Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1689
Морфометрические признаки и химический состав растений якона при интродукции на Среднем Урале
Статья научная
Изучали фенологические и физиологические особенности, структуру подземных органов, а также оценивали продуктивность, динамику роста надземных органов в онтогенезе и накопления фруктозосодержащих углеводов в корневых клубнях растений якона (Polymnia sonchifolia Poepp. et Endl.) при интродукции на Среднем Урале.
Бесплатно
Статья научная
Исследования солеустойчивости тритикале (× Triticosecale Wittmack) и выявление оптимальных в этом отношении сортообразцов актуальны в связи с широким распространением засоленных почв в районах выращивания этой культуры. Среди способов оценки солеустойчивости привлекают внимание биотехнологические методы, однако для тритикале они практически не разработаны, а сортовая специфика ее реакции на засоление в условиях in vitro недостаточно изучена. В представленной работе впервые выявлена зависимость активности каллусообразования, прироста сырой и сухой биомассы, динамики накопления в тканях пролина и интенсивности перекисного окисления липидов (ПОЛ) от концентрации соли NaCl (0,5, 0,75 и 1 %) в питательной среде, а также сортовая специфика изменения этих показателей в условиях засоления у образцов озимой тритикале. Целью работы было изучение влияния разной степени хлоридного засоления на морфофизиологические и биохимические изменения каллусов пяти сортообразцов озимой тритикале. В качестве материала для исследований использовали зрелые зародыши зерновок сортообразцов озимой тритикале Triskell, Сотник, ПРАГ530л-1934, Timbo и Алмаз из коллекции Дагестанской опытной станции - филиала ФИЦ Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова. Для введения в культуру in vitro зерновки последовательно стерилизовали в течение 30 с в 96 % этаноле и 20 мин - в коммерческом препарате Белизна, затем 3 раза по 5 мин промывали стерильной дистиллированной водой. Выделенные из поверхностно простерилизованных зерновок зародыши помещали на питательную среду срезом вниз для формирования каллуса. В работе использовали четыре варианта питательной среды Мурасиге-Скуга (МС), которая различалась по концентрации NaCl: МС с добавлением 2,5 мг/л 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д) и 0,5 мг/л 6-бензиламинопурина (БАП) (контрольный вариант, МС1); МС + 2,4-Д + БАП + 0,5 % NaCl (МС2); МС + 2,4-Д + БАП + 0,75 % NaCl (МС3); МС + 2,4-Д + БАП + 1 % NaCl (МС4). Продолжительность культивирования зрелых зародышей на питательных средах составляла 30 сут. Все варианты культивировали в климатической камере (MLR-352H, «Sanyo», Япония) в условиях 16-часового фотопериода при 24±1 °С, освещенности 3000 лк и влажности 80 %. Определяли размер каллусов, прирост сырой и сухой биомассы, накопление свободного пролина, интенсивность процессов перекисного окисления липидов. По результатам опытов наибольшую чувствительность к засолению in vitro проявили сортообразцы Timbo и Алмаз, у которых каллусогенез наблюдался только на среде с низкой концентрацией NaCl (0,5 %). Сортообразцы Сотник и ПРАГ530л-1934 выдерживали средний уровень засоления (0,75 % NaCl). Устойчивым оказался образец Triskell, у которого каллусообразование было также отмечено в варианте наиболее интенсивного засоления (1 % NaCl). Введение в среду хлорида натрия в концентрации 0,75 % приводило к снижению размера каллуса у сортообразцов Triskell, Сотник и ПРАГ530л-1934 соответственно в 1,8; 1,9 и 2,0 раза относительно контроля (р function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }
Бесплатно
Статья научная
