способы профилактики основаны главным образом на использовании природных адаптогенов и антиоксидантов в качестве кормовых добавок. Выполненный нами мета-анализ охватывает опубликованные в 1970-2020 годах результаты исследований стрессовых нагрузок и миопатических изменений в мышечной ткани у интенсивно растущих животных. Включение в рацион адаптогенов (селен, токоферол, кверцетины) позволяет контролировать гликолиз и оксидативный стресс через торможение перекисного окисления липидов и образования активных форм кислорода. Большинство адаптогенов - антиоксиданты, они способствуют укреплению сердечно-сосудистой системы животных, в том числе капиллярной, препятствуют вызванным свободными радикалами необратимым изменениям в клетках, предохраняя их от апоптоза и нормализуя состояние тканей и органов. На растущих свиньях разных пород и их сочетаний достаточно хорошо изучено применение витамина Е и его влияние на качество мяса при дозах от 10 до 1000 мг/кг корма (чаще около 200 мг/кг) и разных сроках скармливания. В то же время есть сообщения об отсутствии положительного влияния витамина Е на скорость роста свиней. Добавление к рациону свиней токоферола способствовало его накоплению во всех тканях, прежде всего в крови, печени, сердце, а также в других органах, в мышечной и жировой тканях. Витамин Е стабилизирует состояние мембран, снижает окисление липидов мембран, увеличивает общее количество жирных кислот в митохондриях клеток, повышает антиокислительную способность мышц и содержание мышечного гликогена. Было показано, что дополнительное накопление в мясе витамина Е за счет его добавления в рацион в период откорма улучшает вкус, аромат, ослабляет характерный запах вторично разогретых блюд, не изменяет альдегидный профиль летучих веществ и снижает накопление азотистых летучих веществ, образующихся в результате распада белков при хранении мяса, в том числе в вакууме. Меньше внимания в современной научной литературе уделяется использованию селена как адаптогена в кормлении свиней. Показано, что селен в сочетании с повышенным количеством витамина Е способствовал уменьшению эффекта гипертермии у растущих свиней, повышению содержания в жире свободных жирных кислот. Использование селена в органической форме повышает антиоксидантный статус мышц. Сообщалось о разном влиянии селена в рационе на окисление белков и липидов при хранении мяса. Кверцетин и дигидрокверцетин (таксифолин) - широко известные флавоноиды с антиоксидантными свойствами. Доступные публикации по кверцетину и дигидрокверцетину в основном посвящены их биодоступности, способности накапливаться в тканях, влиянию на антиоксидантный статус и репродуктивные функции свиноматок, роли в нивелировании последствий транспортного стресса у свиней, а также в изменении качества мяса. Для свиней установлены эффективные дозы кверцетина (25-50 мг/кг массы животного) и дигидрокверцетина (1-3,5 мг/кг массы животного). Описано их положительное воздействие как в период роста и откорма животных, так и непосредственно перед убоем и транспортировкой. Однако исследования по оценке эффективности применения кверцетина и дигидрокверцетина с целью прижизненного формирования качества мяса немногочисленны, и этот вопрос требует дальнейшего изучения. Сообщалось, что у лабораторных животных кверцетин при длительном потреблении (до 6 мес, 0,2 % от суточного рациона) уменьшает повреждение волокон в дистрофической скелетной мышце за счет снижения образования перекиси водорода в митохондриях. Таким образом, нутриенты-адаптогены и регуляторы направленного развития мышечной ткани, которые повышают ее устойчивость к воздействиям, нарушающим микроструктуры мышечной ткани, могут стать элементами интенсивных технологий производства мяса, применяемыми с целью прижизненного формирования его качества.
