Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1755
Статья научная
Анализ ДНК древних и исторических образцов, в том числе экземпляров из музейных и краниологических коллекций, неоценим как способ получения генетической информации для реконструкции происхождения локальных пород животных. Принимая во внимание высокую степень деградации ДНК в большинстве таких образцов, исследования проводят, как правило, на митохондриальном геноме, поскольку он присутствует в сотнях или даже тысячах копий в одной клетке. Однако в некоторых случаях исследование митохондриальной ДНК (мтДНК) не позволяет в полной мере проследить демографическую историю видов и пород, особенно при вовлечении в скрещивания производителей, представляющих улучшающие породы. Информативным инструментом для анализа такого рода демографических событий служат микросателлиты, или короткие тандемные повторы (STR). Однако генотипирование микросателлитов при использовании ДНК, выделенной из музейных образцов, сопряжено с повышенным риском ошибок амплификации. Цель нашей работы - усовершенствование алгоритма определения консенсусных генотипов STR-маркеров для проб, содержащих сильно деградированную ДНК, и оценка его эффективности на музейных образцах костной ткани крупного рогатого скота. Материалом для исследования служили музейные экспонаты черепов крупного рогатого скота, датированные концом XIX-первой половиной XX века, хранящиеся в краниологической коллекции Музея животноводства им. Е.Ф. Лискуна (РГАУ - МСХА им. К.А. Тимирязева, г. Москва). Образцы генотипировали с помощью мультиплексной панели, включавшей 11 микросателлитных локусов, рекомендованных Международным обществом генетики животных (ISAG), по протоколам, принятым в ФГБНУ ФИЦ ВИЖ им. академика Л.К. Эрнста. Успешность амплификации для каждого локуса в образце оценивали на основании расчета индексов качества генотипирования (quality indices, QI). Наиболее часто встречающийся генотип кодировали как 1, а отличающиеся от него за счет выпадения аллелей (allelic drop-out, ADO) или ложных аллелей (false alleles, FA) генотипы - как 0. Далее рассчитывали долю генотипов со значением 1 по отношению к общему числу повторов. Пороговое значение для QI было установлено на уровне 0,75. В консенсусный генотип включали генотипы, показавшие частоту встречаемости выше порогового значения для каждого локуса. Тестирование алгоритма выполнено на 144 музейных образцах черно-пестрого, турано-монгольского, палево-пестрого и бурого крупного рогатого скота. Полный профиль (11 микросателлитных локусов) удалось получить для 60,42 % случаев. Качество генотипирования в большинстве локусов (9 из 11 исследованных) было выше 0,950, варьируя от 0,951±0,011 в локусе TGLA122 до 0,995±0,003 в локусе BM2113. По результативности наименее успешным оказалось генотипирование локусов TGLA53 и BM1818 (соответственно 74,86 % и 61,45 %). Выявлена положительная корреляция на уровне тенденции ( r 2 = 0,53; p = 0.09) между размером аллелей в локусе и долей ошибок генотипирования. Поскольку изучение аллелофонда популяций невозможно без получения корректных генотипов, предложенный нами алгоритм, обеспечивающий вероятность корректного генотипирования p function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }
Бесплатно
Определение наследуемости в популяциях растений при сочетании перекрестного опыления и самоопыления
Статья научная
На основе принципа интегрированного вклада в признак гетеро- и гомозиготных локусов предложена формула определения коэффициента наследуемости в смежных поколениях реальных селекционных популяций растений при разном сочетании перекрестного опыления и инбридинга.
Бесплатно
Статья научная
Медь - один из необходимых микроэлементов для животных и растений. Она играет важную роль в ряде физиологических процессов, однако становится токсичной для растений при поступлении в высоких концентрациях. Актуальность работ по определению оптимального и критического содержания меди в почвах, особенно при производстве сельскохозяйственной продукции, обусловлена постоянным техногенным загрязнением почв тяжелыми металлами. Увеличение содержания меди в почвах может привести к изменению биохимических процессов в растениях, изменению их морфологи и, в конечном счете, к снижению продуктивности. Построение сложных динамических моделей поступления тяжелых металлов в растения не всегда оправдано, так как большинство коэффициентов может быть получено только в лабораторных экспериментах в условиях, которые сильно отличаются от естественных. В нашем эксперименте показано, что можно определять оптимальные и критические уровни загрязнения почв тяжелыми металлами, анализируя динамику их накопления в разных частях растений...