В последние десятилетия развитие нанотехнологий привело к необходимости тщательно исследовать безопасность ультрадисперсных металлов. Известно, что многие из них обладают прооксидантными и токсическими эффектами в отношении различных организмов. В то же время данные по сравнению биологической активности наночастиц металлов и их оксидов на растения отсутствуют. Нами впервые комплексно изучено воздействие сферических наночастиц (НЧ) железа Fe0, магнетита Fe3O4, меди Cu0 и оксида меди CuO, никеля Ni0 и оксида никеля NiO в различных концентрациях на рост, содержание пигментов и перекисное окисление липидов у проростков пшеницы обыкновенной ( Triticumvulgarе L.). Семена пшеницы дезинфицировали, промывали и помещали на подложку из фильтровальной бумаги в пластиковые чашки Петри по 20 шт. на расстоянии не менее 0,5-1,5 см друг от друга. На 3-и сут в чашки вносили по 5 мл наночастиц металлов и их оксидов (концентрации по металлу от 0,0125 до 1,0 М). На 5-е сут после прорыва колеоптиля оценивали физиолого-биохимические показатели. У 10 проростков измеряли длину 1-го листа (от основания до апекса главного листа) и главного корня (от корневой шейки до кончика главного корня). По 3 растения из каждого варианта отбирали для определения содержания фотосинтетических пигментов (ФП) и оценки окислительного стресса. Анализ метрических характеристик показал, что чувствительность проростков пшеницы к наночастицам чистых металлов Cu0 и Ni0 была гораздо выше, чем к наночастицам их оксидов (CuO, NiO). В изучаемом диапазоне концентраций наночастицы CuO и NiO не вызывали летального эффекта, несмотря на существенное (более чем в 2 раза) снижение большинства ростовых показателей. В низких концентрациях (менее 0,05 М) наночастицы Fe0 и Fe3O4 достоверно стимулировали рост проростков по сравнению с контролем. Напротив, в присутствии наночастиц Cu0 и CuO, Ni0 и NiO развивался токсический эффект, который усиливался с возрастанием концентрации металла. У корневой системы как первой мишени обнаружена высокая чувствительность к НЧ металлов. Добавление наночастиц Cu0, CuO, Ni0 и NiO подавляло рост корня соответственно в 19,0; 7,4; 4,8 и 2,2 раза. По возрастанию способности ингибировать рост главного корня и 1-го листа наночастицы расположили в следующем порядке: Fe3O4→Fe0→NiO→CuO→Ni0→Cu0. Положительное воздействие НЧ Fe0 и НЧ Fe3O4 на содержание пигментов было в целом сильнее и стабильнее, чем у наноматериалов на основе Сu и Ni. После инкубации с металлами в концентрации менее 0,05 М зеленая окраска проростков не только сохранялась, но даже отмечался стимулирующий эффект. На содержание хлорофилла a наиболее сильное отрицательное влияние оказывали НЧ Cu0 (снижение относительно контроля на 22,0-33,0 %), хлорофилла b - НЧ Ni0 (на 16,0-68,0 %). Эффект от воздействия НЧ CuO на состояние пигментного комплекса был дозозависимым: статистически значимое снижение содержания хлорофилла а отмечали в вариантах 0,054; 0,1 и 0,5 М (на 9,0-21,5 %), хлорофилла b - в вариантах 0,0125 и 0,025 М (на 4,0-15,0 %). НЧ NiО не оказывали существенного угнетающего действия на хлорофиллы (снижение содержания всего на 8,7 %). Каротиноиды в листьях проростков T. vulgare оказались менее чувствительными к наночастицам металлов по сравнению с хлорофиллами. В присутствии наночастиц содержание МДА изменялось в корнях в большей степени, чем в листьях. Влияние некоторых наночастиц, особенно Ni0, Сu0 и CuO, способствовало достоверному повышению количества МДА в корневой части растений - соответственно на 17,0, 25,0 и 18,7 %. Действие наночастиц Fe0, Fe3O4 и NiО практически не приводило к изменению этого показателя, а НЧ Fe3O4 снижали его на 30,0 %. Таким образом, наночастицы металлов и их оксидов избирательно влияют на метаболические реакции и проявляют различную биологическую активность в зависимости от состава металлов и используемой концентрации.
