Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1718
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
Статья научная
В подавляющем большинстве микробные препараты создаются на основе чистых культур микроорганизмов. Использование подобных препаратов вполне оправдано и результативно в случае азотфиксации в симбиозе ризобий с бобовыми или биоконтрольных свойств бацилл. Однако если речь идет о почвенных процессах, обусловливающих круговорот биогенных элементов, в частности о трансформации растительных остатков, микробные препараты на основе чистых культур оказываются недостаточно эффективными и стабильными, причем даже тогда, когда используются сконструированные консорциумы из смеси нескольких видов микроорганизмов. Связано это с тем, что микробиологические процессы в почве осуществляются не отдельными видами, а микробными сообществами со сложной сетевой организацией. Поэтому более перспективной альтернативой является мобилизация нативных целлюлозоразлагающих сообществ в виде микробных препаратов. Именно таков микробный препарат БАГС (биологически активный грунт на соломе), создание предшественника которого началось во Всероссийском НИИ сельскохозяйственной микробиологии в 1930-е годы. В настоящей работе с помощью метагеномных методов анализа впервые получены данные о таксономическом составе прокариотического и эукариотического сообществ двух последовательно приготовленных партий препарата БАГС (препарат из первой партии выступал в качестве инокулюма). Кроме того, сопоставление микробного состава зрелого БАГС, основных компонентов, используемых при его приготовлении (торф, солома), и почвы как источника гуматразлагающих бактерий позволило сделать предположение о происхождении мажорных прокариотических компонентов микробиоты препарата. Цель работы - с использованием метагеномного анализа исследовать таксономический состав консорциума двух партий микробного препарата БАГС и компонентов, используемых при его приготовлении. Объектами исследования были микробный препарат БАГС - готовый зрелый препарат, полученный в результате компостирования торфо-соломисто-минеральной смеси и инокулюма в течение 11 мес (последний из серии многолетних периодических возобновлений в течение не менее 20 лет); инокулюм - зрелый препарат БАГС предыдущего приготовления (15 мес компостирования); торф - произвесткованный верховой сфагновый торф (пос. Форносово, Ленинградская обл., степень разложенности 15 %); солома - сухая измельченная солома овса; почва - дерново-подзолистая, легкосуглинистая (пос. Белогорка, Ленинградская обл.). Для приготовления БАГС в произвесткованный доломитовой мукой до рН 6,4 торф вносили солому овса (10 % от массы торфа), азофоску (10 г д.в. по азоту/кг соломы) и инокулюм (20 % от массы торфа). Смесь увлажняли до 60 % от полной влагоемкости, перемешивали, расфасовывали в пластиковые емкости объемом 90 л и инкубировали в течение 11 мес при 28 °С, периодически увлажняя и перемешивая. Микробиологический анализ, включая бактериальный и грибной компоненты, проводили с использованием метода глубокого секвенирования ампликонных библиотек гена 16S рРНК (прокариоты) и ITS (грибы). Данные анализировали при помощи пакета dada2, основные анализы (альфа- и бета-разнообразие, барграфы и теплокарты) выполняли при помощи пакета phyloseq и tidyverse в программной среде R. Анализ PERMANOVA проводили с использованием пакета vegan. По данным анализа таксономического состава БАГС, основные компоненты бактериальных сообществ обеих партий препарата БАГС, один из которых выступал в качестве инокулюма, относились к представителям фил Pseudomonadota (27-32 %), Planctomycetota (11-14 %) и Bacteroidota (10-11 %), а основными компонентами грибного сообщества были представители классов Sordariomycetes , Mucoromycetes и Leotiomycetes . Показано, что к концу срока компостирования бактериальная часть сообщества БАГС более стабильна, чем грибная, и очень близка к составу инокулюма, тогда как эукариотическая мажорная компонента больше подвержена влиянию микробиома торфа. При этом за годы воспроизводства БАГС сформировался его собственный уникальный микробиом. Около 12 % от всех таксонов в БАГС оказались уникальными и присущими только ему, а на долю микробной массы уникальных таксонов в сообществе препарата приходилось 93 % от общего их числа.
