Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1659
Статья научная
Продуктивность растений и накопление биологически активных веществе определяются комплексом сложных взаимодействий физиолого-биохимических процессов, экологических факторов и применяемых агротехнологий. Возможности широкого использования галеги восточной во многом обусловлены ее исключительной приспособляемостью к различным условиям окружающей среды и большим потенциалом урожайности. Несмотря на достаточно длительную историю интродукции G. orientalis как кормовой культуры в разных регионах мира и в России, сведения об аккумуляции в ее зеленой массе фотосинтетических пигментов, витамина С и флавоноидов при адаптации к новым условиям произрастания немногочисленны, а для севера России полностью отсутствуют. Ранее мы впервые описали фенологические, эко-морфологические особенности и оценили фотосинтетический потенциал, продуктивность зеленой массы и семян у галеги восточной при выращивании в зоне Средней тайги Западной Сибири. В настоящей работе систематизированы полученные нами впервые данные о накоплении фотосинтетических пигментов, витамина С и флавоноидов в растениях галеги восточной в пункте интродукции. Цель исследования - охарактеризовать содержание этих соединений при адаптации к новым экологическим условиям при разных агротехнических приемах и в зависимости от возраста травостоя. Интродукционные исследования проводили в 2013-2015 годах на экспериментальном участке в поселке Барсово (Ханты-Мансийский автономный округ - Югра, Сургутский р-н, 61°15′00″ с.ш., 73°25′00″ в.д.) на сорте Гале. Растения выращивали с использованием гороха в качестве покровной культуры, в монокультуре с предпосевной обработкой семян микробиологическим препаратом Байкал-ЭМ1 (ООО НПО «ЭМ-Центр», Россия) и в монокультуре без обработки. Эффект сравниваемых агротехнических приемов (монокультура, монокультура с предпосевной обработкой семян микробиопрепаратом Байкал-ЭМ1, смешанный посев с горохом) при сравнении суммарного содержания хлорофиллов (Chl a + Chl b) в листьях проявился со 2-го года жизни растений. При обработке микробиопрепаратом в течение 2-го и 3-го года этот показатель был выше, чем в контроле (по фазам развития на 19-22 % и на 16-18 %), в смешанном посеве - снижался в конце 2-го года, но к концу 3-го года превысил контрольные значения на 33 %. В контроле содержание Chl a в листьях галеги восточной в год посева, на 2-й и 3-й годы жизни в среднем за вегетационный сезон составило 1,23±0,10; 1,29±0,12 и 1,32±0,14 мг/г сухой массы. В среднем за 2-й год при применении удобрения Байкал-ЭМ1 содержание Chl a в листьях возросло на 15 % в сравнении с контролем, при совместном посеве с горохом - оставалось в пределах контрольных значений (1,20±0,23 мг/г) (р≤£ 0,05). В среднем за 3 года при применении микробиологического препарата значение Chl a/Chl b в листьях достоверно (р≤£ 0,05) снизилось, что может указывать на повышение адаптивного потенциала растений, в бинарных посевах - осталось в пределах контрольных значений. Доля хлорофиллов (Chl a + Chl b), локализованных в светособирающих комплексах листьев, варьировала от 20 до 90 % от фенологи-ческой фазы, возраста травостоя и варианта опыта. В контроле, при инокуляии микробиопре-паратом и в смешанном посеве корреляция между Chl a/Chl b и долей хлорофиллов (Chl a + Chl b), локализованных в ССК, составила соответственно r = -0,83; r = -0,93 и r = -0,65. Сравниваемые агротехнические приемы не привели к статистически значимому изменению показателя Chl/Car у интродуцента. Тем не менее при инокуляции препаратом Байкал-ЭМ1 и в смешанном посеве с горохом накопление каротиноидов в листьях галеги восточной превышало таковое в контроле. В среднем за годы исследования по всем вариантам опыта накопление всех пигментов в листьях прямо коррелировало с ГТК. Содержание Chl b и каротиноидов оказалось слабее связано с температурным режимом региона, при этом первый показатель прямо коррелировал с количеством осадков за сезон, а для второго отмечали отрицательную корреляцию. При инокуляции препаратом Байкал-ЭМ1 содержание витамина С в листьях в 1-й и 2-й год жизни растений повышалось относительно контроля, к 3-му году - практически сравнялось с контрольными значениями, в бинарном посеве на 3-й год снижалось относительно контроля. Содержание флавоноидов в листьях при при-менении микробиопрепарата и в контроле на 3-й год (когда растения перешли к генеративному развитию) резко снизилось, тогда как в посеве с покровной культурой, где продолжалась виргинильная стадия - резкое возросло (в 1,6 раза по сравнению с предыдущими годами). В целом полученные данные свидетельствуют, что применение микробиологического препарата Байкал-ЭМ1 в большей степени способствовало адаптации растений галеги восточной 2-го и 3-го годов жизни к новым экологическим условиям.
Бесплатно
Нанотехнологии в изучении работы генов (обзор)
Статья обзорная
Обсуждаются современные технологии микроскопирования, позволяющие напрямую наблюдать генные продукты в клетках, и в частности перспективы применения нанок-ристаллов - квантум-дотов (QDs). Приведены материалы флуоресцентного микроскопирования ткани молочной железы овец, трансгенных по химозину. Эти данные сравниваются с результатами использования новых методических решений для визуализации в клетке продуктов синтеза на основе флуоресцентных проб с наночастицами. Описаны другие способы повышения эффективности микроскопирования при выявлении следов генной активности.