Бесплатно
Статья научная
Интенсивное развитие нанотехнологий обусловливает актуальность исследований по выявлению закономерностей воздействия техногенных наноматериалов на биообъекты. Степень проявления токсичности наносоединений при их воздействии на растения зависит от физических свойств наночастиц (размерность, форма, каталитическая активность, концентрация). При этом мало изучены их взаимодействие с растительной клеткой и концентрационная зависимость эффектов для наночастиц разной химической природы и различных биообъектов. Цель настоящей работы состояла в комплексном изучении воздействия наночастиц никеля (НЧ Ni0) размером Δ50 = 5 нм в разной концентрации на рост, содержание пигментов, флавоноидов и пролина, интенсивность фотосинтеза и транспирации у проростков пшеницы ( Triticum aestivum L.). Откалиброванные семена мягкой яровой пшеницы сорта Новосибирская 29 предварительно проращивали в течение 2-3 сут (до появления корешков) в чашках Петри на фильтровальной бумаге, пропитанной суспензиями наночастиц Ni0 в концентрациях 0,01; 0,1; 1 и 10 мг/л...
Бесплатно
Статья научная
Исследовали особенности роста, а также оценивали содержание пигментов в листьях и структуру урожая растений яровой мягкой пшеницы сорта Тулунская под влиянием предпосевной обработки семян электромагнитными волнами сверхвысокой частоты. Выявили оптимальную частоту волны для предпосевной обработки сухих семян пшеницы.
Бесплатно
Статья научная
Проводили сравнительную оценку гибридных, диких и домашних новорожденных поросят по морфофункциональным признакам поджелудочной железы. Определяли абсолютную и относительную массу поджелудочной железы, функциональную активность последней и массу тела животных. Обсуждается возможность повышения откормочных и мясных качеств свиней посредством гибридизации с дикими кабанами азиатского и европейского подвидов.
Бесплатно
Статья научная
Против болезней картофеля в России в настоящее время используют 17 биопрепаратов на основе штаммов-продуцентов Bacillus subtilis и Trichoderma asperellum ( = T. harzianum ). В мире накоплен большой опыт получения и применения традиционных сухих и жидких препаративных форм промышленных биопрепаратов. Однако недостаточны сведения об эффективности форм, разрабатываемых на основе мультибиоконверсии техногенных отходов, что актуально в связи с экологической значимостью этой проблемы и поиском ресурсов дешевого и доступного сырья. Настоящая работа представляет успешный опыт использования растительных отходов в качестве субстрата при выращивании съедобных грибов, а затем микробных штаммов и получения гранулированных антифунгальных биопрепаратов. Это актуальный подход к биотехнологиям более безопасного использования отходов и превращения их в полезные продукты. Цель исследования - получить экспериментальные образцы принципиально новых мультибиоконверсионных препаратов на основе микробов-антагонистов для защиты картофеля от болезней и оценить их эффективность. Технология включала мультибиоконверсию растительных отходов (смесь опилок с пшеничными отрубями) посредством выращивания последовательно Lentinula edodes (Berk.) Pegler (шиитаке) и Pleurotus ostreatus (Jacq.: Fr.) P. Kummer НК-35 (вешенка), а затем штаммов-продуцентов B. subtilis B-10 и T. asperellum Т-36. Оценка питательной ценности субстрата, полученного в результате разложения целлюлозы и лигнина из первичной смести отходов, выявила более высокое содержание белка (9,4±0,3 против 2,7±0,3 и 4,3±0,1 %) и азота (1,5±0,3 против 0,4±0,1 и 0,6±0,1 %), а также пониженное соотношение C:N (38,3 против 81,2 и 92,9) по сравнению с субстратом, обычно используемым для выращивания шиитаке, или с торфом как одним из субстратов для твердофазной ферментации. Жидкий инокулюм штаммов-продуцентов получали на стандартных питательных средах Чапека (ООО «Биокомпас-С», Россия) и кукурузно-мелассовой («Каргилл», ООО «Агроресурс», Россия). При твердофазной ферментации дважды (мульти-) биоконвертированный