Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1659
Статья научная
Северный олень ( Rangifer tarandus ) географически изолирован от других подвидов жвачных семейства Cervidae , что предполагает формирование специфических микробных сообществ рубца у этого вида. Известно, что приуроченность к определенным экологическим условиям может оказывать значимое влияние на состав микробиоты рубца жвачных. В настоящей работе с применением молекулярно-биологического анализа впервые показано, что одним из ключевых факторов, влияющих на состав микробиома рубца у северного оленя, служит место обитания. Цель работы состояла в оценке региональных и половозрастных особенностей микробиома рубца северных оленей из различных природно-климатических зон Российской Федерации с использованием T-RFLP-анализа (terminal restriction fragment length polymorphism) и количественной ПЦР. Объектом исследования были 58 особей северных оленей ненецкой породы - телята (4-8 мес) и взрослые особи. Содержимое рубца северных оленей отбирали в летне-осенний период 2017 года ( n ≥ 3 из каждой возрастной группы) в Ямало-Ненецком автономном округе (АО) (п.г.т. Харп, лесотундровая природно-климатическая зона), Ненецком АО (п. Нельмин-Нос, тун-дровая природно-климатическая зона) и Мурманской области (ст. Лопарская, тундровая природно-климатическая зона). Также для анализа были отобраны образцы пастбищной растительности, составлявшие основу рациона северных оленей в каждом регионе. Общее количество бактерий, архей и грибов класса Neocallimastigales в содержимом рубца анализировали методом количественной ПЦР, состав бактериального сообщества - методом Т-RFLP. Основным детерминантом всех компонент микробного сообщества рубца северных оленей оказались региональные условия обитания, что, по всей видимости, обусловлено различиями в составе пастбищного рациона и эпизоотической ситуацией в стаде. Наименьшее сходство с другими регионами по составу содержимого рубца было выявлено у образцов из Мурманской области. Половозрастные различия животных оказались менее значимыми, однако вносили определенный вклад в соотношение микроорганизмов в рубце. Выявленные изменения микробиоты были неодинаковы у особей из разных регионов. Так, у северных оленей старше 2 лет из Мурманской области и Ямало-Ненецкого АО наблюдалось достоверное увеличение численности бактерий (p function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }
Бесплатно
Метаболизм азотистых веществ у ремонтных бычков при разных источниках кормового белка в рационе
Статья научная
В научно-хозяйственном опыте изучали интенсивность метаболизма азотистых веществ корма в рубце и организме ремонтных бычков черно-пестрой породы, содержавшихся на разных рационах (зерно гороха и люпина).
Бесплатно
Статья научная
Изучали влияние различного содержания протеина и аминокислот в рационе молодняка свиней гибридного происхождения на обмен азотсодержащих метаболитов и качество мяса. Оценивали оптимальное количество этих веществ в рационе.
Бесплатно
Метаболизм в семенах амаранта Amaranthus L. при воздействии электрохимически активированной воды
Статья научная
Представленные в специальной литературе данные свидетельствуют о высокой эффективности применения электрохимически активированной воды (ЭХАВ) в сельском хозяйстве, но механизм ее влияния на биологические объекты практически не описан. Мы изучали влияние предпосевной обработки семян амаранта хвостатого Amaranthus caudatus L. ЭХАВ на активность дыхательных ферментов, содержание субстратов, энергию прорастания и силу роста. Установлено, что физико-химические изменения, происходящие в воде в результате электролиза, индуцируют в семенах различные метаболические процессы. Высокое содержание растворимых сахаров на фоне анаэробиоза в вариантах со смесью католита с анолитом и католитом способствует развитию гликолитических процессов, а накопленный пул метаболитов позволяет использовать их в более разнообразных химических превращениях. Повышенное содержание гормонов ускоряет ростовые процессы, обеспечивает усиленное деление и растяжение клеток, интенсивное прохождение начальных стадий развития растения (увеличение энергии прорастания и силы роста семян).
Бесплатно
Статья научная
В двух племенных хозяйствах проводили комплексную диспансеризацию высокопродуктивных молочных коров голландской, черно-пестрой и холмогорской пород в связи с бесплодием. Выявили нарушения метаболизма витамина А, белкового, углеводного, липид-ного, фосфорно-калъциевогр обмена, функции печени, ацидоз вследствие несбалансированности рационов по питательным веществам и использования кормов низкого качества.
Бесплатно
Метаболизм свинца и механизмы его цитотоксического действия в организме млекопитающих
Статья обзорная
В России загрязнение окружающей среды соединениями свинца считается наиболее распространенным (В.В. Снакин, 1998). Изучение механизмов влияния, закономерностей поступления в организм, последующего распределения и выведения этого токсичного тяжелого металла необходимо для обоснования допустимых пределов его воздействия на млекопитающих и оценки биологических эффектов. Эти данные постоянно пополняются, а их обобщение требует актуализации с учетом изменения климатических и экологических условий, антропогенных воздействий, расширения географии наблюдений. Процесс всасывания свинца в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ) млекопитающих зависит от проницаемости мембраны эпителиальных клеток кишечника. На интенсивность всасывания влияют физико-химические свойства (концентрация, размер частиц, минералогический состав, растворимость соединения в жидкой среде ЖКТ, величина ионного потенциала, атомная масса) и физиологические особенности организма (пол, возраст, живая масса, обмен веществ, беременность, лактация), а также состав рациона и содержание в нем протеина, клетчатки, кальция, цинка, железа, марганца и витамина D (J.A...