Бесплатно
Статья научная
Климатические изменения и растущий спрос на продукты питания делают необходимым поиск эффективных методов улучшения сельскохозяйственных растений. Из имеющихся селекционно-генетических инструментов, позволяющих создавать исходный материал с хозяйственно ценными признаками, перспективно применение индуцированного (искусственного) мутагенеза. В настоящей работе впервые установлен биологический потенциал химического мутагена фосфемида на яровой мягкой пшенице. Выявлено, что обработка семян водным раствором мутагена в оптимальных концентрациях эффективна для увеличения генетической изменчивости и отбора селекционно ценных форм. Нашей целью было увеличение генетического разнообразия яровой мягкой пшеницы ( Triticum aestivum L.) с использованием химического мутагена фосфемида, а также определение биологического потенциала мутантных образцов (М5, М6) по изменчивости различных категорий признаков в условиях Северного Зауралья. В качестве объектов исследования использовали 29 образцов яровой мягкой пшеницы, отобранных из мутантных популяций двух сортов Cara и Скэнт 3, гибрида (Cara × Скэнт 3), а также три контрольных сорта - Тюменская 25, Тюменская 29, Новосибирская 31. Мутантные образцы были получены с помощью химического мутагена фосфемида после обработки семян водным раствором в концентрациях 0,002 и 0,01 % в течение 3 ч. Идентификацию мутаций и проверку их стабильности провели во втором (М2) и третьем (М3) поколениях. В статье приведены результаты исследования мутантов пятого (М5) и шестого (М6) поколений в контрастных метеорологических условиях вегетационных периодов 2021-2022 годов. Посев, наблюдения, учеты, описание морфологических признаков и биологических свойств растений проводили на экспериментальном участке биостанции Тюменского государственного университета «Озеро Кучак» (Тюменская обл., Нижнетавдинский р-н). Электрофорез глиадинов был выполнен на зерновках урожая 2021 года (М5). На основе электрофоретического анализа зерна исходных и мутантных образцов составлены генетические формулы глиадина, определена частота аллелей глиадинкодирующих локусов ( Gli ) и показано, что применение химического мутагена фосфемида позволяет увеличить генетическое разнообразие яровой мягкой пшеницы. В полевых испытаниях выявлены значительные различия между генотипами по ряду количественных признаков (высота растений, линейные размеры и площадь флагового листа, число продуктивных колосьев на 1 м2, длина колоса, число и масса зерен в колосе). Основываясь на результатах корреляционного анализа, установлено, что сила связи между урожайностью и другими признаками зависит от метеорологических условий сезона вегетации. Под воздействием водного и теплового стресса увеличивалась зависимость зерновой продуктивности от числа растений ( r = 0,71, p 2, сохранившихся к уборке, высоты растений ( r = 0,82, p 0,05), числа зерен в колосе ( r = 0,73, p 2, у стандартных сортов 355,0-424,5 г/м2. Таким образом, потенциал адаптации яровой мягкой пшеницы в экстремальных условиях Северного Зауралья может быть увеличен за счет использования генетической изменчивости мутантных популяций. Доказан биологический эффект химического мутагена фосфемида для индуцирования полезных мутаций T. aestivum . Для увеличения генетического разнообразия эффективно комплексное использование мутационной и рекомбинационной изменчивости.
Бесплатно
Статья научная
Для повышения продуктивного потенциала сельскохозяйственных растений необходим отбор экономически ценных признаков, сочетание которых в процессе селекции приведет к развитию желаемого генотипа. Цель настоящего исследования - установить влияние основных количественных признаков на продуктивность кормовых бобов ( Vicia faba L.) в условиях органического производства и отобрать родительские компоненты с повышенной адаптивностью и стабильностью. Эксперименты проводили в Институте кормовых культур (Institute of Forage Crops, г. Плевен, Болгария) в течение 2016-2018 годов с 17 образцами бобов (12 селекционных сортов разного происхождения и пять местных популяций). Для определения влияния количественных признаков на семенную продуктивность использовали линейное уравнение регрессии. Оптимальные параметры модельного бобового растения с высокой массой семян были следующими: высота растения - от 69 до 90 см, высота прикрепления 1-го боба - от 22 до 36 см, число бобов на растение - от 9 до 14, число семян на боб - от 22 до 35, длина боба - от 7 до 11 см, ширина боба - от 15 до 19 мм, масса 100 семян - от 80 до 120 г. Полученные результаты свидетельствуют, что число семян на растение (R = 0,72), число бобов на растение (R = 0,48), масса 100 семян (R = 0,28) и высота прикрепления 1-го боба (R = 0,25) имели наибольшее и статистически значимое влияние на урожайность семян. Высокой адаптивностью в отношении семенной продуктивности выделялись образцы FbH 14, FbH 16, BGE 032012, FbH 15 и Fb 2486, тогда как образцы Fb 1903 и BGE 041470 характеризовались низкой адаптивностью. Образцы Fb 1896, Fb 2486, BGE 032012 и BGE 043776 сочетали хорошую адаптивность с низкой изменчивостью и были пригодны в качестве родительских форм для комбинационной селекции.
Бесплатно
Оптимальный режим оттаивания криоконсервированной спермы голштинских быков-производителей
Статья научная
С повышением молочной продуктивности растет число животных с неполноценными половыми циклами и тихими проявлениями охоты, в связи с чем возникает потребность в семени с высокими качественными и количественными характеристиками. Кроме того, при искусственном осеменении после разбавления нативного семени, его расфасовки, криоконсервации и оттаивании число сперматозоидов в спермодозе снижается, что также значительно повышает требования к их качеству. Оттаивание - один из критических этапов при стандартной процедуре подготовки замороженной спермы быков-производителей к искусственному осеменению. Как следствие, процедуры криоконсервации и деконсервации требуют оптимизации протоколов с учетом предлагаемых модификаций этих методов и изменяющихся воспроизводительных способностей животных. В своем исследовании мы оценили влияния ранее рекомендованных и предложенных нами режимов деконсервации на сохранность сперматозоидов у российских голштинских быков-производителей и выявили режимы, которые достоверно обеспечивают пролонгированное положительное влияние на качественные характеристики сперматозоидов и лучшее сохранение их жизнеспособности после оттаивания...