Бесплатно
Наноформы Al (Fe, Mn)-осаждающего микроорганизма с широким ареалом
Статья научная
Данные о функционировании микробного сообщества с участием малых форм расширяются, чему способствуют современные молекулярно-генетические технологии таксономического и количественного учета. Известно, что в железомарганцевых конкрециях почв значительная часть бактерий представлена наноформами с высокой долей жизнеспособных особей. Как среди наноформ, так и среди бактерий крупного размера обнаруживаются одни и те же филогенетические группы. Однако значительная часть наноформ не идентифицированы. Описанной нами причастностью Al (Fe, Mn)-осаждающего микроорганизма к образованию высокоглиноземистого вещества объясняется присутствие указанного вещества в минеральной фракции поверхностно-рыхлого слоя шлакового субстрата, охватывающего огромные площади и массово заселенного этим микроорганизмом. Возможная роль рассматриваемого микроорганизма в выведении ионов алюминия из раствора и детоксикации посредством осаждения на собственных структурах пока не оценена. Проведенные исследования свидетельствуют, что многие свойства, присущие Al (Fe, Mn)-осаждающему организму, могут быть рассмотрены с позиций микроорганизма сапрофитного, свободноживущего, микоплазмаподобного, связанного с первичным бокситообразованием, однако его значимость для почв с повышенной алюминиевой кислотностью и алюминиевой токсичностью еще предстоит оценить. В работе рассматривается Al (Fe, Mn)-осаждающий микроорганизм из дерново-подзолистых почв (алюминиевая кислотность и алюминиевая токсичность при подзолообразовательном процессе) и современного изверженного вулканического материала (образование высокоглиноземистого вещества - исходной стадии бокситообразования). Поскольку ранее выявленный Т.В. Аристовской Al-осаждающий микроорганизм был отмечен как родственный иловому Metallogenium и широко распространенный в почвах, для обсуждения результатов привлечены собственные исследования Metallogenium из озерного ила. В накопительных культурах Al (Fe, Mn)-осаждающего микроорганизма со временем объекты мельчали, а сканирующий электронный микроскоп подтвердил наличие ультрамелких форм (0,1-0,2 мкм). В мелкодисперсной фракции вулканического материала просвечивающий электронный микроскоп выявил нитеобразные структуры, представленные овальными телами с диаметром 0,1-0,3 мкм. Наноформы наблюдали и при электронно-микроскопическом рассмотрении угольных реплик микробоценоза иловых обрастаний Metallogenium, где тончайшие нити колоний и окружающие тела существенно меньше 0,2 мкм. Попытка определить таксономическое положение Al (Fe, Mn)-осаждающего микроорганизма в элективных накопительных культурах с использованием ПЦР-анализа не была удачной в связи с невозможностью очистки препарата ДНК от алюминия и железа, содержащихся как в среде, так и на клеточной поверхности. Однако в жестких условиях культур везде был выявлен Methylo-bacterium, широко распространенный в дерново-подзолистых почвах.
Бесплатно
Статья научная
Известны работы, показывающие перспективы применения наночастиц металлов в качестве препаратов, стимулирующих продуктивность сельскохозяйственных животных. В то же время наноформы проявляют различные негативные свойства, например обладают прооксидантным эффектом, провоцируют апоптоз, поражение почек. Возможный подход заключается в применении ультрадисперсных веществ в сочетании с агентами, нивелирующими неблагоприятные последствия применения наноформ. Мы впервые изучили перспективы совместного использования препаратов наночастиц железа и аргинина, механизм их взаимодействия и влияния на продуктивность сельскохозяйственной птицы и показали, что их одновременное применение способствует повышению прироста живой массы. Цыплятам-бройлерам кросса Смена 8, из которых в возрасте 11 сут сформировали 6 групп (по n = 28), на фоне 2-кратных инъекций наночастиц железа (с интервалом 2 нед) в состав рациона дополнительно включали аргинин (известно, что эта аминокислота проявляет различные метаболические и иммунологические эффекты и считается условно незаменимой при воспалительных и окислительных стрессах) или смесь аргинина, лизина и метионина. Как оказалось, при совместном применении наночастиц железа с аргинином происходило увеличение показателей живой массы (разница до 9,2 % в сравнении с контролем), а сочетание наночастиц железа со смесью аминокислот улучшало этот результат (прибавка до 20 %), тогда как их раздельное использование приводило к меньшему приросту живой массы (во II и III группах к окончанию эксперимента она увеличивалась соответственно на 6,1 и 5,9 %, Р £ 0,05). Внутримышечное введение наночастиц железа способствовало развитию иммунного ответа, что выражалось в активизации синтеза лейкоцитов в III, IV и VI группах в первые сутки эксперимента соответственно на 8,12; 10,50 и 3,88 % (Р £ 0,05) в сравнении с контролем, через 1 нед - соответственно на 7,30; 8,19 и 4,00 % (Р £ 0,05). При определении содержания NO-метаболитов выявили увеличение этого показателя в крови и тканях печени только в III, IV и VI группах (на 3-4 %). Внутримышечные инъекции наночастиц железа сопровождались изменением обмена аргинина в организме птицы, что выражалось в увеличении его содержания на 3,83 % (Р £ 0,05) у особей в III группе. Отмечается, что совместное применение препарата наночастиц железа и комплекса аргинина с другими аминокислотами наиболее целесообразно при производстве мяса птицы.