Бесплатно
Метаболиты автотрофных и гетеротрофных листьев амаранта Amaranthus tricolor L. сорта Early splendor
Статья научная
Важное направление системной биологии (метаболомики) - изучение состава и свойств низкомолекулярных метаболитов сельскохозяйственных растений с разным способом питания. Использование метаболомных технологий расширяет возможности анализа биохимических изменений в составе и структурных модификациях метаболитов, происходящих при переходе с автотрофного способа питания на гетеротрофный. Большинство фотосинтезирующих растений способно питаться автотрофно, однако в их жизни есть периоды появления бесхлорофилльных органов, которые питаются за счет органических веществ, запасенных ранее. Так, среди растений вида Amaranthus tricolor L. встречаются сорта, листья которых различаются по способу питания. Например, на растениях сорта Early Splendor в конце вегетативной фазы наряду с зеленоокрашенными фотосинтезирующими листовыми пластинками образуются ярко окрашенные красные гетеротрофные листья. Сравнительное изучение состава низкомолекулярных метаболитов в этих листьях актуально для понимания взаимосвязи гетерогенного и автотрофного способов питания в целом растении. В настоящей работе при метаболомном анализе водных и спиртовых экстрактов листьев амаранта сорта Early Splendor с использованием метода газовой хромато-масс-спектрометрии впервые установлены существенные качественные различия состава метаболитов в автотрофных и гетеротрофных листьях. В составе низкомолекулярных метаболитов идентифицированы как неспецифические (общие для разных способов питания), так и специфические (характерные для каждого из них в отдельности). Цель работы - сравнительное изучение состава низкомолекулярных метаболитов и выявление новых биологически активных метаболитов-антиоксидантов в гетеротрофных и автотрофных листьях амаранта сорта Early Splendor. Эксперименты проводили в 2017-2019 годах. Объектом исследования были растения амаранта сорта Early Splendor в фазу конец цветения-начало формирования семян. Растения выращивали в пленочной теплице Федерального научного центра овощеводства. Материалом служили свежие красноокрашенные гетеротрофные листья, сформированные на верхушке главного побега, и нижележащие фотосинтезирующие листья растения. Исследовали листья с полностью сформированной листовой пластинкой. Листья измельчали и проводили экстракцию 96 % этанолом или дистиллированной водой при соотношении 1:10 (навеска листьев:экстрагент) и температуре 24 °С в течение 30 мин. Анализ метаболитов выполняли методом газовой хромато-масс-спектро-метрии на хроматографе JMS-Q1050GC («JEOL Ltd», Япония). По библиотечным масс-спект-рам базы NIST-5 National Institute of Standards and Technology (США) идентифицировали 87 метаболитов, из которых в гетеротрофных листьях содержалось 19 веществ в водных экстрактах и 38 - в спиртовых, тогда как в фотосинтезирующих листьях было определено соответственно 21 и 57 веществ. В водных и спиртовых экстрактах обнаружили 29 одинаковых метаболитов. В гетеротрофных и автотрофных листьях амаранта вида сорта Early Splendor впервые был выявлен сквален (C30H50) - биологически активное соединение, которое проявляет антиоксидантные свойства. Также в гетеротрофных листьях идентифицировано соединение монопеларгонин (mono-nonanoin) (C15H11O7), который служит промежуточным продуктом o-гликозилирования флавоноидов, относится к фенольным соединениям и обладает высокой антиоксидантной активностью. Были идентифицированы одинаковые метаболиты, характерные для листьев амаранта с разным типом питания, что позволяет сделать предположение о тесном взаимодействии двух способов питания в период появления, роста и развития гетеротрофных листьев. При этом фотосинтезирующие листья служили донорами ключевых метаболитов для гетеротрофных листьев, тогда как последние были не только акцепторами, но и сами могли синтезировать и модифицировать метаболиты, необходимые для построения клетки. Богатый состав углеводов, незаменимых аминокислот, липидов и органических кислот, идентифицированных в фотосинтезирующих листьях, обусловливает использование воспроизводимой листовой биомассы в качестве источника антиоксидантов и биологически активных веществ. Следует подчеркнуть, что не все метаболиты удалось идентифицировать. Тем не менее выявленный нами набор метаболитов, поступающих из фотосинтезирующих листьев, позволяет предположить, что этих веществ достаточно для построения и функционирования клеток и тканей гетеротрофных листьев.