Бесплатно
Статья научная
Успех селекционных исследований во многом определяется удачным подбором родительских форм для гибридизации. В последние годы при подборе пар в комбинациях скрещиваний наряду с традиционными подходами активно используются результаты маркер-опосредованного отбора (marker assisted selection, MAS) для комбинирования ценных аллелей родительских генотипов. Такой методический прием широко распространен в селекционных программах для различных сельскохозяйственных растений во многих странах, в том числе в России. Применение MAS перспективно как на начальном этапе при подборе родительских сортов для скрещиваний, так и при оценке расщепляющихся гибридных популяций. В представленной работе пары для межсортовых скрещиваний подбирали таким образом, чтобы они дополняли друг друга, объединяя у гибридов доминантные аллели разных R -генов устойчивости к различным болезням и вредителям и хозяйственно ценные признаки родительских сортов. Для повышения результативности отбора перспективных гибридных генотипов использовали комплексный подход, сочетающий MAS c маркерами R -генов устойчивости к разным болезням и вредителям с традиционными методами оценки хозяйственно ценных признаков гибридных популяций. Полученные межсортовые гибриды трех комбинаций (Гусар × Чароит), (Гусар × Алый парус), (Гусар × Сиреневый туман) также участвовали в MAS с 8 маркерами шести R -генов: устойчивости к Y-вирусу картофеля PVY ( Rysto) и X-вирусу картофеля PVX (Rx1), к золотистой Globodera rostochiensis (Wollenweber) Behrens (H1) и бледной G. pallida (Stone) Behrens (Gpa2) картофельным нематодам, расоспецифической устойчивости к фитофторозу (R1, R3а) (возбудитель Phytophthora infestans Mont. de Bary). Фактически все полученные гибриды обладали различными комбинациями ДНК маркеров R -генов. Для выявления аллельного состава R -генов у родительских форм был изучен характер наследования ДНК маркеров в каждой комбинации, что позволило определить уровень гетерозиготности маркированных локусов родительских сортов. По результатам оценки 144 гибридов в полевых и лабораторных условиях выделили 31 генотип с теми или иными хозяйственно ценными признаками (продуктивность, товарность, выравненность гнезд и клубней в гнезде, крахмалистость, полевая устойчивость к фитофторозу), 113 гибридов были забракованы. В отобранной группе, включающей 31 генотип, 23 гибридных генотипа имели относительно высокую продуктивность, которая варьировала от 600 до 1525 г/растение, и 12 из них характеризовались комплексом хозяйственно ценных признаков (высокие показатели продуктивности и товарности клубней, выравненность гнезд и клубней в гнезде), а также обладали различными комбинациями маркеров генов Rysto , Rx1 , H1 , Gpa2 , R1 и R3а . Таким образом, использование комплексного подхода, сочетающего традиционные методы селекции и MAS, повышает результативность отбора перспективных межсортовых гибридов с заданным набором признаков. Отобранные гибридные генотипы представляют интерес для создания конкурентоспособных по продуктивности и качеству сортов с комплексной устойчивостью к различным возбудителям заболеваний и вредителям (в том числе с групповой устойчивостью к вирусам PVY и PVX, с групповой устойчивостью к разным видам нематод), что позволит сократить число химических обработок для защиты урожая.
Бесплатно
Статья научная
Количество жира в молоке коров относится к признакам, наиболее подверженным высокой изменчивости, и зависит как от условий среды (кормление, технология содержания), так и от генетических факторов (порода, генотип). Особый интерес представляет содержание жирных кислот (ЖК) как биомаркера контроля физиологического состояния животных и критерия оценки показателей качества сырого молока, в части его пригодности к переработке (выход сыра, масла и сливок). Соотношение ЖК в молоке по числу атомов углерода, а также длине цепи, степени ее насыщения различается между особями и на популяционном уровне. Поэтому изучение генетической и геномной изменчивости признаков молочной продуктивности для повышения эффективности управления отбором животных остается актуальной задачей. Цель наших исследований заключалась в поиске полногеномных ассоциаций и полиморфизмов в генах, детерминирующих жирнокислотный состав молока, на основе инфракрасной спектрометрии как одного из наиболее быстрых и точных экспресс-методов физико-химического анализа состава молока. Популяционно-генетические параметры и изменчивость содержания жирных кислот в молоке изучали на популяции голштинизированного черно-пестрого и голштинского скота 14 племенных стад из Московской области (2017-2018 годы). Всего для оценки суточных показателей молочной продуктивности использовали 36982 образца. Расчет коэффициентов наследуемости (h2) и корреляции ( rg ) показателей состава молока коров проводили на основе метода REML (residual maximum likelihood) с использованием семейства программ BLUPF90. Поиск SNP проводили в выборке коров из экспериментального стада голштинизированного черно-пестрого скота (ПЗ «Ладожский» - филиал ФГБНУ ФИЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста, 