Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1605
Статья научная
Гетерогенность вируса африканской чумы свиней (АЧС) проявляется в различиях по физико-химическим, генетическим, вирулентным, гемадсорбирующим, антигенным свойствам. Представлены результаты исследований экспериментальных смесей и природных изолятов вируса АЧС по гемадсорбирующей активности и антигенной специфичности, которые определяли по результатам реакции задержки гемадсорбции (РЗГАд) и иммунологической пробы. Для исследований было приготовлено три смеси вирулентных изолятов вируса АЧС: 1 - II и IV сероиммунотипов (Кикасса 74 + Бразилия 80); 2 - III и IV сероиммунотипов (Мозамбик 78 + Сан Томе и Принсипи); 3 - I и IV сероиммунотипов (Диаманг + Днопа-Луанда). Изучение смешанной инфекции in vivo проводили в искусственно созданном микроэпизоотическом очаге. Установлено, что при инфицировании животных смесями изолятов вируса АЧС двух сероиммунотипов наблюдается стойкое доминирование по гемадсорбции одного изолята над другим, вследствие чего результаты типизации проб крови свиней контактно инфицированных смесями изолятов в РЗГАд не соответствуют данным иммунологической пробы. Подобный факт, по-видимому, объясняется тем, что в исследуемых биологических материалах имеются варианты вируса АЧС сероиммунотипов, присутствующих в исходных смесях, которые в процессе смешанного инфицирования животных утратили гемадсорбирующие свойства. Показана принципиальная возможность восстановления in vitro гемадсорбирующих свойств присутствующих в смесях негемадсорбирующих вариантов в гемадсорбирующую форму методом пассирования в культуре клеток костного мозга свиньи (КМС) в присутствии специфических задерживающих гемадсорбцию сывороток к изолятам, которые доминировали в смесях по признаку гемадсорбции. В то же время второй подход - использование перемежающихся пассажей в нечувствительной клеточной системе (культура почки сибирского горного козерога) и в клетках КМС результатов не дал. Установлено, что в природе вирус АЧС может встречаться в виде гетерогенной в сероиммунотиповом отношении популяции. Проведенные исследования также продемонстрировали принципиальную возможность создания защиты к изоляту Т-67 при иммунизации животных аттенуированными вариантами, полученными из входящих в его состав вирулентных вариантов четырех сероиммунотипов.
Бесплатно
Статья научная
Гипоксические явления, в том числе сопряженные с особенностями протекания отдельных периодов эмбриогенеза птицы, приводят к замедлению в развитии, а в тяжелых случаях - к многоплановым морфофункциональным нарушениям у зародышей. Многочисленные исследования подтвердили эффективность использования биостимуляторов с выраженными антиоксидантными свойствами, которые позволяют нивелировать негативные последствия гипоксии и обеспечивать условия более быстрого перехода к аэробному гликолизу. К таким биостимуляторам можно отнести глицинат кобальта, синтезированный в Московской государственной академии ветеринарной медицины и биотехнологии - МВА им. К.И. Скрябина. Выбор составляющих биостимулятора основывался на свойствах каждого компонента в отдельности, а также теоретической возможности возникновения взаимодополняющих эффектов. В настоящей работе впервые установлено, что глицинат кобальта оказывает антигипоксическое и энергостимулирующее действие на эмбрионы перепелов и организм перепелят 1-суточного возраста. Цель работы - изучить действие глицината кобальта на энергетический обмен, а также обосновать возможность коррекции гипоксических явлений, возникающих в период эмбриогенеза, у перепелов в условиях промышленной инкубации. Эксперимент проводили в 2020 году в условиях ООО «Шепиловская птицефабрика» на инкубационных яйцах перепелов ( Coturnix japonica ) японской породы, полученных от одновозрастной птицы. Яйца сортировали по 220 шт. в две партии (опытную и контрольную). Опытную партию яиц до инкубации обрабатывали с помощью аэрозольного распылителя HURRICANE 2792 («Curtis Dyna-Fog», США) однократно 0,05 % раствором глицината кобальта. Контрольную партию обработке не подвергали. Яйца помещали в инкубатораы типа ИУВ-Ф-15-31 («Энергомера», Россия; диапазон температур от 38,1 до 36,8 °С, ширина открытия вентиляционных заслонок - 10-15 мм). В эксперименте учитывали основные категории отходов инкубации, выводимость яиц, вывод перепелят, живую массу молодняка 1-суточного возраста, температуру тела, а также проводили индивидуальную оценку особей 1-суточного возраста по критериям качества шкал Пасгар и Оптистарт. Цельную кровь и сыворотку получали от молодняка 1-суточного возраста методом декапитации. Антиоксидантную активность плазмы крови (АОА), содержание продуктов перекисного окисления липидов определяли колориметрическим методом, измеряя оптическую плотность проб на спектрофотометре Beckman DU-7 («Beckman Coulter, Inc.», США), концентрацию общего белка, липидов, глюкозы в сыворотке крови - на автоматическом биохимическом анализаторе DIRUI CS-600B («Dirui Industrial Co., Ltd.», Китай), содержание лактата и пировиноградной кислоты - методом тандемной хромато-масс-спектрометрии с помощью хроматографа Agilent 6410 Triple («Agilent Technologies Inc.», США), содержание АТФ - биолюминесцентным методом с помощью люминометра и набора реагентов «Люмтек» (Россия), рН - методом прямой потенциометрии на анализаторе электролитов крови E-Lyte 5 («High Technology Inc.», США). В опытной группе количество основных категорий отходов инкубации (кровяные кольца и задохлики) было меньше, чем в контроле, соответственно в 1,82 и в 2,28 раза при увеличении вывода перепелят на 8,64 % (р function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }
Бесплатно
Антикластогенная активность аминоселетона при воздействии циклофосфамида на костный мозг мышей
Статья научная
Тканевый препарат аминоселетон, разработанный во Всероссийском научно-исследовательском ветеринарном институте патологии, фармакологии и терапии, получен из селезенки крупного рогатого скота методом криогенного фракционирования. Ранее были показаны адаптогенные, мембраностабилизирующие, стресс-протекторные, антиоксидантные и иммуномодулирующие свойства аминоселетона. В настоящей работе впервые выявлено антикластогенное действие тканевого препарата аминоселетон по отношению к клеткам костного мозга мышей, подвергнутых воздействию экспериментального мутагена. Кроме того, было показано сохранение цитогенетической стабильности и митотической активности в клетках костного мозга здоровых животных при применении исследуемого препарата. Цель работы - оценка влияния аминоселетона на цитогенетическую стабильность клеток костного мозга здоровых и подвергнутых действию экспериментального мутагена мышей, а также выявление антимутагенного свойства препарата применительно к генотоксическому эффекту циклофосфамида с использованием микроядерного теста. Эксперименты проводили на беспородных белых мышах ( Mus albus officinarum ), которые были разделены на группы, подвергшиеся следующим воздействиям: введение внутримышечно стерильного изотонического раствора хлорида натрия в объеме 