Бесплатно
Статья научная
Для получения экологически безопасной продукции при выращивании крупного рогатого скота необходимо включать в рационы животных биологически активные вещества, повышающие эффективность использования питательных компонентов корма. Некоторые из этих соединений применяются в качестве модификаторов функции рубца (чаще по отдельности, а не в комплексах). В настоящей работе впервые описаны изменения метаболических параметров в рубцовой жидкости бычков казахской белоголовой породы в тестах in vitro с образцами рациона, содержащими добавки фитопрепаратов и хлорида кобальта, определены их наиболее эффективные сочетания и дозировки. При использовании комплекса Artemisiae absinthil herba (2,0 г/кг СВ) и CoCl2 (1,5 мг/кг СВ) было установлено повышение переваримости сухого вещества, увеличение активности пищеварительных ферментов и содержания метаболитов в рубцовой жидкости, а также снижение образования метана. Использование комплекса Salviae folia (1,6 г/кг СВ) и CoCl2 (1,5 мг/кг СВ) привело к максимальному снижению образования метана. Цель работы - изучить влияние растительных препаратов и хлорида кобальта отдельно и совместно на изменение метаболических параметров в рубцовой жидкости бычков методом in vitro. Опыты проводили в 2021 году в ЦКП БСТ РАН (г. Оренбург). У бычков ( Bos taurus taurus ) казахской белоголовой породы ( N = 4, средняя масса 250-265 кг, возраст 9-10 мес) через хроническую фистулу рубца отбирали пробы рубцовой жидкости (РЖ) спустя 12 ч после кормления. Для тестирования in vitro c РЖ были приготовлены I контрольный рацион, включавший 70 % грубых кормов (сено луговое разнотравное) и 30 % концентрированных кормов (ячмень дробленый), и пять опытных образцов, в состав которых входили дополнительные компоненты: II - CoCl2 (1,5 мг/кг СВ; ООО «НПК «Асконт+», Россия) , III - Salviae folia (1,6 г/кг СВ), IV - Artemisiae absinthil herba (2,0 г/кг СВ), V - Salviae folia (1,6 г/кг СВ) + CoCl2 (1,5 мг/кг СВ), VI - Artemisiae absinthil herba (2,0 г/кг СВ) + CoCl2 (1,5 мг/кг СВ). Каждый образец РЖ от 4 животных тестировали 4-кратно ( n = 16). Образцы корма массой 500 мг раскладывали в полиамидные мешочки, которые затем помещались в инкубатор в смесь буферного раствора с рубцовой жидкостью на 48 ч при 39,5 °С. По окончании инкубации образцы промывали и высушивали при температуре 60 °С до постоянной массы. Вычисляли коэффициент переваримости сухого вещества in vitro. Проводили отбор проб воздуха отдельно из каждой емкости для определения содержания метана на приборе Кристаллюкс-2000М (ООО «НПФ «Мета-хром», Россия) методом газовой хроматографии. Количество летучих жирных кислот (ЛЖК) определяли методом газовой хроматографии с пламенно-ионизационным детектированием на газовом хроматографе Кристаллюкс-4000М. Анализ содержания различных форм азота проводили на оборудовании фирмы «Millab» (Италия) методом Кьельдаля. Активность амилазы измеряли по Смиту-Рою в модификации по Аносону для определения высокой активности фермента в панкреатическом соке. Активность протеолитических ферментов оценивали по количеству расщепленного казеина, очищенного по Гаммерстену, при колориметрическом контроле (λ = 450 нм). Сухое вещество биосубстратов определяли методом высушивания до постоянной массы при 60 °С. Установлено, что фитовещества Salviae folia и Artemisiae absinthil herba смещали ферментацию в сторону пропионата и бутирата. Присутствие A. absinthil herba усиливало интенсивность метаболизма азота в РЖ, при этом отмечали увеличение количества общего азота на 11,6 %, небелкового азота - на 144,3 %, аммиачного азота - на 71,4 %, мочевинного - на 31,7 % (р £ 0,05). При добавлении фитовеществ значительно увеличивалась активность амилазы, протеаз, концентрация летучих жирных кислот, однако повышалось количество метана. Комбинации фитовеществ и хлорида кобальта оказывали положительное влияние на процессы ферментации in vitro. Максимальный эффект был выявлен при использовании A. absinthil herba и хлорида кобальта: зафиксировано повышение переваримости сухого вещества при снижении образования метана на 2,1 %, увеличении активности пищеварительных ферментов, а также концентрации летучих жирных кислот в РЖ.
Бесплатно
Метаболический профиль беременных коров с разным типом этологической активности
Статья научная
Известно, что высокопродуктивные животные крайне чувствительны к изменениям условий содержания и эксплуатации, что влечет за собой глубокие нарушения в функциях эндокринной, иммунной, репродуктивной и других систем организма. Интеграция адаптационных реакций у животных, которую осуществляет центральная нервная система, зависит от особенностей высшей нервной деятельности. У глубокостельных коров черно-пестрой голштино-фризской породы в возрасте 4-6 лет со среднегодовой молочной продуктивностью за предшествующую лактацию 7-8 тыс. кг ( n = 82) и разным типом поведения изучали комплекс биохимических и гормональных показателей крови, характеризующих метаболический статус и стрессоустойчивость. В сыворотке и цельной крови определяли концентрацию белков, мочевины, креатинина, общих липидов, холестерина, триглицеридов, глюкозы, молочной и пировиноградной кислот, Ca, P, Mg, Zn, Mn, Cu, Fe, витаминов А, Е, связанного с белком йода, малонового диальдегида, общих иммуноглобулинов, активность аспартатаминотрансферазы, аланинаминотрансферазы, γ-глутамил-трансферазы, щелочной фосфатазы, глутатионпероксидазы, каталазы, бактерицидную активность, содержание половых (прогестерон, эстрадиол-17β, тестостерон), кортикостероидных (кортизол) и тиреоидных (тироксин, три-йодтиронин) гормонов. Также анализировали характер течения родов и послеродового периода. Показано, что по активности функционирования физиологических систем организма идентичными оказываются инфрапассивные и ультраактивные животные (крайние типы), а также активные и пассивные животные (средние типы). Коровы со средними типами поведения более устойчивы к родовым и послеродовым патологиям. Следовательно, крупногрупповое содержание животных, периодическое перемещение их из одной технологической группы в другую без учета типологических особенностей нервной системы и поведенческих реакций приводит к снижению репродуктивного (и продуктивного) потенциала.
