Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1632
Статья научная
Поликлональные кроличьи антитела к стрептомицину, конъюгированному с бычьим сывороточным альбумином в реакции с диглицидиловым эфиром 1,4-бутандиола, показали высокую специфичность в отношении стрептомицина и его ближайшего структурного аналога дигидрострептомицина. В условиях непрямого конкурентного иммуноферментного анализа с иммобилизованными антигенами, гетерологичными иммуногену по белковому носителю и методам синтеза, предел определения стрептомицина составил 0,1 нг/мл. Показана возможность применения разработанных иммуноферментных тест-систем для контроля за остатками антибиотика в молоке и яйцах — с чувствительностью 10 мкг/кг, в мясе — 20 мкг/кг.
Бесплатно
Статья научная
Развитие молекулярно-генетических методов дает возможность уточнить происхождение и демографическую историю пород сельскохозяйственных животных. Сохранившиеся в краниологических коллекциях образцы костей и зубов служат источником ДНК для подобных исследований. Работа с историческими образцами осложняется наличием очень малых количеств ДНК, высокой степенью ее деградации и загрязнением образцов ингибиторами ПЦР. Целью настоящей работы было сравнение результативности различных методов экстракции ДНК из исторических черепов крупного рогатого скота, пригодной для проведения молекулярно-генети-ческих исследований. Материалом служили зубы, извлеченные из исторических черепов крупного рогатого скота ярославской и холмогорской пород, хранящихся в краниологической коллекции Музея животноводства им. Е.Ф. Лискуна РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева. На первом этапе сравнивали различные методы выделения ДНК согласно протоколам к соответствующим коммерческим наборам, модифицируя используемое количества костного материала и условия лизиса: Prep Filer™ BTA Forensic DNA Extraction Kit («Thermo Fisher Scientific, Inc.», США), COrDIS «Экстракт» декальцин (ООО «ГОРДИЗ», Россия), М-сорб-кость (ООО «Синтол», Россия), QIAamp DNA Investigator Kit («Qiagen», США). По результатам предварительных исследований для более детального анализа отобрали QIAamp DNA Investigator Kit («Qiagen», США), в котором реализована технология выделения на колонках с силикагелевой мембраной, и Prep Filer™ BTA Forensic DNA Extraction Kit («Thermo Fisher Scientific, Inc.», США), основанный на использовании магнитных частиц. Количественные и качественные характеристики полученной ДНК оценивали измерением концентрации двухцепочечной ДНК на флуориметре Qubit™ («Invitrogen, Life Technologies», США) и по соотношению поглощения при l = 260 нм и l = 280 нм на приборе NanoDrop 8000 («Thermo Fisher Scientific, Inc.», США). Пригодность полученных препаратов ДНК для молекулярно-генетических исследований оценивали на основании мультиплексного анализа 11 микросателлитных локусов (TGLA227, BM2113, TGLA53, ETH10, SPS115, TGLA122, INRA23, TGLA126, BM1818, ETH225, BM1824), а также полногеномного генотипирования на ДНК-чипах высокой плотности, содержащих более 777 тыс. SNP (single nucleotide polymorphism) (Bovine HD BeadChip, «Illumina Inc.», США). Концентрации двухцепочечной ДНК, полученной с использованием наборов QIAamp DNA Investigator Kit и Prep Filer™ BTA Forensic DNA Extraction Kit, варьировали соответственно от 0,146 до 2,060 нг/мкл и от 0,110 до 13,600 нг/мкл, составив в среднем 0,83±0,23 и 2,75±1,33 нг/мкл. Коэффициент корреляции ( r ) между концентрацией двухцепочечной ДНК в препаратах, полученных двумя разными методами, составил 0,84. Анализ микросателлитов в образцах ДНК 10 исторических черепов скота холмогорской и ярославской пород показал, что каждый из образцов несет свой уникальный генотип, отличающий его от других исторических и современных особей. Результативность SNP-генотипирования исторических образцов составила 0,533-0,878 и 0,958-0,977 для препаратов ДНК, полученных с использованием соответственно QIAamp DNA Investigator Kit и Prep Filer™ BTA Forensic DNA Extraction Kit. Результаты анализа микросателлитов и генотипирования SNP, с одной стороны, показывают пригодность полученной ДНК для проведения исследований полиморфизмов, с другой - подтверждают соответствие лаборатории, в которой были проведены эти исселдования, критериям аутентичности для работы с древней ДНК. Проведение широкомасштабных исследований исторических образцов с использованием различных типов ДНК маркеров позволит уточнить происхождение и демографическую историю отечественных пород крупного рогатого скота и разработать эффективные программы их сохранения.
Бесплатно
Механизмы алюмотолерантности у культурных растений (обзор)
Статья обзорная
Обзор посвящен исследованию токсичности ионов алюминия для культурных растений. Рассматриваются возможные механизмы детоксикации ионов алюминия у растений посредством использования органических кислот и железа.
Бесплатно
Механизмы действия и эффективность микробиологического препарата бацикола
Статья научная
Для биологической защиты сельскохозяйственных культур применяют различные группы агентов. Одни из наиболее перспективных и широко используемых для создания микробиологических препаратов - бактерии рода Bacillus, обладающие патогенными свойствами в отношении вредных насекомых и фитопатогенов. Доминирующая роль принадлежит биопрепаратам, созданным на основе Bacillus thuringiensis (Bt). Идентифицировано более 70 разновидностей Вt. Эти бактерии способны длительное время сохранять жизнеспособность после обработки растений. Для биоконтроля насекомых в агроценозах чаще всего применяются препараты на основе трех патовариантов Вt: патовар А (подвиды Вt, кристаллы эндотоксинов которых с наибольшей активностью влияют на чешуекрылых из отряда Lepidoptera ), патовар В (подвиды Вt, которые поражают личинок кровососущих комаров и мошек, а также растительноядных комаров из отряда Diptera ) и патовар С (подвиды Вt, активные против жуков Coleoptera ). Выявлен также новый патовар этой бациллы - F (fungi, грибы). B. thuringiensis обладает физиологическими и биохимическими свойствами, обеспечивающими усвоение питательных субстратов, а также антибиоз в отношении партнеров по биоценозу. Во Всероссийском НИИ сельскохозяйственной микробиологии (г. Санкт-Петер-бург-Пушкин) создан биопрепарат бацикол энтомопатогенного действия на основе B. thuringiensis var. darmstadiensis (Н 10), содержащий компоненты культуральной жидкости, споры, энтомоцидные и фунгицидные экзо- и эндотоксины, благодаря которым он обладает полифункциональными свойствами. В настоящей работе обобщены полученные нами данные по эффективности препарата бацикол (на основе ВtН 10) против различных вредителей сельскохозяйственных культур. В исследованиях использовали биопрепарат в жидкой форме (титр спор 3,5½10 9/мл). Полевые и вегетационные испытания проводили в 1994-2013 годах в разных регионах РФ (Ленинградской, Новосибирской, Волгоградской областях, Северной Осетии, Ставропольском и Приморском краях). Против вредителей-фитофагов вегеритующие растения опрыскивали бациколом. В борьбе с фитопатогенами использовали разные технологии применения препарата в соответствии с типом паразитизма и экологическими особенностями грибов: опрыскивание, полив почвы, обработку семенного материала. Эффективность бацикола против фитофагов варьировала от 50 до 100 %. В полевых опытах при опрыскивании растений земляники против серой гнили этот показатель составил 60-74 %. В вегетационных условиях против фузариозного увядания эффективность исследуемого биопрепарата составляла на томатах 74-87 %, на льне - 34-42 %. При замачивании семян ячменя в бациколе его эффективность против гельминтоспориозной корневой гнили оказалась равной 66-71 %, при замачивании клубней картофеля против ризоктониоза - 40-45 %. На основании полученных результатов выявлен спектр активности бацикола. Наши данные позволяют расширить представления о биологических особенностях Вt и, в частности, о его действии на представителей различных групп вредителей и возбудителей опасных заболеваний многих культурных растений. Представленные материалы дают возможность рассматривать B. thuringiensis в качестве основы микробиологических препаратов с полифункциональной активностью, что позволит расширить сферу его применения и будет способствовать улучшению экологической обстановки в агроценозах.