субстрат (последовательное выращивание шиитаке и вешенки) инокулировали B. subtilis B-10 (0,9×109 сп/мл) и T. asperellum T-36 (2,8×1010 КОЕ/мл) и культивировали в течение 10 сут при 25-28 °С. Лабораторные образцы биопрепаратов тестировали в полевых условиях на картофеле сорта Елизавета (ПК «Шушары», Ленинградская обл., 2011 год). Применили взаимоортогональную организацию полевого опыта со сплошным размещением вариантов в 4-кратной повторности на площади 0,5 га; площадь учетной делянки - 10 м2, общий объем выборки - 482 растения. Препараты применяли 1-кратно: при посадке (12 мая 2011 года) клубни перемешивали в бункере картофелесажающего агрегата с твердофазными мультиковерсионными биопрепаратами при норме расхода в каждом варианте 1 кг на 1,5 т клубней (2 кг/га). Препараты сочетали с базовыми агротехническими и защитными мероприятиями, используемыми при выращивании сорта. Они включали послепосадочную обработку почвы гербицидом Sencor® (Зенкор Ультра, КС, 800 г/л; «Bayer Crop Science», Германия); послевсходовые 2-кратные (интервал 1 нед) внесения комплексного минерального препарата Terraflex® (Террафлекс 17/17/17, П, 2,8 и 1,6 кг/га; «Nu3 N.V.», Бельгия); послевсходовые 1-кратные внесения содержащего микро- и мезоэлементы комплекса Аквадон микро (2,0 л/га; «Оргполимерсинтез», Россия), микробиологического удобрения Экстрасола® (2 л/га; «Бисолби-Интер», Россия), стимулятора роста Циркон, Р (0,1 г/л; 10 г/га; АНО «НЭСТ М», Россия) и обработки гербицидами Лазурит Т, СП (700 г/кг; 0,5 л/га; АО «Август», Россия) и Titus™ (Титус, СТС, 250 г/кг; 20 г/га; «DuPont», США); также после смыкания рядков растения обрабатывали фунгицидами: Bravo® (Браво, КС, 500 г/л; 1,5 л/га; «Syngenta AG», Швейцария) и Ridomil gold® (Ридомил Голд, ВДГ, 640 + 40 г/кг; 1,5 л/га; «Syngenta AG», Швейцария) - через 2 нед, Revus® (Ревус, КС, 250 г/л; 250 г/га; «Syngenta AG», Швейцария) - через 4 нед и Shirlan® (Ширлан, СК, 500 г/л; 0,4 л/га; «Syngenta AG», Швейцария) - через 6 нед. Последнюю подкормку Террафлекс финал (2,8 кг/га) в сочетании с обработкой Ширлан, СК (0,4 л/га) проводили за 2 нед до уборки урожая. Вариант без применения биопрепаратов служил контролем. Использовали стандартные методы учета урожайности, биометрических (рост, облиственность) и фитопатологических (распространенность и развитие болезней) показателей, статистической обработки результатов (расчеты средних и их стандартных ошибок, дисперсионный анализ ANOVA). Статистическую значимость различий оценивали по t -критерию Стьюдента для попарного сравнения вариантов. Биометрические учеты с фиксацией появления симптомов заболеваний проводили на 3-недельных проростках (1-2-й ярус листьев) и при смыкании рядков, два фитопатологических учета - в начале и в конце цветения; финальный учет выполняли при сборе урожая клубней.
Бесплатно
Статья научная
Вирус лейкоза птиц (ВЛП) относится к роду Alpharetrovirus семейства Retroviridae и имеет диплоидный геном, состоящий из одноцепочечной РНК. Для кур специфичны вирусы подгрупп A, B, C, D, E, J и K. Классификация вируса основана на различиях в структуре белка оболочки - GP85. Инфекция ВЛП, и в особенности инфекция ВЛП подгруппы J, наносит огромный ущерб промышленному птицеводству. Золотым стандартом для выявления ВЛП считается выделение вируса в культурах клеток CEFs или DF-1. Недостаток этого метода - длительность процедуры до получения результата (7-9 сут). Наиболее широкое распространение для выявления ВЛП получил иммуноферментный анализ. В его основе лежит выявление группоспецифического антигена ВЛП р27. Однако у этого метода также есть недостатки, главные из которых - получение ложноположительных результатов из-за экспрессии р27 эндогенными вирусами и недостаточная чувствительность. При проведении настоящего исследования нами разработана тест-система для выявления наиболее распространенных в мире подгрупп ВЛП (A, B, J и K) и осуществления контроля за распространением ВЛП...
