Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1833
Статья научная
Вирус африканской чумы свиней (АЧС) - уникальный представитель возбудителей арбовирусных инфекций, который до сих пор остается единственным представителем семейства Asfarviridae. Он служит возбудителем одной из самых опасных болезней представителей семейства Suidae и, кроме того, способен инфицировать мягких клещей рода Ornithodoros. Генетическая и фенотипическая гетерогенность вируса АЧС остается одной из основных причин отсутствия вакцин против этого опасного трансграничного заболевания. Нами изучена структура и функции наиболее вариабельных гликопротеинов вируса АЧС p54 и CD2v с использованием биоинформатического анализа и рекомбинантных конструкций, экспрессируемых в экстрахромосомном состоянии в культурах клеток млекопитающих COS-I (клетки африканской зеленой мартышки) и HEK-293 (клетки почки эмбриона человека). Согласно результатам проведенного биоинформатического анализа, основанного на расчете индекса разнообразия аминокислотных последовательностей в пропорциях по методу Симпсона, вариабельная область (N-концевой участок) СD2v сильно гликозилирована (содержит 28-30 сайтов N- и О-гликозилирования) и находится на наружной поверхности клеточной мембраны. Эта область также содержит иммуноглобулиновый домен (1-225-я аминокислоты), что обусловливает взаимодействие СD2v с антителами. Выявленные различия в посттрансляционных модификациях и наличие генетических вариаций по белку СD2v могут объяснять разнообразие в проявлении феномена гемадсорбции у изолятов вируса АЧС. Напротив, белок p54 имеет вариабельную часть, локализованную с внутренней стороны клеточной мембраны, и гликозилированный экстраклеточный участок, расположенный с ее внешней стороны. Высокий уровень различий в нуклеотидных последовательностях гена p54 ( E183L ) у разных изолятов вируса АЧС может быть результатом мутационной изменчивости в ходе эволюции. Выявленными особенностями посттрансляционных модификаций и генетическими вариациями по белку СD2v, по всей видимости, объясняется разнообразие антигенных свойств изолятов вируса АЧС. Таким образом, в представленной работе впервые проанализирована посттрансляционная модификация наиболее вариабельных гликопротеинов вируса АЧС - p54 и СD2v. Посредством транзиентной экспрессии в клеточных линиях млекопитающих получены рекомбинантные химерные продукты p54-EGFP и CD2v-HA, что позволило выявить различную локализацию вирусных белков в трансфицированных клетках. В частности, при исследовании культуры клеток COS-I, трансфицированных плазмидой р54-pEGFP-N1, была установлена цитоплазматическая локализация флуоресцентно меченного рекомбинантного белка p54-EGFP. В культуре клеток НЕК-293 белок CD2v обнаруживался исключительно в составе клеточной мембраны. По данным иммуноблоттинга, молекулярная масса CD2v равнялась примерно 90 кДа (при расчетной 65 кДа). Следовательно, в этом поверхностном гликопротеине вириона АЧС на углеводный компонент приходится около 30 % массы. Кроме того, результаты иммуноблоттинга указывали на наличие двух вариантов белка CD2v с молекулярной массой 25 кДа и 90 кДа, то есть предположительно его различных гликозилированных форм, что согласуется с сообщениями в специальной литературе. Итак, выполненный биоинформатический анализ и результаты исследований в культурах клеток COS-I и HEK-293 показали, что именно СD2v может считаться наиболее вероятным белком-кандидатом, определяющим взаимодействие вируса АЧС с вирусоспецифическими антителами.
Бесплатно
Иммунологический мониторинг в ветеринарии. Тенденции развития, возможности и реальность
Статья научная
Рассматривается проблема иммунологического мониторинга популяций сельскохозяйственных животных. Описаны критерии оценки дефектов различных звеньев иммунной системы. Представлены методы, позволяющие наиболее информативно анализировать иммунологический статус животных. Охарактеризованы типы и формы иммунодефицита. Уделено внимание диагностическим признакам и характеру наследования иммунодефицитных состояний, обусловленных нарушениями В- и Т-систем иммунитета, а также врожденных (BLAD-синдром) и приобретенных форм иммунологической недостаточности. Обсуждается необходимость стандартизации и унификации методов иммунологического анализа.
Бесплатно
Иммунологический статус яков в разных экологических зонах Республики Тыва
Статья научная
Исследовали иммунологический статус высокогорных яков в разных экологических зонах Республики Тыва. Оценивали влияние техногенного загрязнения на различные показатели иммунитета животных.
Бесплатно
Статья научная
Одна из основных причин высокой заболеваемости маточного поголовья свиней и их потомства - иммунодефициты, вызываемые воздействием на организм различных инфекционных и инвазионных патогенов, микотоксинов, тяжелых металлов, широкого применения химиотерапевтических средств и других ксенобиотиков, дефицита питания, некоторых витаминов и микроэлементов, стрессов различной этиологии. Мы впервые изучили изменение иммунного статуса свиноматок и сохранности поросят-сосунов под влиянием рекомбинантных α- и γ-интерферонов - основных действующих веществ препарата Биферон-С (Республика Беларусь) при его применении в сочетании с общепринятыми мерами антибиотико- и химиопрофилактики. При этом было выявлено, что обработка свиноматок повышала их иммунный статус и сохранность полученных от них поросят в 2 раза, тогда как у потомства необработанных свиноматок Биферон-С повышал сохранность только на 4 %. Для эксперимента (ООО «Золотая Нива», Знаменский р-н, Тамбовская обл., 2017 год) сформировали 2 группы по 10 глубокосупоросных свиноматок...