0,2 мл (негативный контроль, n = 12); инъекция внутрибрюшинно 0,2 мл циклофосфамида (ЦФ, «Baxter Oncology GmbH», Германия) в дозе 20,0 мг/кг массы тела (позитивный контроль, n = 12); внутримышечное однократное введение 0,2 мл аминоселетона в терапевтической дозе 0,5 мл/кг ( n = 12); внутримышечная однократная инъекция 0,2 мл аминоселетона в 10-кратной терапевтической дозе 5,0 мл/кг ( n = 12); внутримышечное однократное введение 0,2 мл аминоселетона в дозе 0,5 мл/кг, через 72 ч внутрибрюшинное введение 0,2 мл ЦФ в дозе 20,0 мг/кг ( n = 6); внутримышечное введение 0,2 мл аминоселетона в дозе 0,5 мл/кг 5-кратно с интервалом 24 ч, через 72 ч после пятой инъекции внутрибрюшинное введение ЦФ аналогично животным других групп ( n = 6). Для определения количества хромосомных аберраций в костном мозге за 2,5 ч до эвтаназии мышам делали внутрибрюшинную инъекцию 0,025 % колхицина («ПанЭко», Россия). Из бедренных костей с помощью буферного раствора Хенкса (рН 7,4) вымывали клетки костного мозга, инкубировали суспензию клеток в 0,075 молярном гипотоническом растворе KCl, затем фиксировали клетки с помощью охлажденного до 4 °C ацетоалкоголя и окрашивали по Романовскому-Гимзе. Оценивали митотический индекс (МИ) по числу делящихся клеток на 1000 клеток костного мозга. Подсчитывали число клеток с хромосомными аберрациями в 100 метафазных пластинках на каждое животное. Учитывали одиночные и парные фрагменты, обмены и ахроматические пробелы (гепы), а также клетки с множественными патологиями. Для изучения частоты микроядер (микроядерный тест) полихроматофильных эритроцитов (ПХЭ) полученные клетки костного мозга добавляли к 1 % раствору альбумина в буферном растворе Хенкса (рН 7,4) и наносили на предметные стекла, далее препараты высушивали, фиксировали метанолом и окрашивали по Романовскому-Гимзе. Определяли частоту микроядер на 1000 ПХЭ, всего изучали 2000 ПХЭ на животное. Также учитывали долю ПХЭ на 500 нормохромных эритроцитов (НЭ) и ПХЭ. Частота хромосомных аберраций и микроядер при введении препарата в исследуемых дозах статистически значимо не отличалась от таковой у животных из группы негативного контроля, которая составила соответственно 1,0±0,40 и 0,2±0,06 %. Введение аминоселетона также не оказывало влияния на митотический индекс клеток костного мозга экспериментальных животных. Курсовое введение аминоселетона снижало кластогенное действие циклофосфамида, оцениваемое по количеству микроядер в ПХЭ костного мозга, с 2,3±0,21 % у мышей из группы позитивного контроля до 1,0±0,40 % у животных после курса инъекций аминоселетона. То есть наблюдалось снижение кластогенной активности циклофосфамида на 51,3 %, что, вероятно, было связано с коррекцией исследуемым препаратом прооксидантно-а
Бесплатно
Антиоксидантная активность и биохимический состав у растений Morus alba и Morus nigra
Статья научная
Шелковица ( Morus L.) - древесное растение, имеющее важное хозяйственное значение. На территории Республики Дагестан встречаются два ее вида - M. alba L. и M. nigra L. Плоды культуры Morus , экстракты из листьев, коры и корней обладают мощными антиоксидантными, противовоспалительными, противомикробными свойствами и обезболивающим эффектом. В настоящей работе мы впервые установили высокий антиоксидантный статус плодовых выжимок у двух видов M. alba и M. nigra (сорт Hartut), произрастающих в Республике Дагестан. Полученные данные позволяют оценить степень вариабельности суммы антиоксидантов не только в плодовых выжимках, но и в других частях растения (листьях, коре, корнях). Выявлено, что плодовые выжимки содержат необходимое количество моно-, дисахаридов и биологически активных соединений (витамины, органические кислоты), а также имеют богатый минеральный состав. Нашей целью было изучение антиоксидантной активности и биохимического состава плодовых выжимок, листьев, коры и корней у двух видов рода Morus в условиях Республики Дагестан. Объектом исследования служили растения Morus alba (белоплодная форма), M. alba (черноплодная форма) M. alba (розовоплодная форма) и M. nigra (сорт Hartut). Использовали плодовые выжимки шелковицы и части растений (листья, кора, корни). Сбор образцов проводили в 2020 году в период массового созревания плодов во второй декаде июня в частном питомнике (ООО «Низам»), расположенном в пригороде г. Махачкалы (пос. Ленинкент, Республика Дагестан). Суммарное содержание антиоксидантов определяли амперометрическим методом на приборе Цвет Яуза 01-АА (ОАО НПО «Химавтоматика», Россия) по силе тока в электрохимической ячейке, который возникал при подаче на электрод определенного потенциала. С помощью градуировки сравнивали сигналы исследуемого экстракта с сигналами образца сравнения - галловой кислоты. Содержание водорастворимых витаминов, органических кислот и сахаров определяли методом капиллярного электрофореза с использованием системы Капель-105М (ООО «Люмэкс-маркетинг», Россия). Минеральный состав анализировали атомно-абсорбционным методом при атомизации в ацетиленово-воздушном пламени на атомно-абсорбционном спектрометре SavantAAΣ («GBC Scientific Equipment Pty Ltd.», Австралия). В результате исследований был установлен высокий антиоксидантный статус образцов плодово-ягодного сырья (выжимок плодов) культуры Morus L. Наибольшие значения показателя отмечены у белоплодной формы М. alba (400,73 мг/г) и M. nigra сорта Hartut (363,77 мг/г). По содержанию антиоксидантов в листьях и корнях выделялась черноплодная форма М. alba - соответственно 44,56 мг/г и 71,79 мг/г. Наибольшее количество антиоксидантов в коре отмечали у М. nigra - 36,33 мг/г. Результаты определения водорастворимых витаминов в плодовых выжимках Morus показали большее содержание витаминов С (аскорбиновая кислота) и B9 (фолиевая кислота), причем особенно выделялись белоплодная форма М. alba (31,4 и 5,2 мг%) и М. nigra сорта Hartut (29,0 и 6,0 мг%). Качественный и количественный анализ выявил в растениях 10 химических элементов, из них ведущее значение имели пять - Na, K, Ca, Mg, Fe. Калий в большем количестве (342,6 мг%) был обнаружен у М. alba (черноплодная форма), высокая концентрация Ca (50,6 мг%) - у М. alba (розовоплодная форма). По накоплению Mg, выделился М. nigra - 54,6 мг%. Наибольшее количество Na (16,5 мг%) было обнаружено у М. alba (черноплодная форма). По содержанию Fe (3,1 мг%) отличился образец М. alba (розовоплодная форма). Из органических кислот в M. alba и M. nigra были обнаружены только яблочная и лимонная. Во всех образцах содержание лимонной кислоты оказалось в 1,5-2 раза выше, чем яблочной, за исключением розовоплодной формы Morus alba . Согласно данным по накоплению моно- и дисахаридов (фруктозы, глюкозы, сахарозы), во всех образцах количественно преобладала глюкоза, особенно у черноплодной формы Morus alba - 10,40 %. Высокая биологическая ценность M. alba и M. nigra сорта Hartut позволяет назвать эти растения привлекательной плодово-лекарственной культурой. Культура Morus L. представляет интерес для разработки лечебно-профилактических продуктов питания, биологически активных добавок и устранения дефицита витаминов в рационах.