Бесплатно
Статья научная
В современных условиях потенциал высокопродуктивных животных, приспособленных к промышленной технологии содержания, должен использоваться наиболее эффективно и не зависеть от географического положения и агроклиматических ресурсов региона. В представляемом нами исследовании установлено, что отрицательный эффект региональных климатических и геохимических факторов можно минимизировать при соблюдении всех технологических регламентов. Полученные результаты расширяют представления об особенностях метаболизма быков-производителей в различных геоклиматических условиях умеренной циркуляционной зоны между 55.86 и 51.18° с.ш., что может представлять интерес для практики разведения голштинской породы в странах с аналогичными природными факторами. Мы сравнили адаптационный статус быков голштинской породы ( n = 122) зарубежной селекции в возрасте 3-9 лет в условиях Центральной России (АО «Головной центр по воспроизводству сельскохозяйственных животных», Московская обл.), Среднего Урала (ОАО «Уралплемцентр», Свердловская обл.) и Северного Казахстана (РЦПЖ АО «АсылТулик», Акмолинская обл.). Был проведен биоэлементный мониторинг по содержанию Ca, P, Mg, Ca:P, Fe, хлоридов, Se, Cu, Zn. Белково-липидный обмен и активность ферментов оценивали по содержанию в крови общего белка, альбуминов, глобулинов, мочевины, креатинина, билирубина общего, триглицеридов, холестерина, аланинаминотрансферазы (АЛТ), аспартатаминотрансферазы (АСТ) и щелочной фосфатазы, секрецию эндогенных гормонов - по содержанию тестостерона, эстрадиола, тироксина, кортизола. Спермопродуктивность оценивали по объему эякулята, концентрации сперматозоидов в эякуляте, числу сперматозоидов в эякуляте. Климатические и геохимические характеристики регионов: АО «ГЦВ» - умеренно-континентальный климат, дерново-подзолистые почвы, ОАО «Уралплемцентр» - резко-континентальный климат, коренные скальные породы с песчано-глинистыми и дерново-подзолистыми почвами; АО РЦПЖ «АсылТулик» расположен вблизи города Нур-Султан в Центрально-Северной части Республики Казахстан, суровый резко-континентальный климат, темно-каштановые почвы. В результате межрегионального исследования установлено, что макроэлементный баланс быков-производителей находился в пределах допустимых норм и не имел достоверных различий между регионами: содержание в крови Са - 2,34-2,53 ммоль/л, P - 1,47-2,01 ммоль/л, Ca:P - 1,20-1,65, Mg - 0,79-0,98 ммоль/л. Обеспеченность животных железом в Московском регионе находилась в пределах нормы (23,82±6,18 мкмоль/л), в Северном Казахстане проходила по верхней границе нормы (30,74±6,97 мкмоль/л), на Среднем Урале превышала норму (40,32±7,30 мкмоль/л). Баланс Se (0,72-1,13 мкмоль/л) и Cu (12,6-16,0 ммоль/л) находился в допустимых пределах. На землях Москворецко-Окской провинции (АО «ГЦВ») обеспеченность производителей Zn составила 65,8 %, в зоне сухой степи на темно-каштановых почвах (АО РЦПЖ «Асыл-Тулик») - 95,9 % от минимального нормального значения. Повышенную в 2 раза активность ферментов в крови (по коэффициенту де Ритиса) выявили у быков в Московском регионе и в Северном Казахстане. У всех быков-производителей отмечали достаточную концентрацию как общего белка, так и его фракций. Излишнее количество белка с кормом получали производители Московского региона, о чем свидетельствует концентрация мочевины 7,57±2,82 ммоль/л (по верхней границе нормы) и креатинина 147,45±37,94 мкмоль/л. У производителей из Северного Казахстана отмечен синдром перегрузки железом (30,74±6,97 мкмоль/л) на фоне повышенного билирубина (9,15±3,42 мкмоль/л). Баланс стероидных гормонов свидетельствовал о легком дефиците тестостерона (39,17±5,06 нмоль/л) и избытке кортизола (226,75±45,62 нмоль/л) у быков-производителей из Московского региона по сравнению с Уралом (соответственно 50,36±5,80 и 138,81±21,48 нмоль/л) и Казахстаном (52,79±4,14 и 190,50±50,30 нмоль/л) (разница статистически не достоверна). Среднее содержание тироксина находилось в пределах физиологически допустимой нормы - от 66,65±3,52 нмоль/л на Среднем Ура
Бесплатно
Статья научная
Интенсивность и направленность обмена веществ в период лактации во многом определяют молочную продуктивность коров. Тканевые биостимуляторы оптимизируют обменные процессы посредством активации нейрогуморальных механизмов регуляции и положительно влияют на лактогенез и лактопоэз. Биоактивные препараты получают из разнообразного сырья с применением различных технологий. В представленном исследовании впервые установлено, что новый тканевой биостимулятор на основе вторичных продуктов оленеводства при 4-кратном введении в сухостойный период и в период раздоя положительно влияет на белковый и липидный обмен у лактирующих коров. Доказано, что применение этого биостимулятора по предлагаемой нами схеме приводит к росту суточных удоев молока, выходу молочного белка и жира за первые 60 сут лактации. Цель работы заключалась в оценке влияния разработанного тканевого биостимулятора, изготовленного из боенских отходов пантовых оленей, на показатели метаболизма и молочную продуктивность коров. Исследования проводили на коровах ( Bos taurus taurus ) приобского типа черно-пестрой породы в период сухостоя и начала лактации (АО Учхоз «Пригородное», г. Барнаул, Алтайский край, 2019 год). Сформировали две группы ( n = 10) сухостойных коров-аналогов в возрасте III лактации и старше за 55-60 сут до предполагаемого отела. Коровам контрольной группы вводили физиологический раствор: в период сухостоя - за 55-60 сут до предполагаемого отела 4-кратно в дозе 22,5 мл/гол. с интервалом 14 сут; в период раздоя - с 15-х сут лактации в той же дозе и кратности. Животным опытной группы вводили тканевый биостимулятор по аналогичной схеме. Опытная партия тканевого биостимулятора была изготовлена из субпродуктов и боенских отходов пантовых оленей (А.С. РФ № 2682641). Материалом для приготовления препарата служили мезентериальные лимфоузлы и средостения, селезенка, печень, матки с плодами (2-3 мес), плацента, отобранные в асептических условиях во время убоя здоровых особей. При постановке коров на опыт, а также на 15-е и 60-е сут лактации брали кровь из хвостовой вены в вакуумные пробирки (с активатором сгустка). Содержание общего белка, альбуминов, холестерина, триглицеридов, глюкозы определяли на автоматическом биохимическом анализаторе ChemWell Combo 2910 («Awareness Technology, Inc.», США), количество глобулинов, альбумин-глобулиновый коэффициент и соотношение холестерина к триглицеридам - расчетным методом. Суточный удой молока учитывали на 15-е, 30-е и 60-е сут лактации контрольной дойкой, надой молока за 60 сут лактации - расчетным методом. Пробы молока отбирали на 15-е и 60-е сут лактации. Содержание в молоке белка и жира определяли на анализаторе MilkoScan FT 120 («Foss Electric», Дания), выход молочного белка и жира за 60 сут лактации - расчетным методом по общепринятой формуле. Введение тканевого биостимулятора способствовало активации метаболизма и повышению показателей пластического и энергетического обмена относительно контроля: содержания в сыворотке крови общего белка, альбуминов и холестерина - соответственно на 3,0-6,4 (p function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }
Бесплатно
Метаболический статус коров при задержке внутриутробного развития эмбриона и плода
Статья научная
Внутриутробная задержка развития эмбриона и плода (ВЗРП) у коров - это полифакторный синдром, который определяется как несоответствие размеров формирующегося эмбриона и плода срокам их гестации. Принято считать, что процессы роста и развития эмбриона и плода у коров обусловлены морфофункциональной полноценностью половых клеток, участвующих в оплодотворении, и в основном регулируются характером материнского питания, состоянием метаболического гомеостаза и половых органов матери. В 2013 году в условиях крупного молочного комплекса (ООО «Агротех-Гарант» Нащекино, Аннинский р-н, Воронежская обл.) у 53 коров красно-пестрой породы со среднегодовой молочной продуктивностью 6,0-6,5 тыс кг мы исследовали показатели обмена белков (содержание общего белка, белковых фракций, мочевины в сыворотке крови), углеводов (концентрация глюкозы, молочной и пировиноградной кислот в крови), витаминов (А, Е, С), гормонального гомеостаза (содержание прогестерона, дегидроэпиандростерон-сульфата, тестостерона, эстрадиола, кортизола, трийодтиронина в сыворотке крови), эндогенной интоксикации (концентрация среднемолекулярных пептидов, мочевины, креатинина, активность трансаминаз в сыворотке крови) и системы оксида азота на 38-40-е, 60-65-е, 110-115-е и 230-240-е сут гестации, а также влияние этих показателей на развитие эмбриона и плода. Забор крови осуществляли в утренние часы до кормления из яремной вены. Состояние половых органов и метрических показателей эмбриона и плода оценивали методом трансректальной пальпации и эхографии с использованием ультразвукового сканера «Easi-Scan-3» с линейным датчиком 4,5-8,5 МГц («BCF Technology Ltd», Великобритания). Определяли диаметр рога-плодо-вместилища, размер плацентом, диаметр корпуса и копчико-теменной размер зародыша. Критерием задержки его развития в возрасте 38-40 сут служил копчико-теменной размер 12-16 мм и диаметр корпуса 7-9 мм, 60-65 сут - соответственно 25-45 мм и 12-16 мм, 110-115 сут - диаметр рога-плодовместилища 9-15 см и плацентом 10-17 мм. На 230-240-е сут гестации в опыт включали тех животных, у которых ВЗРП была диагностирована в период 38-40 сут беременности. Установлено, что на ранних этапах формирования зародыша (38-40-е сут) задержка его развития была связана с гипопрогестеронемией, обусловленной гипоплазией желтого тела. Помимо гипопрогестеронемии, у коров с ВЗРП наблюдали снижение содержания в сыворотке крови кортизола на 36,9 % (p 2- + NO3-) в сыворотке крови на 23,9 % (p
Бесплатно
Статья обзорная
Геномные и протеомные исследования в значительной степени расширили возможности решения спектра задач по расшифровке механизмов регуляции роста и развития растений в постоянно изменяющихся условиях окружающей среды. Не менее значимым стало появление еще одного направления системной биологии - метаболомики, сфокусированной на изучении динамики низкомолекулярных соединений, которые можно рассматривать как результат совокупности метаболических процессов в организме. Интенсивность этих процессов подвержена существенным изменениям при действии как биотических, так и абиотических стрессовых факторов. Исследования по метаболомному анализу проводятся не только на модельных объектах, но и на сельскохозяйственных растениях. К их числу относится картофель, входящий в десятку наиболее востребованных культур. Представленный обзор ставит целью обобщить имеющиеся в литературе данные о выявленных с помощью метаболомного подхода системных биохимических перестройках при действии патогенных вирусов и микроорганизмов, насекомых, а также абиотических стрессоров на растения картофеля ( Solanum tuberosum L.). Данные последних лет указывают на то, что метаболомный анализ позволяет не только охарактеризовать развитие вирусных и грибных болезней картофеля, но и тестировать устойчивость к ним у различных видов и сортов (H. Hamzehzarghani с соавт., 2016; T. Stare с соавт., 2015; H. Tai с соавт., 2014; S. Tomita с соавт., 2017). Для ряда соединений вторичного метаболизма показаны значимые изменения. Метаболомный подход достаточно чувствителен и для выявления перестроек при действии абиотических факторов. В обзоре рассмотрены метаболические перестройки, непосредственно связанные с дегидрированием клетки, в том числе при воздействии осмотических и температурных стрессоров. Особое значение имеет содержание аминокислот и сахаров. Однако требуется ряд дополнительных исследований, которые позволят выявить, насколько изменятся метаболические перестройки при совместном действии нескольких факторов, например недостатка влаги и повышения температуры (V. Arbona с соавт., 2013; M. Drapal с соавт., 2017; R.D. Hancock с соавт., 2014). Абсолютное большинство данных получено при изучении метаболома различных вегетативных органов растений картофеля. К сожалению, метаболомные особенности генеративных органов в настоящее время не изучены. Полностью отсутствуют сведения о метаболомном профилировании формирования пыльцы, в том числе у форм картофеля с цитоплазматической мужской стерильностью. Это указывает на актуальность развития обсуждаемого направления в исследовании метаболома у картофеля. Дальнейшая стандартизация протоколов метаболомного анализа и методов обработки полученных результатов позволит использовать метаболомику не только как важнейший компонент фундаментальных исследований, но со временем и как основу мониторинга коллекционных образцов, создаваемых сортов и гибридов картофеля. Анализ современных данных свидетельствует о перспективности такого подхода для фенотипирования различных генотипов картофеля, а также выявления форм, устойчивых к различным типам неблагоприятных воздействий.