Бесплатно
Иммуный статус белых крыс при заражении Salmonella cholerae suis на фоне подострого Т-2 токсикоза
Статья научная
Современное животноводство ведется в условиях экологического неблагополучия, вызванного контаминацией кормов микотоксинами, наличием в среде обитания животных потенциально патогенных микроорганизмов (эшерихии, сальмонеллы, кокковая микрофлора и др.) и различных ксенобиотиков физической и химической природы. Особую тревогу вызывает суммарное воздействие иммунопатогенных факторов на животных, регистрируемое в промышленных хозяйствах. В настоящей работе изучено сочетанное воздействие Т-2 токсина и сальмонелл на иммунный статус беспородных белых крыс. Животных содержали в условиях вивария, группы формировали по принципу аналогов, используя в качестве критерия массу тела. Контролем служила I группа. Остальным крысам в течение 6 сут с кормом вводили Т-2 токсин в дозе 140 мкг/кг (II и III группы) и 560 мкг/кг (IV и V группы). Через 1 сут после подострой интоксикации животных заражали внутрибрюшинно суточной культурой сальмонелл Salmonella cholerae suis в дозах 1,90 млрд кл. (II и IV группы) и 1,95 млрд кл. (III и V группы). После инфицирования за крысами в течение 6 сут вели клиническое наблюдение, учитывали заболеваемость, симптомокомплекс и падеж. На 7-е сут у инфицированных и интактных животных определяли морфологические показатели крови и иммунный статус. Установлено, что заражение крыс сальмонеллами на фоне Т-2 токсикоза сопровождается существенными изменениями гемоморфологического и иммунного статуса. Появление у животных выраженной нейтрофилии сочеталось с увеличением в крови концентрации IL-1b. Незначительное повышение гуморального неспецифического иммунитета было обусловлено синергидным действием токсина и возбудителя инфекции. Комплементарная активность сыворотки крови, необходимая для повышения устойчивости организма к интоксикации, возросла пропорционально увеличению доз токсина и сальмонелл. Отмечено повышение титра естественных антител, значительное снижение фагоцитарной активности лейкоцитов, фагоцитарного числа, фагоцитарного индекса, а также содержания лизоцима, служащих первой линией защиты организма, и выраженным угнетением системы Т-лимфоцитов, особенно у животных, инфицированных более высокой дозой сальмонелл. Уменьшение количества Т-клеток сочеталось с более низкой концентрацией в крови IL-2. Введение крысам сальмонелл на фоне интоксикации способствовало усилению стимуляции гуморального иммунитета, что сочеталось с повышением дифференцировки (доли) В-лимфоцитов, концентрации общих иммуноглобулинов в крови и индукцией противосальмонеллезных антител, а также сопровождалось появлением С-реактивного белка в крови, указывающим на развитие воспалительного процесса. Полученные данные свидетельствуют о дисбалансе между функционированием защитных систем организма животных в условиях смоделированного токсикантом и потенциальным патогеном экологического неблагополучия.
Бесплатно
Статья научная
Чтобы удовлетворить потребность в качественных продуктах для населения (прежде всего детей и пожилых людей), в кормах для домашних животных, а также в сырье, пригодном для промышленной переработки (производство полуфабрикатов и готовой продукции), необходимо отобрать инбредные линии кукурузы с функционально эффективным и обогащенным пигментным комплексом, с высокими пищевыми достоинствами. В настоящей работы мы изучили физиологические, биохимические, биофизические свойства у элитных инбредных линий кукурузы и их гибридов, специально оценив эффективность фотосинтеза, продуктивность и пригодность образцов для широкого использования, питательную ценность зерна и содержание в нем эссенциальных биогенных веществ, в частности пигментов, проявляющих антиоксидантные свойства. В этой работе объектом изучения были высокоурожайные гибриды кукурузы ( Zea mays L.) ZP 633, ZP 735 и ZP 737 и исходные инбредные линии ZPPL 146 и ZPPL 159 (линии и гибриды являются собственностью Maize Research Institute, Zemun Polje - Института кукурузы «Земун Поле», г. Белград, Сербия). Изученные линии и гибриды имеют габитус, соответствующий модели эффективного фотосинтеза (вертикально стоящие листья с углом наклона 1-3-го надпочаточных листьев примерно 15-20°). С помощью рамановской спектроскопии интактных листьев выявлены изменения в состоянии каротиноидов. На основании определения интенсивности замедленной флуоресценции хлорофилла в зависимости от температуры, критических температур фазовых переходов и энергии активации хлорофилла (экспериментальные данные и линеаризация в соответствии с критерием Аррениуса) образцы оценены как устойчивые в условиях повышенных температур и засухи, что подтверждено испытанием в полевых опытах на участках, расположенных в разных зонах как в Сербии, так и в других странах Юго-Восточной Европы. Анализ химического состава зерна у элитных инбредных линий выявил обогащенный пигментный комплекс. Так, у линий содержание желтых пигменты - 18-19 μg βCE/g d.m, каротиноидов - 21-27 мг/кг, у гибридов - соответственно 31-33 μg βCE/g d.m и 27-32 мг/кг. Гибриды имеют продолжительный период вегетации, обладают stay-green фенотипом, проявляют высокую урожайность (60-80 т/га на силос и 7-12 т/га по зерну), устойчивость к полеганию, болезням и засухе. У них более чем на 10 % увеличена доля зародыша в зерне, что особенно важно для повышения его питательной ценности и качества продуктов переработки. Приведена полная характеристика основных селекционно ценных признаков у элитных инбредных линий ZPPL 146 и ZPPL 159 как родительских форм создаваемых гибридов с программируемыми свойствами.