Бесплатно
Статья научная
Оценивали показатели экспрессии и наследования способности к соматическому эмбриогенезу in vitro у 35 различных генотипов перца сладкого на разных этапах онтогенеза. Рассматриваются механизмы регуляции индукции образования соматических зародышей на уровне генов.
Бесплатно
Статья обзорная
В статье представлены особенности формирования и реализации адаптивного потенциала цветковых растений. Рассмотрена специфика их адаптации, а также пути функциональной, феноменологической и генетической систематизации соответствующих гендоноров и генетических коллекций, в основу которой положены ботанический, цитогенетический, морфоанатомический (фенотипический), физиолого-биохимический, фитопатологический, экологический и другие методы оценки. Особо выделены коллекции мутантов (спонтанных и индуцированных), полиплоидов и анеуплоидов, жизненных форм, экотипов, генотрофов, стержневых, или core -коллекций, цитоплазматических детерминантов, генно-модифицированных растений, интрогрессивных, трансгрессивных и аномальных генотипов и др. Представлены возможности противостояния экспансионистским устремлениям мировых селекционно-семеноводческих корпораций.
Бесплатно
Статья обзорная
В результате взаимодействия с ризобиями бобовые растения способны фиксировать атмосферный азот в симбиотических клубеньках. Развитие и функционирование симбиотических клубеньков находится под строгим контролем со стороны растения-хозяина, в том числе за счет фитогормональной регуляции (B.J. Ferguson с соавт., 2014). Поскольку процесс формирования клубеньков требует затрат энергии, их число ограничивается растением. В негативную регуляцию клубенькообразования вовлечены, помимо этилена (А.В. Цыганова с соавт., 2015), салициловая (P.C. Van Spronsen с соавт., 2003; G. Stacey с соавт., 2006), жасмоновая (J. Sun с соавт., 2006) и абсцизовая (Y. Ding с соавт., 2008) кислоты. Все перечисленные фитогормоны действуют на разных стадиях развития и функционирования симбиотических клубеньков. Первые негативные эффекты жасмоновой и абсцизовой кислот связаны с блокированием ими кальциевых осцилляций (J. Sun с соавт., 2006; Y. Ding с соавт., 2008), индуцируемых под действием Nod-факторов - липохитоолигосахаридов, которые синтезируются ризобиями и активируют программу развития инфекции и органогенеза клубенька. Кальциевые осцилляции также блокируются этиленом (G.E. Old-royd с соавт., 2001). Салициловая, жасмоновая и абсцизовая кислоты влияют на дальнейшее развитие симбиоза, блокируя как рост инфекционных нитей, по которым ризобии проникают вглубь корня, так и формирование клубеньковых примордиев (T. Nakagawa с соавт., 2006; J. Sun с соавт., 2006; Y. Ding с соавт., 2008). Негативный эффект абсцизовой кислоты на развитие клубеньковых примордиев опосредован действием на цитокининовый сигнальный каскад (Y. Ding с соавт., 2008). Cалициловая, жасмоновая и абсцизовая кислоты также негативно влияют на азотфиксирующую активность клубеньков, причем отрицательное действие абсцизовой кислоты связано с активацией продукции монооксида азота NO (A. Tominaga с соавт., 2010). Тем не менее, все эти фитогормоны могут оказывать и позитивный эффект на формирование и функционирование клубеньков. Например, жасмоновая кислота активирует экспрессию nod -генов ризобий, контролирующих синтез Nod-факторов (F. Mabood с соавт., 2006). Для салициловой и абсцизовой кислот показана позитивная роль в активации защитных механизмов растений при действии стрессовых факторов, что приводит к снижению их негативного влияния на функционирование клубеньков (F. Palma с соавт., 2013, 2014). Значительный интерес представляют будущие исследования взаимодействия этилена, салициловой, жасмоновой и абсцизовой кислот при негативной регуляции формирования азотфиксирующих клубеньков. Важно изучить возможности практического использования мутантов с пониженным содержанием какого-либо из фитогормонов. В этой связи перспективно исследование мутанта enf1 ( enhanced nitrogen fixation1 ), полученного на модельном бобовом Lotus japonicus и характеризующегося повышенной азотфиксацией (A. Tominaga с соавт., 2009). В то же время следует учитывать, что изменение в содержании какого-либо фитогормона может негативно повлиять на развитие растения и его реакцию на абиотические и биотические стрессы.