Бесплатно
Механизмы иммунной защиты и перспективы создания ДНК-вакцин против африканской чумы свиней
Статья обзорная
Возбудитель африканской чумы свиней (АЧС) - крупный оболочечный вирус семейства Asfarviridae, содержащий двухцепочечную линейную ДНК 170-190 тыс. п.н., кодирующую более 150 белков, большинство из которых вовлечены во взаимодействия вирус-хозяин (L.K. Dixon с соавт., 2004). Вирулентные изоляты вызывают контагиозную геморрагическую болезнь со 100 % смертностью домашних свиней ( Sus scrofa domesticus ) и диких кабанов ( Sus scrofa ). Контроль над заболеванием осложняется отсутствием средств специфической профилактики (R.J. Rowlands с соавт., 2008; D.A. Chapman с соавт., 2011; P. Rahimi с соавт., 2010). Попытки защитить свиней от АЧС традиционными экспериментальными живыми, инактивированными, субъединичными вакцинами оказались неудачными (S. Blome с соавт., 2014). Иммунная защита при АЧС реализуется за счет цитотоксических Т-лимфоцитов-киллеров (ЦТЛ) и эффекторов антителозависимой клеточной цитотоксичности (АЗКЦ) и действует против вирусных белков на поверхности зараженных моноцитов (макрофагов). Установлен синергизм этих эффекторов (А.Д. Середа, 2013). На основании данных о локализации, структуре и функциональных свойствах вирусных белков, полипептидной специфичности антител в сыворотке крови свиней после введения аттенуированных или вирулентных штаммов вируса АЧС (ASFV), последствиях иммунизации свиней выделенными из зараженных клеток или рекомбинантными белками, ДНК-конструкциями белки р30, р54 и CD2v рассматривают в качестве потенциально протективных (S.D. Kollnberger с соавт., 2002; M.G. Barderas с соавт., 2001; J.G. Neilan с соавт., 2004). Существенный недостаток кандидатных ДНК-вакцин - относительно слабая индукция иммунных реакций, особенно у крупных млекопитающих, что требует специальных подходов (J. Rajcani с соавт., 2005; M.A. Liu с соавт., 2006; L.H. van Drunen с соавт., 2004). Для нацеливания лимфоцитов, экспрессирующих рецепторы CD48 и CD58 для белка CD2 антигенпрезентирующих клеток (AПК) предложено использовать секреторную часть (s) сходного с ним белка ASFV HA (или СD2v) (A. Brossay с соавт., 2003; K. Crosby с соавт., 2004). Введение в ДНК-конструкцию гена sHA усиливало как гуморальный, так и клеточный ответ против слитых белков p30 и p54 (F. Ruiz-Gonzalvo с соавт., 1996). Продемонстрировано усиление гуморального ответа при связывании p30 и p54 с одной цепью антитела к инвариантному эпитопу молекулы главного комплекса гистосовместимости (ГКГС) II класса у свиней. Однако в ряде случаев это приводило к ускоренной гибели животных после заражения вирулентными штаммами. Для стимулирования специфического CD8+-Т-клеточного ответа использовали конструкцию рСМV-UbsHAPQ, кодирующую антигенные детерминанты p30, p54 и sHA, слитые с клеточным убиквитином (Ub). Иммунизация рСМV-UbsHAPQ не индуцировала гуморальный ответ, выявляемый инструментально, но обеспечивала частичную защиту против контрольного заражения вирусом АЧС (J.M. Argilaguet с соавт., 2011). Перспективность ДНК-конструкций была подтверждена экспериментами по иммунизации короткими фрагментами вирусного генома, слитыми с геном клеточного убиквитина (ДНК-биб-лиотека ASFVUblib) (A. Lacasta с соавт., 2014). В результате иммунизации ASFVUblib 60 % свиней выжили после заражения вирулентным штаммом вируса. По данным иммуноферментного анализа (ИФА) у всех иммунизированных ASFVUblib свиней до контрольного заражения специфические антитела к белкам ASFV не обнаружили. CD8+-Т-клетки были единственной из исследованных клеточных субпопуляций, в которой у выживших свиней с 5-х сут после иммунизации отмечали статистически значимый рост. После иммунизации рекомбинантным бакуловирусом BacMam-sHAPQ с конструкцией, кодирующующей полноразмерные иммунодоминантные белки p30 и p54, слитые с карбоксильным концом внеклеточного домена вирусного гемагглютинина sHA под контролем промотора позвоночных, при контрольном заражении вирулентным штаммом у 66 % свиней не было виремии и клинических признаков заболевания (J.M. Argilaguet с соавт., 2013). Таким образом, результаты исследований по разработке ДНК-вакцин против ASFV можно рассматривать как обнадеживающие, хотя механизмы иммунного ответа на заражение этим вирусом еще требуют выяснения.