Бесплатно
Статья научная
Ризосферный эффект (изменение состава сообщества микроорганизмов под действием корневой экссудации растений) широко освещен в научной литературе. Убедительно показана его зависимость от таких внешних факторов, как тип почвы, вид и сорт растения и т.д. Задачей настоящей работы стало изучение влияния типа почвы и вида растения на ризосферный эффект при помощи современных методик высокопроизводительного секвенирования. Эта проблема неоднократно рассматривалась иностранными коллегами, однако подобное исследование на российских почвах и культурах, используемых в отечественной агропромышленности, было поведено впервые. В работе использовались две контрастные по агрохимическим показателям почвы - чернозем (Воронежская обл.) и дерново-подзолистая почва (Псковская обл.). Семена ржи (Secale cereale L., к-6469 по каталогу ВИР, местный сорт, используемый в Псковской области) и пшеницы (Triticum aestivum L., сорт Волшебница, к-54609 по каталогу ВИР) (получены из коллекции ВИР, г. Санкт-Петербург) выращивали в вегетационном домике на обеих почвах в течение 42 сут. Используя NGS-секвенирование V4 вариабельного участка гена 16S-рДНК, про-анализировали состав сообществ микроорганизмов исходных почв и сформированных на них ризосфер. Несмотря на небольшую длительность эксперимента, в обеих почвах был выявлен выраженный ризосферный эффект. Наиболее сильным фактором оказался тип почвы. Сообщества исходных почв, а также различные ризосферные сообщества, сформированные на этих почвах, достоверно отличались друг от друга. Для обеих почв показано сохранение этой закономерности при формировании ризосферных сообществ микроорганизмов у ржи и пшеницы. Вид растения был вторым по значимости (после типа почвы) фактором, определяющим таксономический состав ризосферного микробиома. У ржи сообщества ризосферы в целом оказались несколько ближе к сообществам исходных почв, чем у пшеницы. Также сообщества ризосфер ржи на дерново-подзолистой почве, по данным кластерного анализа, близки по структуре к сообществам исходной почвы. Таксономический микробиомный анализ сообществ на уровне фил позволил выявить группы, в наибольшей степени ответственные за ризосферный эффект. Формирование ризосферных сообществ сопровождалось увеличением количества последовательностей, характерных для класса Betaproteobacteria, при снижении числа представителей филы Verrucomicrobia. Сочетание особенностей дерново-подзолистой почвы и выращиваемой на ней пшеницы приводит к значительным изменениям в сообществе. По результатам всех анализов эти сообщества существенно отличаются от сообществ исходной почвы и ризосферы ржи на дерново-подзолистой почве. Возможно, это связано с увеличением доли бактерий из рода Flavobacterium (фила Bacteroidetes) в указанных сообществах. Таким образом, при помощи метода высокопроизводительного секвенирования, обладающего высокой разрешающей способностью и возможностью исследовать в том числе некультивируемые формы микроорганизмов, было наглядно показано наличие ризосферного эффекта при выращивании культурных сортов растений, а также продемонстрированы особенности взаимодействия отдельных формирующих его факторов. Однако для подтверждения ризосферного эффекта, а также более подробного исследования механизмов, лежащих в его основе, необходимо дополнить проведенный нами таксономический анализ исследованиями, характеризующими связь структуры ризосферного микробиома с составом растительных экссудатов. Для этого запланировано проведение ряда модельных экспериментов по внесению в почву веществ, входящих в состав корневых экссудатов исследуемых сортов ржи и пшеницы.