Бесплатно
Негативная гормональная регуляция развития симбиотических клубеньков. Сообщение I. Этилен (обзор)
Статья обзорная
Процесс формирования симбиотических клубеньков в результате взаимодействия бобовых растений и ризобий контролируется обоими партнерами. Со стороны растения важная роль принадлежит системе гормональной регуляции, в которую вовлечены все классы фитогормонов, выявленные у растений. Негативная регуляция клубенькообразования имеет большое значение, поскольку формирование симбиотического клубенька является для растения весьма энергозатратным процессом. Более того, при взаимодействии с неэффективным штаммом ризобий возможно формирование клубеньков, в которых не происходит фиксация азота, что не выгодно для растения. В настоящее время имеются данные о вовлечении в негативную регуляцию развития клубеньков четырех фитогормонов: этилена, абсцизовой, жасмоновой и салициловой кислот. В обзоре рассмотрена роль этилена в негативной регуляции клубенькообразования. Этилен негативно контролирует количество формируемых симбиотических клубеньков на различных стадиях их развития. Так, первый негативный эффект этилена проявляется уже на уровне кальциевых осцилляций, вызываемых действием Nod-факторов, продуцируемых ризобиями. В дальнейшем этилен негативно влияет на деформации корневых волосков, стимулируемых Nod-факторами, рост инфекционной нити, а также на развитие клубенькового примордия. У тропического бобового Sesbania rostrata Bremek. & Oberm. этилен подавляет активность клубеньковой меристемы, что приводит к формированию детерминированного типа клубенька (с ограниченной активностью меристемы), в то время как в отсутствие этилена формируются недетерминированные клубеньки (с продолжительной активностью меристемы). В то же время выявлено, что у сои Glycine max (L.) Merr. этилен не участвует в регуляции клубенькообразования. По-видимому, роль этилена нельзя однозначно связывать с типом формируемых клубеньков, так как у других бобовых растений, формирующих, как и соя, детерминированные клубеньки, этилен негативно влияет на число образуемых клубеньков. Предполагается, что синтез этилена в инокулированных корнях запускается Nod-факторами, при этом активируются защитные реакции растений, ведущие к ограничению количества формируемых клубеньков. Гиперклубенькообразующий мутант Medicago truncatula Gaertn. sickle, несущий мутацию в гене MtEIN2 - ключевом компоненте пути сигнальной трансдукции этилена, характеризуется, по данным протеомного анализа, сниженным уровнем активации защитных реакций. Примечательно, что не только растения, но и ризобии могут контролировать уровень этилена в ризосфере, влияя тем самым на количество формируемых клубеньков. Одним из таких механизмов служит синтез некоторыми штаммами ризобий ризобитоксина, имеющего структурное сходство с ингибитором синтеза этилена аминоэтоксивинилглицином (АВГ). Другой механизм распространен более широко среди ризобий и связан с синтезом АЦК-дезаминазы, фермента, расщепляющего предшественник синтеза этилена 1-аминоциклопропан-1-карбоновую кислоту (АЦК). Таким образом, очевидно, что регуляция уровня этилена может иметь важное практическое значение, потенциально позволяя увеличить способность растений к клубенькообразованию. Хотя следует заметить, что число формируемых на растении клубеньков является предметом тонкой регуляции со стороны растения, поскольку образование клубенька сопряжено с большими энергетическими затратами. Более того, нельзя забывать, что этилен стимулирует развитие корневых волосков, поэтому снижение его уровня может повлиять на всасывающую способность корня и привести к дефициту питательных элементов.
Бесплатно
Статья научная
В связи с глобальным потеплением и нарастающим удорожанием хлебопекарного и кормового зерна проблема наследственного повышения засухоустойчивости зерновых культур превращается в одну из главнейших задач обеспечения продовольственной безопасности человечества. На основе анализа сложной структуры свойства засухоустойчивости хлебных злаков (фенотипирования) показана ограниченность канонического геноцентрического подхода и подходов молекулярной генетики к решению задачи существенного наследственного повышения засухоустойчивости. Предложен приоритетный эпигенетический подход к наследственному повышению засухоустойчивости, основанный на теории эколого-генетической организации количественных признаков (ТЭГОКП), которая оперирует не признаками продуктивности, а с семью генетико-физиологическими системами (ГФС), повышающих урожаи: аттракции; микрораспределений аттрагированных пластических веществ между зернами и мякиной в колосе; адаптивности (засухо-, холодо-, морозо,- жаро-, солестойкости и т.п.); горизонтального иммунитета; «оплаты» сухой биомассой лимитирующего фактора почвенного питания (N,P,K…); толерантности к загущению фитоценоза; наследственной вариабельности продолжительности фаз онтогенеза. В представляемой статье рассматривается один из компонентов сложной ГФС - адаптивность, в частности засухоустойчивость. Показана необходимость фенотайпинга - расчленения сложного свойства засухоустойчивости, в формировании которой участвуют не менее 22 компонентных признаков. Это позволяет строить эколого-генетические портреты (ЭГП) родительских пар (гистограммы величин всех компонентов засухоустойчивости для каждого родителя) на стадии экспериментальных исследований в камерах искусственного климата для разных типов засухи и подбирать родительские пары с дополняющими друг друга элементами ЭГП. По полученному прогнозному ЭГП посредством математических моделей, отражающих вклады компонентных признаков в результирующую засухоустойчивость, можно определить те компоненты итоговой засухоустойчивости, которые в процессе управления подбором родительских пар и гибридизации приведут к оптимальной комбинации максимальных положительных аддитивных вкладов выбранных компонентов в результирующую засухоустойчивость нового сорта
Бесплатно
Статья научная