Бесплатно
Механизмы формирования неспецифического индуцированного иммунитета у растений при биогенном стрессе
Статья обзорная
В настоящее время вследствие загрязнения агроценозов пестицидами и существенного нарушения защитных реакций биосистем актуальны исследования, направленные на повышение неспецифической устойчивости растений с использованием естественных механизмов. В последние десятилетия определены информационные механизмы взаимодействия фитопатогенов с клетками растений. Для обозначения химических сигналов, возникающих в местах инфицирования растений патогенными микроорганизмами, был предложен термин элиситор (M. Yoshikawa c соавт., 1993; M. Thakur c соавт., 2013). Клеточный неспецифический иммунитет растений основан на узнавании поверхностных молекул фитопатогенов, что служит первичным сигналом, приводящим в действие сложнейшую сеть процессов индукции и регуляции фитоиммунитета (И.А. Тарчевский, 2000). В передаче сигналов существенную роль играют белки и небольшие молекулы-мессенджеры (салициловая и жасмоновая кислоты, перекиси водорода, окиси азота). Салициловая кислота участвует в процессах усиления и умножения сигналов, поступающих от рецепторов в клетки растения, что гарантирует своевременную активацию защиты. Наиболее ранняя реакция растительного организма на внедрение патогена - локальная генерация активных форм кислорода (окислительный взрыв), запускающих цепь последующих защитных реакций (С.Л. Тютерев, 2002). Значительное повышение содержания активных форм О 2 и Н 2О 2 оказывает подавляющее действие на развитие патогенных микроорганизмов. Предполагается, что активированные формы кислорода (АФК) также играют существенную роль в липоксидации мембран, модификации клеточной стенки, трансдукции сигнала (C. Richael с соавт., 1999; T. Pietras с соавт., 1997). Ключевое положение в регуляции количества АФК в клетках занимает антиоксидантная система защиты, основная функция которой заключается в замедлении и предотвращении окисления внутриклеточных органических веществ. В этом процессе определяющее место принадлежит антиоксидантным ферментам - супероксиддисмутазе, каталазе, пероксидазам, а также низкомолекулярным антиоксидантам - аскорбиновой кислоте, глутатиону, токоферолам, каратиноидам, антоцианам (S.S. Gill c соавт., 2010). Один из основных факторов снижения негативных воздействий АФК на клеточные структуры - активация пероксидазных реакций. Существенное защитное свойство пероксидаз заключается в окислении соединений фенольной природы до хинонов, обладающих высокой реакционной способностью (B. Barna с соавт., 1995; E.N. Okey с соавт., 1997). Установлена прямая корреляционная зависимость между активностью пероксидаз в тканях растений и устойчивостью к патогенам (Т.Б. Кумейко с соавт., 2009; N. Radhakrishnan с соавт., 2009). Рост каталазной активности рассматривается в качестве защитной реакции клеток, направленной на их сохранение при биотическом стрессе на более поздних стадиях его воздействия (Ф.М. Шакирова, 2001). Начиная с рецепции сигнальных молекул фитопатогенов на мембране клетки, все метаболические процессы контролируются генами устойчивости, регулирующими комплекс защитных реакций (V. Repka c соавт., 2004). В результате растения продуцируют значительное количество разнообразных веществ, выполняющих защитные функции. Основные из них - фитоалексины и PR-белки (Ю.Т. Дьяков, 2012). Вследствие воздействия стрессовых белков активизируются ферментные системы, происходит стабилизация мембран, повышается активность функционирования митохондрий, хлоропластов и соответственно энергообеспечение (Т.М. Чиркова, 2002). Представленные научные материалы служат основой для разработки новой концепции защиты сельскохозяйственных культур с использованием современных препаратов элиситорного действия, повышающих иммунный статус растений.
Бесплатно
Микотоксины в бобовых травах естественных кормовых угодий европейской России
Статья научная
Оценка негативного действия микотоксинов на жвачных животных и лошадей является сложной научной проблемой и имеет важное хозяйственное значение. Микотоксикозы животных, вызванные скармливанием бобовых трав, известны давно, но их причины остаются во многом неясными. Целью нашей работы стало сравнительное изучение контаминации микотоксинами бобовых трав родов Lathyrus, Trifolium, Vicia, Melilotus, Medicago, Galega и Lupinus с естественных кормовых угодий европейской части России. Сборы наземных частей растений проводили в мае-сентябре 2015 года в Московской, Тверской, Ленинградской, Псковской, Новгородской, Смоленской, Астраханской областях, Пермском крае, Республике Карелия. В группе микотоксинов, определяемых методом иммуноферментного анализа, были Т-2 токсин (Т-2), диацетоксисцирпенол (ДАС), дезоксиниваленол (ДОН), зеараленон (ЗЕН), фумонизины (ФУМ), альтернариол (АОЛ), роридин А (PОА), афлатоксин В1 (АВ1), стеригматоцистин (СТЕ), циклопиазоновая кислота (ЦПК), эмодин (ЭМО), охратоксин А (ОА), цитринин (ЦИТ), микофеноловая кислота (МФК), PR-токсин (PR) и эргоалкалоиды (ЭА). В травах рода Lathyrus (чины) все перечисленные микотоксины (за исключением ФУМ и РОА) встречались более чем в 80 % образцов, для клеверов ( Trifolium ) такую же частоту имели Т-2, ОА, МФК, ЭА, АОЛ, ЦПК и ЭМО, а у видов рода Vicia (горошков), донников ( Melilotus ) и люцерны ( Medicago ) - только ЭА, АОЛ, ЦПК и ЭМО. Общим признаком для растений родов Lathyrus, Trifolium и Vicia было высокое (> 1000 мкг/кг) накопление ДАС, АОЛ и ЦПК, а для чин и клеверов - еще и PR. Особенностью клевера лугового ( T. pratense L.) оказалось сверхвысокое содержание ЭМО (до 30 000 мкг/кг и более). Для клевера ползучего ( T. repens L.) характерна умеренная контаминация в сравнении с другими видами этого рода. У представителей Vicia горошков заборного ( V. sepium L.) и мышиного ( V. cracca L.) проявилось сходство по частоте выявления большинства микотоксинов, но при этом у горошка мышиного (при меньшей частоте, чем у горошка заборного, особенно по ФУМ) верхние пределы содержаний ЭА, АОЛ, РОА, СТЕ, МФК были выше. Луговые донники и люцерна оказались контаминированы меньше других трав, при этом они были близки к Vicia по частоте выявления и количествам ОА и PR, а люцерна выделялась меньшим накоплением МФК и относительно высоким содержанием ЭМО. Среди других культур, реже встречающихся на лугах, у люпина многолистного ( Lupinus polyphyllus Lindl.) отмечали наибольшую микотоксикологическую нагрузку: из 16 тестируемых метаболитов все, кроме ФУМ и РОА, встречались с частотой более 80 %. У козлятника восточного ( Galega orientalis Lam.) и вики посевной ( Vicia sativa L.) микотоксины выявляли реже и в меньших количествах. В этом исследовании для клевера лугового и клевера ползучего подтверждены результаты, о которых сообщалось ранее (А.А. Буркин с соавт., 2015), для остальных бобовых трав данные получены впервые.