Бесплатно
Антиоксидантная система защиты в симбиотических клубеньках бобовых растений
Статья обзорная
В результате взаимодействия бобовых растений с почвенными бактериями (ризобиями) на их корнях образуются азотфиксирующие клубеньки. В основе развития клубенька лежит обмен сигнальными молекулами, благодаря которому происходит скоординированная экспрессия генов обоих партнеров. Процесс сопровождается дифференцировкой как растительных клеток, так и бактериальных. Это приводит к формированию инфицированных растительных клеток, заполненных специализированными для азотфиксации формами ризобий - бактероидами. Бактероид отделен от цитоплазмы растительной клетки перибактероидной мембраной, образуя органеллоподобную структуру - симбиосому (A.V. Tsyganova с соавт., 2017). Главная функция симбиотического клубенька заключается в создании микроаэрофильных условий для функционирования в ризобиях основного фермента азотфиксации - нитрогеназы, которая крайне чувствительна к кислороду. В то же время следует отметить, что азотфиксирующие клубеньки отличаются высокой степенью продукции активных форм кислорода (АФК) и азота (АФА). Они образуются в результате автоокисления леггемоглобина в цитоплазме, окисления нитрогеназы и ферредоксина в симбиосомах, функционирования транспортных цепей электронов в митохондриях, симбиосомах, пероксисомах (C. Chang с соавт., 2009). АФК и АФА также вовлечены в различные сигнальные пути, поэтому антиоксидантная система в клубеньке должна поддерживать их концентрацию на определенном уровне (C.W. Ribeiro с соавт., 2015). Большинство антиоксидантов, присутствующих в других органах растений, обнаруживаются и в клубеньках, однако в большей концентрации, что, вероятно, связано с высокой интенсивностью процессов, ассоциированных с биологической азотфиксацией. Это ферменты супероксиддисмутаза, аскорбатпероксидаза, глутатионпероксидаза, пероксиредоксины и ряд других, а также неферментативные элементы, в первую очередь аскорбиновая кислота и глутатион, присутствующие в клубеньке в миллимолярных концентрациях (M. Becana с соавт., 2010). Кроме того, у представителей семейства Fabaceae обнаружен уникальный гомолог глутатиона - гомоглутатион, способный не только выполнять сходные функции, но также проявлять специфичность действия. До сих пор не ясно, почему некоторые бобовые приобрели способность синтезировать два различных тиоловых соединения и нуждаются в двойном механизме регуляции клеточного цикла, включающем его активацию глутатионом и ингибирование цитокинеза гомоглутатионом (T. Pasternak с соавт., 2014). В настоящее время показано, что увеличение количества глутатиона приводит к повышению эффективности фиксации азота, тогда как аналогичных данных для гомоглутатиона не получено. Поскольку для функционирования клубенька необходим баланс в соотношении глутатиона и гомоглутатиона, повышение азотфиксации за счет модификации содержания этих тиолов представляется нетривиальной задачей. Более того, необходимо учитывать влияние других компонентов антиоксидантной системы. Следует отметить, что в функционировании азотфиксирующего клубенька важную роль играют и антиоксиданты ризобий (C.W. Ribeiro с соавт., 2015). В настоящем обзоре мы рассмотрели основные компоненты растительной антиоксидантной системы в клубеньке. Более глубокое понимание механизмов ее функционирования необходимо для повышения эффективности биологической азотфиксации.
Бесплатно
Статья научная
Оценивали интенсивность перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы защиты у телят черно-пестрой породы в возрастной динамике. Определяли концентрацию в крови глутатиона, пероксидазы, каталазы, церулоплазмина, фосфолипидов, малонового альдегида, количество β-липопротеидов у телят в возрасте от 5 сут до 2 мес.
Бесплатно
Статья обзорная
Животные и птица современных генотипов имеют высокий генетический потенциал продуктивности, но зачастую он не может быть реализован в полной мере из-за воздействия на организм стрессов различной природы (В.И. Фисинин с соавт., 2015). Здоровье животных - неотъемлемая часть их благополучия, оно служит предпосылкой как высокой продуктивности, так и безопасности получаемой продукции для человека (K. Proudfoot с соавт., 2015). Окислительный стресс, возникающий как результат дисбаланса образования и детоксикации свободных радикалов в организме птицы и моногастричных животных вследствие кормовых, климатических, технологических и биологических стрессов, негативно отражается на состоянии здоровья, показателях роста и качестве продукции. При этом куриное мясо наиболее подвержено процессам перекисного окисления липидов по сравнению с говядиной и свининой вследствие высокого содержания в нем полиненасыщенных жирных кислот и негемового железа (Fe3+ и Fe2+) (И.Ф. Горлов с соавт., 2016). В представленном обзоре обобщена информация о влиянии факторов стресса, включая связанные с содержанием (климатический, плотность посадки), транспортировкой, кормлением, ветеринарными мероприятиями, на общий антиоксидантный статус организма, окислительные свойства мяса и его качество на примере кур и бройлеров. Климатические и другие условия содержания определяют поведенческие, физиологические и иммунные реакции в организме птицы, влияют на антиоксидантный и биохимический статус, продуктивность. При этом ухудшается качество мяса, что проявляется в изменении рН и структуры мышечных волокон, повышении степени окисления липидов в тканях, появлении дефектов мяса (K. Rosenvold с соавт., 2003; M. Petracci с соавт., 2015; P.F. Surai с соавт., 2019). Эффект стрессов содержания зависит от характера воздействия, генотипа животных, типа мышечных волокон (N.A. Mir с соавт., 2017; P.A. Gonzalez-Rivas с соавт., 2020; M. Zhang с соавт., 2020). Транспортный стресс - результат одновременного действия нескольких факторов (L. Zhang с соавт., 2014). Влияние этого стресса и изменение его биохимических маркеров зависят от условий транспортировки, кормления и содержания, индивидуальных особенностей и состояния здоровья птицы. Данные о воздействии стрессов на обмен веществ у животных и птицы достаточно противоречивы. В последнее время во всех отраслях животноводства обсуждается применение синтетических или природных антиоксидантов в связи с их способностью влиять на окислительный стресс и качество мяса (A. Gouda с соавт., 2020). В обзоре приводится анализ способов улучшения антиоксидантной защиты и качества мяса посредством воздействия кормовых факторов, природных адаптогенов (витаминов Е и С, таксифолина и кверцетина) (M. Mazur-Kuśnirek с соавт., 2019; V.R. Pirgozliev с соавт., 2020). Чтобы получить мясо высокого качества, необходимо изучение биомаркеров антиоксидантной защиты. Использование антиоксидантов усиливает ее, повышает резистентность, улучшает качества продукции. Такой способ профилактики отрицательных последствий стрессов в животноводстве и птицеводстве обсуждается как наиболее приемлемый и дешевый, в особенности при комбинации природных адаптогенов, сочетание которых в рационе может оказаться эффективнее, чем действие каждого по отдельности.