Один из важных подходов при формировании качества плодов - применение биостимуляторов, способных защитить растения от внешних воздействий, целенаправленно регулировать их рост, развитие, обменные процессы, что позволит полнее реализовать потенциал сорта. В настоящей работе в течение 2006-2010 годов изучали влияние метеорологических условий в период вегетации и факторов выращивания на качество ягод земляники, произрастающей в условиях юга России. Приведены результаты использования некорневых подкормок минеральными удобрениями ГУМИ 20К и регуляторами роста мивал-агро, Stimolante 66f, Alga mix B Mg в фазы выдвижения цветоносов, начала цветения и созревания ягод для управления формированием урожая и химического состава ягод земляники, выращиваемых в экстремальных погодных условиях. Показано, что применение перечисленных препаратов на плодоносящих насаждениях земляники сортов Клери, Ароза, Мармолада способствовало увеличению массы ягод по сравнению с контролем в среднем на 0,7-2,2 г, что улучшает товарные качества и в итоге положительно влияет на урожайность. Совместное использование биостимулятора мивал-агро и минерального удобрения ГУМИ 20К позволяет улучшить качество по содержанию сухих веществ и сахаров - на 7-10 %, органических кислот - на 10-15 %, витамина С - на 9-14 %, Р-активных веществ - на 3-12 %. Установлено, что применение регуляторов роста Stimolante 66f и Alga mix B Mg на сорте Мармолада приводило к повышению устойчивости растений земляники к поздневесенним заморозкам, которые отмечались в 2009 году: число цветоносов превышало контроль на 9,1 %, число развившихся ягод - на 18,5 % при увеличении средней массы ягод на 1,7 г, что позволило получить урожайность выше контрольной на 9,1 т/га. При этом в ягодах накапливалось больше растворимых сухих веществ (9,0 %) и сахаров (6,8 %), повышалось содержание кислот (1,0 %), но замедлялся синтез витамина С и Р-активных веществ. Реакция сортов на проведенные обработки различалась. Так, у сорта Ароза при аналогичных обработках в ягодах снижалась сахаристость и кислотность при одновременном значительном повышении содержания биологически активных веществ по сравнению с контролем. Таким образом, посредством применения минеральных удобрений и стимуляторов роста в виде некорневых подкормок можно снизить негативное воздействие стрессовых ситуаций и тем самым повысить урожайность, товарные качества и содержание биологически активных веществ в ягодах земляники.
Бесплатно
Статья научная
Виды рода Rosa L., 1753,обладают высокими декоративными и хозяйственно ценными признаками, поэтому издавна используются в садово-парковом строительстве, а также в качестве лекарственного и ароматического сырья.Многие годы с розами ведется селекционная работа, результатом которой стало получение более 30 тыс. сортов. Для создания новых форм и сортов необходимы сведения об особенностях формирования генеративных элементов. Нашей целью было выявление особенностей развития и строения мужских и женских генеративных структур у видов R. spinosissima L. и R. сanina L., а также Rosa х damascena Mill.(сорта Джалита и Фестивальная)как перспективных исходных форм, а также сравнительный анализ зрелой пыльцы визуально здоровых и пораженных вирусами растений.Сбор растительного материала R. spinosissima и R. canina для приготовления постоянных препаратов и наблюдения за цветением проводили в горном Крыму в 2016 году на северо-восточном склоне горы Чатыр-Даг. Сорта R. damascena Джалита и Фестивальная отбирали в коллекции Никитского ботанического сада (Крым)...
Бесплатно
Статья научная
Контаминация сельскохозяйственной продукции микотоксинами различного происхождения - одна из серьезных проблем для мирового производства продуктов питания и кормов. Афлатоксин В1 (АФВ1) обладает гепатотоксичным, карциногенным и тератогенным действием, не разлагается в процессе переработки растительного сырья при приготовлении кормов и пищевых продуктов, поэтому относится к наиболее опасным микотоксинам. В связи с этим поиск веществ, подавляющих его биосинтез и тем самым предотвращающих накопление, остается актуальным. В настоящей работе представлены результаты исследования способности ряда природных и синтетических соединений блокировать у Aspergillus flavus (штамм AF11) образование АФВ1 и пигмента меланина - вторичных метаболитов поликетидной структуры, у которых имеются общие интермедиаты и совпадают начальные стадии биосинтеза. В качестве потенциальных ингибиторов биосинтеза поликетидных соединений использовали ловастатин и различные коммерческие препараты: (аминоэтил)тиофосфоновую кислоту, (аминометил)тиофосфоновую кислоту, алафосфалин, (1-аминоэтил)фосфоновую кислоту и N-гидроксипутресцин. Продуцентом ло-вастатина служил мутантный штамм Aspergillus terreus 45-50, полученный ранее из штамма A. terreus ATCC 20542. Чтобы выявить изменения в морфологии колоний, гриб A. flavus культивировали на твердой питательной среде. Концентрации исследуемых веществ при этом варьировали от 0,0001 до 0,1 % в зависимости от активности соединения. Для определения влияния исследуемых веществ на продукцию АФВ1 штамм A. flavus AF11 культивировали в течение 170 ч в жидкой питательной среде Пейна-Хеглера. Растворы тестируемых веществ добавляли до конечной концентрации от 0,001 до 0,1 % (коммерческие препараты) или от 0,0001 до 0,001 % (ловастатин). Эффективность ингибирования или стимуляции синтеза афлатоксина оценивали, сравнивая его содержание в культуральной жидкости в опыте и контроле (питательная среда без добавок тестируемых веществ). Также оценивали влияние ловастатина на накопление АФВ1 в зерне пшеницы, зараженном A. flavus AF11. Проведенный скрининг позволил разделить исследуемые вещества на три группы. Добавление в среду культивирования (аминоэтил)тиофосфоновой кислоты, (аминометил)тиофосфоновой кислоты и алафосфалина приводило к существенному снижению продукции АФВ1, однако не влияло на пигментацию колоний. N-гидроксипутресцин и (1-аминоэтил)фосфоновая кислота частично или полностью блокировали биосинтез меланина и одновременно значительно увеличивали продукцию АФВ1. Ловастатин полностью подавлял биосинтез АФВ1 и меланина даже в низких концентрациях (0,0005 %). Следовательно, вещества из первой и второй группы препятствовали образованию АФВ1 и меланина на этапах после разветвления путей биосинтеза этих вторичных метаболитов, в то время как ловастатин либо действовал на стадии, предшествующей разветвлению, либо одновременно подавлял некоторые этапы биосинтеза каждого из них после точки расхождения. В результате проведенного исследования впервые была выявлена способность ловастатина эффективно блокировать биосинтез АФВ1, а также подавлять рост и развитие токсигенного гриба A. flavus. Показано, что обработка зерна пшеницы ловастатином в дозах 0,25 и 0,50 мг/г перед заражением токсиногенным изолятом A. flavus приводила к снижению накопления АФВ1 соответственно в 4 и 20 раз. Обнаруженные свойства ловастатина в сочетании с его нетоксичностью и возможностью высокопродуктивного микробиологического синтеза делают перспективными дальнейшую разработку препарата на основе этого природного соединения, применение которого позволит предотвращать контаминацию АФВ1 фуражного зерна и других кормов для сельскохозяйственных животных.