Бесплатно
Статья научная
Азот занимает особое место среди почвенных макроэлементов, поскольку не входит в материнские горные породы и поступает с осадками, органическими остатками, удобрениями. Изменение обеспеченности растений яблони ( Malus domestica Borkh) азотом сказывается на урожайности и качестве плодов быстрее, чем в случае других элементов. В этой работе впервые представлены результаты многофакторного анализа минерального статуса почвы, листьев и плодов яблони на выщелоченном черноземе при разных режимах азотного питания, подтвердившие наибольшую экологическую безопасность и эффективность фертигации. Цель исследования заключалась в разработке модели урожайности яблони и оптимизации обеспечения растений азотом для повышения продуктивности и качества плодов при внесении различных типов удобрений. Опыты проводили в экспериментальном саду Федерального научного центра им. И.В. Мичурина (Тамбовская обл., г. Мичуринск) в 2014-2016 годах, яблони сорта Жигулевское на подвое 62-396, по 5 деревьев на делянке, повторность 3-кратная (сад заложен в 2007 году, схема 4,5 м½1 м)...
Бесплатно
Статья научная
Возможность распространения лихорадки долины Рифт (ЛДР) в Азию и Европу в последние десятилетия вызывает серьезные опасения. На протяжении многих лет ведутся разработки вакцин против ЛДР в нескольких направлениях, включая получение аттенуированных вакцинных вариантов вируса, инактивированных и генно-инженерных вакцин. Высокая вредоносность возбудителя ЛДР поставила перед нами задачу создания достаточно иммуногенного средства специфической профилактики ЛДР и обеспечения безопасности его производства. Поэтому целью представляемой работы стало изучение молекулярно-биоло-гических свойств аттенуированного вируса ЛДР штамм 1974-ВНИИВВиМ, в том числе поиск высокотехнологичных культуральных клеточных систем для культивирования вируса и определения его антигенного и иммуногенного родства с вирулентным штаммом Entebbe. Результаты исследований показали, что в перевиваемых культурах клеток почки сайги (ПС), почки зеленой мартышки (CV-1) и почки сирийского хомячка (ВНК-21/13) вирус накапливается в высоких титрах при инфекционной активности 8,23±0,21 lg MLD 50/см 3 и антигенной активности в реакции пассивной гемагглютинации (РПГА) в разведениях 1:64-1:128. Нами отработаны параметры культивирования вируса роллерным методом в культуре клеток ПС: скорость вращения культуральных бутылей - 12-15 об/ч; доза заражения - 0,01-0,001 MLD 50/кл; рН 6,4-6,8 в первые 12 ч культивирования. Последующее поддержание рН в пределах 7,2-7,6 в течение 48-72 ч культивирования при 37 °С обеспечивает получение вирусного сырья с высокой инфекционной (8,5±0,2 lg MLD 50/см 3) и антигенной активностью: титр в РПГА - 1:128-1:256, при твердофазном иммуноферментном анализе (ТФ-ИФА) - 1:625-1:3125. Филогенетический анализ нуклеотидных последовательностей трех участков S- и M-сег-ментов вирусного генома, выполненный по методу максимального правдоподобия на основе модели K. Tamura и M. Nei (1993), позволил установить высокую степень родства штамма 1974-ВНИИВВиМ с известными штаммами Smithburn (аттенуированный) и Entebbe (вирулентный), что дает основание выделить их в отдельный кластер. Сравнительный анализ нуклеотидных последовательностей генов, кодирующих гликопротеины Gn и Gc и нуклеопротеин N, показал, что большая часть замен в последовательностях указанных генов у штамма 1974-ВНИИВВиМ вируса ЛДР синонимичны и не приводят к изменению первичных аминокислотных последовательностей, вставки и делеции отсутствуют. В нуклеотидной последовательности, кодирующей гликопротеин Gn штамма 1974-ВНИИВВиМ, нами выявлены восемь замен относительно аналогичной последовательности М-сегмента генома у вирулентного штамма Entebbe и 14 замен при сравнении с М-сегментом у штамма Smithburn. У штамма 1974-ВНИИВВиМ по сравнению с другими аттенуированными штаммами установлено низкое число значимых аминокислотных замен в антигенных компонентах вируса ЛДР, что подтверждает обоснованность выбора штамма 1974-ВНИИВВиМ в качестве источника генов иммунодоминантных белков и сырья для производства вакцин.