Бесплатно
Статья научная
Внутриутробная задержка развития эмбриона и плода (ВЗРП), определяемая как несоответствие размеров формирующихся эмбрионов и плодов срокам их гестации - распространенная патология среди сельскохозяйственных животных. Незрелая система антиоксидантной защиты (АОЗ) у новорожденных с ВЗРП предрасполагает к развитию оксидативного стресса и связанных с ним патологических состояний. В 2013 году в условиях крупного молочного комплекса (ООО «Агротех-Гарант Нащекино» Аннинский р-н, Воронежская обл.) проведено сравнительное исследование показателей системы АОЗ и функционального состояния органов дыхания у новорожденных телят при физиологически протекающей беременности и ВЗРП и их влияния на развитие респираторных заболеваний в неонатальный период. Обследовано 53 теленка красно-пестрой породы: 28 - с ВЗРП в анамнезе и 25 - с физиологическим течением беременности у матерей (контрольная группа). Через 24 ч после рождения у телят отбирали пробы волос из кисти хвоста, кровь и конденсат выдыхаемого воздуха (КВВ) для биохимических исследований, определяли частоту сердечных сокращений (ЧСС) и дыхательных движений (ЧДД) в минуту, соотношение ЧСС/ЧДД (индекс Хильдебрандта), дыхательный объем (ДО) и минутный объем дыхания (МОД), объем КВВ, образующийся за 1 мин (V1) и из 100 л выдыхаемого воздуха (V2)...
Бесплатно
Статья научная
Необходимое свойство биопрепаратов - сохранение биологической активности в изменяющихся природных условиях, в почвах разного физико-химического состава, с разной степенью плодородия и значениями рН. Актиномицеты из экстремальных мест обитания способны вырабатывать биологически активные вещества не только в нейтральных условиях, но также в соленой, щелочной и кислой среде, чем определяется их значимость в составе биопрепаратов, разрабатываемых для растениеводства. Нашей целью было исследование антагонистических свойств штамма Streptomyces sp. К-541, выделенного из экстремальных экосистем в Казахстане, против грибных патогенов зерновых культур в разных экологических условиях и групповая идентификация полученного антибиотика. Штамм К-541 выращивали в нейтральных и альтернативных условиях (25,0 г/л NaCl, рН 7,2; 2,5 г/л Na2CO3, рН 8,0). Антифунгальные свойства определяли методом агаровых блоков в отношении возбудителей основных грибных заболеваний пшеницы и риса: фузариоза - Fusarium solani (Mart.) Sacc., F. oxysporum Schlecht., F. heterosporum Nees, F. sporotrichiella Sherb., пирикуляриоза - Piricularia oryzae Cavara, альтернариоза - Alternaria triticina Prasada & Prabhu, A. alternate (Fr.) Keissl., биполяриоза - Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoemaker, аспергиллеза - Aspergillus niger van Tieghem. После культивирования штамма К-541 на трех вариантах глюкозо-дрожжевого агара вырезали блоки растущей культуры буром (диаметр 7 мм), переносили их на чашки Петри, предварительно засеянные тест-культурами фитопатогенных грибов, и культивировали при 25 °С. Об антагонистической активности судили по диаметру зоны лизиса грибных тест-культур, которую измеряли через 72 ч культивирования. Антифунгальные свойства штамма при совместном культивировании с фитопатогенными грибами исследовали на агаре Чапека-Докса (рН 7,0) при внесении 2,0 % NaCl (рН 7,0) и 0,2 % Na2CO3 (рН 8,0). Результаты учитывали на 10-е сут культивирования при 25 °С, измеряя диаметр колоний фитопатогенных грибов. Биосинтез антибиотика А-541 осуществляли на круговой качалке (180-200 об/мин) при температуре 28 °С в течение 120 ч. Антибиотик извлекали экстракцией органическими растворителями и изучали с использованием тонкослойной хроматографии и спектрофотометрии. Проведенные исследования показали, что штамм К-541 может быть перспективным агентом для биоконтроля грибных инфекций у зерновых культур, так как обладает высокой антифунгальной активностью. В отношении грибов рода Fusarium она проявлялась формированием зоны лизиса диаметром 30-45 мм в нейтральных условиях, 40-48 мм - при засолении, 20-33 мм в щелочных условиях; в отношении грибов рода Alternaria - соответственно 32-35, 36-37, 20-22 мм; рода Bipolaris - 36-38, 38-40, 30 мм; рода Piricularia - 40, 56, 50 мм. Показана возможность использования штамма для интродукции в почвенные биоценозы с целью биоконтроля грибных патогенов зерновых культур. При совместном культивировании штамма К-541 и фитопатогенных грибов диаметр колоний грибов уменьшался в 1,8-2,7 раза. Высокая степень ингибирования роста фитопатогенных грибов наблюдалась также в условиях засоления и в щелочной среде. Антибиотик, образуемый штаммом К-541, отнесен к группе полиенов, подгруппе гексаенов. Таким образом, штамм К-541 признан перспективным для разработки нового биопрепарата с фунгицидным действием в отношении возбудителей грибных инфекций зерновых культур в разных экологических условиях.
Бесплатно
Статья научная
Исследовали эффективность азотфиксации и продуктивность фотосинтеза растений яровой мягкой пшеницы под влиянием различных факторов (тип почвы, дозы минеральных удобрений, реакция почвенной среды и др.). В условиях микрополевого и полевого опытов оценивали эффективность инокуляции Agrobacterium radiobacter 200 семян яровой мягкой пшеницы различных сортов. Определяли зависимость урожайности растений от кислотности почвы (чернозем выщелоченный и серая лесная) и внесения минеральных удобрений.