2020-2021 годы). Фракционный состав молока определяли с помощью автоматического анализатора MilkoScan 7 DC («FOSS», Дания), принцип действия которого основан на экспресс-оценке методом инфракрасной спектроскопии. При индивидуальной оценке была сформирована группа из 144 генотипированных с помощью биочипа Bovine GGP 150K («Neogen», США) коров с полным фенотипическим описанием спектра жирных кислот и компонентов молока. Контроль качества генотипирования (110884 SNP), анализ полногеномных ассоциаций (GWAS, genome-wide association study) и многомерное шкалирование (MDS, multidimensional scaling) выполняли с помощью программы Plink 1.9. Поиск генов по выявленным значимым полиморфизмам проводили в браузере Ensembl по сборке генома крупного рогатого скота Bos taurus UMD 3.1.1 (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/assembly/). Аннотацию генов для определения локусов количественных признаков на хромосомах животных осуществляли по международной базе данных Animal QTLdb. Наследуемость показателей жирных кислот молока варьировала от низкой для полиненасыщенных ЖК (h2 = 0,018) до умеренных для средне- (h2 = 0,125), длинноцепочечных (h2 = 0,155) и миристиновой кислоты (h2 = 0,155), мононенасыщенных ЖК (h2 = 0,176) и олеиновой кислоты (h2 = 0,196). Методом многомерного шкалирования оценили генетическую структуру экспериментальной группы животных, где мы наблюдали умеренный размах вариабельности по первой (PC1 = 7,82 %) и по второй (PC2 = 4,65 %) компонентам изменчивости. Для миристиновой и пальмитиновой ЖК выявлены общие кластеры (QTL) на хромосомах BTA5, BTA10, BTA14, BTA18 и BTA27; для стеариновой и олеиновой ЖК (как входящих в группу длинноцепочечные ЖК) показана схожая локализация QTL на хромосомах BTA9, BTA10, BTA11, BTA14, BTA17, BTA18, BTA19, BTA20 и BTA29. Для коротко- и среднецепочечных ЖК обнаружены ассоциации на хромосомах BTA1, BTA5, BTA10, BTA11, BTA14, BTA18, BTA19 и BTA24, для длинноцепочечных ЖК детектированы QTL на BTA6, BTA7, BTA9, BTA10, BTA11, BTA17, BTA18 и BTA29. Для коротко- и среднецепочечных ЖК, насыщенных ЖК, C14:0, C16:0, C18:0 и C18:1 установлены гены, образующие QTL на хромосомах BTA10, BTA11 и BTA14, - CACNA1C , GCH1 , ATG14 , KCNH5 , PRKCE , CTNNA2 , CYHR1 , VPS28 , DGAT1 , ZC3H3 , RHPN1, TSNARE1 . Коротко- и среднецепочечные ЖК, миристиновая и пальмитиновая ЖК, насыщенные ЖК показали связь с полиморфизмами в генах MED12L , EPHB1 , GRIN2B , PRMT8 , ERC1 , PELI2 , ARHGAP39 , MROH1 , MAF1 , GSDMD , LY6D. Для длинноцепочечных и мононенасыщенных ЖК, стеариновой и олеиновой ЖК в результате аннотации получены селекционно значимые гены RPS6KA2 , CPQ , CPE , FTO , FAT3 , LUZP2. Продолжение изучения генетических механизмов наследования содержания жирных кислот и компонентов молока необходимо для формирования стратегии селекции молочного скота с лучшим жирнокислотным профилем и составом компонентов.
Бесплатно
Статья обзорная
Большой проблемой в современной селекции пшеницы является снижение генетического разнообразия пшеницы, что связано, в первую очередь, с ограниченным числом сортов, используемых в родословных. Как следствие обеднения генетического пула пшеницы происходит преодоление ее устойчивости фитопатогенами, что в целом снижает стабильность агрофитоценоза. Одним из способов расширения генетического разнообразия пшеницы служит перенос в ее геном генов хозяйственно-ценных признаков от близкородственных родов и видов, объединенных в три генетических пула: первичный (сорта твердой и мягкой пшеницы), вторичный (различные виды Triticum и Aegilops ), третичный (наиболее удаленные виды Triticeae). В настоящем обзоре представлены успехи в области переноса генов хозяйственно ценных признаков в геном пшеницы от её дикорастущих многолетних сородичей, относящихся к третичному генетическому пулу: Thino-pyrum , Dasypyrum , Pseudoroegneria , Elymus , Agropyron . Представители данных видов имеют разный уровень плоидности (ди-, тетра, гека- и даже декаплоиды) и могут сочетать в себе геномы J (=E), St, W, Y, X, V, H, P, а также их различные варианты...
Бесплатно
Статья обзорная
Тритикале (× Triticosecale Wittmack) - новая сельскохозяйственная культура, объединяющая в себе ценные свойства пшеницы и ржи. К преимуществам тритикале относятся способность произрастать на бедных, кислых, подтопляемых почвах, более высокое, чем у пшеницы, содержание белка в зерне, устойчивость ко многим грибным заболеваниям. Недостатки тритикале - щуплость зерна, склонность к прорастанию зерна на корню, полеганию, некоторая токсичность зерна вследствие содержания алкилрезорцинолов, а также более длительный по сравнению с родительскими формами вегетационный период. Из всех групп генов наибольшее влияние на продолжительность вегетационного периода злаковых культур оказывают Vrn (response to vernalization, реакция на яровизацию). Яровые растения имеют один или несколько доминантных генов Vrn , у озимых все гены vrn рецессивные. Мягкая пшеница может иметь гены Vrn-A1 , Vrn-B1 , Vrn-D1 , расположенные соответственно в хромосомах 5AL, 5BL, 5DL (A.J. Worland, 1996), ген Vrn-D4 в околоцентромерном районе хромосомы 5D (N...