Бесплатно
Статья научная
Оценка животных по родословным не позволяет отслеживать фактическое сходство пробанда с предками, в том числе при использовании инбридинга. Общее число определяемых у лошадей маркерных генов уже достигло нескольких сотен, что дает возможность надежно контролировать значительную часть генома животных и использовать генетическую информацию в практической селекции. Ранее мы показали, что у чистокровной верховой породы степень гомозиготности по микросателлитным локусам не имеет прямой зависимости от степени инбридинга в родословной, и самый большой размах вариабельности этого показателя наблюдается в группе инбредных лошадей. В настоящей работе нами было изучено влияние инбридинга на индивидуальном уровне у лошадей орловской рысистой породы. Проведен анализ взаимосвязи между степенью гомозиготности по 16 микросателлитным локусам (AHT4, AHT5, ASB2, ASB17, ASB23, CA425, HMS1, HMS2, HMS3, HMS6, HMS7, HTG4, HTG6, HTG7, HTG10, VHL20) и показателем инбридинга у 1194 особей из 14 хозяйств (ведущие конные заводы и племенные фермы) большинства регионов России (жеребцы-про-изводители - 190 гол., матки - 688 гол., молодняк - 316 гол.). Данные по локусу LEX 3, локализованному в Х-хромосоме, не учитывали, чтобы получить сопоставимые результаты по степени гомо-/гетерозиготности у лошадей разного пола. Было определено, что степень гомозиготности орловских рысаков варьирует в очень широком интервале (от 0 до 75,0 %) и имеет нормальное распределение при положительном коэффициенте асимметрии As = 0,186 и небольшом отрицательном эксцессе Ex = -0, 039. Наибольший разброс показателей степени гомозиготности зарегистрировали в группе лошадей с умеренным инбридингом (F x = 0,1-1,0 %). Степень гомозиготности аутбредных лошадей также варьировала в широком диапазоне - от 0 (100 % гетерозиготы) до 56,3 %, то есть достигала значений гораздо выше и ниже среднего показателя по популяции. В предыдущих исследованиях такая же закономерность была отмечена у лошадей чистокровной верховой породы. В среднем коэффициент инбридинга у протестированного поголовья составил 1,61 % по Райту и практически не изменился за четыре последних десятилетия. При этом средний коэффициент инбридинга у продуцирующих жеребцов и маток достиг соответственно 1,65 и 1,67 %, у рысистого молодняка - составил 1,45 %. По мере увеличения коэффициента инбридинга степень гомозиготности медленно возрастала во всех половозрастных группах лошадей. Заметное повышение гомозиготности было выявлено только при степени инбридинга 6,10 % и более, то есть на границе инбредной депрессии по хозяйственно полезным признакам. Коэффициент корреляции между степенью гомозиготности микросателлитных локусов и степенью инбридинга составил 0,079, коэффициент регрессии - 0,546. Во всех исследованных группах орловских рысаков отмечалось снижение степени гомозиготности при инбридинге 5,1-6,0 %, что обусловлено применением комплексного инбридинга (на двух предков и более).
Бесплатно
Статья научная
Оценивали возможность использования инбридинга для создания перспективного селекционного материала ярового рапса 000-типа. Определяли степень изменчивости по окраске оболочки семян в зависимости от поколения инбридинга.
Бесплатно
Статья научная
Профилактика технологических стрессов у кур в промышленных условиях остается важной научной и практической задачей, однако в настоящее время не разработаны методы оценки эффективности этих мероприятий при использовании фармакологических средств, которые потенциально могут оказывать влияние на маркерные признаки, используемые для оценки адаптационных реакций организма птиц. Для диагностики стрессового состояния родительского стада мясных кур в условиях птицеводческих предприятий разработан метод, позволяющий вести контроль за физиологическим состоянием кур посредством определения кортикостерона в пробах помета. Метод используется для оценки степени развития неспецифических адаптационных реакций кур при действии различных технологических факторов без непосредственного воздействия на птицу. В настоящей работе проведена оценка эффективности этого метода на фоне практического использования фармакологических способов профилактики стрессов в промышленном птицеводстве. В качестве антистрессового средства использовали СПАО (Стресс-Протектор АнтиОксидант), представляющий собой оригинальную фармакологическую композицию (ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ). СПАО содержит активный комплекс, включающий лимоннокислую соль лития, витамины, витаминоподобные и другие вещества, влияющие на метаболизм. Использование для профилактики стрессов фармакологических средств ставит вопрос об изучении точности разработанного неинвазивного метода диагностики и его применимости для определения эффективности проводимой антистрессовой терапии. В настоящем исследовании мы впервые показали, что неинвазивная диагностика напряженности адаптационных реакций у кур после стрессирующего технологического воздействия на основании учета количества кортикостерона в экстрактах помета может применяться для оценки эффективности фармакологической профилактики стрессов в промышленных условиях. Пробы крови и помета изучали у кросса Hubbard F15 в период перевода из цеха выращивания ремонтного молодняка в цех взрослого стада в 120-суточном возрасте. В опытную группу входили 12371 курочка и 1246 петушков, в контрольную - 12865 курочек и 1255 петушков. Использование СПАО в период выращивания ремонтного молодняка и содержания кур родительского стада позволило повысить их сохранность на 4,6 %, яйценоскость на 2,53 %, средний вывод цыплят на 2,28 % и снизить затраты корма на воспроизводство одного цыпленка-бройлера в среднем на 16,0 % (предположительно за счет прямого воздействия компонентов комплекса на гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую систему). Фармакологическая профилактика стрессов позволила продлить срок хозяйственного использования кур опытной группы на 2 нед, повысить валовый выход яиц на начальную несушку на 12,4 шт. при более раннем исчерпании продуктивного потенциала птицы в контрольной группе. У кур под действием СПАО количество кортикостерона в ответ на действие раздражителей снижалось в крови в 2,7 раз, в экстрактах помета на 22,3 %. Количество кортикостерона в крови и вытяжках из помета кур статистически значимо коррелировало: до стрессирующего воздействия r = 0,89 (р