Бесплатно
Статья научная
При изучении медоносной пчелы Apis mellifera L. применяются как классический морфометрический, так и молекулярно-генетические методы, включая полногеномное секвенирование. С использованием морфометрического анализа тридцать подвидов A. mellifera были распределены по четырем эволюционным линиям, которые соответствовали их географическому происхождению. Исследование полиморфизма мтДНК, например локуса COI-COII, позволило выделить три основные эволюционные линии - А, М и С. Вместе с тем метод имеет ограничение, связанное с материнским наследованием митохондриального генома. Поскольку у медоносной пчелы нет половых хромосом, информацию о наследовании по линии трутней (а также по линии матки) можно получить только на основании анализа аутосомных локусов, таких как SNP (single nucleotide poly-morphism) и SSR (simple sequence repeats) маркеры. В настоящей работе впервые проведена оценка информативности морфометрического и молекулярно-генетического методов для идентификации подвидов A. mellifera , обитающих на пасеках Сибири, и показано, что анализ изменчивости основных параметров крыла (кубитальный индекс, гантельный индекс, дискоидальное смещение) и локуса COI-COII мтДНК позволяет точно определить происхождение пчелиной семьи. Впервые изучено генетическое разнообразие среднерусской породы сибирских популяций с использованием микросателлитных локусов. Выявлены породо- и экоспецифичные диагностические аллели, позволяющие дифференцировать среднерусскую породу и ее экотипы, а также подвиды южного происхождения (карпатскую породу, карнику). Цель работы - оценить информативность морфометрического и молекулярно-генетических методов для идентификации подвидов A. mellifera при изучении медоносной пчелы в Сибири. Объектом исследования были медоносные пчелы, полученные с 92 пасек 69 населенных пунктов, расположенных в пяти регионах Сибири: в Томской и Кемеровской областях, в Красноярском крае, Алтайском крае и Республике Алтай. Чтобы изучить породный состав медоносных пчел на пасеках Сибири, первоначально рабочие особи из 414 пчелиных семей были исследованы с использованием морфометрического метода и анализа вариабельности локуса COI-COII мтДНК. На втором этапе выявленные пчелиные семьи среднерусской породы A. m. mellifera были изучены с использованием комплекса SSR-маркеров. Исследована ва-риабельность 31 микросателлитного локуса. С целью поиска уникальных или специфичных для разных подвидов медоносной пчелы SSR-маркеров также изучено генетическое разнообразие пчел двух подвидов A. m. carpathica и A. m. carnica , имеющих южное происхождение (группа сравнения). Расчет популяционно-генетических параметров (частота аллелей, показатели наблюдаемой и ожидаемой гетерозиготности) проводили с использованием программы GenAlEx 6.5 (https://biology-assets.anu.edu.au/GenAlEx/). Оценка степени интрогрессии генов эволюционной линии С в линию М была выполнена на основе данных полиморфизма микросателлитных локусов с использованием программы STRUCTURE 2.3.4 (https://web.stanford.edu/group/pritchardlab/home.html). Выявлено, что три показателя крыла, а именно кубитальный индекс, гантельный индекс и дискоидальное смещение, совместно с данными по полиморфизму мтДНК необходимы и достаточны для дифференциации подвидов A. mellifera , причем показатель «дискоидальное смещение» одним из первых отклоняется от стандартных значений породы в процессе гибридизации пчел. В результате микросателлитного анализа выявлены локусы, которые дифференцируют как подвиды разных эволюционных линий (линии М и С), так и различные экотипы среднерусской пчелы. В качестве диагностических ДНК-маркеров могут быть рассмотрены локусы А043, Аp081, Аp049, AT139, A113, mrjp3 , состав и частота преобладающих аллелей которых (породоспецифичные аллели) различались у подвидов A. m. mellifera (линия М) и двух подвидов южного происхождения (карпатская порода A. m. carpathica и карника A. m. carnica , линия С). У пчел среднерусской породы A. m. mellifera аллели размером 128 п.н. локуса А043, 124 п.н. локуса Ap081, 127 п.н. локуса Ap049, 190 п.н. локуса AT139, 218 п.н. локуса A113 и 529 п.н. - mrjp3 регистрировали с высокой частотой (0,54-0,99), тогда как у пчел южного происхождения A. m. carpathica и A. m. carnica эти аллели оказались более редкими (0,01-0,27). Микросателлитный локус А008 рассматривается как наиболее перспективный молекулярный маркер для дифференциации различных экотипов темной лесной пчелы A. m. mellifera , обитающих на территории Сибири, Урала и Европы (выявлены экоспецифичные аллели). На основании изучения генетического разнообразия медоносных пчел, обитающих на территории Сибири, с использованием микросателлитных локусов разработана диагностическая панель молекулярных маркеров для дифференциации подвидов и экотипов медоносной пчелы, принадлежащих к эволюционным линиям М и С ( A. m. mellifera , A. m. carpathica и A. m. carnica ).