Бесплатно
Статья научная
Эффективность РНК-интерференции (РНКи) в подавлении транскрипционной активности генов-мишеней у насекомых-вредителей, фитопатогенных вирусов и грибов определяет интерес к биосинтезу двуцепочечной РНК (дцРНК) в бактериях Escherichia coli как менее затратной технологии по сравнению с синтезом in vitro. Упрощение процедуры выделения дцРНК из бактерий может снизить затраты на производство дцРНК и способствовать расширению применения РНКи в защите растений. В представленной работе впервые разработана достаточно простая и эффективная методика выделения и очистки дцРНК из бактериальной культуры Escherichia coli для дальнейшего изучения возможностей ее использования в сельскохозяйственной практике. Нашей целью было конструирование оригинального вектора для эффективной экспрессии молекул дцРНК в бактериях Escherichia coli HT115(DE3), а также оптимизация условий выделения нуклеиновых кислот из бактериальных клеток, обработки экстрактов РНКазой А и последующего выделения дцРНК с использованием кислого фенола. При создании нового вектора для получения дцРНК в бактериях E. coli HT115(DE3) мы использовали плазмиду pRSETа («Thermo Fisher Scientific», США) без участка, кодирующего N-концевой рекомбинантный таг. Чтобы встроить дополнительный промотор Т7 в состав вектора, плазмиду реамплифицировали с прямым праймером 5´-ССCTATAGTGAGTCGTATTAgaaaggaagctgagttggctgctg-3´ (промотор Т7 подчеркнут) и обратным 5´-CTTTGTTAGCAGCCGGATCAAG-3´, а также смесью для ПЦР Phusion Flash High-Fidelity PCR Master Mix («Thermo Fisher Scientific», США). Фосфорилирование концов ПЦР-продукта и их лигирование с помощью T4 полинуклеотидкиназы и Т4 ДНК-лигазы («Thermo Fisher Scientific», США) позволили получить оригинальный вектор для экспрессии дцРНК в бактериях. Для биосинтеза дцРНК в E. coli были использованы фрагменты генов, кодирующих субъединицу beta'-COP коатомерного комплекса колорадского жука Leptinotarsa decemlineata , одну из эндонуклеаз зеленой персиковой тли Myzus persicae , а также встроенные в один полилинкер фрагменты генов субъединицы А вакуолярной АТФазы, субъединицы 7 (Mov34) 26S протеасомы и актина L. decemlineata . Сконструированные плазмиды вводили в клетки E. coli HT115(DE3) с помощью электропоратора 2510 («Eppendorf», Германия) при 1700 В. Встраивание в новый вектор фрагментов генов L. decemlineata и M. persicae , последующая трансформация бактерий E. coli HT115(DE3) созданными конструкциями, экспрессия и выделение молекул дцРНК продемонстрировали высокую эффективность их биосинтеза, сравнимую с таковой для традиционного вектора L4440. Оптимизация условий экстракции нуклеиновых кислот из бактериальных клеток для последующей обработки экстрактов РНКазой А показала эффективность обработки ультразвуком, а также прогревания в воде при 95 °С. Для удаления одноцепочечной РНК оптимальным оказалось присутствие в реакционной смеси 0,4 М NaCl и 1,25 мкг фермента РНКазы А («Thermo Fisher Scientific», США) на 1 мл реакционной смеси. Обработка реакционной смеси кислым фенолом (рH 4,0), а затем хлороформом необходимы не только для избирательной экстракции дцРНК, но и для инактивации стабильной РНКазы А. Обработка реакционной смеси только хлороформом не приводила к полной инактивации фермента. Количество дцРНК, выделенной из бактерий, которые были обработаны ультразвуком перед инкубацией с РНКазой А, при подобранных нами условиях и использованном оборудовании составило 9,1±1,2 мкг/мл культуры, что оказалось соизмеримым с результатами более сложного метода экстракции, основанного на прогревании с детергентом додецилсульфатом натрия и последующей фенол-хлороформной экстракции (8,8±0,6 мкг/мл культуры). При прогревании бактерий в течение 20 мин в воде при 95 °С перед инкубацией с РНКазой А выход дцРНК составил приблизительно 55 % от значений, наблюдаемых при использовании двух других методов (5,0±1,5 мкг/мл культуры).