Бесплатно
Индекс фрагментации ДНК хроматина в сперматозоидах при оценке качества семени у быков-производителей
Статья научная
К важнейшим условиям нормальной плодовитости самцов следует отнести биологическую полноценность сперматозоидов, в том числе сохранность в них наследственного материала. С использованием теста с акридиновым оранжевым (АО-тест) у быков-производителей разных пород проанализировали состояние ДНК в сперматозоидах, используя образцы замороженной и оттаянной спермы из коллекции лаборатории репродуктивной криобиологии Центра биотехнологии Всероссийского НИИ животноводства. Установлено, что степень фрагментации ДНК в сперматозоидах у быков-производителей, которая может зависеть от ряда факторов, колеблется от 0,96 до 80 %. По величине индекса фрагментации обследованные быки разделялись на четыре группы — с высокой (> 30,01 %), средней (от 10,01 до 30,0 %), умеренной (5,01-10,0 %) и минимальной (
Бесплатно
Статья научная
Несмотря на стандартизированные условия содержания животных и единые протоколы замораживания-оттаивания, процесс криоконсервации спермы сопровождается развитием повреждений сперматозоидов, среди которых наибольшее значение имеет фрагментация ядерной ДНК, оказывающая прямое влияние на фертильность. Наблюдаемая межиндивидуальная изменчивость по показателям стабильности хроматина у быков-производителей указывает на наличие устойчивого индивидуального компонента этого признака. В настоящей работе мы впервые установили тесную связь между площадью и радиусом головки сперматозоидов (R2 = 0,988) как потенциального маркера степени конденсации хроматина. Нашей целью было выявление и количественная оценка индивидуальных различий быков-производителей по чувствительности сперматозоидов к криоконсервации, а также определение наиболее информативных показателей, отражающих дестабилизацию ядерной ДНК. Исследования проводили во Всероссийском НИИ племенного дела в 2025 году. Использовали заморожено-оттаянные образцы спермы быков-производителей (Bos taurus taurus) пяти пород (голштинской, симментальской, ярославской, костромской и герефордской), относящихся к молочному, комбинированному и мясному направлениям продуктивности. Всего был исследован 61 бык в возрасте 4-5 лет. Образцы спермы отбирали в течение всех сезонов года. Функциональное состояние сперматозоидов оценивали методом компьютерного анализа спермы с использованием программного обеспечения Argus-CASA (ООО «АргусСофт», Россия). Для каждого образца спермы определяли основные кинематические параметры движения сперматозоидов: среднюю скорость движения головки по усредненной траектории; скорость прямолинейного движения головки; среднюю скорость движения сперматозоидов по реальной траектории; среднее отклонение головки; частоту колебательных усредненных движений; среднюю частоту пересечения криволинейной траекторией движения сперматозоида его усредненной траектории за единицу времени; степень прямолинейности направленного движения сперматозоидов; степень волнистости треков. Сперматозоиды делили на следующие классы по подвижности: прогрессивно подвижные, непрогрессивно подвижные, неподвижные. Для измерения степени повреждения ядерной ДНК сперматозоидов использовали щелочную версию анализа ДНК-комет при pH > 13. Детекцию осуществляли с помощью флуоресцентного микроскопа Nikon Eclipse Ni-U («Nikon», Япония) и системы визуализации микрофотоизображений ProgRessHFcool/CaputerPro 2.8.8 («Jenoptik AG», Германия). Морфометрический анализ головки сперматозоидов включал измерение площади и радиуса, которые рассматривали как количественные характеристики размеров клетки и косвенные индикаторы степени конденсации хроматина. Статистическую обработку проводили с использованием смешанных линейных моделей (случайный эффект «бык»), дискриминантного анализа, регрессионного анализа и внутриклассовых коэффициентов корреляции (ICC). С помощью смешанных линейных моделей мы установили статистически значимое влияние индивидуальных особенностей быков-производителей на целостность ядерной ДНК сперматозоидов после криоконсервации. Показано, что дисперсия случайного эффекта «бык» для показателя содержания ДНК в голове кометы составила 10,22 (p < 0,001), а ICC — 0,33. Следовательно, 33 % общей вариабельности этого признака обусловлено устойчивыми межиндивидуальными различиями, тогда как оставшиеся 67 % приходятся на долю внутрииндивидуальной (межклеточной) изменчивости. Напротив, для интегрального показателя повреждения хроматина (момента хвоста по Оливе) была выявлена крайне низкая дисперсия случайного эффекта (1,04½10-20, p < 0,001) при значениях ICC, близких к нулю, что свидетельствует о низкой дискриминационной способности этого параметра при оценке различий между особями по криорезистентности спермы. Дискриминантный анализ параметров подвижности в группах с низкой, средней и высокой степенью повреждения ДНК показал, что доли прогрессивно подвижных (соответственно 33,36; 33,23 и 33,15 %) и неподвижных сперматозоидов (63,58; 63,50 и 63,28 %) достоверно не различались. Единственным статистически значимым дискриминатором оказалась доля сперматозоидов с непрямолинейным движением, которая монотонно возрастала от 3,06 до 3,57 % (p = 0,005). Каноническая дискриминантная функция практически полностью определялась этой переменной (коэффициент 0,996, корреляция 0,999). Регрессионный анализ выявил тесную линейную взаимосвязь площади и радиуса головки сперматозоидов (R2 = 0,988). Полученные данные обосновывают целесообразность комплексной оценки фрагментации ДНК, непрямолинейной подвижности и морфометрии головки сперматозоидов при разработке критериев криорезистентности спермы и отборе быков.