Бесплатно
Статья научная
В связи с оценкой перспектив использования белоцветника летнего как элемента ландшафтных композиций в субтропической зоне России, где ежегодно в течение весны—лета отмечаются длительные засушливые периоды, изучали водный режим растений, а также накопление сухого вещества, характеризующее ассимиляционную способность (в том числе, синтез пигментов). Установлено, что максимальное содержание воды в листьях (до 90 %) наблюдается в апреле, наименьшее (85-86 %) — во II декаде мая. Во II декаде марта отмечен максимум накопления сухого вещества (0,77 г). Обнаружены различия в накоплении зеленых пигментов при выращивании белоцветника во влажных (10,54 мг/г) и сухих (11,95 мг/г) условиях. Корреляционный анализ выявил наличие прямой зависимости оводненности листьев белоцветника от абиотических факторов. Отмечена тесная корреляция между накоплением сухого вещества и количеством осадков ( r = 0,9-1,0) и средняя степень корреляционной зависимости содержания пигментов от температурного фактора.
Бесплатно
Статья научная
Герпесвирусная болезнь сибирского осетра (возбудитель — SbSHV) поражает промышленные популяции и наиболее тяжело протекает в условиях индустриального осетроводства. Существенный недостаток общепринятого метода специфической диагностики возбудителя заключается в том, что SbSHV активно репродуцируется in vivo при температуре воды в диапазоне 10-18 °С. Поэтому такой способ выделения вируса может быть применен в основном весной и иногда осенью. В другое время года содержание вируса в тканях рыб снижается настолько, что выявить его становится практически невозможно. Нами разработан метод ретроспективной диагностики герпесвирусной болезни сибирского осетра с применением непрямого варианта твердофазного иммуноферментного анализа. Представлены данные по получению необходимых реагентов для постановки твердофазного иммуноферментного анализа (накопление вируса в культуре клеток, выделение IgМ-подобного иммуноглобулина из осетровых гипериммунных антисывороток и т.д.). Выполнено сравнение эффективности предложенного метода и реакции нейтрализации. Показано, что метод позволяет выявлять антитела как у сибирского осетра, так и у близкородственных видов осетровых рыб или их гибридов.
Бесплатно
Статья научная
Оценивали неспецифическую резистентность овец при стимуляции центральной нервной системы кофеин-бензоатом натрия. В сыворотке крови определяли количество лейкоцитов, иммуноглобулинов, Т- и В-лимфоцитов и фагоцитарную активность лейкоцитов.
Бесплатно
Статья научная
С использованием предложенного графического метода оценки генотипической устойчивости растений к стрессу (фактором стресса служило удаление двух верхних листьев в период выколашивания; нетто-фотосинтез оценивали по общей воздушно-сухой массе надземной части растения) из широкого набора сортов яровой мягкой пшеницы выделили агроэкотипы с оптимальным сочетанием морфологических признаков, позволяющим формировать повышенный урожай, что может быть использовано при генетическом улучшении аттрагирующей способности колоса пшеницы.