Бесплатно
Статья обзорная
Картофель ( Solanum tuberosum L.) относится к важнейшим сельскохозяйственным культурам во всем мире. Ценные пищевые и технические качества клубней картофеля в основном определяются накоплением в них крахмала. Крахмал состоит из линейных и разветвленных полимеров (соответственно амилоза и амилопектин). Три основные задачи современной селекции картофеля, направленной на улучшение продовольственных качеств клубней, включают увеличение их крахмалистости, получение клубней с повышенным содержанием амилозы или амилопектина, а также ингибирование процесса холодового осахаривания. Современные молекулярные и биотехнологические методы (маркер-опосредованная селекция, получение трансгенных растений, геномное редактирование и т.п.) позволяют изменять желаемые признаки растений. Однако вне зависимости от используемого подхода основополагающий этап, определяющий успешный результат работы, - это правильный выбор гена-мишени, что, в свою очередь, требует детального понимания метаболических путей синтеза и распада целевого продукта в растительных тканях...
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время мало неинвазивных методов, которые позволяют контролировать содержание и конформацию молекул биоактивных органических соединений в клетках и тканях растений не только в лабораторных, но и в полевых условиях. Инфракрасная спектроскопия и спектроскопия комбинационного рассеяния (ИК- и КР-спектроскопия) активно используется для анализа роли молекул некоторых веществ в селекции сельскохозяйственных культур. С помощью методов вибронной спектроскопии мы исследовали изменения содержания и конформации молекул хлоропластов у различных линий кукурузы. Методом ИК-спектроскопии (область 3500-3000 см-1) установлено, что в воде, углеводах и белках хлоропластов доля колебаний ОН-групп и внутри- и межмолекулярных Н-связей максимальна у линии кукурузы ZPPL 186, а колебаний NH-групп амидов (белки) минимальна у линии ZPPL 225. Доказано, что для линии ZPPL 186 характерна максимальная доля колебаний от молекул алканов, карбоновых кислот (область 2920-2860 см-1) и деформационных колебаний ароматических структур (полоса 1000 см-1), находящихся в хлоропластах, тогда как для линии M1-3-3-sdms - доля валентных колебания O=C=O связей (полоса 2300 см-1). С использованием КР-спектроскопии (области 1250-500 см-1 и 1535-1400 см-1) обнаружено, что различия в спектрах между линиями кукурузы связаны с выявленными изменениями конформации молекул каротиноидов в хлоропластах, но не молекул целлюлозы. Установлено, что у всех образцов (кроме ZPPL 225) молекулы каротиноидов находятся в 15-trans форме с различной конформацией полиеновой цепи. Отметим, что у линии ZPPL 186 конформация каротиноидов, находящихся в хлоропластах, характеризуется минимальной величиной поворота вне плоскости полиеновой цепи и более выраженными колебаниями боковой СН3-группы. Высказывает предположение, что у изученных линий кукурузы каротиноиды хлоропластов листа не взаимодействуют с ароматическими аминокислотами белков. По мнению авторов, сочетание методов ИК- и КР-спектроскопии хлоропластов листа можно рекомендовать для контроля за содержанием и конформациоными изменениями биомолекул при селекции кукурузы.
Бесплатно
Статья научная
Для производства мини-клубней семенного картофеля во многих регионах Российской Федерации используют летние теплицы. Разработка технологий эффективной и экологически безопасной защиты семенного картофеля от насекомых - переносчиков вирусов в теплицах актуальна для отечественного картофелеводства. Хищные кокцинеллиды (Coleoptera, Coccinellidae) успешно используются в борьбе с тлями в условиях защищенного грунта. Однако на семенном картофеле эти агенты биологического контроля пока не применялись. Целью нашей работы была разработка способов применения кокцинеллид-афидофагов в системе превентивной защиты семенного картофеля в теплицах. Объектами исследований стали два вида хищных коровок - Harmonia axyridis Pall. и Cheilomenes sexmaculatus Fabr. Устойчивость личинок кокцинеллид к голоданию оценивали в лабораторных условиях при температуре 24 °С и влажности 60-70 %. Для превентивных выпусков личинок в теплицы определяли оптимальную массу особей. Личинок IV возраста в течение 1-2 сут после линьки содержали при избытке корма, ежесуточно отбирая особей для опыта. Отобранных личинок взвешивали и распределяли по группам в зависимости от массы. В каждом из выделенных размерных классов рассчитывали среднюю продолжительность голодания и долю окуклившихся особей. Мониторинг местных энтомофагов и выпуск кокцинеллид проводили в семеноводческом хозяйстве ЗАО «Октябрьское» (Волосовский р-н, Ленинградская обл.). Личинок H. axyridis выпускали в пленочной теплице площадью 600 м2 на картофель сорта Ред Скарлетт. Выпуск осуществляли в период с 12 июня по 10 июля 2017 года. Еженедельно оценивали численность кокцинеллид (личинок, куколок и имаго) в теплице. Показано, что у личинок H. axyridis II-III возраста даже краткосрочный (2 сут) дефицит корма приводил к снижению выживаемости до 8-12 %. Поэтому для профилактической колонизации на картофеле использовать их нецелесообразно. К оптимальному эффекту приведет выпуск личинок IV возраста такого размерного класса, в котором вероятность окукливания особей составляет около 50 %. Для H. axyridis мы рекомендуем выпускать личинок массой 20-29 мг, для Ch. sexmaculatus -
Бесплатно
Статья обзорная
Рассматриваются данные научно-производственных центров США по использованию кохии простертой (Kohia prostrata) для создания защитных «зеленых полос» и предотвращения пожаров на природных пастбищах засушливого Запада США.