Бесплатно
Статья обзорная
Фитосанитарная оптимизация агроэкосистем должна быть основана на использовании комплекса полифункциональных биопрепаратов на основе штаммов микробов - антагонистов возбудителей болезней, продуцентов биологически активных веществ и энтомопатогенных микроорганизмов для контроля вредных членистоногих и возбудителей болезней (В.Д. Надыкта с соавт., 2010; Rohini с соавт., 2016; М. Ghorbanpour с соавт., 2017). Для защиты растений наиболее перспективны штаммы микроорганизмов, которые обладают не только прямым целевым действием на вредные объекты, но и повышают болезнеустойчивость растений, опосредованно защищая их за счет фиторегуляторной активности штаммов-продуцентов (И.И. Новикова, 2016). Целостная концепция микробиологической защиты предполагает разработку и применение биопрепаратов на основе живых культур энтомопатогенных микроорганизмов и микробов-анта-гонистов, обладающих профилактическим и пролонгированным действием, а также препаративных форм на основе метаболитных комплексов для быстрого снижения плотности популяций фитопатогенов (И.И. Новикова с соавт., 2016). Методология создания полифункциональных биопрепаратов для защиты растений основана на использовании технологичных штаммов с высокой биологической активностью, безопасных для человека и теплокровных животных. Показано, что роль энтомопатогенных вирусов, микроспоридий, бактерий и грибов в динамике численности насекомых-фитофагов определяется типом патогенеза (облигатный или факультативный). При внутриклеточном облигатном паразитизме бакуловирусов и микроспоридий отмечены массовые эпизоотии у непарного шелкопряда ( Lymantria dispar Linnaeus), листоверток (сем. Tortricidae Latreille), капустной белянки ( Pieris brassicae Linnaeus), лугового и кукурузного мотыльков ( Loxostege sticticalis Linnaeus и Ostrinia nubilalis Hübner), рыжего соснового ( Neodiprion sertifer Geoffroy) и черного хлебного ( Cephus pygmeus Linnaeus) пилильщиков, сибирского шелкопряда ( Dendrolimus sibiricus Tschetverikov), хлопковой ( Helicoverpa armigera Hübner) и серой зерновой совки ( Apamea anceps Denis & Schiffermüller) (И.В. Исси, 1986; A. Vey с соавт., 1989; А.Н. Фролов с соавт., 2008; В.А. Павлюшин с соавт., 2013). Регулирующая роль энтомофторозов наиболее ярко проявляется у различных видов тлей и некоторых видов саранчовых (Г.Р. Леднев с соавт., 2013). При факультативном паразитизме, который характерен для энтомопатогенных грибов из родов Beauveria , Metarhizium , Lecanicillium и др. (E. Quessada-Moraga с соавт., 2004), а также бактерий группы Bacillus thuringiensis (Н.В. Кандыбин, 1989) и представителей рода Xenorhabdus , важнейший фактор в реализации вирулентных свойств - токсигенность в отношении насекомых-хозяев (M. Faria с соавт., 2007). Выявлена роль гидролитических ферментов (хитиназ, липаз, протеаз), токсинов, а также факторов антифагоцитарной защиты в реализации признака вирулентности энтомопатогенных грибов. Микробиологическая защита растений от болезней основана на использовании штаммов с высокой конкурентоспособностью, синтезирующих комплексы гидролаз и биологически активных соединений и эффективно колонизирующих подходящие экологические ниши (И.В. Максимов с соавт., 2015; И.И. Новикова, 2016; И.И. Новикова с соавт., 2016). Ряд активных соединений, образуемых ризосферными микроорганизмами, обладают элиситорной активностью и запускают механизмы индуцированной устойчивости (J.W. Kloepper с соавт., 2009; N. Ohkama-Ohtsu с соавт., 2010). Биологическая эффективность биопрепаратов, разработанных во Всероссийском НИИ защиты растений, в отношении развития и распространенности основных вредоносных заболеваний сельскохозяйственных культур достигает 60-90 %, что обеспечивает повышение продуктивности на 20-25 % и улучшение качества растениеводческой продукции (И.И. Новикова, 2017). Основные задачи микробиологической защиты растений включают расширение перспективных для создания новых биопрепаратов видов и штаммов микроорганизмов, разработку оптимальных для использования в разных экологических условиях новых препаративных форм, а также разработку систем биологической и интегрированной защиты растений на основе сочетания биопрепаратов разного целевого назначения с учетом состава фитопатогенных комплексов и фитосанитарной ситуации в целом (Н.А. Белякова с соавт., 2013).
Бесплатно
Статья научная
Экологизация применения удобрений в современном земледелии предусматривает интенсификацию использования биологических источников воспроизводства почвенного плодородия, в первую очередь биоресурсов агроценозов. Послеуборочные остатки сельскохозяйственных культур - один из существенных и легко возобновляемых биоресурсов. В связи с этим биологизированные ресурсосберегающие приемы и агротехнологии включают возврат послеуборочных остатков в почву без отчуждения с поля, что обеспечивает увеличение входа органического углерода, повышение биологического статуса почв, их плодородия и продуктивности. В нашей работе впервые показано, что в результате многолетнего (20 лет) внесения соломы в комбинации с минеральными удобрениями биологическое состояние дерново-подзолистой почвы становится более благоприятным, по ряду микробиологических показателей приближаясь к залежи, с превалированием аккумулятивных процессов накопления микробного и почвенного углерода, а также повышением урожайности...
Бесплатно
Микробиологические риски в промышленном птицеводстве и животноводстве
Статья обзорная
Современные животноводческие и птицеводческие комплексы становятся источниками загрязнения среды биоаэрозолями, пылью и вредными газами, которые ежедневно выбрасываются вентиляционной системой в атмосферу. Эти вещества разносятся ветром на расстояние более 3 км (М.В. Власов с соавт., 2010). Средняя концентрация пыли на птицефабриках может достигать 10 мг/м3 (M. Saleh с соавт., 2014), причем медианные концентрации эндотоксинов в ней составляют до 257,6 нг/м3 (K. Radon с соавт., 2002). В осажденной пыли обсемененность бактериями и грибами составляет соответственно 3,2×109 и 1,2×106 КОЕ/м3 (J. Skora с соавт., 2016). Концентрация мезофильных бактерий в воздухе животноводческих помещений достигает 8,8×104 КОЕ/м3 (E. Karwowska, 2005), птичников - 1,89×108 КОЕ/м3 (K. Roque с соавт., 2016). При изучении видового состава микрофлоры в корпусах для молодняка крупного рогатого скота были выделены патогенные штаммы Staphylococcus aureus, Streptococcus faecalis, Escherichia coli, Candida spp., Aspergillus spp...