Бесплатно
Статья обзорная
Хозяйственно полезные признаки кур, связанные с продуктивностью, относятся к полигенно наследуемым. С обнаружением многочисленных участков ДНК, характеризующихся однонуклеотидным полиморфизмом (SNP, single nucleotide polymorphism), и появлением современных геномных технологий стало возможным более детально оценивать результаты селекции в птицеводстве с целью последующего успешного прогнозирования селекционного эффекта (L. Wang с соавт., 2011; C.M. Seabury с соавт., 2017). В представленном обзоре обобщена информация о генах и SNP маркерах, используемых в отечественной селекции кур, описаны новые полиморфные аллельные варианты в генах, которые связаны с интегральными показателями продуктивности у кур из мирового генофонда. В настоящее время в России активно осуществляется генотипирование отечественных пород кур мясного, яичного и комбинированного направлений продуктивности. Проведен поиск полиморфных вариантов ключевых генов LCORL ( ligand dependent nuclear receptor corepressor-like ) и NCAPG ( non-SMC condensin I complex, subunit G ), которые влияют на показатели яйценоскости. Выявлены различия по SNPs среди кур разных направлений продуктивности (яичные-мясные и яичные-декоративные) (Т.А. Ларкина с соавт., 2021). Для гена NCAPG установлена достоверная связь аллелей rs14991030 с массой скорлупы, процентным соотношением массы яйца и скорлупы, с толщиной скорлупы (О.Ю. Баркова, М.Г. Смарагдов, 2016). У породы кур русская белая выявлены однонуклеотидные полиморфизмы гена дисферлина ( DYSF ), изучена их ассоциативная связь с хозяйственно ценными характеристиками (О.Ю. Баркова с соавт., 2021). Для безопасного разведения и селекции российских популяций и пород кур важно предотвратить распространение генетических заболеваний и обеспечить поддержание уровня гетерозиготности отечественного генофонда. В линии Б5 кур мясного кросса Смена 8 бройлерного типа при типировании SNP трех генов ( DMA , RACK1 и CD1B ), ответственных за повышенный титр IgY, в локусе Gga_rs15788237 обнаружена фиксация аллеля, определяющего меньший титр IgY, в локусе Gga_rs15788101 - фиксация неблагоприятного аллеля, в локусе Gga_rs16057130 - преобладание благоприятного аллеля. Изменения в локусах Gga_rs16057130 и Gga_rs15788101 у кур линии Б5 мясного кросса селекции СГЦ «Смена» (Московская обл.), скорее всего, связаны с отбором по признакам продуктивности бройлеров (А.М. Бородин с соавт., 2020). Значительная часть исследований геномов птицы посвящена анализу больших массивов данных по нескольким поколениям с целью поиска ассоциаций (GWAS, genome-wide association studies, метод полногеномного ассоциативного анализа) между SNPs и экономически значимыми признаками - скоростью роста, количественными и качественными показателями яйца, мяса и отложения жира (A. Wolc, 2014; S.K. Zhu с соавт., 2014; J.H. Ouyang с соавт., 2008). При полногеномном сканировании с SNP-чипом высокой плотности обнаружены кандидатные гены GRB14 и GALNT1 , однонуклеотидный полиморфизм которых имел статистически значимую связь с яйценоскостью и качественными показателями яйца, включая массу яйца, яичной скорлупы и желтка, толщину и прочность яичной скорлупы, высоту белка и число единиц Хау, определенными в возрасте кур 40 и 60 нед (W. Liu с соавт., 2011). В результате GWAS-анализа были выявлены гены-кандидаты ( ZAR1 , STARD13 , ACER1b , ACSBG2 и DHRS12 ), связанные с массой желтка яйца, фолликулов и яичников кур от начала яйцекладки до 72-недельного возраста. Наследуемость массы желтка, оцененная на основе SNP-анализа, характеризовалась как умеренная (h2 - 0,25-0,38), массы фолликула (h2 = 0,16) и яичника (h2 = 0,20) - как относительно низкая (C. Sun с соавт., 2015). Установлены два важных гена - MSX2 и DRD1 , которые связаны с эмбриональным развитием и развитием яичников и несут значимые SNPs, ассоциированные с качеством яиц (высотой яичного белка и единицей Хау). Три гена ( RHOA , SDF4 и TNFRSF4 ) идентифицированы как гены-кандидаты окраски яичной скорлупы (Z. Liu с соавт., 2018). Сообщалось (S.A. Azmal с соавт, 2019), что у китайской породы кур Jing Hong SNPs в гене RAPGEF6 связаны с интенсивностью яйцекладки на поздней стадии. В ряде исследований подтверждается представление об участии дофамина в регуляции яичной продуктивности у птиц. Показано достоверное влияние четырех SNPs (G+123A, T+198C, G+1065A, C+1107T) в гене рецептора дофамина ( DRD1 ) на возраст снесения первого яйца (он характеризует скорость полового созревания кур), массу первого яйца, выход кондиционных яиц (H. Xu с соавт., 2010). Показана ассоциация полиморфизмов гена VIP (рецептор вазоактивного кишечного пептида-1) с признаками инстинкта насиживания и яйценоскостью кур (M. Zhou с соавт., 2010). В исследовании (X. Li с соавт., 2019) обнаружены пять полиморфизмов промоторной области гена FSHR (ген рецептора фолликулостимулирующего гормона) и определена их связь с яйценоскостью кур за 43 нед жизни и с возрастом снесения первого яйца.
Бесплатно
Статья научная
Интеграция в программы селекционно-племенной работы ДНК маркеров, ассоциированных с устойчивостью к болезням, - перспективный способ борьбы с инфекционными заболеваниями сельскохозяйственных животных. Особенно остро стоит задача поиска и внедрения такого маркера для репродуктивно-респираторного синдрома свиней (porcine reproductive and respiratory syndrome, PRRS; возбудитель - PRRS virus, PRRSV). Это заболевание наносит существенный экономический ущерб, предлагаемые вакцины против PRRS малоэффективны, а их применение сопряжено с риском развития виремии после иммунизации. Перспективным ДНК маркером устойчивости к PRRS может быть однонуклеотидный полиморфизм (single nucleotide polymorphism, SNP) WUR10000125, локализованный в гене GBP1 (далее WUR ). Целью работы было изучение влияния генотипа по WUR на воспроизводительные, откормочные и мясные качества свиней ( Sus scrofa ) пород крупная белая и ландрас, разводимых в условиях нуклеусных ферм, свободных от репродуктивно-респираторного синдрома свиней...