Бесплатно
Статья научная
Известно, что распространение вируса африканской чумы свиней (АЧС) происходит при алиментарной передаче возбудителя (например, вследствие использования контаминированных вирусом пищевых и боенских отходов, не подвергнутых термической обработке, комбикормов, не прошедший ветеринарно-санитарную экспертизу и поступающий из районов, неблагополучных по АЧС, в случаях, когда перевозка комбикорма осуществлялась в транспортных средствах, не подвергшихся ветеринарно-санитарной обработке). При анализе комбикормов с использованием метода полимеразной цепной реакции в режиме реального времени (ПЦР-РВ) одно из требований заключается в тщательной очистке образцов от крупных частиц и различных химических примесей, которые могут ингибировать реакцию, изменять свойства сорбента и мембранных фильтров на стадии выделения нуклеиновых кислот. Наша цель заключалась в разработке методики пробоподготовки с использованием мембранных фильтров для изучения возможности индикации ДНК вируса африканской чумы свиней в искусственно контаминированном комбикорме с помощью ПЦР. Для контаминации использовали кровь от свиньи, экспериментально зараженной вирусом АЧС (штамм Ставрополь 2009) с инфекционным титром 5,0 lg ГАЕ 50/см 3. Рабочие разведения вируссодержащего материала - 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 lg ГАЕ 50/см 3. Подготовка проб включала фильтрование через марлю, замораживание-оттаивание, низкоскоростное центрифугирование и разделение на фильтрах с диаметром пор 450 мкм. Последующее выделение ДНК вируса АЧС и ПЦР-РВ выполняли согласно инструкции по применению соответствующей разработанной тест-системы. Установлено, что в подготовленных предложенным способом пробах искусственно контаминированного комбикорма ДНК вируса АЧС выявляется в материале с титром вируса не менее 3,0 lg ГАЕ 50/см 3. Таким образом, включение в диагностическую схему рекомендуемой стадии подготовки проб, описанной выше, при анализе комбикорма позволяет получить очищенный от примесей и сконцентрированный материал, который может быть использован для дальнейших исследований на наличие ДНК вируса АЧС с помощью ПЦР-РВ.
Бесплатно
Статья научная
Для предотвращения развития эрозии почв и восстановления их плодородия наряду с традиционными противоэрозионными агротехнологиями целесообразно использовать местные агроруды и удобрения, в том числе сплавину - отход при очистке озер и водохранилищ. В работе изучалась эффективность местных удобрений (навоз, цеолит, гумат натрия) и растительных остатков (сплавина, солома) с добавлением (NP)60 и суспензии микроскопического гриба Trichoderma koningii ИБ Г-51 (далее T. koningii ) на фоне нулевой (no-till) и классической обработок почвы (слабоэродированный агрочернозем). Определяли агрохимические свойства почвы (содержание гумуса, подвижного фосфора, обменного калия и щелочногидролизуемого азота), активность почвенных ферментов класса гидролаз и оксидоредуктаз, а также урожайность сельскохозяйственных культур (яровая пшеница, ячмень и сахарная свекла). Исследования проводили в Предуральской степной зоне на слабоэродированном агрочерноземе в течение 3 лет. Показано, что однократное внесение местных удобрений достоверно способствовало повышению содержания гумуса, улучшению питательного режима, увеличению ферментативной активности и урожайности сельскохозяйственных культур...