Бесплатно
Статья научная
В трехлетнем эксперименте на серых лесных почвах оценивали динамику численности ризосферных микроорганизмов и биологическую активность почвы под посевами кормовых бобовых культур различных видов. Обсуждается возможность интегральной оценки физиологического состояния ризосферной микрофлоры по показателям биологической активности почвы и численности микроорганизмов.
Бесплатно
Статья научная
Микробный состав нарушенных почвенных покровов после рекультивации может указывать на степень восстановления и характер протекающих в них процессов, а также на пригодность таких почв для дальнейшего использования в сельскохозяйственном обороте. Кингисеппский карьер по добыче фосфоритов разрабатывался в 1960-е годы, а в конце 1970-х была проведена его горнотехническая рекультивация. Уникальность этого объекта в том, что мониторинг почвенных показателей здесь ведется уже на протяжении 29 лет, а при рекультивации использовались три разные древесные породы - ель, лиственница и сосна, причем на участке с елью глыбистую массу разравнивали с внесением торфяно-минеральной смеси, тогда как при высаживании лиственницы и сосны использовали минеральный субстрат без торфа. Однако анализ микробного состава почвенного покрова на рекультивационных площадках до сих пор не проводился. В представленном исследовании мы показали, что структура изученного почвенного микробиома не зависела от физико-химических параметров почв, разнообразие почвенного микробиома не коррелировало с основными минеральными элементами питания, а доминирующая растительная порода существенно не повлияла на структуру микробиома...
Бесплатно
Микробиом рубца и продуктивность дойных коров под влиянием энтеросорбента микотоксинов Заслон®-Фито
Статья научная
Одна из глобальных проблем, возникающих вследствие развития нежелательной микрофлоры в консервированных кормах, - накопление токсинов. Так, микотоксины (вторичные метаболиты микромицетов) подавляют иммунную систему, нарушают работу рубца, кишечника, печени, почек, репродуктивной и нервной системы коров, что приводит к преждевременной выбраковке животных. Модификация сорбентов натуральными эфирными маслами может способствовать восстановлению микробиома рубца коров, нарушенного вследствие воздействия токсинов. В представленной работе нами впервые показано, что применение в рационах коров препарата Заслон®-Фито (ООО «БИОТРОФ», Россия) - комплексного энтеросорбента на основе диатомита, обогащенного эфирными маслами, оказывает положительное влияние на состояние здоровья и продуктивность дойных коров. Продемонстрировано влияние указанной кормовой добавки на изменения в структуре микрофлоры содержимого рубца дойных коров. Цель работы состояла в выявлении особенностей влияния энтеросорбента фитобиотика Заслон®-Фито на состав микробиома рубца у дойных коров ( Bos taurus taurus ), биохимические показатели крови и продуктивность. Научно-хозяйственные испытания проводили в АО ПЗ «Пламя» (Гатчинский р-н, Ленинградская обл.) в 2017 году. Из коров черно-пестрой голштинизированной породы 2-3-й лактации по принципу аналогов были сформированы две группы (опытная и контрольная) по 15 гол. в каждой. Коровы контрольной группы получали основной рацион. Заслон®-Фито вводили в рацион животных опытной группы, смешивая с комбикормом из расчета 20 г·гол.-1·сут-1. По завершении эксперимента у коров отбирали пробы химуса рубца. Суммарную ДНК из образцов выделяли с помощью набора Genomic DNA Purification Kit («Fermentas, Inc.», Литва). Микроорганизмы идентифицировали методом T-RFLP (terminal restriction fragment length polymorphism). Кровь отбирали натощак в утреннее время и анализировали по стандартным методикам. У всех животных определяли показатели молочной продуктивности. Установлено, что корма содержали афлатоксины (9 мкг/кг; выше ПДК в 2,4 раза), зеараленон (264 мкг/кг; выше ПДК в 2,6 раз) и дезоксиниваленол (310 мкг/кг; при ПДК в 1000 мкг/мл). Применение препарата Заслон®-Фито способствовало повышению среднесуточного удоя молока на 5,5 % на 1 гол. (до 1,8 кг), уменьшалось содержание афлатоксина М1 (на 16 %) (p ≤ 0,05) и количества соматических клеток (на 30 %) (p ≤ 0,05) в молоке у коров опытной группы по сравнению с контрольными животными. В крови коров из опытной группы наблюдалась тенденция к оптимизации количества общего белка, у животных контрольной группы было выявлено снижение содержания глюкозы (до нижней границы нормы). В опытной группе зафиксировали увеличение количества неорганического фосфора по сравнению с контролем (p ≤ 0,05). Численность грибов-хитридиомицетов (класс Neocallimastigales ) и архей в рубце коров, получавших с рационом Заслон®-Фито, не изменялась при том, что абсолютная численность бактерий повышалась до 1,25×1011±5,43×109 экв. геномов/г. Положительный эффект препарата Заслон®-Фито был обусловлен его многофункциональным действием на организм. Таким образом, использование энтеросорбента Заслон®-Фито в рационах дойных коров из расчета 20 г·гол.-1·сут-1 позволяет снизить риски пагубного влияния микотоксинов кормов, улучшить производственные показатели и качество получаемой продукции.
Бесплатно
Микробиота и репродукция у сельскохозяйственных видов млекопитающих (обзор)
Статья обзорная
Использование специализированных пород животных сельскохозяйственных видов часто сопровождается снижением репродуктивного успеха. В молочном скотоводстве растет количество дней сервис-периода, процедур искусственного осеменения на одну стельность, частоты потерь стельности (С.В. Гуськова с соавт., 2014). Накопленные данные по получению эмбрионов методами in vivo и in vitro и их трансплантации свидетельствуют о значительных (30-60 %) потерях эмбрионов (P.J. Hansen, 2020). Причины низких показателей при применении репродуктивных технологий разнообразны и связаны как с биотическими, так и абиотическими факторами, при этом одним из ключевых при потерях эмбрионов может быть дисбаланс микробных сообществ в отделах репродуктивной системы как самок-доноров, так и самок-реципиентов. Изучение состава микробиоты различных отделов и систем многоклеточного организма в последнее время становится все более доминирующей темой в научной литературе. С появлением современных методов идентификации микробов, например метагеномного секвенирования, выявлено большое микробное разнообразие в разных анатомических отделах макроорганизмов. Накоплены данные о микробном составе и его динамике в органах репродуктивной системы, его связях с воспроизводством у млекопитающих, репродуктивным успехом, протеканием беременности, прогнозированием возможностей возникновения патологических процессов. В работе рассматриваются результаты исследований влияния микробиоты на успешность применения репродуктивных технологий, таких как экстракорпоральное оплодотворение, трансплантация эмбрионов, искусственное осеменение. Обсуждается (F. Marco-Jiménez с соавт., 2020) влияние симбиотических бактерий на фертильность и качество семени. Для млекопитающих это направление малоизучено, и крайне необходимо расширять изучение микробиоты репродуктивного тракта сельскохозяйственных животных. Результаты таких исследований дадут дополнительное понимание репродуктивных процессов и представление о причинах неудачных случаев и о положительных исходах воспроизводства. При этом практическое применение такой информации увеличит шансы успешно применять репродуктивные биотехнологии, снизит затраты, связанные с воспроизводством и терапевтическими вмешательствами при лечении патологий репродуктивной системы, а также откроет возможность для разработки и практического применения новых методов, в частности микробной терапии. Итак, можно сделать вывод, что микробиота органов репродуктивной системы млекопитающих оказывает влияние на физиологические процессы размножения (R. Koedooder с соавт., 2019), и при этом очевидно, что, имея возможность управлять микробными сообществами, человек может повысить шансы наступления репродуктивного успеха при воспроизводстве высокоспециализированных пород сельскохозяйственных животных (P.J. Hansen, 2020; R.W. Hyman с соавт., 2012; D.E. Moore с соавт., 2000).