Бесплатно
Статья научная
Маркерная селекция - перспективный подход для улучшения хозяйственно полезных признаков домашних животных. В качестве одного из потенциальных генетических маркеров мясных и откормочных качеств свиней рассматривается ген инсулиноподобного фактора роста 2 ( IGF2 ). Целью настоящей работы стало исследование полиморфизма G3072A в гене IGF2 у свиней различных пород и изучение влияния генотипа хряков по IGF2 на продуктивные показатели у потомков с учетом их половой принадлежности на примере крупной белой породы. Полиморфизм IGF2 исследовали у 3215 свиней семи пород - крупная белая и родственные ей породы йоркшир и эдельшвайн (КБ, n = 1247), ландрас (Л, n = 934), дюрок (Д, n = 642), пьетрен (П, n = 87), белорусская мясная (БМ, n = 37), ливенская (ЛИВ, n = 54), эстонская беконная (ЭБ, n = 10), а также у синтетической линии боди (БД, n = 138) и одного терминального кросса (ТМ, n = 66). Для ассоциативных исследований использовали данные по показателям продуктивности у 5908 потомков (5015 свинок и 893 хрячка, крупная белая порода), полученных от хряков ( n = 20) с известным генотипом по IGF2. Учитывали живую массу по завершении выращивания (BW, кг); среднесуточный прирост за весь срок (DG, г) и по периодам выращивания: ранний период - от рождения до 76,41±0,04 сут (DG1, г) и поздний период - от 76,41±0,04 до 170,23±0,05 сут (DG2, г); возраст достижения массы 100 кг (AGE 100kg, сут); среднюю фактическую толщину шпика, измеренную по четырем точкам по завершении выращивания (BF, мм), и толщину шпика, приведенную к 100 кг (BF 100kg, мм). Достоверно более высокие частоты потенциально желательного аллеля А и генотипа АА выявлены у БД (соответственно 0,986 и 0,971), ТМ (0,977 и 0,955), П (0,966 и 0,931) и Д (0,960 и 0,921). Свиньи КБ характеризовались промежуточными значениями этих показателей (0,664 и 0,532). У ЭБ, БМ и Л частота аллеля A варьировала от 0,250 до 0,363, генотипа АА - от 0,100 до 0,243. У локальной породы ЛИВ аллель А идентифицирован не был. По результатам ассоциативных исследований установлена высокодостоверная тенденция к повышению BW, DG1, DG2, DG, BF и BF 100kg и снижению AGE 100kg как у свинок, так и у хрячков в ряду генотипов GG → AG → AA. Расчеты с использованием аддитивно-доминантной модели и двухфакторного дисперсионного анализа свидетельствовали, что интенсивность возрастания (снижения) перечисленных выше показателей в ряду генотипов GG → AG → AA среди хрячков выше, чем среди свинок. Согласно результатам анализа главных компонент (ГК, PCA), первые две ГК (ГК1 и ГК2) описывали 76,23 % изменчивости исходной матрицы для хрячков и 82,49 % - для свинок. Выявлена сильная связь ГК1 с приростом живой массы в поздний срок (для DG2 r = 0,501 у хрячков и r = 0,896 - у свинок) и за весь период выращивания (для DG r = 0,923 и r = 0,929), в то время как ГК2 сильно коррелировала с приростом живой массы в ранний период (для DG1 r = -0,709 и r = -0,769). Показатели аддитивно-доминантной (А и D) модели и эффекты замены аллеля, рассчитанные для ГК1, оказались полностью сходными и не зависели от пола: А = 0,290, p
Бесплатно
Статья научная
Криоконсервирование спермы животных - важнейший способ сохранения исчезающих пород и видов. В коневодстве России и Украины это направление имеет особую актуальность в связи с критическим снижением численности поголовья племенных животных соответственно до 1,3 млн и 300 тыс. гол. Из 12 официально зарегистрированных украинских пород только у трех сохраняется минимально необходимая численность племенных жеребцов и кобыл. Поэтому повышение характеристик спермы жеребцов и расширение возможностей прогнозирования результативности криоконсервирования имеет большое научно-практическое значение. В статье представлены результаты исследований ассоциированной связи эритроцитарных антигенов А, С, D и К систем групп крови лошадей украинской селекции. Установлена ассоциированная связь эффективности криоконсервирования спермы жеребцов в зависимости от антигенных характеристик эритроцитов по А, С, D и К системам групп крови. Показано, что получение средних показателей по подвижности спермиев после криоконсервирования (4 балла) и выживаемости (2,5 ч) сопровождалось наличием у жеребцов аллелей эритроцитарных антигенов bcm / cgm, bcm / de, bcm / dg, bcm / dk, cegm / cgm, cegm / d, cegm / dg, cegm / dk, cgm /c g m, cgm / d, cgm / dg, de / d, de / dk, dk / d, dk / de, dk / dk системы группы крови D...
Бесплатно
Атипичные пестивирусы крупного рогатого скота
Статья обзорная
Тревожной особенностью последних десятилетий, характеризовавшихся практически неограниченным расширением международных торговых контактов, стали участившиеся вспышки атипичных вирусных инфекций, обнаружение новых вирусов, измененных изолятов и квазитипов с подтвержденной или потенциальной эмерджетностью. Для индустрии скотоводства они представляют реальную и серьезную угрозу в связи с тенденцией к широкому и быстрому распространению в условиях глобализации и применения унифицированных зоотехнических и ветеринарных протоколов. Семейство Flaviviridae объединяет несколько родов, из которых для сельскохозяйственных животных значение имеет род Pestivirus, включающий четыре вируса: вирусной диареи - болезни слизистых оболочек (ВД-БС) крупного рогатого скота (КРС) 1-го и 2-го типов, чумы свиней и пограничной болезни овец (http://ictvonline.org/virusTaxonomy.asp). В обзоре представлена характеристика новой группы вирусов рода Pestivirus семейства Flaviviridae, выделенных в период с 2000 по 2014 годы от буйволов и крупного рогатого скота, а также из эмбриональной сыворотки, используемой для культивирования культур клеток и производства вакцин, которая была заготовлена в Австралии, Канаде, Мексике, Бразилии и Соединенных Штатах Америки и расфасована в Европе (H. Schirrmeier с соавт., 2004; A. Cortez с соавт., 2006; E. Bianchi с соавт., 2011; B. Rodrigues с соавт., 2011; H. Xia с соавт., 2011; H. Xia с соавт., 2012; S. Peletto с соавт., 2012). Вирус также обнаружен в Таиланде, Бангладеш и Китае (L. Liu с соавт., 2009; L. Mao с соавт., 2012; N. Haider с соавт., 2014). Сообщения о выделении агента в других странах Европы, Северной Америки, России, Индии и Австралии отсутствуют (F.V. Bauermann с соавт., 2013). Широкое использование контаминированных биологических препаратов может приводить к проникновению этих вирусов в различные регионы континента, обусловливая их потенциальную эмерджентность для крупного рогатого скота. Штаммы вирусов, представленные цитопатогенным и нецитопатогенным биотипами, официально не классифицированы и имеют в литературе различные названия: третий тип вируса вирусной диареи - болезни слизистых оболочек крупного рогатого скота (ВД-БС КРС), атипичный пестивирус (HoBi-like), пятый тип рода Pestivirus (N. Decaro с соавт., 2012). На основании филогенетического анализа выделяют две генетических подгруппы: бразильскую и таиландскую, отличающиеся от прототипного члена рода - вируса ВД-БС КРС, но имеющие большое сходство в проявлении клинических признаков, а также в способности инфицировать плод у КРС и буйволов (F.V. Bauermann с соавт., 2013). Спонтанная и экспериментальная инфекция КРС, вызванная HoBi-подобными вирусами, имеет большое сходство с ВД-БС КРС и проявляется в виде диареи, абортов, респираторного синдрома, персистентной инфекции (F.V. Bauermann с соавт., 2013). Подобно возбудителю ВД-БС КРС, эти вирусы способны формировать стационарно неблагополучные очаги (M.N. Weber c соавт., 2014). Открытие указанной группы вирусов требует критической оценки имеющихся диагностических средств и вакцин против ВД-БС КРС. На сегодняшний день тестов для выявления всех пестивирусов жвачных животных или антител к ним не существует. Затруднения их разработки обусловлены высокой вариабельностью вирусов этой группы. При лабораторной диагностике не следует полагаться на использование одного теста. Лучшим диагностическим подходом будет серологическое обследование стада, выявление персистентно инфицированных животных с выделением вируса и последующей молекулярной диагностикой (F.V. Bauermann с соавт., 2013). HoBi-подобные вирусы могут оставаться незамеченными и, как предполагают, компрометировать эффективность программ контроля или эрадикации вирусной диареи, реализующиеся в некоторых странах Европы и США (K. Ståhl с соавт., 2004; J.F. Ridpath, 2010).