Бесплатно
Статья научная
Болезнь Акабане - трансмиссивная арбовирусная инфекция крупного и мелкого рогатого скота, вызываемая вирусом серогруппы Simbu семейства Bunyaviridae. Болезнь наносит большой экономический ущерб, причиняемый животноводческой отрасли в результате эпизоотий, поскольку при заболевании происходят прямые потери от гибели животных, снижения продуктивности домашних жвачных животных и нарушения воспроизводительной функции у больных животных. Болезнь протекает в виде эпизоотии, характеризуется географической приуроченностью, выраженной сезонностью (август-октябрь, февраль) и периодичностью возникновения с интервалом в несколько лет. Для накопления вируса Акабане обычно используют 1-2-суточных белых мышей-сосунов, которые представляют собой наиболее чувствительную систему для изоляции всех буньявирусов. Ранее во Всероссийском НИИ ветеринарной вирусологии и микробиологии (ВНИИВиМ) была разработана тест-система для выявления РНК вируса болезни Акабане на основе ОТ-ПЦР в режиме реального времени и подтверждена ее эффективность при обнаружении вируса у экспериментально зараженных мышей и в инфицированных культурах клеток. Однако представляло интерес, с одной стороны, оценить возможности предложенной тест-системы при расширении круга исследуемых объектов, с другой - найти новые модели для изучения и накопления вируса. В настоящей работе мы использовали здоровых морских свинок ( n = 20, масса каждая особи - по 400 г). Эксперимент по заражению морских свинок проводили в трех повторностях. Животных заражали концентрированным культуральным материалом, содержащим вирус болезни Акабане (штамм В8935) с инфекционной активностью 7,0 lg ТЦД 50/см 3. Начиная со 2-х по 6-е сут после заражения, у всех животных ежедневно отбирали пробы крови. В пробах крови от всех морских свинок геном вируса болезни Акабане был обнаружен только на 4-е сут после заражения. Одна особь пала на 1-е сут после заражения (возможно, вследствие неспецифической реакции, так как выявить геном вируса болезни Акабане при исследовании образцов органов, взятых post mortem у этого животного, не удалось). Дополнительно для получения биоматериала на 4-е сут после заражения у нескольких морских свинок были отобраны органы (мозг, легкое, почки, лимфоузел, сердце), в тканях которых также обнаружили вирус Акабане. Этим подтверждается эффективность разработанной тест-системы при диагностике вируса болезни Акабане и возможность использовать для его накопления еще один модельный объект - морских свинок.
Бесплатно
Статья научная
Инфракрасная (ИК) спектроскопия и спектроскопия комбинационного рассеяния (КР) - современные методы, на основе которых успешно формируются биотехнологические подходы, позволяющие проводить генетический и функциональный анализ отдельных органов и тканей растений на молекулярном уровне. В представленной работе с помощью спектроскопии поверхностного внутреннего отражения (ПВО), которая представляет собой модификацию ИК-спектроскопии, впервые зарегистрированы и выявлены различия в содержании и конформации биомолекул в гомогенатах целого зерна гибридов кукурузы ZP 735 и его компонентов (эндосперм, перикарп, зародыш). Нашей целью была разработка методологии спектроскопии поверхностного внутреннего отражения для идентификации органических молекул, их содержания и конформации в семени кукурузы и его тканях. Объектом исследования служили зерна гибрида кукурузы ( Zea mays L.) ZP 735 (оригинатор - Maize Research Institute, Zemun Polje, г. Белград, Сербия). Методом случайной выборки было отобрано 30 зерен. Для получения ПВО-спектров образцы целых зерен и их частей (эндосперма, перикарпа и зародыша) измельчали, гомогенизировали и помещали в специальную ячейку прибора. Для регистрации ПВО-спектров использовали спектрометр (Nicolet™ iS20 FTIR Spectro-meter, «Thermo Scientific», США) с алмазом (diamond ATR crystal, «Thermo Scientific», США), для анализа спектров - пакет программ («Thermo Scientific», США). ПВО-спектры сопоставляли в библиотеке данных программы Advanced ATR correction Algorithm. Метод ПВО-спектроскопии основан на отражении пучка света на границе раздела двух фаз: фазы кристалла с высоким показателем преломления, входящего в состав прибора ПВО, и фазы исследуемого образца с более низким показателем преломления. В процессе измерения луч света проникает на небольшую глубину в фазу образца, где частично поглощается. При последующих облучениях образца это явление повторяется, и в результате регистрируется ПВО-спектр. Доказано, что в диапазоне от 400 см-1 до 4000 см-1 ПВО-спектры целого зерна, эндосперма, перикарпа и зародыша гибрида ZP 735 были аналогичны полученным ранее ИК-спектрам зерна, что свидетельствует о возможности использования нового метода для технологий молекулярной селекции. Расположение полос ПВО-спектра характеризует различные формы колебаний валентных связей функциональных групп органических молекул семени, что позволяет идентифицировать не только наличие определенных молекул, но и их конформацию. Доказано, что с помощью анализа амплитуды полос ПВО-спектра (максимальная амплитуда интенсивности и высокая амплитуда интенсивности) в тканях семени можно контролировать изменение содержания ряда органических соединений: протеинов, липидов, сахаров, сложных эфиров, амидов, кетонов, альдегидов, карбоновых кислот, простых эфиров, фенолов, спиртов, ароматических углеводородов, ациклических соединений, алкенов, алканов и алкинов. Полученные результаты важны для тестирования наличия в зерне необходимых органических соединений или изменения их конформации в процессе селекции. К важным преимуществам метода ПВО-пектроскопии по сравнению с ИК-спектроскопией относятся, с одной стороны, сохранение нативности объекта (возможность проведения исследования без фиксации или окрашивания) и простая пробоподготовка, с другой - эффективная оценка содержания и конформации молекул с высокой чувствительностью (разрешение порядка 1,0 см-1). Реализация разработанной методики для формирования технологии молекулярной селекции повысит рентабельность культивирования и эффективность селекции не только кукурузы, но и других сельскохозяйственных растений.