Бесплатно
Новые данные по сохранности возбудителей болезней томата после перезимовки
Статья научная
Томат ( Solanum lycopersicum L.), который широко выращивается в мире и в России, поражается различными возбудителями грибных и грибоподобных заболеваний. В качестве основного источника инфекции обычно рассматривают почву, содержащую патогены в пахотном слое или на инфицированных остатках растений. Хотя известно, что продолжительность жизни возбудителей болезней в природных условиях разная, точные сведения о выживании инфекционных агентов после перезимовки достаточно скудны. В настоящей работе впервые доказано выживание патогенов ряда сортов и гибридов томата, используемых для выращивания в личных подсобных хозяйствах, во время перезимовки на шпалерах и подвязочном материале. Мы оценили сохранность возбудителей болезней томата на шпалерах к растениям после перезимовки под открытым небом в течение одного года и двух лет. Полевые исследования проводили на участке СНТ «Агроном» РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева (Тверская обл., Кимрский р-н, вблизи р. Дубна), где в вегетационный сезон 2021 года на посадках томата (примерно 50 растений) отмечалось сильное поражение растений болезнями. Выращивали 9 сортов и гибридов томата: Сибирский скороспелый, Де Барао, Демидов, Клуша, Малиновое пламя F1, Пламя F1, Тасманский шоколад, Для внучат F1, Джекпот F1. Шпалеры (сухие стебли мискантуса и деревянные рейки вместе с прикрепленными к ним отрезками шпагата), высвободившиеся после уборки урожая томата, размещали под открытым небом с середины августа 2021 года до 18 июля 2023 года. После перезимовки при одном и двух годах хранения часть шпалер с подвязочным и скрепляющим материалом отбирали для лабораторного анализа на присутствие возбудителей болезней томата. Для микроскопического анализа использовали соскобы и смывы со шпалер, отрезков шпагата как подвязочного материала, скотча и изоленты, скрепляющих шпалеры (микроскоп Ломо Микмед 6, ООО «ЛОМО-Микросистемы», Россия, с цифровой камерой Digital Camera for Microscop DCM 900 USB 2.0). После годичного хранения шпалер и подвязочного материала под открытым небом на них были обнаружены жизнеспособные формы возбудителей бурой пятнистости Cladosporium fulvum Cooke, белой пятнистости Septoria lycopersici Speg., альтернариоза Alternaria alternata Sorauer, фитофтороза (ооспоры) Phytophthora infestans (Mont.) de Bary, плесневые грибы Chaetomium globosum Kunze и Aspergillus Micheli, а также представители родов Fusarium Link, Phoma (Saccardo) и Helminthosporium Link. Данные о сохранности возбудителей на шпалерном материале получены нами впервые. При этом отметим, что за указанный период выпало около 690 мм осадков, а минимальная зимняя температура достигала -25 °C. Через 2 года хранения под открытым небом на аналогичных шпалерах были обнаружены конидии Cladosporium fulvum на всех 14 образцах подпор. И только на двух образцах этой партии шпалер выявлены единичные ооспоры Phytophthora infestans . Все конидии и ооспоры выглядели жизнеспособными. Также отметим, что за двухгодичный период выпало около 1400 мм осадков, а минимальная зимняя температура достигала -27 °C. Таким образом, наши наблюдения свидетельствуют об успешной массовой перезимовке и годичной сохранности на шпалерах и подвязочном материале девяти основных возбудителей заболеваний томата, а также о сохранности двух из них при двухлетнем хранении с перезимовками. Полученные впервые экспериментальные данные о сохранении инфекции на шпалерах и подвязочных материалах важны для понимания и разработки рекомендаций по подготовке и выращиванию различных сортов и профилактике заражения ею томата в условиях Тверской и Московской областей, а также в других регионах со схожими агроклиматическими условиями. В рамках практической значимости исследования необходимо дать рекомендацию непременно осуществлять уничтожение шпалер с подвязочным материалом после уборки урожая томата либо тщательно их дезинфицировать.
Бесплатно
Новые методы анализа спермы с использованием системы CASA (сomputer-assisted sperm analysis)
Статья научная
Анализ спермы составляет основу определения оплодотворяющей способности племенного производителя. Кроме того, число доз осеменения в одном эякуляте зависит от показателей спермы. Андрология стала одной из первых областей в медицине, где цифровые технологии анализа изображений нашли применение при оценке состояния половых путей и функции спермиев. Их совершенствование расширяет возможности применения разрабатываемых систем в медицинской практике или животноводстве. В системах ISAS®PBos («PROISER - Projectes i Serveis R+D S.L.», Испания) анализ семени включает определение количества, подвижности и морфологии спермиев. С учетом размеров спермиев, оптимальной скорости передачи и обработки изображений разрабатываются системы для двумерного анализа подвижности сперматозоидов у разных видов животных. Система ISAS®PBos подсчитывает процент морфологических аномалий на основании изображений, полученных для оценки подвижности, и позволяет определять оптимальное число спермодоз в эякуляте. Выявление морфологических различий спермиев у разных пород, а также наличия структурированных субполяций спермиев в эякуляте выводит исследования в области репродуктивной биологии на следующий уровень и открывает новые перспективы для практики разведения животных. При изучении спермиев на субпопуляционном уровне применяется многомерная статистика, которая базируется на анализе главных компонент. В статистическом оценивании и математическом моделировании предлагается использовать байесовский подход, на основании которого в ближайшее время будет разработан математический инструментарий для оценки качества спермы. Существенные недостатки распространенных ранее методов связаны с изменениями естественной подвижности клеток в счетных камерах и нативной формы и размеров сперматозоида в процессе подготовки препаратов (обезвоживание, фиксация, мечение и монтаж). Эти проблемы снимаются при работе с новыми системами - ISAS® 3DTrack и Trumorph® для определения соответственно подвижности и морфологии сперматозоидов. ISAS® 3DTrack (лазерный микроскоп без линз) с глубиной резкости около 100 мкм позволяет получать трехмерное изображение треков движения клеток, что является большой инновацией. По технологии Trumorph® при негативном фазовом контрастировании можно получать изображения с высоким разрешением и выявлять особенности морфологии спермиев у многих видов животных. Комплект ISAS® 3Fun с набором для окрашивания ISAS® 3Fun kit и соответствующим программным обеспечением позволяет четко различать спермии с неповрежденной клеточной оболочкой и акросомой, что имеет важнейшее функциональное значение.
Бесплатно