Бесплатно
Статья научная
Кишечные инфекции наносят существенный вред животноводству. Среди паразитарных инфекций наиболее остро эта проблема стоит для криптоспоридиоза. Мониторинг и своевременная диагностика способны существенно снизить заболеваемость криптоспоридиозом среди новорожденных телят. Известно, что молекулярные методы, основанные на полимеразной цепной реакции (ПЦР), обладают высокой чувствительностью, однако при диагностике паразитарных инфекций неэффективная пробоподготовка способна нивелировать это преимущество. В настоящей работе впервые в России мы провели сравнительный анализ различных методов выделения ДНК из фекалий и выбрали оптимальный - с предварительным измельчением образцов мелющими гранулами (bead-beating) и экстракцией ДНК на колонке. Выбранный способ лег в основу разработанной методики диагностики криптоспоридиоза с использованием ПЦР в реальном времени, которая по чувствительности не уступает методам микроскопии. Нашей целью стала разработка метода ПЦР-диагностики криптоспоридиоза, ее апробация на образцах биологического материала от животных и сравнение результатов, полученных этим методом и классическими микроскопическими методами. Образцы фекалий телят голштинской породы были собраны в 2023 году в хозяйствах Вологодской области. Сбор образцов проводили после вспышки криптоспоридиоза в период лечения. Всего было собрано 20 образцов. Образцы фекалий отбирали непосредственно из прямой кишки животного в чистую емкость, каждый образец делили на две пробы, одну из которых использовали для микроскопического исследования по стандартному протоколу, а вторую направляли для ПЦР-исследования, предварительно поместив ее в 70 % раствор этилового спирта для консервации. Для обнаружения криптоспоридий в пробах кала использовали набор для окрашивания по Цилю-Нильсену Диахим (НПФ «Абрис+», Россия). Микроскопию проводили с увеличением ×1000 с масляной иммерсией (световой микроскоп Olympus cx33, «Olympus», Япония). По числу выделенных ооцист в расчете на 1 г фекалий определяли степень инвазированности животных. Для разработки тест-системы на основе ПЦР были выбраны специфические олигонуклеотидные праймеры Crypt-F 5´-TAATCAAGAACGAAAGTTAGGGGA-3´, Crypt-R 5´-GAGTAAGGAACAACCTCCAATCT-3´, флуоресцентный зонд Crypt-P R6G-5´-ATGGTTAAGACTACGACGGTATCTGA-3´-BHQ1 в области гена 18S рРНК, позволяющие выявлять все виды Cryptosporidium . Для пробоподготовки образцов кала применяли различные протоколы, включающие использование стандартных концентраторов ГЕМ (ООО «ГЕМ», Россия), концентраторов ГЕМ без формалина или предусматривающие промывку биообразцов фосфатным буфером без концентрирования. После пробоподготовки для экстракции ДНК из осадка кала использовали набор QIAamp PowerFecal Pro DNA Kit («QIAgen», Германия), включающий стадию очистки ДНК на спин-колонках. Для выделения ДНК из надосадочной фракции осветленного экстракта фекалий, полученной при пробоподготовке по МУ 1.3.2569-09, использовали набор АмплиТест РИБО-преп (ФГБУ ЦСП ФМБА, Россия), позволяющий получить очищенную ДНК методом спиртового осаждения. Мы не выявили преимуществ пробоподготовки с использованием концентраторов ГЕМ, а пробоподготовка в присутствии формалина негативно сказывалась на результатах ПЦР. Получение надосадочной фракции осветленного экстракта с последующей экстракцией ДНК набором АмплиТест РИБО-преп также не позволяло эффективно выделять ДНК Cryptosporidium из-за высоких потерь ооцист в осадочной фракции кала. Эффективными для пробоподготовки биоматериала и экстракции паразитарной ДНК оказались протоколы, предполагающие экстракцию ДНК из цельного кала с механическим дроблением и последующей очисткой ДНК на спин-колонках. Механическое дробление образцов кала твердыми гранулами в пробирках проводили на гомогенизаторе TissueLyser LT («QIAgen», Германия), при этом происходили как гомогенизация материала, облегчающая последующие этапы очистки ДНК, так и разрушение клеток, включая паразитарные, для полного высвобождения нуклеинового материала. По результатам сравнительного эксперимента ооцисты Cryptosporidium spp. были обнаружены методом микроскопии в 15 из 20 проб, причем четыре из 15 положительных образцов имели крайне низкое их содержание, единичные ооцисты. При использовании наилучшего способа пробоподготовки и экстракции ДНК в ПЦР с использованием собственной методики также 15 образцов из 20 были определены как положительные. Для образцов с высоким и умеренным содержанием ооцист криптоспоридий результаты, полученные методом ПЦР, полностью совпали с данными микроскопии. Для двух образцов с низким содержанием ооцист результаты микроскопии и ПЦР расходились: методом ПЦР один образец был определен как слабоположительный (Ct > 40), хотя микроскопия показала отрицательный результат, и наоборот, второй образец, слабоположительный методом микроскопии («+»), был определен как отрицательный методом ПЦР.
Бесплатно
Статья научная
Установлено, что эффективность электрослияния зависит от напряжения, продолжительности и кратности импульса. Определены оптимальные параметры электрослияния для мультипоратора (фирма «Eppendorf», Германия): два последовательных импульса постоянного электри-чекого поля с напряжением 30 В продолжительностью 15 мкс, которым предшествует импульс переменного электрического поля с напряжением 5 В продолжительностью 10 с. Установлено, что при «слепом» методе энуклеации первое полярное тельце, служащее ориентиром расположения хромосом, не должно отклоняться от места их локализации более чем на 10°.