Бесплатно
Статья научная
Фосфор - жизненно необходимый элемент в питании человека, животных и растений. Для цыплят-бройлеров ( Gallus gallus L.) проблема минерального питания и баланса минеральных веществ (включая кальций и фосфор) особенно актуальна из-за короткого периода роста (34-42 сут) при быстром увеличении живой массы и формировании скелета. В растительных ингредиентах кормов фосфор находится в виде фитатных соединений, которые практически не усваиваются организмом птицы. По этой причине в рационы сельскохозяйственной птицы вводят фитазы - ферментные препараты, расщепляющие неусвояемые фитатсодержащие комплексы. Данные российских (О.В. Труфанов, 2011; Е.В. Анчиков, 2012) и зарубежных авторов (S.W. Kim et al., 2018; C.L. Walk et al., 2019; O.O. Babatunde et al., 2019) свидетельствуют о том, что при уменьшенном содержании фосфора в рационе фитаза положительно влияет на суточную прибавку в живой массе, содержание фосфора в крови, прочность большеберцовой кости и содержание минеральных веществ в большеберцовой кости. Нашей целью было изучение влияния двух фитазосодержащих препаратов отечественного производства на продуктивность, минерализацию костяка, переваримость и использование питательных веществ корма бройлерами, а также оценка влияния концентрированной формы препарата на состав микробиома слепых отростков кишечника. Научно-производственные опыты на бройлерах ( Gallus gallus L.) кросса Cobb 500 проводили в 2018 году в виварии Селекционно-генетического центра «Загорское ЭПХ» (г. Сергиев Посад, Московская обл.). Опыт 1 выполняли на птице с 1-суточного до 37-суточного возраста, опыт 2 - с 1-суточного до 36-суточного возраста. В каждом опыте методом аналогов по живой массе были сформированы четыре группы цыплят: I - контрольная, II-IV - опытные (по 35 гол. в группе). В контрольных группах корма были выравнены по содержанию питательных веществ, в опытных количество усвояемого фосфора снижали на 0,1 %. Энзим вводили в комбикорма методом ступенчатого смешивания. В опыте 1 препарат Фидбест-Р (10000 ед/г; ООО ПО «Сиббиофарм», г. Бердск, Россия) включали в комбикорма в количестве 20 г/т (II группа), 40 г/т (III группа) и 60 г/т (IV группа). В опыте 2 препарат Берзайм-Р (50000 ед/г; ООО ПО «Сиббиофарм», г. Бердск, Россия) использовали в количестве 6 г/т (II группа), 12 г/т (III группа) и 30 г/т (IV группа). Учитывали сохранность поголовья, живую массу в 1-, 7-, 14-, 21- и 36-37-суточном возрасте, а также конверсию корма и среднесуточный прирост живой массы. В возрасте 28-36 сут проводили физиологические балансовые опыты, в которых определяли переваримость протеина, жира, клетчатки корма, баланс азота, кальция, фосфора. В конце выращивания определяли химический состав берцовой кости, химический состав грудных и ножных мышц. После убоя осуществляли анатомическую разделку тушек с определением убойного выхода потрошеной тушки. Пробы содержимого слепых отростков кишечника для анализа микрофлоры отбирали у цыплят после убоя в 36-суточном возрасте. Для изучения состава микрофлоры использовали метод T-RFLP (terminal restriction fragment length polymorphism). Использование препарата Фидбест-Р позволило повысить живую массу 37-суточных цыплят во II, III и IV опытных группах соответственно на 2,7; 3,0 и 3,7 % и улучшить конверсию корма на 2,9; 4,0 и 4,6 % по сравнению с контролем. Обогащение комбикормов препаратом Берзайм-Р способствовало улучшению аналогичных показателей на 1,3; 3,1 и 2,0 % и 1,9; 5,6 и 3,7 %. В обоих опытах было установлено положительное влияние энзима на переваримость питательных веществ рациона, усвоение кальция и фосфора, минерализацию костяка цыплят. У цыплят, получавших Берзайм-Р, изучение микрофлоры слепых отростков кишечника показало значительный рост пула целлюлозолитических бактерий, а также бактерий, принадлежащих к семействам Eubacteriaceae , Clostridiaceae , Lachnospiraceae , Ruminococcaceae и филуму Bacteroidetes . Большинство идентифицированных бактерий были отнесены к филумам Firmicutes , Bacteroidetes , Actinobacteria , Proteobacteria и Fusobacteria.
Бесплатно
Микробиота рубца у северных оленей (Rangifer tarandus) с клиническими проявлениями некробактериозов
Статья научная
Некробактериоз - инфекционное заболевание, поражающее многие виды домашних и диких млекопитающих, птиц, человека. Основные клинические проявления болезни связывают с развитием гнойно-некротических поражений кожи, слизистых, внутренних органов, конечностей в результате инфицирования строго анаэробными патогенными фузобактериями - Fusobacterium necrophorum. Для оленеводства некробактериоз северных оленей ( Rangifer tarandus ) относится к одной из наиболее серьезных проблем, поскольку он становится причиной существенных потерь в экономической и хозяйственной деятельности населения в районах Крайнего Севера. В представленном исследовании нами впервые проанализированы различия между составом микробиоты рубца у клинически здоровых северных оленей и животных с проявлениями некробактериоза. Целью исследования была характеристика микробиоты рубца северного оленя при некробактериозе с использованием молекулярных методов. Объектом исследования были северные олени ненецкой породы (здоровые и с признаками некробактериоза), в том числе телята (4-6 мес) и взрослые животные (3-6 лет)...