Бесплатно
Статья научная
Воспалительные заболевания респираторного и желудочно-кишечного тракта остаются актуальной проблемой ветеринарии. Ведущую роль в первоначальной реакции организма на микробные агенты, контаминирующие стерильные слизистые оболочки новорожденных животных, играет врожденный, или естественный, иммунитет. Он реализуется посредством активации клеточных и гуморальных факторов неспецифической резистентности. В 2014 году в условиях крупного молочного комплекса (ООО «Воронежпищепродукт», Новоусманский р-н, Воронежская обл.) у 20 телят красно-пестрой породы исследовали содержание лейкоцитов, лейкограмму, количество катионных белков в нейтрофилах, лизоцимную активность сыворотки крови (ЛАСК) через 1 ч после рождения, на 2-е, 5-7-е и 14-15-е сут жизни, а также влияние этих показателей на сроки возникновения и течение воспалительных заболеваний респираторного и желудочно-кишечного тракта. Забор крови осуществляли в утренние часы до кормления из яремной вены. Определяли температуру тела, частоту сердечных сокращений и дыхательных движений, оценивали состояние видимых слизистых оболочек, время появления и выраженность сосательного рефлекса, наличие и характер кашля, одышки, носовых истечений, проводили пальпацию гортани, трахеи, межреберных промежутков, брюшной стенки, аускультацию и перкуссию грудной клетки. Маркеры кишечного воспаления - растворимый белок, эритроциты (гемоглобин), лейкоциты (лейкоцитарная эластаза), рН - в кале определяли методом «сухой химии». Также выборочно исследовали кал животных в возрасте 1-1,5 мес. По клиническим и гематологическим показателям животные ретроспективно были разделены на две группы: группа А - с содержанием лейкоцитов при рождении от 11,0½10 9/л до 18,3½10 9/л и сегментоядерных нейтрофилов (СН) более 4½10 9/л; группа Б - с содержанием лейкоцитов при рождении от 6,5½10 9/л до 11,3½10 9/л и СН менее 3,9½10 9/л. Динамика содержания гранулоцитов в крови у телят из этих групп в течение первых 15 сут жизни достоверно различалась. Кроме того, были обнаружены отличия от физиологической нормы. Это определялось разными фазами адаптационного синдрома (мобилизации, резистентности, истощения) и разными возможностями реакции гранулоцитарной системы телят на действие раздражающих факторов согласно закону исходных величин по J. Wilder (1957). Повышенное содержание СН и палочкоядерных нейтрофилов (ПН) в крови у животных из группы А при рождении свидетельствовало об уже имеющейся активации костного мозга и не могло значительно возрастать даже в ответ на достаточно сильный раздражитель. У телят из группы Б исходное количество СН и ПН было близко к физиологической норме, существенно возрастало на 2-е сут и снижалось к 5-7-м сут жизни. Концентрация катионных белков и ЛАСК у всех телят в период исследования была ниже величин, характерных для животных такого возраста. У всех телят на 2-е сут жизни развивалась диарея. Ее продолжительность в группах А и Б составила соответственно 8,6±1,1 и 4,2±0,6 сут. С исчезновением симптомов диареи маркеры кишечного воспаления выявлялись в кале телят в течение 1-1,5 мес. В течение 14 сут после рождения у всех животных регистрировались первые симптомы бронхита (индуцированный кашель), у большинства телят течение болезни было легким. Обсуждаются механизмы изменения реактивности гранулоцитарной системы, приводящие к ее декомпенсации и развитию воспаления дыхательных путей.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время в России возрастает удельный вес хозяйств по производству молока, насчитывающих до 1500 дойных коров со среднегодовой продуктивностью 9000-12000 л молока. В некоторые регионы высокопродуктивный племенной крупный рогатый скот ввозится из-за рубежа, и поголовье молочных комплексов комплектуется только импортными животными. Интенсивное и неконтролируемое поступление животных из многих источников создает риск заноса возбудителей инфекционных болезней, влияющих на экономические показатели стада. К их числу относится вирусная диарея (болезнь слизистых оболочек) крупного рогатого скота (ВД-БС КРС). Вирус относится к роду Pestivirus семейства Flaviviridae и представлен 1-м и 2-м типами и двумя биотипами - цитопатогенным и нецитопатогенным. Инфицирование не иммунных к вирусу телок и коров приводит к неудачным оплодотворениям, повторным приходам в охоту, а на ранних стадиях стельности - к бесплодию, эмбриональной смертности, абортам, рождению мертвых телят, возникающим из-за дисфункций яичников, воспаления матки и прямого воздействия на эмбрион. Патоген вызывает также иммунотолерантные эмбриональные инфекции, приводя к рождению персистентно инфицированных (ПИ) телят, становящихся постоянным эндогенным источником возбудителя в стаде. Целью нашей работы было определение основных половозрастных групп животных, подверженных наибольшему риску инфицирования вирусом и служащих своего рода индикаторами циркуляции вируса ВД-БС КРС первого типа на молочных комплексах. Исследования выполняли в 2006-2014 годах на коровах голштино-фризской породы в шести крупных молочных комплексах Сибири (Тюменская обл.), где специфическая профилактика болезни не проводилась. На наличие ПИ животных исследовали модельные группы по 100-400 гол. При эпизоотологических обследованиях, проведенных в период карантина завезенных животных и последующие 5 лет, фиксировали общее состояние, заболеваемость и летальность в модельных половозрастных группах, наличие гинекологической патологии (повторные приходы в охоту, яловость, аборты и рождение мертвых телят). Кроме того, использовали серологический метод исследования и ПЦР. Установлено, что при завозе животных из разных источников на партию нетелей в 100 гол. может приходиться 8,8 % ПИ вирусоносителей, имеющих риск отелиться телятами-вирусоносителями. В дальнейшем наиболее восприимчивую к инфицированию группу животных представляют телки первого поколения, реагирующие в 71,4 % случаев сероконверсией к вирусу через 1-3 мес после искусственного осеменения, а также нетели. Этот показатель может служить индикатором циркуляции вируса в молочном стаде и риска рождения персистентно инфицированных телят. Доля ПИ вирусоносителей среди телок достигала 10,6 %, нетелей - 8,8 %, рожденных от них телят - 5,5 %, что выше соответствующих показателей у коров второй и третьей лактации. Среди коров последней половозрастной категории доля ПИ животных составила 1,6 %, среди рожденных от них телят - 3,7 %. Геном вируса чаще выявляли в органах абортированных плодов от нетелей на 4-6-й (40,0 %) и 6-9-й мес (24,0 %) стельности, а также мертворожденных телят (29,2 %). Для коров эти показатели составили соответственно 17,5; 10,3 и 20,5 %. Присутствие вируса в вагинальных и маточных выделениях было обнаружено в 29,0 % случаев у нетелей и 13,5 % - у коров. Массовые проблемы репродукции возникали в течение первого периода после комплектования молочных комплексов импортными животными. Этот период мог затягиваться в зависимости от сроков комплектования, условий содержания животных, числа поступающих особей и источников, откуда их завезли, частоты ввода нетелей, совместного содержания стельных животных с молодняком, отсутствия вакцинации. По мере увеличения числа животных с иммунитетом к вирусу снижалась доля восприимчивых к заражению и инцидентность болезни. Для установления роли вируса в патологии воспроизводства необходимо проводить комплекс диагностических исследований на наиболее восприимчивых к заражению группах животных.