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
Методические особенности изучения тубулинового цитоскелетав клубеньках бобовых растений
Статья научная
Открытие микротрубочек в растениях, а также их последующее изучение было связано с использованием электронной микроскопии. В дальнейшем разрабатывались способы визуализации цитоскелета в растительной клетке посредством иммунолокализации с применением флуоресцентной и лазерной сканирующей конфокальной микроскопии (K. Celler с соавт., 2016). Все перечисленные методы предполагают фиксацию анализируемого биологического материала. Однако тубулиновый цитоскелет - крайне динамичная структура, поэтому в последние годы активно развиваются методики прижизненного наблюдения микротрубочек с помощью флуоресцентных белков (K. Celler с соавт., 2016). Тем не менее, иммуногистохимический анализ все еще остается востребованным (J. Dyachok с соавт., 2016) в силу ряда причин. Так, прижизненные наблюдения ограничены клетками поверхностных слоев органов и тканей (корневые волоски, эпидерма) (F.M. Perrine-Walker с соавт., 2014; J. Dyachok с соавт., 2016). Более того, у многих видов растений размеры их органов намного крупнее, чем у Arabidopsis thaliana, что делает невозможным проведение анализа изменений в организации цитоскелета in vivo (J...
Бесплатно
Методические подходы к изучению микроорганизмов прикорневой зоны растений (обзор)
Статья обзорная
Описаны наиболее распространенные методы и приемы исследования микроорганизмов корней и прикорневой зоны растений. Рассматриваются практические результаты, достигнутые в области методического обеспечения анализа микробиоты, ассоциированной с корнями растений.
Бесплатно
Статья научная
Оценивали оптимальные технологические приемы выращивания посадочного материала растительноядных и карповых рыб в водоемах комплексного назначения Ставропольского края. Обсуждаются возможности использования садков, водоемов-спутников и регулируемых заливов самого водоема.
Бесплатно
Методология оценки рисков для агроэкосистем в условиях техногенного загрязнения
Статья научная
В настоящее время перед мировым научным сообществом стоит задача выявления и минимизации экологических рисков, связанных с влиянием на экосистемы, в особенности аграрные, антропогенных факторов (А.А. Музалевскиий с соавт., 2011). Основополагающая роль оценки экологического риска заключается в определении вероятности возникновения эффектов различной природы в экосистемах в результате влияния техногенных (радиационные, химические, биологические) факторов и принятии мер по предотвращению их негативного воздействия. Наиболее часто источниками загрязнения агроэкосистем становятся: аэральные выпадения от выбросов промышленных предприятий и транспорта, загрязнение водоемов промышленными сточными водами, осадки сточных вод, органические и минеральные удобрения и средства защиты растений, отвалы золы, шлака, руд, шламов (S.C. Barman с соавт., 2000; Yu.N. Vodyanitskii с соавт., 2011; E.C. Rowe с соавт., 2015). Как правило, риски при этом оцениваются ситуативно, а используемые методы применимы для конкретного фактора (агента), действующего в анализируемом случае, и объекта его воздействия. Целью представленного теоретического исследования была разработка единой методологии оценки агроэкологических рисков, обусловленных последствиями техногенного загрязнения. В предлагаемой методологии использовано математическое моделирование. Ее основу составляют принципы и критерии минимизации угроз безопасности при техногенных загрязнениях аграрных экосистем. В качестве главного источника техногенного воздействия рассматривается атмосферный путь поступления загрязнителей, при этом учитывается различный временной характер такого воздействия - от острого (включая аварийные чрезвычайные ситуации) до хронического. Для определения агроэкологических рисков в качестве критерия предложена оценка снижения продуктивности компонентов агроэкосистемы как важнейшего интегрального показателя развития живых организмов. Методология состоит из четырех этапов оценки агроэкологических рисков: идентификация опасности - обобщение доступной информации об агроэкосистеме, установление источников техногенного воздействия и их природы, выделение «критических» компонентов агроэкосистемы; оценка воздействия - измерение или расчет интенсивности и продолжительности, а также путей воздействия техногенных факторов на компоненты агроэкосистемы; оценка зависимости «доза-эффект» - определение количественной связи между степенью воздействия техногенных факторов на компоненты агроэкосистемы и вероятностью возникновения в них негативных эффектов; характеристика риска - анализ степени надежности полученных данных, описание рисков от отдельных техногенных факторов и их сочетаний, а также оценка вероятности возможных неблагоприятных эффектов для компонентов агроэкосистемы. Обоснован выбор метода оценки агроэкологических рисков (детерминистский, вероятностные 1-го и 2-го типа, интегральный вероятностный) в зависимости от степени информационного обеспечения показателей, включая критерии оценки риска и степень техногенного воздействия. При характеристике риска осуществляется его классификация и оценка соответствия приемлемому экологическому уровню (использование величин предельно допустимых концентраций и полулетальных доз). В рамках каждого этапа учитываются неопределенности при оценке агроэкологических рисков. Предложен алгоритм реализации методологии оценки агроэкологических рисков: 1 - анализ базы данных и формирование выборок, включающих значения рассматриваемых негативных эффектов при различной степени техногенного воздействия; 2 - определение метеорологических параметров модели поведения загрязнителей в атмосфере для конкретных условий выброса; 3 - определение величины осаждения загрязняющих веществ на земную поверхность расчетными или экспериментальными методами в зависимости от особенностей техногенного воздействия; 4 - определение величины загрязнения радионуклидами или химическими токсикантами компонентов агроэкосистемы расчетными или экспериментальными методами; 5 - расчет или измерение степени воздействия радионуклидов или химических токсикантов на компоненты агроэкосистемы. Предложенные подходы к разработке моделей, необходимых для оценки агроэкологического риска, применимы для решения широкого класса экологических задач.