Бесплатно
Оптимизация поиска высокоэффективных штаммов клубеньковых бактерий для инокуляции бобовых растений
Статья научная
Высокоэффективные штаммы клубеньковых бактерий служат основой микроудобрений, используемых при выращивании бобовых растений. Применяя искусственную инокуляцию ризобиями, можно добиться значительного повышения урожайности этих культур. Самый распространенный способ поиска высокоэффективных штаммов указанных микроорганизмов - их выделение из клубеньков самих растений с последующей селекцией штаммов, наиболее эффективно влияющих на урожайность культуры. В настоящей работе нами были проанализированы бактерии, полученные из клубеньков, собранных на разных этапах развития растений трех видов бобовых - лядвенца рогатого ( Lotus corniculatus L.), клевера гибридного ( Trifolium hybridum L.), козлятника восточного ( Galega orientalis Lam.). Показано, что каждое растение вступает в симбиоз только с одним определенным видом бактерии, но с большим числом его генетических вариантов, каждый из которых потенциально может обладать индивидуальными симбиотическими характеристиками. Наибольшее разнообразие штаммов было обнаружено в клубеньках клевера гибридного, а высокой однородностью характеризовались микросимбионты козлятника восточного. Было установлено, что в начале развития всех трех взятых в анализ видов растений клубеньки сформированы наиболее разнообразными штаммами ризобий, обладающими высоким разбросом значений азотфиксирующей активности: для микросимбионтов лядвенца рогатого - от 3,17 до 32,70 N2·растение-1·ч-1, для микросимбионтов козлятника восточного - от 10,08 до 30,75 N2˛растение-1·ч-1, для микросимбионтов клевера гибридного - от 9,91 до 32,42 N2·растение-1·ч-1, и среди них чаще, чем в другие периоды, встречаются высокоэффективные штаммы. В середине же вегетационного периода бактерии, которые образуют клубеньки на корнях исследуемых бобовых растений, имеют относительно выравненные значения эффективности фиксации азота (для микросимбионтов лядвенца рогатого - от 6,35 до 19,13 N2·растение-1·ч-1, для микросимбионтов козлятника восточного - от 15,51 до 23,47 N2·растение-1·ч-1, для микросимбионтов клевера гибридного - от 11,61 до 20,53 N2·растение-1·ч-1), и по величине эти показатели ниже максимальной активности, обнаруживаемой у штаммов в клубеньках в начале вегетации. В конце жизненного цикла клубеньки на корнях анализируемых растений сформированы микроорганизмами, которые с разной эффективностью фиксируют азот, но все же уступают по этому показателю наиболее активным «весенним» штаммам. Таким образом, мы полагаем, что поиск эффективных штаммов клубеньковых бактерий наиболее продуктивен на начальном этапе развития растения.
Бесплатно
Статья научная
Известно, что с экологической точки зрения животноводческие и птицеводческие комплексы, загрязняя почву, воду, воздух, представляют для окружающей среды даже большую опасность, чем крупные промышленные предприятия. Получение различных видов биотоплива из разнообразных органических отходов позволяет решать как экологические задачи, так и энергетические проблемы на уровне региональных нужд с одновременным созданием безотходных агропромышленных схем. Значительное число промышленных установок для метанового брожения сосредоточены в странах Африки, Латинской Америки, Азии и Ближнего Востока. Большой интерес к получению биогаза из различных органических отходов проявляют также страны Западной Европы — Германия, Франция. Нами рассмотрен метод интенсификации непрерывного процесса получения биогаза за счет замещения исходной естественной микрофлоры навозного стока более эффективным микробным консорциумом метаногенерирующих бактерий. В основу примеров положены результаты экспериментов по сбраживанию навоза в термофильных условиях. Предложенный подход позволил рекомендовать для практического применения оптимизированную технологическую схему соединения метантенков, обеспечивающую ускорение процесса сбраживания и повышение выхода биогаза при переработке навозных стоков с использованием консорциума микроорганизмов ( Methanobacterium omelianskii, Methanococcus mazei, Corynebacterium sp., Pseudomonas sp. и Arthrobacter simplex ).
Бесплатно
Статья научная
Одна из проблем размножения растений in vitro - накопление полифенольных соединений, вследствие чего для некоторых культур требуется частый пассаж на свежие питательные среды. Мы протестировали дополнительные компоненты питательных сред в отношении их влияния на накопление полифенольных соединений в тканях и питательной среде и активность пролиферации и жизнеспособности каллусных клеток. Каллус индуцировали из листовых эксплантов щавеля водного ( Rumex aquaticus L., модельный объект) на среде Мурасиге-Скуга, содержащей бензиладенин-6 и a-нафтилуксусную кислоту. Полученные каллусы субкультивировали на тех же средах с добавлением сорбентов (поливинилпирролидон) и антиоксидантов (тиосульфат натрия). Наблюдалось увеличение срока жизни каллусов без частого субкультивирования за счет снижения накопления суммы полифенолов в тканях. Установлено, что содержание фенольных соединений на классических средах при длительном культивировании достигает 7 мг на 1 г каллусной ткани, после чего наблюдается остановка роста и гибель клеток. Напротив, на модифицированных средах в тканях каллусов содержится в среднем в 2 раза меньше полифенолов, чем в выращенных без внесения в среды сорбентов и антиоксидантов.