Бесплатно
Статья научная
На сегодняшний день использование антибиотиков в ветеринарии, а также в качестве стимуляторов роста в животноводстве считается основной причиной развития устойчивости бактерий к антибиотикам. Водные экстракты растительного происхождения могут обеспечить новые простые подходы к борьбе с патогенными бактериями. В этой связи ведется активный поиск естественных альтернативных источников противомикробных препаратов. Дикие растения считаются практически неограниченным источником фитохимических веществ. Кроме того, водные экстракты растительного происхождения могут обеспечить новые простые подходы к борьбе с патогенными бактериями. Высказываются предположения, что увеличение показателей роста бройлеров после добавления биоактивных веществ растительного происхождения может быть связано с улучшением микробного состава кишечника и метаболической функции. Для других растительных веществ характерно улучшение профиля ненасыщенных жирных кислот и аминокислот в мясе. Таким образом, чтобы получить более полную картину потенциального использования растительных экстрактов для профилактики или борьбы с бактериальными инфекциями, необходимо оценить активность растительных экстрактов в отношении микробиома кишечника сельскохозяйственных животных и птицы и качества получаемой продукции. Мы изучили влияние танинсодержащего экстракта коры дуба (Quercus cortex) на биохимический состав мяса цыплят-бройлеров и микробиом кишечника. Исследования проводили в Центре коллективного пользования научным оборудованием ФНЦ биологических систем и агротехнологий РАН (г. Оренбург) на цыплятах-бройлерах кроссам Смена 8 в 2019 году. Для экспериментов сформировали четыре группы 7-суточных цыплят (по n = 30, всего 120 особей). Контрольная группа получала основной рацион (ОР); I опытная - ОР + экстракт Quercus cortex (1 мл/кг живой массы); II опытная - ОР + экстракт Quercus cortex (2 мл/кг живой массы); III опытная - ОР + экстракт Quercus cortex (3 мл/кг живой массы). Анализ химического состава мяса цыплят-бройлеров показал, что включение в рацион птицы экстракта коры дуба в дозе 1 мл/кг живой массы способствует улучшению качества мяса за счет большего содержания влаги, сырого протеина и золы с одновременным уменьшением количества сырого жира (на 27,3 %, р ≤ 0,01). Добавление экстракта коры дуба в рацион приводило к повышению содержания незаменимых аминокислот в мясе: по лизину - на 1,63-3,43 % (р ≤ 0,01), по лейцину-изолейцину - на 2,20-5,00 % (р ≤ 0,05), метионину - на 0,55-1,93 % (р ≤ 0,05), валину - на 1,06-1,95 % (р ≤ 0,05), фенилаланину (I и II группа) - на 0,45 % и 1,14 % (р ≤ 0,05), треонину (I и II группа) - на 1,07 % (р ≤ 0,05) и 1,82 % (р ≤ 0,01). Количество заменимых аминокислот в грудных мышцах цыплят-бройлеров относительно контроля также возрастало, причем максимальный рост показателя отмечали в группе с дозировкой экстракта коры дуба 2 мл/кг живой массы. В грудных мышцах цыплят-бройлеров из I и III групп активнее, чем контроле, аккумулировались ненасыщенные жирные кислоты (в частности, содержание пальмитолеиновой было соответственно на 1,0 и 0,7 % больше; р ≤ 0,05). Эксперименты также показали, что дополнительное скармливание птице экстракта Quercus cortex (использованные рационы характеризовались различным содержанием танинсодержащих веществ) оказывает непосредственное воздействие на состав микрофлоры кишечника (в частности, на его слепой отдел). В первую очередь это влияние проявилось в отношении филумов Firmicutes и Bacteroidetes , что указывает на возможные изменения в обменных процессах у цыплят-бройлеров, например в резорбции энергии и деградации белков и полисахаридов . Численность бактерий филума Bacteroidetes повышалась в I и III группах в 3,96 и 2,10 раза относительно контроля (р ≤ 0,05), тогда как во II группе этих бактерий не обнаружили. Число представителей филума Firmicutes уменьшалось в 3,60 и 1,47 раза в I и III группах относительно контроля (р £ 0,05), но увеличивалось в 1,26 раза - во II группе (р ≤ 0,05). Таким образом, интенсификация процессов пищеварения в кишечнике бройлеров при применении экстракта коры дуба в дозировке 1-3 мл/кг живой массы в качестве биологически активной добавки к рациону приводила к повышению содержание аминокислот и ненасыщенных жирных кислот в тушках, что улучшает их потребительские качества.
Бесплатно
Метанообразование в рубце и методы его снижения с использованием алиментарных факторов (обзор)
Статья обзорная
Метан - один из важных парниковых газов, обладающий более высоким потенциалом глобального потепления, чем углекислый газ. Сельское хозяйство, особенно животноводство, считается крупнейшим сектором производства антропогенного метана. Среди домашнего скота жвачные животные являются основными источниками метана. Производство и выбросы метана жвачными животными в мире увеличиваются с увеличением численности жвачных животных, что помогает удовлетворить потребности в питательных веществах растущего населения во всем мире. В рубце жвачных преобладает гидрогенотрофный сценарий метаногенеза - непрерывного процесса, осуществляемого археями, при котором метан образуется в результате реакции водорода и углекислого газа. За последние 50 лет опубликованы результаты огромного количества исследований, которые улучшили понимание сложных процессов ферментации рубца и метаногенеза у жвачных животных, а также средств, с помощью которых можно измерить и снизить выработку метана в организме жвачных (K.A. Beauchemin с соавт., 2020). Все известные стратегии по снижению образования метана в организме жвачных животных можно разделить на две группы. Первая группа объединяет стратегии управления процессом с помощью рационов и других факторов, влияющих на микрофлору рубца. Качество, способ подготовки кормов, соотношение концентрированных и грубых кормов в рационе влияют на выбросы метана. Некоторые корма могут повышать выработку пропионата или снижать выработку ацетата, уменьшая концентрацию водорода в рубце, который будет преобразован в метан. К кормовым стратегиям также относят использование модификаторов - кормовых добавок, которые прямо или косвенно ингибируют метаногенез, и осуществление биологического контроля (дефаунизация, применение препаратов бактериоцинов, бактериофагов, иммунизация), направленные на снижение содержания метаногенов. Ко второй группе стратегий можно отнести повышение продуктивности животных за счет генетических и других факторов. Повышение продуктивности позволит снизить образование метана в организме на единицу продукции (мяса или молока) (M. Islam с соавт., 2019). Применение кормовых факторов различной природы (жировые добавки, органические кислоты, пробиотики, ионофоры, фитогеники) может служить стратегией для снижения метанообразования в организме жвачных (M. Wanapat с соавт., 2021; R.D. Marques с соавт., 2021; S.H. Kim с соавт., 2020). Манипуляции с питанием представляют собой упрощенный и прагматичный подход, который может обеспечить более высокую продуктивность животных и снижение уровня выбросов данного газа (M.D. Najmul с соавт., 2018). В обзоре, наряду с описанием процесса метаногенеза, обобщаются результаты современных исследований по вопросу влияния на образование метана в организме жвачных различных алиментарных факторов (структура и состав рационов, применение фитогеников - сапонинов, танинов, флавоноидов и эфирных масел). Тип рациона, качество объемистых и концентрированных кормов, их химический состав, соотношение, подготовка к скармливанию влияют на выбросы метана в организме жвачных. При этом многообещающим подходом к смягчению выделения метана служит добавление небольшого количества зерна в грубые корма и скармливание кормов высокого качества, использование корма с меньшим содержанием клетчатки и более высоким содержанием растворимых углеводов. Использование фитогеников (кормовых добавок, произведенных из различных ботанических частей растений) - дешевый и экологичный способ снижения образования парниковых газов. Это также положительно влияет на резистентность животных. В литературе представлены довольно немногочисленные работы по изучению in vitro эффективности применения флавоноидов и других вторичных метаболитов растений для снижения эмиссии метана. Полученные результаты вариабельны и зависят от вида фитогеника, его характеристик, рациона животных. Требуется проведение исследований in vivo, в том числе для установления оптимальных дозировок фитогеников, дающих положительные результаты. Актуальным и перспективным представляется комбинирование различных фитогеников. Необходим комплексный подход к снижению газообразования в организме жвачных при одновременном сохранении активности ферментации, процессов переваривания и усвоения питательных веществ кормов.