Бесплатно
Статья научная
Задачи расширения генетического разнообразия селекционного материала и получения сортов картофеля, сочетающих высокую продуктивность с комплексной и групповой устойчивостью к патогенам, решаются на основе совместного использования межвидовой гибридизации и маркер-опосредованного отбора (MAS, marker-assisted selection). Нами выполнен молекулярный скрининг оригинальных гибридов от 11 комбинаций скрещиваний, полученных с участием мексиканских ( Solanum stoloniferum, S. guerreroense ) и южно-американских ( S. microdontum, S. tarijense, S. kurtzianum ) диких видов картофеля, и их потомств; S. guerreroense был вовлечен в селекционный процесс впервые. MAS существенно повышает эффективность работ по пирамидированию целевых генов устойчивости и, кроме того, позволяет контролировать распространение нежелательных генетических факторов, например интрогрессированного от S. stoloniferum митотипа g (W/g тип цитоплазмы), ассоциированного с мужской стерильностью сортов и гибридов. В настоящей работе показана возможность повысить эффективность интрогрессивной гибридизации культурного картофеля с мексиканскими полиплоидными видами S. neoantipoviczii (= S. stoloniferum ) и S. guerreroense на основе использования в молекулярном скрининге ДНК-маркеров различных типов цитоплазмы и маркеров, ассоциированных с R генами устойчивости к наиболее вредоносным патогенам картофеля. По результатам молекулярного скрининга были отобраны генотипы с различным сочетанием маркеров генов, детерминирующих устойчивость к фитофторозу ( R2 like, R3а, Rpi-blb1, Rpi-sto1 ), Y-вирусу картофеля (PVY) ( Ryadg, Rysto, Ry-fsto ) и золотистой картофельной нематоде ( Н1 ), и среди них выявлены клоны с высокой полевой устойчивостью к фитофторозу (7-8 баллов) и к YВК. Из 35 гибридных клонов, отобранных в разных комбинациях скрещиваний (исходными материнскими формами служили образцы полиплоидных мексиканских видов), 18 характеризовались мужской стерильностью и имели тип цитоплазмы W/g, стабильно передающийся по материнской линии. Остальные гибриды с цитоплазмой W/a типа формировали фертильную пыльцу. Часть из них использовали в скрещиваниях в качестве опылителей, что позволило получить многовидовые гибриды, объединяющие в одном генотипе маркеры генов устойчивости от разных мексиканских полиплоидных видов. Можно полагать, что при поиске источников устойчивости к патогенам в популяциях полиплоидных мексиканских видов целесообразно одновременно проводить отбор против генотипов, которые служат донорами стерилизующего типа цитоплазмы W/g, нежелательного для традиционной селекции. Отбор гибридных клонов с типом цитоплазмы W/a позволяет увеличить вероятность получения интрогрессивных форм с мужской фертильностью. Совместное использование двух систем молекулярных маркеров (ядерных, ассоциированных с R генами устойчивости, и цитоплазматических, детектирующих различные типы цитоплазмы) позволит повысить результативность подбора пар для скрещиваний, сокращая сроки и снижая затраты на перенос в один генотип целевых генов из разных источников.
Бесплатно
Использование полимеразной цепной реакции для детекции вируса алеутской болезни норок
Статья научная
Разрабатывали ПЦР-систему диагностики дальневосточного изолята вируса алеутской болезни норок в образцах сыворотки крови. Оценивали эффективность полимеразной цепной реакции (ПЦР) по сравнению с иммуноэлектроосмофорезом (РИЭОФ) для детекции вируса.