Бесплатно
Статья научная
Растения обладают сложной антивирусной иммунной системой, в функционировании которой ключевую роль играет РНК-сайленсинг - индуцибельный молекулярный механизм, контролирующий уровень репликации вируса и степень выраженности симптомов. В ряде случаев сайленсинг подавляется при действии вирусных белков-супрессоров, предотвращающих фрагментацию или блокирование трансляции вирусных РНК. Активность белков-супрессоров считают непременным условием успешной репродукции фитовирусов. В то же время РНК-сайленсинг нельзя рассматривать исключительно как беспощадный антивирусный механизм, действие которого необходимо полностью подавить, в действительности, по-видимому, происходит тонкая регуляция этого процесса. Известно, что многие фитовирусы кодируют супрессоры, обладающие очень слабой или преходящей активностью (transiently active suppressors). В частности Х вирус шалота (ХВШ), прототип рода Allexivirus, успешно репродуцируется и формирует персистентную инфекцию в отсутствие активного белка-супрессора и, следовательно, преодолевает иммунный барьер сайленсинга с помощью иного механизма...
Бесплатно
Статья научная
Милдью — одно из самых распространенных и вредоносных заболеваний винограда в мире. Высокая восприимчивость к милдью большинства сортов винограда делает необходимой химическую защиту, приводящую к негативным экологическим последствиям, в связи с чем исследование новых средств биоконтроля патогенов растений приобретает все большую актуальность. Дрожжи — один из наиболее интересных и перспективных агентов биоконтроля в силу своих биологических особенностей, широкого распространения, генотипической и фенотипической приспособленности к колонизации и конкуренции за пространство и питательные вещества. В настоящей работе впервые установлено, что Saccharomycescerevisiae, населяющие поверхность ягод винограда, могут быть эффективным агентом биоконтроля милдью за счет стимуляции защитных реакций растений и выраженной антагонистической активности. Целью работы стало исследование стимуляции защитных реакций у винограда при обработке листьев Saccharomycescerevisiae в качестве агента биоконтроля милдью (возбудитель Plasmopara viticola). Работу проводили в ФГБНУ Северо-Кавказский федеральный научный центр садоводства, виноградарства, виноделия в 2024-2025 годах. Использовали изолят дрожжей S. cerevisiae, выделенный с поверхности ягод винограда (Vitisvinifera) сорта Мерло (с. Молдаванское, Краснодарский край). Использовали листовые диски восприимчивого к милдью сорта винограда ТАНА33 диаметром 2 см в чашках Петри. Их опрыскивали разрешенными против милдью биопрепаратами. Варианты были следующими: Bacillus subtilis (штамм В-10 ВИЗР, препарат Алирин В, ООО «АгроБиоТехнология», Россия) (BS); Bacillusamyloliquefaciens (штамм КС-2, ВКПМ В-11141, препарат БФТИМ, ООО «Биотехагро», Россия) (BA); изолят Saccharomycescerevisiae (6× 106 кл/мл) (SC); водный (SC+t) и спиртовой (SC+Sp) экстракты из изолята S. cerevisiae; вода (контроль). Через 24 ч после обработки листовых дисков проводили инокуляцию суспензией спор P. viticola (PV) в концентрации 3× 106 спор в 1 мл. Эффективность обработок оценивали на основании развития милдью на листовых дисках: как средний процент площади спороношения или характерных маслянистых пятен на 50 листовых дисках. Спорообразование возбудителя милдью определяли посредством подсчета спор при помощи камеры Горяева. Физиологические параметры, характеризующие иммунный ответ винограда, определяли через 24, 48 и 72 ч после обработок S. cerevisiae и экстрактами культуры, а также через 24, 48 и 72 ч после заражения милдью. Содержание стильбенов (ресвератрола, виниферина, пицеида) определяли методом капиллярного электрофореза на приборе Капель 105М (ООО «Люмэкс», Россия). Содержание перекиси водорода оценивали методом FOX1, содержание малонового диальдегида (МДА) — по реакции с тиобарбитуровой кислотой. Экспрессию защитных генов определяли через 24, 48 и 72 ч после инокуляции P. viticola методом ПЦР в реальном времени (ПЦР-РВ). Относительную экспрессию генов рассчитывали методом 2-ΔΔCt. Установлено, что S. cerevisiae и их экстракты обладали способностью инициировать иммунные реакции винограда, снижали развитие милдью на листьях и число образуемых патогеном спор. Дрожжи и их экстракты компенсировали подавление окислительных процессов со стороны P. viticola и обеспечивали высокое содержание микроботоксичного виниферина, ресвератрола и пицеида. Экстракты дрожжей оказались способны в некоторой степени нивелировать негативные регуляторные эффекты со стороны P. viticola и усиливать иммунный ответ винограда после инфицирования милдью. Водный экстракт способствовал повышению содержания перекиси водорода, малонового диальдегида, стильбенов. При этом экспрессия защитных генов была значительно ниже, чем при обработке листьев живой дрожжевой суспензией. Спиртовой экстракт дрожжей оказывал наименее выраженное иммуноиндуцирующее действие, которое выражалось в увеличении содержания стильбенов, прежде всего пицеида. Наибольшей эффективностью при заражении растений P. viticola обладали живые S. cerevisiae. Иммунный ответ винограда на инфицирование милдью на фоне обработки дрожжами прежде всего отличался высоким уровнем экспрессии защитных генов. Дрожжи S. cerevisiae индуцировали одновременную экспрессию жасмонат (LOX, MYC2) и салицилат связанных (NPR1, PR1) генов, PR-белков и стильбенсинтазы через 24 и 48 ч после заражения. Дрожжевые экстракты стимулировали изменение экспрессии генов MYC2, NPR1 и CHS. При этом положительное воздействие дрожжевых экстрактов на иммунные реакции не способствовало полному подавлению милдью на листовых дисках. Это может быть связано с биологическими особенностями восприимчивого к милдью сорта ТАНА 33. Таким образом, высокая эффективность контроля милдью со стороны S. cerevisiae обеспечивалась не только иммуноиндукцией, но и выраженным антагонистическим подавлением P. viticola.