Бесплатно
Микробное сообщество почвы: физиологическое разнообразие и методы исследования
Статья обзорная
Исследование таксономического и функционального разнообразия ассоциации почвенных микроорганизмов имеет исключительно большое теоретическое значение для понимания структуры микробного сообщества почвы, характера взаимодействия отдельных видов микроорганизмов, входящих в это сообщество, а также их участия в процессах почвообразования и круговороте веществ. В настоящей статье дается краткая история представлений о функционировании микробного комплекса почвы, обеспечивающего трансформацию и минерализацию органического вещества в процессах почвообразования. Почва как среда обитания микроорганизмов гетерогенна и гетерофазна, что определяет микрозональный характер распределения и жизнедеятельности микроорганизмов, обитающих в ней. Структура ассоциации микроорганизмов и ее физиологические параметры изменяются во времени и пространстве, подвержены значительному влиянию природных и антропогенных факторов (Д.Г. Звягинцев, 1987), что вызывает методические трудности и определяет значительную вариабельность результатов при оценке почвенной микрофлоры в работах разных авторов. В настоящем обзоре обсуждаются методические подходы при определении физиологического разнообразия ассоциации почвенных микроорганизмов. Традиционные методы применения элективных питательных сред на протяжении столетия позволили выявить многочисленные физиологические группы микроорганизмов и составить представление об их роли в круговороте веществ, процессах почвообразования и питании растений. Однако за последние 20 лет подобные работы практически не дали ничего принципиально нового как в экологических исследованиях, так и в агрономии. В конце 1990-х годов для изучения физиологического разнообразия были предложена методика анализа спектра потребления органических субстратов (СПС) природной ассоциацией микроорганизмов на базе системы BIOLOG, используемой ранее главным образом в медицинской и общей микробиологии для характеристики исследуемого штамма (J.L. Garland, A.L. Mills, 1991). Такой подход получил дальнейшее развитие (H. Insam, 1997; М.В. Горленко, П.А. Кожевин, 2005 и др.). Разработаны модификации этого метода (EсoPlates, Эколог и др.), различающиеся по набору органических субстратов, которые, как полагают авторы, с наибольшей вероятностью присутствуют в природных средах. Приборное обеспечение системы Эколог (М.В. Горленко, П.А. Кожевин, 2005) позволяет определить не только спектр используемых микроорганизмами органических субстратов, но и дать количественную оценку потребления каждого из них. Для обработки и интерпретации значительного объема информации, получаемой при анализе почвенных образцов, предложен аппарат многомерной математической статистики, рангового распределения, кластерный анализ, а также экологические индексы Шеннона и Пиелу. Метод СПС (мультисубстратное тестирования) имеет высокую производительность, хорошую разрешающую способность (104), удовлетворительную воспроизводимость и служит высокотехнологичным и эффективным инструментом оценки физиологического разнообразия. В статье рассматриваются положительные и отрицательные стороны метода. СПС отражает в той или иной степени потенциал аэробной почвенной микрофлоры, использующей низкомолекулярные органические соединения в процессах катаболизма. Однако наличие нескольких модификаций системы, а также вопросы технического характера служат причиной того, что затруднено сопоставление результатов, полученных разными авторами, отсутствует унифицированный протокол анализа СПС, который требуется для выполнения сравнительных экологических исследований и создания соответствующих национальных и международных баз данных. Таким образом, система анализа спектра потребления органических субстратов находится в состоянии развития и апробации и с накоплением экспериментальных данных и их критического анализа имеет хорошие перспективы для использования в области экологии почвы, изучения взаимоотношения микроорганизмов и растений, а также оценки действия антропогенных факторов.
Бесплатно
Статья обзорная
Для борьбы с болезнями растений современное сельское хозяйство располагает значительным арсеналом пестицидов-ксенобиотиков, токсичных для микроорганизмов. Однако опасное воздействие таких пестицидов или продуктов их разложения на окружающую среду и здоровье человека требует поиска новых, безвредных и экологически безопасных средств борьбы с болезнями. В связи с этим внимание исследователей привлекает феномен естественной устойчивости растений, в том числе их активный иммунитет и те природные вещества, которые могут индуцировать его механизмы (J.D. Jones с соавт., 2006; M. Albert, 2013; L. Wiesel с соавт., 2014; E.J. Andersen с соавт., 2018; D.F. Klessig с соавт., 2018). Источниками таких веществ, в том числе белков и пептидов, могут служить фитопатогенные и непатогенные микроорганизмы. При их взаимодействии с растениями микробные белки играют роль элиситоров неспецифической устойчивости, распознаваемых как консервативные микробные паттерны (МАМРs или PAMPs), которые индуцируют первую линию активной обороны растений (базовую устойчивость, или PTI) (C. Zipfel, 2009; M.A. Newman, 2013; J. Guo с соавт., 2022). Другие микробные белки - эффекторы, участвующие в развитии болезни, в случае узнавания их растениями-хозяевами также могут активировать защитные ответы как элиситоры расоспецифической устойчивости (B.P. Thomma с соавт., 2011; W. Zhang с соавт., 2022; B.C. Remick с соавт., 2023). Восприятие микробных белковых элиситоров растительными рецепторами вызывает быстрые ответные реакции и может приводить к развитию длительной системной устойчивости растений (T. Boller, G. Felix, 2009; J. B. Joshi с соавт., 2022; S. Wang с соавт., 2023). Изучение свойств и механизмов действия микробных белков представляет собой кластер исследований, результаты которых становятся базой для развития одного из наиболее экологичных направлений в защите растений, способного привести к разработке новых эффективных средств биоконтроля для устойчивого сельского хозяйства. За несколько последних десятилетий у непатогенных и фитопатогенных грибов, оомицетов, бактерий и вирусов, в том числе поражающих сельскохозяйственные культуры, идентифицирован ряд белков-элиситоров, которые относятся к MAMP/PAMP-типу, а также эффекторов, индуцирующих специфический иммунитет (ETI). В представленном обзоре суммирована и проанализирована информация о наиболее важных достижениях в области идентификации и исследования элиситорных белков, которые продуцируют различные бактерии, грибы, оомицеты и вирусы. В тех случаях, когда это известно, кратко описаны особенности структуры элиситоров и механизмы их действия, а именно те защитные ответы растений, которые индуцируются соответствующими элиситорами (D. Qutob с соавт., 2003; M. Tarallo с соавт., 2022; Q. Xu с соавт., 2022). Показано многообразие видов микроорганизмов, которые способны продуцировать элиситорные белки, запускающие механизмы как специфической, так и неспецифической устойчивости. Как примеры элиситоров наиболее подробно рассмотрены флагеллин, харпины, фактор элонгации Tu, белки холодового шока, эффекторы Cladosporium fulvum , элиситоры фитопатогенных и непатогенных фузариевых грибов из других микромицетов, а также недавно открытые МАМРs/PAMPs и ETI-индуцирующие белки. В обзор включена информация об элиситорах оомицетов, микробных ферментах, обладающих свойствами элиситоров, гликопротеинах и пептидогликанах, а также эффекторных белках фитовирусов (Y. Jin с соавт., 2021; L. Cai с соавт., 2023). Кроме того, в отдельном разделе на примере коммерческих препаратов, созданных на основе бактериальных и грибных белковых элиситоров, в том числе в России и Китае, которые доказали свою защитную эффективность в полевых условиях, показана перспективность практического применения микробных элиситорных белков (V.G. Dzhavakhiya с соавт., 2003; W.P. Liu с соавт., 2007; J. Mao с соавт., 2010; Q. Dewen с соавт., 2017).