Бесплатно
Оптимизация сроков сева кукурузы применительно к засушливым районам Ставропольского края
Краткое сообщение
В производственных опытах в условиях засушливой зоны Ставропольского края изучали влияние различных сроков сева на рост, развитие и урожайность гибридов кукурузы разных групп спелости отечественной селекции. Определяли лабораторную всхожесть, проводили фенологические наблюдения (дата посева, появление всходов, цветение метелки и початка, полная спелость), оценивали биометрические показатели и продуктивность растений. Анализировали три срока сева - при прогревании почвы до +7...+8 °С; до +10...+12 °С и до +15 °С (соответственно ранний, оптимальный и поздний).
Бесплатно
Оптимизация условий введения рекомбинантной ДНК в сперматогенные клетки семенников петухов in vivo
Статья научная
Изучены факторы, влияющие на эффективность переноса рекомбинантной ДНК в клетки сперматогенного эпителия семенников петухов in vivo с использованием ретровирусных векторов. Максимальная эффективность трансформации сперматогенных клеток петухов установлена при использовании вирусного препарата в качестве источника генной конструкции (генная конструкция pLgfpSN, содержащая репортерный ген зеленого флуоресцирующего белка GFP, которая получена на основе рекомбинантного ретровирусного вектора). Показана возможность передачи трансгена потомству с частотой трансгенеза 4,2 %.
Бесплатно
Оптимизация условий, улучшающих прорастание семян кок-сагыза Taraxacum kok-saghyz Rodin
Статья научная
В настоящее время кок-сагыз считается наиболее перспективным источником натурального каучука, и во многих странах для разработки технологий производства каучука на основе использования этого вида растений привлекает значительные инвестиции. Обеспечение высокого процента быстрого и равномерного прорастания важно для выращивания кок-сагыза. В представленной работе мы получили результаты, существенно расширяющие представления о температуре как факторе, влияющем на характеристики всхожести семян у T. kok-saghyz , что важно для практики размножения этого каучуконоса. Цель нашего исследования состояла в том, чтобы предложить практический и простой метод улучшения прорастания семян кок-сагыза ( Taraxacum kok-saghyz Rodin) - русского одуванчика. Схему трехфакторного дисперсионного анализа L9 (34) использовали для оптимизации трех факторов - концентрации раствора KMnO4 (0,07 %, 0,1 % и 0,2 %), времени замачивания (1, 2 и 4 ч) и температуры прорастания (4/17, 17 и 23 °С)...
Бесплатно
Статья научная
Важным диагностическим тестом для оценки состояния здоровья и выявления заболеваний сельскохозяйственных животных считается определение содержания форменных элементов крови, включая нейтрофилы. Качественные и количественные характеристики нейтрофилов имеют важное значение для оценки состояния здоровья и при лучевом поражении животных в связи с радиационно-индуцированной гибелью предшественников гранулоцитов в костном мозге. Следует отметить весьма немногочисленное число публикаций, посвященных изучению состояния нейтрофилов при радиационных воздействиях не только у сельскохозяйственных, но и у лабораторных животных. В частности, в литературе практически отсутствуют данные об оптических свойствах нейтрофилов и о влиянии на них радиационного фактора. Поэтому целью работы стало исследование оптических свойств этих клеток, выделенных из периферической крови лошадей, которых подвергли общему внешнему воздействию γ-излучения. Определяли величину оптической плотности суспензии нейтрофилов при λ = 600 нм и длине оптического пути 1 см. Кровь у животных отбирали из яремной вены до облучения и на 1-е, 3-и, 5-е, 7-е, 10-е, 15-е, 20-е, 25-е и 30-е сут после облучения. Суспензию нейтрофилов выделяли из периферической крови лошадей при центрифугировании в градиенте плотности урографина с d = 1,077 г/см3. Контролем служила группа из 4 лошадей, которых содержали в тех же условиях, что и 4 группы подопытных животных по 5 гол. в каждой. Подопытные группы подвергали общему внешнему воздействию γ-излучения в дозах 2, 3, 4 и 5 Гр. Было обнаружено, что величина оптической плотности суспензии нейтрофилов в расчете на 105 кл/мл, составляющая в среднем 0,572±0,023 отн. ед., практически не претерпевает изменений при облучении лошадей в исследуемом диапазоне доз. Это свидетельствует о постоянстве оптических свойств нейтрофильных гранулоцитов при радиационном поражении животных, что позволяет проводить фотометрические исследования этих клеток у облученных лошадей. Фотометрический анализ выделенных нейтрофилов выявил следующие закономерности. Величина оптической плотности аликвоты суспензии клеток у необлученных лошадей составила 0,235±0,032 отн. ед. В начальный период лучевой патологии у всех групп облученных животных величина оптической плотности нейтрофилов возрастала в 2,1-2,8 раза, затем последовательно уменьшалась и увеличивалась в латентный период на 5-10-е сут, далее резко снижалась (в 10-12 раз) в период разгара на 20-30-е сут. У лошадей, подвергнутых воздействию γ-излучения в дозе 5 Гр, наблюдали значительное уменьшение показателя (в 18 раз) на 10-е сут. Проведенные исследования показали, что внешнее воздействие γ-излучения в широком диапазоне доз приводит к изменению величины оптической плотности суспензии выделенных нейтрофилов, которое согласуется с динамикой их содержания в периферической крови лошадей.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей работе описаны результаты впервые реализованного альтернативного способа получения экдистерон содержащей субстанции из листового материала левзеи сафлоровидной Rhaponticum carthamoides. Биосинтез и накопление экдистерона были прямо связаны с вегетативным размножением: при анализе содержания экдистерона в розеточных побегах в зависимости от величины надземной массы коэффициент детерминации содержания экдистерона близок к 80 % (R2 = 0,768). Более 90 % ежегодно синтезируемого экдистерона (22 кг/га) накапливалось в надземной части растений в оптимальный уборочный возраст (с 5-го по 32-й годы), или около 600 кг экдистерона за 27 лет эксплуатации.