Бесплатно
Методы генетической модификации и селекция сельскохозяйственной птицы
Статья обзорная
Обсуждаются положительные результаты, полученные селекционерами на практике благодаря использованию научных разработок по трансгенезу. Показано современное состояние и перспективы использования трансгенеза в птицеводстве. Рассмотрен разработанный авторами метод получения трансгенной птицы посредством микроинъекции чужеродной ДНК в яйцеклетки кур и перепелок. В основе метода лежит хирургическая операция, обеспечивающая доступ к яйцеклеткам птиц для проведения микроинъекций ДНК и формирование третичных оболочек яйцеклетки естественным образом в половых путях птицы. Описаны методики микроинъекций в яйцеклетки на разных стадиях их развития. Этим методом получены трансгенные куры с геном гормона роста человека, b-галактозидазы, человеческого b-интерферона и перепела с геном гормона роста крупного рогатого скота. Пересадка гена гормона роста крупного рогатого скота повысила массу яиц и иммунный статус перепелов и их потомков в ряду поколений. Использование трансгенеза для переноса полезного гена даже от одной линии птицы к другой (что достижимо обычными селекционными методами) дает выигрыш по времени минимум в 7-8 лет и, возможно, экономию денежных средств за счет исключения возвратных скрещиваний, необходимых для удаления ненужных генов, которые передаются при естественной половой гибридизации. В настоящее время трансгенез во многом сходен с мутацией — в значительной степени направленной, но сохраняющей множество неопределенностей. Процесс встраивания трансгена имеет вероятностный характер, поэтому для достижения наследуемого трансгенеза может потребоваться получение большого числа первичных трансгенных особей.
Бесплатно
Статья обзорная
На основании данных литературы обсуждается возможность использования молекулярных маркеров в селекции крупного рогатого скота по признакам качества молока. Дана оценка эффективности применения MAS-маркеров в преселекции. Описаны различные модели племенной оценки крупного рогатого скота на основе молекулярных маркеров (OTLs). Рассматриваются способы МАS-селекции, применяемые в разных странах.
Бесплатно
Статья научная
Конъюгаты сульфадимидина с альбуминами и желатином, синтезированные реакцией азосочетания, использованы для индукции кроличьих антител и оптимизации условий иммуноферментного анализа. Антитела к конъюгату с бычьим сывороточным альбумином имели высокую специфичность и не взаимодействовали с другими сульфаниламидами. Непрямой твердофазный конкурентный иммуноферментный анализ на основе полученных антител и иммобилизованного конъюгата с яичным альбумином обеспечивал чувствительность определения сульфадимидина 0,2 нг/мл. Обсуждается возможность применения анализа для контроля остаточных количеств сульфадимидина в молоке, мясе, яйцах и норм его введения в корма.
Бесплатно
Статья научная
Оптимизированы условия непрямого иммуноферментного анализа (ИФА) на основе поликлональных кроличьих антител, полученных к конъюгату сукцината левомицетина с бычьим сывороточным альбумином. Чувствительность определения левомицетина с твердофазными антигенами, гетерологичными иммуногену по белковому носителю (яичный альбумин, кроличий сывороточный альбумин и желатин), составила 0,1 нг/мл. Обсуждается возможность применения разработанных иммуноферментных тест-систем для контроля за остатками левомицетина в молоке, мясе и яйцах.
Бесплатно
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