Бесплатно
Статья научная
Используемый нами подход, предполагающий сочетание эндофитных и ризобактерий при разработке микробных препаратов для растениеводства, позволяет формировать самодостаточные растительно-микробные системы, повышая эффективность сельскохозяйственного производства и снижая экологическую нагрузку на окружающую среду. В статье представлены данные по свойствам перспективных штаммов эндофитных и ризобактерий и их эффективности в вегетационных и полевых опытах. Ризобактерии выделяли из корней растений томата ( Solanum lycopersicum L.) сорта Белла, эндофитные бактерии - из внутренних тканей стебля борщевика ( Heracleum sphondylium L.). Для видовой идентификации изучаемых штаммов бактерий определяли нуклеотидные последовательности гена 16S-рРНК, а также культурально-биохимические свойства. В вегетационных опытах использовали среднеспелый сорт салата ( Lactuca sativa L.) Ералаш и раннеспелый сорт редиса ( Raphanus sativus L.) Дуро. Показано, что штамм Bacillus subtilis TR6 был активен против всех тестируемых фитопатогенных грибов. Зоны ингибирования составляли 17,4-48,2 мм. Практически все исследуемые штаммы были способны продуцировать ауксины, кроме штамма TR7. Наибольшая продукция ауксинов наблюдалась у штаммов TR9 и TR1 - соответственно 12,3 и 20,1 мкг/мл среды. Три из пяти изученных штаммов ( B. subtilis НС8, B. subtilis B2G и Azotobacter chroococcum AZ7) достоверно увеличивали (на 15,2-34,2 %) биомассу у салата. Штаммы B. subtilis Ч-13 и B. subtilis TR6 недостоверно увеличивали урожай зеленой массы салата. Среди изученных штаммов следует отметить B. subtilis НС8, который достоверно увеличивал (на 15,2-42,1 %) урожай редиса и салата в вегетационных опытах. Применение микробных препаратов на основе эндофитных и ризобактерий может быть эффективным перспективным элементом современных технологий выращивания ячменя ( Hordeum vulgare L.), существенно снижая себестоимость производства и улучшая эффективность применения минеральных удобрений при его возделывании. Так, урожай зерна ячменя сорта Данута (2-летние полевые опыты) при применении микробных препаратов на основе эндофитных и ризобактерий достоверно увеличился на 23,8-43,9 % по сравнению с контролем и на 11-29 % по сравнению с фоном, где вносились только минеральные удобрения. Эффективность использования азота из минерального удобрения при инокуляции семян ячменя перспективными штаммами эндофитных и ризобактерий увеличивалась на 11,7-22,1 %, фосфора на 5,1-10,3 %, калия на 10,2-19,4 %.
Бесплатно
Микроорганизмы в условиях глобального изменения климата
Статья научная
Климат нашей планеты стремительно меняется, наблюдается глобальное потепление и увеличивается концентрация CO 2 в атмосфере. По прогнозам международной организации в области климата - Межправительственной группы экспертов по изменению климата (Intergovernmental Panel on Climate Change - IPCC, Швейцария), к концу XXI века увеличение температуры Земли может составить до 4,6 °С (РРЭЦ, 2009). Беспрецедентная скорость таких процессов оставляет мало шансов биологическим видам и экосистемам на приспособление к столь быстрым климатическим переменам. Это приводит к изменению географического распространения видов фитопатогенных грибов. Так, в 1985 году в европейской части России зарегистрировано новое заболевание пшеницы - желтая пятнистость листьев, вызываемая Pyrenophora tritici-repentis (Died.) Drechsler (Е.Ф. Гранин с соавт., 1989). В 2005-2007 годах возбудитель заболевания гриб P. tritici-repentis появился на пшенице в Северо-Западном регионе России. На некоторых сортах распространение болезни достигало 70 %. «Южные» популяции по расовому составу разнообразнее «северных», но последние более вирулентны в отношении сортов-дифференциаторов. Видимо, гриб P. tritici-repentis в новых экологических условиях не успел еще накопить достаточного количества мутаций, обеспечивающих внутривидовое разнообразие, а закрепляется в новой нише за счет усиления вирулентных и агрессивных свойств. Возбудитель фузариоза зерновых культур гриб Fusarium graminearum исторически на территории России локализуется в двух зонах: на Северном Кавказе и на Дальнем Востоке. Однако, начиная с 2003 года, возбудитель распространился на Северо-Западе России. В 2007 году средняя степень распространения болезни на зерновых достигала 93,3 %, в 2008 году - 87,3 %. В последние годы F. graminearum стал доминирующим видом на зерновых в Нидерландах (J. Arts с соавт., 2003), Англии (P. Jennings с соавт., 2004), Северной Германии (T. Miedaner с соавт., 2008) и Финляндии (T. Yli-Mattila с соавт., 2010). Доминирующий вид, вызывающий на юге России септориоз пшеницы, - гриб Septoria tritici, на Северо-Западе - Stagonospora nodorum. В 2003-2005 годах S. tritici стал основным патогеном на пшенице в северо-западной зоне. На восприимчивых сортах яровой пшеницы распространение болезни достигало 51-100 %, а вредоносность находилась в пределах 8-30 %. Эти наблюдения показывают, что глобальное потепление ведет к распространению термофильных видов грибов с юга на север. Потепление почвы стимулирует активность почвенных грибов из родов Pythium, Rhizoctonia, Sclerotinia, уменьшает латентный период развития болезни и увеличивает агрессивность патогенов. Температура может влиять на функции генов вирулентности паразитов и генов устойчивости сортов растений. При изменении температуры окружающей среды может происходить смена доминирования видов. Видимо, особое внимание при прогнозировании фитосанитарной ситуации в связи с потеплением климата следует обратить на термоустойчивые виды. Рекомендуется осуществлять постоянный мониторинг за появлением новых заболеваний растений, корректировку защитных мероприятий против болезней, создавать сорта с более широкой способностью адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды.
Бесплатно