Бесплатно
Статья научная
Соя Glycine max (L.) Merr. - важнейшая продовольственная, техническая и кормовая культура. В настоящее время широкое распространение в мире получает выращивание генно-модифицированных растений сои с повышенной устойчивостью к гербицидам и вредителям, а также пониженным содержанием линоленовой кислоты по сравнению с сортами и гибридами традиционной селекции. Более 85 % трансгенных растений сои было получено методом агробактериальной трансформации. К настоящему времени разработаны протоколы агробактериальной трансформации сои посредством соматического эмбриогенеза, а также прямого или непрямого органогенеза. При этом в качестве эксплантов используют семядоли, семядольные узлы, сегменты гипокотиля и эпикотиля, незрелые и зрелые зародыши. Однако, несмотря на большое число известных протоколов, генетическая трансформация сои не стала еще рутинной процедурой, поскольку существенным образом зависит от особенностей конкретного генотипа. В доступной литературе данные об использовании сегментов стебля для генетической трансформации сои практически отсутствуют, хотя этот тип экспланта широко и эффективно применяют при получении большинства трансгенных растений из класса Dicotyledoneae...
Бесплатно
Индукция эмбриогенеза в культуре изолированных микроспор пшеницы ( Triticum aestivum L.)
Статья научная
Гаплоиды и удвоенные гаплоиды пшеницы служат ценным материалом для селекции. Они могут быть использованы при изучении комбинативной изменчивости и поиске подходов для ее закрепления в гомозиготных линиях. Четыре отечественных сорта озимой (Московская 56, Московская 39, Галина, Немчиновская 24) и три яровой (Эстер, МИС, Амир) пшеницы были проверены на эффективность эмбриогенеза в изолированных микроспорах. Контролем служил сорт яровой пшеницы Фалат. В основу работы взят протокол по индукции прямого эмбриогенеза в культуре изолированных микроспор. Все озимые сорта показали низкую частоту образования цитоплазматических тяжей, характерных для эмбриогенных микроспор, тогда как у яровых отмечена высокая частота формирования аналогичных структур. Через 4 сут культивирования в питательной среде для индукции наблюдалось снижение жизнеспособности микроспор озимых сортов, а еще через 10 сут в культуре живые клетки не обнаруживались. Яровые сорта продемонстрировали способность формировать многоклеточные структуры, которые могли развиться в эмбриоиды. У контрольного сорта Фалат количество проэмбриодных структур составило 28 %, при этом большая их часть в дальнейшем развивалась в эмбриоиды. Исходя из полученных данных, возникла необходимость в модификации имеющегося протокола по индукции прямого эмбриогенеза в микроспорах пшеницы, а именно в изменении таких параметров, как концентрация мальтозы в индукционной среде, температурная обработка колосков пшеницы, число завязей и время их добавления в среду, тип и концентрация гормонов в индукционной среде и среде для культивирования.
Бесплатно
Индуцированный морфогенез и регенерация in vitro растений ячменя отечественных сортов
Статья научная
Изучали влияние генотипа и компонентов питательной среды на процессы каллусообразования, морфогенеза и регенерацию in vitro у трех российских сортов ярового ячменя - Стимул, Виконт и Мамлюк. Наиболее эффективную регенерацию побегов наблюдали при использовании эксплантов сорта Стимул и модифицированной среды Мурасиге-Скуга, содержащей гидролизат казеина (1 г/л), миоинозитол (100 мг/л) и бензиладенин (3,0 мг/л), а также 50-кратное (относительно стандартного) количество ионов Cu2+.
Бесплатно
Статья научная
При инфицировании растений патогенами происходит смещение равновесия между окислительными процессами и антиоксидантной активностью в сторону усиления образования активных форм кислорода (АФК), что влияет на ход развития болезни и по-разному проявляется у фитопатосистем, различающихся по типу паразитизма. В ряде случаев для защиты растений от патогенов необходима генерация АФК (биотрофы), тогда как в других (некротрофы) - наоборот, требуется присутствие антиоксидантов. Влияя определенным образом на индукцию АФК и антиоксидантов, можно регулировать восприимчивость и устойчивость растений к патогенам разной трофности. Нами впервые созданы инновационные гибридные иммуномодуляторы (Хит-Ван+СК), в структуре которых имеются фрагменты биологически активных веществ, обладающих антиоксидантным и прооксидантным действием. Основой таких систем служит хитозан (Хит), содержащий ковалентно присоединенный ванилин (Хит-Ван), который понижает количество АФК за счет стимулирования клеточной антиоксидантной активности (антиоксидантное действие), и связанную лабильной ионной связью салициловую кислоту (СК), наоборот, генерирующую АФК (прооксидантное действие). Изучено действие созданных систем при формировании иммунного ответа растениями-хозяевами ( Triticum aestivum L.) при заражении патогенами с разным типом питания: гемибиотрофом Cochliobolus sativus Drechs (темно-бурая пятнистость) и биотрофом Puccinia recondita Roberge ex Desmaz f. sp. tritici (бурая ржавчина). Показано, что хитозан, содержащий ионно-связанную СК (Хит+СК), повышает устойчивость пшеницы к биотрофу P. recondita и гемибиотрофу C. sativus , тогда как (Хит-Ван) эффективно индуцирует устойчивость только к гемибиотрофу C. sativus. Эффективность (Хит+СК) как индуктора устойчивости в 1,2-2,0 раза превышает индуцирующее действие хитозана. Установлено, что по отношению как к биотрофу, так и к гемибиотрофу гибридные иммуномодуляторы (Хит-Ван+СК) при молярном соотношении ванилина и салициловой кислоты в диапазоне 1:1-1:2 демонстрируют высокую иммуномодулирующую активность независимо от величины молекулярной массы хитозана, что выражается в снижении площади поражения листьев темно-бурой пятнистостью и бурой ржавчиной более, чем в 10 раз по сравнению с контролем. Биологическая эффективность гибридной системы как иммуномодулятора коррелирует с содержанием в ней СК, что подтверждает участие сигнальной салицилатной системы в индукции иммунитета. Установлено, что важную роль в проявлении индуцированной устойчивости гибридными иммуномодуляторами играют антиоксидантные ферменты (супероксиддисмутаза, каталаза и пероксидаза), регулирующие соотношение между окислительными процессами и антиоксидантной активностью. Результаты изучения влияния созданных гибридных систем на основе хитозана (Хит-Ван+СК) на активность антиоксидантных ферментов в системе пшеница- C. sativus показали, что повышение устойчивости растений к патогенам реализуется через контроль интенсивности окислительно-восстановительных процессов в растениях, который обусловлен присутствием в структуре гибридных иммуномодуляторов определенного про- и антиоксидантного баланса. Предложен механизм поведения гибридных иммуномодуляторов, обеспечивающий повышение болезнеустойчивости растений на начальных этапах внедрения патогена, который заключается в способности экзогенной СК, связанной с хитозаном лабильной ионной связью, ингибировать каталазу и пероксидазу, в результате чего в клетках накапливается перекись водорода, способная усиливать экспрессию генов, определяющих защиту от патогенов.