Бесплатно
Статья научная
Род Brassica L. - источник масличных, овощных, пряных, кормовых и декоративных культур, широко выращиваемых по всему миру. Большинство культурных растений относятся к трем диплоидным видам B. rapa L. (2 n = 20, геном AA), B. nigra (L.) K. Koch (2 n = 16, BB) и B. oleracea L. (2 n = 18, CC) и трем аллотетраплоидным видам B. juncea (L.) Czern. (2 n = 36, AABB), B. napus L. (2 n = 38, AACC) и B. carinata A. Braun (2 n = 34, BBCC), которые возникли в результате естественной гибридизации диплоидов. Эффективным способом увеличения генетического разнообразия и улучшения агрономических признаков культур Brassica служит отдаленная гибридизация. Для контроля интрогрессии геномного материала при отдаленной гибридизации необходимо применение методов генетического маркирования. В настоящей работе предложен эффективный подход для контроля интрогрессии геномов A, B и C Brassica у растений, полученных в результате межвидовой гибридизации. Впервые выявлены специфичные для A-, B- и C-геномов Brassica микросателлитные маркеры, длина которых определена в системе высокоразрешающего электрофореза с точностью до одного нуклеотида, а также изучена возможность применения этих маркеров для анализа селекционных образцов, полученных в результате межвидовой гибридизации. Целью исследования была разработка высокопроизводительной технологии контроля интрогрессии геномов A, B и C у представителей рода Brassica при отдаленной гибридизации на основе мультиплексного микросателлитного ПЦР-анализа геном-специфичных микросателлитных маркеров. В качестве контрольных образцов исследовали растения, полученные из Центра генетических ресурсов CGN (Centre for Genetic Resources, Нидерланды) и Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова (ВИР, г. Санкт-Петербург). Растительный материал для анализа интрогрессий был предоставлен сотрудниками ООО Селекционная станция им. Н.Н. Тимофеева (г. Москва). Геномную ДНК получали методом адсорбции на сорбенте. ДНК амплифицировали в ПЦР с праймерами, специфичными для локусов Na10-D09, Na12-A02, Na12-F12, Ni2-B02, Ni2-F02, Ni3-G04B, Ol12-A04, Ra2-E12, BRMS-043, BN6A2. Анализ флуоресцентно меченных ПЦР-фрагментов осуществляли методом высокоразрешающего электрофореза (генетический анализатор Нанофор-05, ООО НРФ «Синтол»-ФГБНУ Институт аналитического приборостроения РАН, Россия). Длину ПЦР-фрагментов устанавливали с помощью программного обеспечения ДНК Фрагментный анализ (ФГБНУ ИАП РАН, Россия). В результате проведенного исследования разработана система для мультиплексного ПЦР-анализа на основе шести микросателлитных локусов (Na12-A02, BRMS-043, Na10-D09, Ol12-A04, Ni2-F02, BN6A2), позволяющая в одну стадию определить наличие маркеров геномов A, B и C у видов рода Brassica . Маркеры, специфичные для геномов A, B и C, были установлены в процессе мультиплексного ПЦР-анализа контрольных образцов Brassica с известной видовой принадлежностью и геномным составом: B. rapa (AA), B. nigra (BB), B. oleracea (CC), B. napus (AACC), B. juncea (AABB), B. carinata (BBCC). Длину маркерных фрагментов определили в системе высокоразрешающего электрофореза на генетическом анализаторе с точностью до одного нуклеотида. Маркеры, специфичные для генома A, выявлены в локусах Na12-A02 (178, 180 и 182 п.н.), BRMS-043 (303, 307 и 313 п.н.), Na10-D09 (283, 285, 291, 293 и 299 п.н.), для генома B - в локусах Na12-A02 (196, 198, 200, 202, 204, 212, 214 и 216 п.н.), Ol12-A04 (125, 127 и 129 п.н.), Ni2-F02 (198, 200, 202, 204 и 208 п.