Бесплатно
Использование пребиотиков на основе олиго- и дисахаридов в птицеводстве - мини-обзор
Статья обзорная
Технологии выращивания и кормления в мясном птицеводстве позволяют за короткий период (35-42 сут) получить тушку, готовую к реализации. Такой высокий темп роста обеспечивается не только полноценными кормами, но и кормовыми добавками различного типа (Е.В. Яськова с соавт., 2015). Запрет на использование стимуляторов роста на основе антибиотиков в Европейском союзе обусловливает поиск альтернативных природных соединений, обеспечивающих аналогичные эффекты. Одна из перспективных групп - пребиотики (Д.С. Учасов с соавт., 2014), которые улучшают использование питательных веществ кормов, положительно влияют на морфо-биохимический состав крови, естественную резистентность, продуктивность, качество получаемой продукции и хозяйственно-экономические показатели (И.В. Червонова, 2016). В представленном обзоре мы систематизировали информации об эффективности пребиотиков на примере дисахаров (лактулозы) как потенциальных регуляторов состава микробиома кишечника у цыплят-бройлеров и стимуляторов роста при отказе от применения антибиотиков. Пребиотическими свойствами обладают несколько групп веществ, многие уже повсеместно используются в составе премиксов и комбикормов. Моно-, олиго-, ди- и полисахара в настоящее время активно изучаются и имеют хорошие перспективы в качестве пребиотиков. Поиск новых биологически активных веществ, способных оказывать многофакторное влияние на организм, актуален для современного бройлерного птицеводства. В состав многих кормовых добавок могут входить пребиотики: олиго- и дисахариды (мальтоза, лактоза, сахароза, лактулоза, фруктоолигосахариды, галактоолигосахариды, соевый олигосахарид), полисахариды (целлюлоза, пектины, инулин, декстрин и др.), моносахариды (ксилит, раффиноза), аминокислоты (аргинин, валин, глутаминовая кислота), антиоксиданты (витамины А, Е, С, каротиноиды, соли селена), органические кислоты (лимонная, уксусная, пропионовая), растительные и микробные экстракты (морковный, кукурузный, рисовый, чесночный, картофельный, дрожжевой), экстракты водорослей и другие вещества с подобным действием. В птицеводстве наиболее широко распространены пребиотические препараты на основе органических кислот (молочной, лимонной, фумаровой, муравьиной) и лактулозы (Е.В. Шацких с соавт., 2008). К наиболее популярным природным пребиотикам относятся фруктаны (фруктоолигосахариды, короткоцепочечные фруктоолигосахариды, олигофруктоза, инулин), манноолигосахариды ( Saccharomyces cerevisae ), соевые олигосахариды и галакто- или трансгалактоолигосахариды (D. Charalampopoulos с соавт., 2009). Набором преимуществ обладает лактулоза - синтетический структурный изомер лактозы (4-О-β-D-галактопиранозил-D-фруктофураноза), который состоит из двух молекул сахара, фруктозы и галактозы, связанных β-1,4-гликозидной связью. Лактулоза представляет собой белое кристаллическое вещество без запаха, хорошо растворимое в воде. Синтетические дисахариды в 1,5 раза слаще лактозы и могут кристаллизоваться из спиртового раствора. β-Гликозидная связь дисахарида не гидролизуется пищеварительными ферментами (H. Ruttloff с соавт., 1967). Как следствие, не происходит деградации этого вещества в желудке и тонком кишечнике и лактулоза достигает толстого кишечника в неизмененном виде (Л.Н. Скворцова, 2010). К тому же лактулоза обладает наивысшим индексом пребиотической активности. Она стимулирует рост лакто- и бифидобактерий в толстом кишечнике, способствует восстановлению нормофлоры, снижению рН содержимого толстой кишки, угнетению условно патогенной микрофлоры, улучшению усвоения питательных веществ, повышению иммунитета (В.С. Буяров с соавт., 2012; В.С. Буяров с соавт., 2015). Коммерчески доступные кормовые добавки на основе олиго- и дисахаридов в качестве пребиотического компонента могут содержать разные вещества, в том числе трегалозу, лактулозу, инулин. Все они обладают общеукрепляющими, иммуностимулирующими, лечебно-профилактическими свойствами, способствуют восстановлению микрофлоры кишечника, изменяют конечные микробные продукты препятствуют возникновению воспалительных процессов и инфекционных заболеваний (C. Schumann, 2002; K.M. Tuohy с соавт., 2002; J.H. Cho с соавт., 2014).
Бесплатно
Использование рентгенографии для оценки качества семян вигны и чины из коллекции ВИР
Статья научная
Изучали возможность использования рентгенографического метода для анализа жизнеспособности семян вигны Vigna unguiculata (L.) Walp. и чины посевной Lathyrus sativus L. — в частности, обнаружения внутренних дефектов семян и причин их возникновения. Установлено влияние различных типов скрытых дефектов внутренней структуры семян на их посевные качества. Семена с нарушениями в семядолях и зародышевых органах очень быстро теряют всхожесть и не могут длительно сохраняться в генбанках. Поэтому при разработке систем долгосрочного хранения следует учитывать не только показатели всхожести и энергии прорастания семян, но и скрытые повреждения их структуры. Метод также позволяет выявлять в семенном материале грибные инфекции. Следовательно, его важно применять на стадии подготовки семян к закладке на хранение.
Бесплатно
Статья научная
Изложены основные этапы ускоренного создания скороспелого сорта подсолнечника с использованием естественных контрастных условий среды сверхраннего и позднего сроков посева как дифференцирующего фона для отбора. Рассматривается эффективность модифицированной методики оценки селектируемых признаков при создании скороспелого сорта подсолнечника с высокой продуктивностью и широким диапазоном экологической устойчивости. Показано, что отбор на сокращение вегетационного периода и увеличение массы 1000 семянок служит одним из способов повышения продуктивности подсолнечника и расширения области применения этой культуры.
Бесплатно