Бесплатно
Опыт микотоксикологического обследования зернофуражных культур
Статья научная
В последние годы в Российской Федерации отмечается устойчивый рост объемов заготовки кормов из вегетативной массы зернофуражных культур (З.Л. Федорова, Л.В. Романенко, 2016; В.В. Попов, 2017; Е.А. Волкова с соавт., 2018). Для успешного и безопасного использования этих продуктов консервирования чрезвычайно важно не только строго соблюдать рекомендованные сроки, высоту скашивания, условия высушивания и технологию закладки зерностеблевой массы, но и располагать наиболее полной информацией о санитарном качестве сырья. Уже начато изучение особенностей контаминации токсигенными микроскопическими грибами и микотоксинами дикорастущих и посевных злаков (Г.Ю. Лаптев с соавт., 2014; А.А. Буркин, Г.П. Кононенко, 2015; G.P. Kononenko с соавт., 2015; Е.А. Йылдырым с соавт., 2019), однако исследование зернофуражных культур в этом аспекте не проводилось. В настоящей работе впервые получены сведения о характере контаминации вегетирующих зернофуражных культур токсичными метаболитами микроскопических грибов и направленности изменений в содержании микотоксинов при смене фаз развития растений, а также в колосьях в начальный период созревания зерна. Целью работы было микотоксикологическое обследование вегетирующих растений ячменя, пшеницы и овса в сроки, оптимальные для заготовки на сено и зерносенаж, и незрелых колосьев ячменя и пшеницы. Яровой ячмень ( Hordeum vulgare L.) сорта Владимир, яровую мягкую пшеницу ( Triticum aestivum L.) сорта Иволга и овес посевной ( Avena sativa L.) сорта Скакун собирали с 24 апреля по 11 августа 2019 года на полях РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева (г. Москва) и ФНЦ кормопроизводства и агроэкологии им. В.Р. Вильямса (Московская обл.). К I периоду относили сборы от начала кущения до стадии лигулы (листового языка), ко II периоду - от открытия листового влагалища флагового листа и появления остей над лигулой до ранней молочной спелости колосьев. Наземные части срезали на расстоянии 3-5 см от поверхности почвы, колосья отделяли от растений ячменя и пшеницы на стадии созревания зерен. Содержание микотоксинов - Т-2 токсина (Т-2), дезоксиниваленола (ДОН), зеараленона (ЗЕН), фумонизинов (ФУМ), эргоалкалоидов (ЭА), альтернариола (АОЛ), роридина А (РОА), афлатоксина В1 (АВ1), стеригматоцистина (СТЕ), циклопиазоновой кислоты (ЦПК), эмодина (ЭМО), охратоксина А (ОА), цитринина (ЦИТ), микофеноловой кислоты (МФК), PR-токсина (PR) - анализировали с помощью аттестованных иммуноферментных тест-систем. У вегетирующих зернофуражных культур нагрузка микотоксинами в целом была охарактеризована как низкая. Регулярно присутствовали АОЛ, ЭМО в малых и сопоставимых количествах - соответственно 15-32 и 14-29 мкг/кг, а также ЦПК и ЭА с более широкими пределами варьирования - 34-180 и 2-115 мкг/кг. Фузариотоксины Т-2, ДОН, ЗЕН встречались в единичных образцах, а ФУМ не были обнаружены. РОА также отсутствовал, PR удалось детектировать лишь в одном образце пшеницы. В фитомассе всех культур были найдены МФК и СТЕ, содержание которых соответствовало десяткам микрограммов на 1 кг, а также АВ1 в фоновых количествах 1-3 мкг/кг. Случаи совместной контаминации ОА и ЦИТ отмечены только у ячменя и чаще на стадиях кущения и лигулы, а у пшеницы и овса редко находили только ОА в количествах, близких пределу детектирования. Вегетирующий овес в меньшей степени был подвержен контаминации микотоксинами, чем ячмень и пшеница, что особенно важно в практическом аспекте, поскольку этот злак чаще возделывают на зеленый корм как в чистом виде, так и в поливидовых посевах для последующего консервирования зеленой массы. Колосья пшеницы и ячменя в начале фазы созревания заметно отличались от надземных частей растений: в них наблюдалась единообразная тенденция к снижению частоты выявления микотоксинов до единичных случаев или их полного отсутствия при сохранении встречаемости ЭМО.
Бесплатно