Бесплатно
Атипичный пестивирус свиней (Pestivirus K) - новая проблема в промышленном свиноводстве (обзор)
Статья обзорная
Пестивирусы - высоковариабельные РНК-содержащие вирусы рода Pestivirus семейства Flavivirida e. Род Pestivirus включает 11 видов ( Pestivirus A-K ) (Б.Г. Орлянкин с соавт., 2020; D.B. Smith с соавт., 2017; A.M.Q. King с соавт., 2018). В инфекционной патологии свиней пестивирусы играют важную роль, вызывая значительные экономические потери. За последние два десятилетия у домашних и диких свиней обнаружены не описанные ранее пестивирусы. Из-за склонности к быстрому распространению они могут представлять серьезную угрозу для свиноводства. В 2015 году в США методом метагеномного секвенирования в рамках проекта по изучению генетического разнообразия вируса репродуктивно-респираторного синдрома свиней (B.M. Hause с соавт., 2015) в образцах сывороток крови впервые был идентифицирован атипичный пестивирус свиней ( Pestivirus K ). Изначально предполагалось, что у инфицированных атипичным пестивирусом свиней не проявляются клинические признаки болезни. Однако эксперименты по изучению его инфекционных свойств показали, что атипичный пестивирус свиней вызывает конгенитальный (врожденный) тремор (КТ) типа А-II у поросят (B.L. Arruda с соавт., 2016; A. de Groof с соавт., 2016; A. Postel с соавт., 2017). К вирусу также оказались восприимчивы взрослые домашние и дикие свиньи. Атипичный пестивирус свиней передается вертикально и горизонтально и широко распространен во многих странах Европы, Америки и Азии. В России атипичная пестивирусная инфекция у свиней не диагностирована. На основании филогенетического анализа генома всех известных изолятов различают 3 генетические группы (1-3-я) и семь субгенотипов внутри 1-й генетической группы (1.1-1.7) вируса (F. Yuan с соавт., 2021). Первая генетическая группа включает все изоляты, обнаруженные в США, Европе и несколько изолятов из Китая. Вторая и третья генетическая группы представлены только изолятами из Китая. Циркуляция атипичного пестивируса свиней в стадах может осложнить дифференциальную диагностику классической чумы свиней из-за некоторой схожести симптоматики (в частности, проявления конгенитального тремора). Следовательно, знание эпидемиологии атипичного пестивируса свиней в разных географических регионах поможет оптимизировать меры контроля и предотвратить распространение инфекции. В обзоре приведены современные данные об этиологии, распространении, клинических проявлениях, диагностике и профилактике патологии.
Бесплатно
Аутоиммунность быков-производителей и ее связь с продукцией эндогенных гормонов
Статья научная
Изменение морфофункционального состояния репродуктивных органов у крупного рогатого скота, находящегося в разных природных зонах с резко континентальным климатом, может привести к снижению воспроизводительной функции (И.М. Донник и др., 2005). Это требует глубокого понимания иммунобиологических, гормональных, биохимических механизмов, обеспечивающих регуляцию воспроизводительной функции животных с учетом их способности к адаптациям в разных экологических и технологических условиях (И.М. Донник с соавт., 2015). Мы впервые сравнили аутоиммунное состояние у голштинских быков-производителей отечественной и зарубежной селекции в возрасте 3-9 лет ( n = 101) в условиях двух областей - Московской (АО «Головной центр по воспроизводству сельскохозяйственных животных») и Свердловской (ОАО «Уралплемцентр») в связи с количеством эндогенных гормонов в крови. В Свердловской области проявление аутоиммунности (по реакции иммобилизации живчиков - РИМЖ) не выявили у 69 % быков-производителей, в Московской - у 83 %. Доля быков с высоким титром аутоиммуности РИМЖ (> 1:8) составила около 3 % в Свердловской области и 8 % - в Московской. При титрах аутоиммунности около 1:4 состояние животных носит обратимый характер и легко устраняемый при четком соблюдении технологических регламентов в течение двух циклов сперматогенеза. Сравнительно высокий титр зарегистрировали у быков в период более активной и интенсивной эксплуатации. Быки-голштины различались по подверженности развитию аутоиммунного состояния в зависимости от происхождения. Более подверженными были производители канадской селекции, а самую низкую аутоиммунность отмечали у быков голландской селекции. Содержание эндогенных гормонов коррелировало с титром аутоиммунности: с его повышением концентрация эндогенных гормонов снижалась, но в разной степени (тестостерона - на 38 %, эстрадиола - на 46 %), при этом колебания соотношения тестостерон/эстрадиол могли достигать 49 %. Таким образом, среди молодых быков-производителей (в возрасте 28 мес), независимо от происхождения, экологических и технологических условий содержания, доля животных с титром аутоиммунности 1:4-1:8 выше, тогда как у большинства зрелых особей 35-месячного возраста аутоиммунное состояние не выявляется или проявляется слабо (титры аутоиммунности 0-1:2). Следовательно, молодые быки в начале их интенсивного использования более подвержены различным воздействиям, нежели половозрелые производители.
Бесплатно
Статья обзорная
Ацилгомосеринлактоны (АГЛ) - класс молекул медиаторов, координирующих активность клеток в популяции грамотрицательных бактерий. АГЛ синхронизируют индивидуальные клеточные геномы, благодаря чему бактериальная популяция функционирует как многоклеточный организм. Они обеспечивают дистанционный сигналинг между бактериями - колонизаторами фитосферы, что позволяет популяции реагировать на внешний сигналинг и устанавливать симбиотические либо антагонистические отношения с растением-хозяином (A.R. Stacy с соавт., 2018; А. Shrestha с соавт., 2020). Ауторецепция количественных параметров бактериальной популяции называется «quorum sensing» (QS) (R.G. Abisado с соавт., 2018). QS-системы образуют сигнальные молекулы аутоиндукторы, легко проникающие из клеток в окружающую среду и обратно в клетку (M.B. Miller с соавт., 2001; B. Bassler, 2002). Системам QS принадлежит ключевая роль в регуляции метаболических и физиологических процессов, происходящих в бактериальной клетке (M. Frederix с соавт., 2011; M. Whiteley с соавт., 2017). Бактериальный сигналинг воспринимается эукариотами, которые образуют симбиоз с микробными сообществами (S.T. Schenk с соавт., 2015; Л.М. Бабенко с соавт., 2016, 2017). Рост и развитие растения, ассимиляция питательных веществ, стрессоустойчивость во многом определяются характером такого взаимодействия (H.P. Bais с соавт., 2006; R. Ortíz-Castro с соавт., 2009; S. Basu с соавт., 2017). Управлять бактериальным сигналингом растению позволяет система «quorum quenching» (QQ) (N. Calatrava-Morales с соавт., 2018), механизм действия которой состоит в подавлении растительными метаболитами синтеза АГЛ, конкуренции с АГЛ за связывание с рецепторными белками, репрессии QS-контролируемых генов (H. Zhu с соавт., 2008; R. Sarkar с соавт., 2015). Однако в настоящее время молекулярные механизмы, с помощью которых растения реагируют на бактериальный сигналинг, до конца не выяснены. Часть метаболитов АГЛ-сигналинга охарактеризованы, однако их роль в химическом взаимодействии партнеров в большинстве случаев требует дальнейшего изучения. Показано, что явление QS и его участники причастны к регуляции взаимодействий между про- и эукариотами, в том числе к формированию биопленок, синтезу фитогормонов, трансферу плазмид, продукции факторов вирулентности, биолюминесценции, споруляции, образованию клубеньков (Л.