н.), BN6A2 (222 п.н.), для генома C - в локусах Na12-A02 (164, 168 и 170 п.н.), Ni2-F02 (164, 166, 168 и 186 п.н.). С использованием разработанной мультиплексной системы в генетических профилях образцов (Эт2 ½ КК)2 ½ Цв9, (Эт2 ½ КК)1, Грин ½ FBLM(1), JR ½ Агр2ки, БК ½ ЗМ1-1(6), БК ½ ЗМ1-1(8), БК и КБ, полученных в результате отдаленной гибридизации, выявлена интрогрессия фрагментов геномов A, B и/или C . Таким образом, у образцов с известной селекционной историей подтверждено наличие соответствующих геномов. Благодаря автоматизации всех этапов анализа в формате 96-луночного планшета эта технология позволяет осуществлять широкомасштабный скрининг селекционных образцов и может быть внедрена в практику как инструмент контроля интрогрессии A-, B- и C-геномного материала, а также контроля его наследования в последующих поколениях.
Бесплатно
Статья научная
Резюме: Sarcoptes scabiei / mange - это мелкий клещ округлой формы, бледно-серого цвета, который живет в эпидерме кожи млекопитающих и вызывает чесотку. Несмотря на то, что биология клеща хорошо изучена, а его взаимодействие с хозяином интенсивно исследуется, анализ данных демонстрирует отсутствие культуры клеток, на которой клещ мог бы размножаться in vitro. Это факт сдерживает разработку современных эффективных методов диагностики заболевания и изучение иммунного ответа после заражения паразитом с перспективой создания вакцин, оценку результатов использования препаратов для клинического лечения заболевания, вызванного клещом. В связи с этим особенно актуален поиск клеточной системы, которая позволила бы поддерживать жизнеспособность Sarcoptes scabiei / mange in vitro. Мы описываем клеточные системы, представленные мультипотентными мезенхимными стромальными клетками (ММСК), которые могут быть использованы для этих целей. ММСК выделяли из подкожно-жировой ткани (ПЖТ) крупного рогатого скота (КРС) и человека...
Бесплатно
Статья научная
Распространение летальных и полулетальных генетических мутаций в популяциях крупного рогатого скота становится причиной эмбриональной и постэмбриональной смертности телят. Использование ограниченного числа быков-производителей создает опасность широкого распространения генетических аномалий. Рецессивный дефект голштинского скота - дефицит холестерина HCD (haplotype cholesterol deficiency) характеризуется гибелью телят в первые дни или месяцы жизни. Степень распространения этого дефекта в настоящее время очень высока (в разных странах от 6 до 17 %). Следует отметить, что в целом сведений о связи рецессивных мутаций с продуктивностью молочного скота немного, а данные о влиянии мутации HCD, впервые описанный в 2015 году, на селекционно значимые признаки крайне ограничены. Мы впервые провели генетическую оценку района гена APOB на хромосоме BTA11 в российской популяции коров и определили показатели молочной продуктивности в зависимости от статуса по HCD. Полученные результаты свидетельствуют, что в изученной нами популяции мутация HCD не снижает племенную ценность животных по молочной продуктивности и качеству молока (по жиру и белку)...
Бесплатно
Мясная продуктивность помесных овец от скрещивания маток Цигайской породы с баранами породы Тексель
Статья научная
Оценивали убойные качества, морфологический состав туш, химический, аминокислотный и жирно-кислотный состав мяса, а также энергетическую ценность последнего у молодняка чистокровных овец цигайской породы и помесей от скрещивания маток цигайской породы с баранами породы тексель.