Бесплатно
Метод определения бета-литической активности крови крупного рогатого скота
Статья научная
Представлена модификация общепринятого метода для определения бета-литической активности крови у крупного рогатого скота посредством увеличения времени инкубации смеси плазмы крови с суспензией сенной палочки на растворе сахарозы. Оценивали преимущества модифицированной методики по сравнению с общепринятым методом.
Бесплатно
Метод определения бета-литической активности крови сельскохозяйственных животных
Другой
Представлена модификация общепринятого метода для определения бета-литической активности крови сельскохозяйственных животных посредством увеличения времени инкубации смеси плазмы крови с суспензией сенной палочки в растворе сахарозы. Показано, что увеличений времени инкубации со 120 до 180 мин позволило повысить чувствительность метода для крупного рогатого скота и свиней на 50 %, для коз и овец - соответственно на 40 и 25 %.
Бесплатно
Метод определения лизоцимной активности крови у сельскохозяйственных животных
Статья научная
Предложена методика определения лизоцимной активности сыворотки крови у сельскохозяйственных животных и человека. У крупного рогатого скота, овец и коз смесь нативной сыворотки и тест-культуры необходимо инкубировать в течение 180 мин. Сыворотку крови лошадей и человека следует инактивировать и затем инкубировать с тест-культурой в течение 180 мин. Использование фосфатного буфера в качестве жидкой фазы в суспензии тест-культуры приводит к осаждению ее частиц, вследствие чего возможно искажение результатов исследований. Этого не наблюдается при использовании 0,75 М раствора сахарозы.
Бесплатно
Метод экспресс-оценки алюмотолерантности у гороха посевного ( Pisum sativum L.)
Статья научная
Сельскохозяйственные культуры существенно различаются по устойчивости к кислым почвам, при этом многие зернобобовые, включая горох посевной ( Pisum sativum L.), относят к чувствительным или среднечувствительным культурам по сравнению с зерновыми. Основным фактором, определяющим фитотоксичность кислых почв, служит повышенная концентрация подвижных ионов алюминия в почвенном растворе. Аккумуляция алюминия в тканях корня нарушает процессы деления клеток, инициации и роста боковых корней, снабжения растения минеральными веществами и водой. В лабораторных условиях устойчивость растений к алюминию оценивается по степени повреждения корней алюминием с помощью красителей (гематоксилин, эриохромцианин R) и способности корней восстанавливать рост после токсического действия этого металла. Представляемое исследование посвящено разработке экспресс-оценки алюмотолерантности специально для гороха. Предложенный метод заключается в следующем: семена проращивали в фитотроне в питательном растворе в течение 3 сут (освещенность 7000 лк, температура 19 °С ночью и 21 °С днем, фотопериод 16 ч); обрабатывали токсичной концентрацией хлорида алюминия (3 мг Al/л) в течение 24 ч; инкубировали проростки в питательном растворе без алюминия в течение 2 сут и окрашивали корни 0,1 % раствором эриохромцианина R в течение 10 мин. Зона повреждения тканей корней алюминием окрашивалась в фиолетовый цвет. Устойчивость растений к алюминию определяли по длине отрастания кончика корня после воздействия токсиканта. С использованием 19 образцов гороха разного происхождения и хозяйственного направления из коллекции Всероссийского НИИ растениеводства им. Н.В. Вавилова (коллекция ВИР) показано, что горох имеет высокую вариабельность по алюмотолерантности. Образцы с минимальной (1,0¸1,5 мм) длиной отрастания корня (к-2759, к-3654 и к-3283) характеризовались интенсивной фиолетовой окраской обработанного алюминием участка корня, а образцы с максимальной (14,0¸14,5 мм) длиной отрастания корня (к-4376, к-9504 и к-7307) имели слабое, но детектируемое окрашивание. Предлагаемый метод позволяет идентифицировать контрастные по устойчивости к алюминию генотипы, обладает высокой воспроизводимостью и может быть применен для скрининга и изучения внутривидовой изменчивости растений гороха по указанному признаку на самых ранних этапах вегетации.
Бесплатно