М. Бабенко с соавт., 2017). Различия в строении молекул обеспечивают распознавание бактериями собственных АГЛ и отделение чужеродных. Перенос АГЛ от бактерии к растению-хозяину осуществляется при помощи мембранных везикул (M. Toyofuku, 2019). В последние годы активно изучаются генетика, геномика, биохимия и сигнальное разнообразие молекул QS. Регулирование функций ризосферы - наиболее динамичного сайта взаимодействия растения и ассоциированной с ним микрофлоры с участием АГЛ приобретает особое значение при разработке новых биотехнологических подходов, направленных на повышение урожайности и стрессоустойчивости аграрных культур. Одна из эффективных технологий повышения устойчивости к биотическим и абиотическим стрессам - предпосевная обработка (праймирование) семян (А. Shrestha с соавт., 2020). Установлены прямые (направленные на растения) и косвенные (через ризосферную микрофлору) эффекты АГЛ-праймирования (O.V. Moshynets с соавт., 2019). Праймирование АГЛ индуцирует усиление роста растений, повышение содержания фотосинтетических пигментов, вызывает изменения в балансе эндогенных фитогормонов в органах и тканях, влияет на формирование механизмов защиты (A. Schikora с соавт., 2016; А. Shrestha с соавт., 2020). АГЛ, отвечающие требованиям интенсивного органического земледелия, позиционируются как перспективные экологические фитостимуляторы и фитомодуляторы, способные повысить количество и качество сельскохозяйственной продукции.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время в сельскохозяйственной практике остро стоит проблема утилизации отходов производства, в частности наиболее актуальным остается вопрос о переработке стерни и соломы зерновых культур. Методом накопительных культур из тканей сфагнового мха Sphagnum fallax (H. Klinggr.) H. Klinggr. нами выделена аэробная целлюлозолитическая микробная ассоциация (ЦМА), стабильная при периодическом культивировании в жидкой минеральной среде с добавлением целлюлозы. Установлено таксономическое положение пяти доминантных компонентов сообщества и изучены их физиолого-биохимические свойства. В микрополевом опыте проведено сравнение эффективности утилизации растительных остатков зерновых культур изучаемого ЦМА, а также культуры Bacillus subtilis Ч-13 и микробного препарата баркон. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о влиянии культур микроорганизмов на процессы гумификации и минерализации соломы в почве, что позволяет дать обоснованную агроэкологическую оценку эффективности использования соломы зерновых культур совместно с биопрепаратами в специализированном зерновом севообороте. Эффективность изучаемого ЦМА в отношении ускорения минерализации и гумификации пожнивных остатков ячменя, внесенных в пахотный слой дерново-подзолистой почвы в качестве удобрения, доказана на основании изменения следующих показателей: повышения численности микроорганизмов - деструкторов свежего органического вещества, увеличения коэффициента минерализации и содержания микробной биомассы, усиления эмиссии СО 2, роста актуальной целлюлозолитической активности и содержания легкоразлагаемого органического вещества. Активность ЦМА была максимальной в начальные сроки после инокуляции и заделки соломы в почву.
Бесплатно
Статья обзорная
Эффективная стерилизация растительных эксплантов и соблюдение правил антисептики не исключают присутствия в in vitro культурах так называемых скрытых (эндофитных) бактерий. Роль этих бактерий в культурах тканей мало изучена, однако ее, например, связывают с регенерационной способностью эксплантов и возможностью трансформировать культивируемые in vitro клетки животных и человека. Бактериальные штаммы, патогенные для человека, могут устойчиво сохраняться в пассируемых культурах и в растениях ex vitro. Расширение среды обитания бактерий создает экологические и генетические риски, которые определяют необходимость тщательного мониторинга эндофитных сообществ в растениях, употребляемых в пищу в сыром виде, а также при применении in vitro технологий в практическом растениеводстве и для получения продуктов питания. Идентификация бактериальных микроорганизмов, колонизирующих in vitro культуры растений, дает возможность изучать влияние бактерий на хозяина, проводить направленную химиотерапию, создавать банк данных микроорганизмов, ассоциированных с культурой растительных тканей. Наиболее распространены два метода идентификации - традиционный, более доступный, но не позволяющий выявлять некультивируемые формы (он основан на использовании культуральных и морфологических характеристик, а также химических и биохимических реакций), и молекулярно-генетический. В последнем случае с использованием метагеномной ДНК и соответствующих специфических праймеров определяют различные последовательности 16S-рРНК, имеющие как консервативные сайты, одинаковые у всех прокариотов, так и пригодные для идентификации видоспецифичные участки. Внутренние транскрибируемые спейсеры (internal transcribed spacers - ITS) преимущественно применяют для различения микроорганизмов на уровне видов и даже штаммов. Таксономический состав бактериальных эндофитов свидетельствует об их разнообразии и отсутствии специфического набора в in vitro культурах растений разной систематической принадлежности и в эксплантах, относящихся к разным органам растения. Среди идентифицированных эндофитных бактерий выявлены потенциально полезные для интактных растений, в частности Streptomycete, Pantoea agglomerans и др., а также патогенные для человека, например Ralstonia mannitolytica, Staphylococcus epidermidis, Corynebacterium amycolatum, Bacillus neonatiensis, Salmonella и Nocaridia spp. При in vitro культивировании растительных объектов длительное бессимптомное присутствие бактерий обусловлено, с одной стороны, подавлением их роста факторами, сопровождающими культивирование растительных эксплантов (pH, температура ниже оптимума для роста бактерий, активирование защитных механизмов), с другой - одновременным поддержанием жизнедеятельности бактерий за счет экссудатов, выделяемых растительным эксплантом. Быстрая пролиферация бактериальных клеток может наступить даже при небольших изменениях первоначальных условий, при увеличении концентрации растительных экссудатов и вследствие собственно in vitro культивирования как стресса в отсутствие регулирующей роли целого организма. По мере увеличения числа пассажей доля растительных культур со скрытой бактериальной контаминацией возрастает. Имеются данные, что при этом некультивируемые эндофиты могут приобретать статус культивируемых. Скрытые бактериальные контаминации способны угнетать регенерацию, микроклональное размножение, вызывать гибель культивируемых in vitro растительных объектов, служить препятствием для воспроизводимости протоколов и иметь отношение к появлению эпигенетических сомаклональных вариантов. Так, фильтраты изолятов Acinetobacter и Lactobacillus plantarum, выделенных из деградирующих каллусов, при инокуляции в экспланты или добавлении в питательную среду резко снижали регенерацию побегов, а бактерии Mycobacterium obuense и M. aichiense угнетали развитие семян в культуре in vitro. Акцентируется проблема получения гнотобиотических растительных культур (в частности, в in vitro коллекциях генетических банков растений), обусловленная сложностью выявления и элиминации бактериальных микроорганизмов.
Бесплатно