Бесплатно
Мясные качества овец бакурской и русской длинното-щехвостой пород в условиях Среднего Поволжья
Краткое сообщение
Оценивали мясные качества овец в зависимости от породы и возраста животных. Определяли убойные показатели животных, а также морфологический и сортовой состав туш.
Бесплатно
Накопление аланина в клетках эндофита Klebsiella terrigena Е6 в условиях азотфиксации
Статья научная
На модельном объекте (штамм Klebsiella terrigena Е6, способный колонизировать ткани ячменя и подсолнечника) изучали возможные метаболические пути выноса фиксируемого N из клеток азотфиксирующих бактерий-эндофитов в небобовые растения. В исследовании реализован оригинальный методический подход — анализ пула основных аминокислот в бактериальных клетках с целью выявления возможного акцептора аммонийной группы глутамата, образующегося при азотфиксации. Обнаружено, что в условиях азотфиксации доминирующей аминокислотой в клетках K. terrigena Е6 был аланин (53,4 % от суммы аминокислот). При добавлении в среду роста бактерий пирувата накопление аланина увеличивалось в 1,4 раза. Полученные результаты позволяют предположить, что аммонийная группа у K. terrigena Е6 при азотфиксации переносится из глутамата на пируват, а образующийся при этом аланин может служить переносчиком фиксированного азота из клеток бактерий.
Бесплатно
Накопление тяжелых металлов в органах земляники садовой в условиях техногенного загрязнения
Статья научная
Крупные промышленные плантации и участки садоводов-любителей часто расположены в зоне влияния промышленных центров, где велик риск накопления тяжелых металлов (фоновые показатели по Cu, Zn и Pb могут быть превышены в 4-55 раз). В растительном организме на границах «корень-стебель», «стебель-лист» и «стебель-репродуктивные органы» существуют физиологические барьеры, препятствующие поступлению токсикантов в плоды. В 2006-2008 годах в Мценском районе Орловской области в условиях полиэлементного техногенного загрязнения светло-серой лесной почвы нами изучено содержание свинца, никеля, цинка, железа и меди в вегетативных органах (корни, корневища, черешки листьев, листья) и плодах у четырех сортов земляники садовой Fragaria ½ ananassa (Duchesne ex Weston): Рубиновый кулон, Мамочка, Былинная и Богема. Для каждого элемента наблюдали специфическое распределение в органах растений, особенности которого зависели от физиологического значения элемента, его химических свойств и техногенной нагрузки. В то же время были отмечены существенные сортовые различия. У сортов Рубиновый кулон, Мамочка и Былинная листья содержали больше свинца, чем корни, что может объясняться дополнительным фолиарным поглощением элемента из атмосферы. У сорта Богема наблюдалось постепенное снижение аккумуляции свинца в ряду корни-корневища-листья-плоды. Заметная фиксация никеля в корнях отмечена только у сорта Мамочка. У остальных сортов плоды содержали достоверно больше никеля, чем подземные органы. Распределение цинка и железа по органам было обусловлено генетическими особенностями сортов земляники. Цинк не накапливался в вегетативных органах у сортов Рубиновый кулон и Мамочка. В корнях у сорта Богема и в корневищах у сорта Былинная, напротив, наблюдалась высокая аккумуляция этого элемента. Растения сортов Рубиновый кулон, Мамочка и Богема содержали железо преимущественно в корнях и плодах, сорт Былинная - в корневищах и черешках листьев. Для Pb - НСР А = 0,24; НСР В = 0,27; НСР АВ = 0,53; для Ni - НСР А = 0,04; НСР В = 0,05; НСР АВ = 0,10; для Zn - НСР А = 0,24; НСР В = 0,27; НСР АВ = 0,53; для Fe - НСР А = 0,79; НСР В = 0,89; НСР АВ = 1,77; для Cu - НСР А = 0,47; НСР В = 0,52; НСР АВ = 1,05 (фактор А - сорта земляники; фактор В - органы растения). Сортовые различия в накоплении тяжелых металлов свидетельствуют о возможности уменьшить экологический риск загрязнения плодов земляники при помощи целенаправленного подбора сортов.
Бесплатно
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