Бесплатно
Статья научная
В связи с потребностью в экологически чистой продукции актуально использование микробиологических препаратов для защиты растений от вредителей и болезней. В мировой практике наиболее востребованы инсектицидные биопрепараты на основе энтомопатогенных бактерий Bacillusthuringiensis(Bt), обладающих селективным действием в отношении определенных групп насекомых, безопасных для хордовых и окружающей среды. Идентифицировано около 100 различных подвидов и серовариантов Bt. Для биоконтроля насекомых в агроценозах используют преимущественно биопрепараты на основе трех патоваров. Патовар А — штаммы Bt, активные против насекомых из отряда Lepidoptera. Патовар В — штаммы Bt,действующие против личинок кровососущих комаров, мошек и растительноядных комаров из отряда Diptera. Патовар С — штаммы Bt, поражающие Coleoptera(l. Palma с соавт., 2014; Y. Bel с соавт., 2022). Также выявлен патовар F (fungi), проявляющий активность против грибов (О.В. Смирнов с соавт., 2010). Кроме того, некоторые штаммы активны против нематод (A.C. Kotze c соавт., 2005), клещей (M.A. Hassanain с соавт., 1997) и моллюсков (A.M. Abd El-Ghany c соавт., 2017). Наряду с инсектицидными, штаммы Bt могут обладать антибактериальными, фунгицидными и ростостимулирующими свойствами (M.N. Islam с соавт., 2019; A.M. Mohammad с соавт., 2013; I.V. Maksimov с соавт., 2015). Bt способны продуцировать разнообразные белковые элиситоры, которые могут активировать природные защитные реакции растений на воздействие вредных организмов и вырабатывать иммунитет к ним. Действие Bt на вредителей обусловливается энтомотоксическим, энтомопатогенным и метатоксическим эффектами за счет наличия кристаллов эндотоксина, других энтомоцидных белков, минорных факторов вирулентности и спор (Н.В. Кандыбин с соавт. 2009; Y.V. Malovichko с соавт., 2019). Не все токсины Btпредставляют собой белки. Так, термостабильный водорастворимый b-экзотоксин (турингиезин) имеет нуклеотидную природу (J. Farkaš с соавт., 1977; S. Espinasse с соавт., 2002). Действуя как синергист в комплексе со спорами и кристаллами, экзотоксин усиливает энтомоцидный эффект (A. Bravo с соавт., 2007). К числу бактериальных факторов вирулентности относятся ферменты: хитиназы, лицитиназы, фосфатазы, целлюлазы, металлопротеазы и др. (S. Honda с соавт., 2017; O. Lozeva с соавт., 2002; Y.V. Malovichko с соавт., 2019). Активность токсинов усиливается за счет ряда вторичных метаболитов. Антифунгальная и антибактериальная активность связана с продукцией Btлитических ферментов, таких как протеазы и хитиназы, лизирующих клеточные стенки фитопатогенов (L. Xiao с соавт., 2009; D.J. Seo с соавт., 2012). Усиление активности происходит, в том числе, за счет образования суфраксинов, фенгицинов и итуринов, а также липопептидных антибиотиков (P.I. Kim с соавт., 2010; F. Achimou с соавт., 2000). Фиторегуляторная активность осуществляется за счет образования сидерофоров и фитогормонов (В.С. Масленникова, 2023; А.М. Тимофеева с соавт., 2022) Благодаря продукции разнообразных соединений, обусловливающих хозяйственно ценные свойства, Bt стали наиболее широко используемой в мире основой биологических пестицидов. Во Всероссийском НИИ сельскохозяйственной микробиологии (ФГБНУ ВНИИСХМ) на основе новых штаммов Bt, выделенных и охарактеризованных сотрудниками, созданыпрототипы уникальных биологических препаратов, обладающих полифункциональными свойствами (инсектицидными, антифунгальными и ростостимулирующими) (С.Д. Гришечкина с соавт., 2019), ведется поиск и изучение новых штаммов, детальные исследования структуры их геномов (A.E. Shikov с соавт., 2024). Применение препаратов на основе этих штаммов будет способствовать получению экологически чистой продукции, охране окружающей среды и расширению ассортимента микробиологических средств защиты растений, а также сферы их применения. Они могут составить конкуренцию химическим пестицидам не только с точки зрения экологической безопасности, но и по экономическим показателям. Настоящий обзор посвящен сравнительному анализу хозяйственно ценных свойств штаммов Bt селекции ФГБНУ ВНИИСХМ и оценке их потенциала для растениеводства и биотехнологии.
Бесплатно
