Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1755
Оценка генотипов овса на содержание β-глюканов в зерне на основании его физических характеристик
Статья научная
Зерно овса (Avena sativa L.) содержит уникальные пищевые волокна (1,3;1,4)-β-D-глюканов, которые благотворно влияют на здоровье человека. В то же время указанные полисахариды выступают как негативный фактор при усвоении питательных веществ нежвачными животными. В связи с этим актуальна селекция овса на повышенное (крупяное направление) и пониженное (кормовое использование) содержание β-глюканов в зерне, причем для выполнения скрининга селекционного материала целесообразно использовать простые, экспрессные и не разрушающие зерно методы анализа. Целью работы стало изучение связи физических характеристик целого и очищенного от пленок зерна овса с содержанием β-глюканов. Объектом исследования служили 16 образцов пленчатого и 2 образца голозерного овса из коллекции Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова (ВИР). Содержание β-глюканов в зерне измеряли общепринятым ферментативным методом. Физические характеристики (натура, масса 1000 зерен, плотность, объемная доля поглощенной воды) изучали на целом и лишенном пленок зерне...
Бесплатно
Статья научная
Методом трехфакторного дисперсионного анализа определяли долю влияния различных факторов (азотные удобрения, погодные условия и генотип) на продуктивность и технологические качества зерна различных сортов яровой мягкой пшеницы при возделывании в условиях Кировской области.
Бесплатно
Оценка и отбор исходного материала для селекции солеустойчивых сортов риса в Республике Казахстан
Статья научная
Около 25 % всей поверхности суши представлены засоленными почвами, а в отдельных регионах Средней Азии, Закавказья, Украины и Казахстана - до 90 % всей орошаемой площади. Область рисосеяния Республики Казахстан также находится в зоне с повышенной засоленностью. Одна из проблем рисоводства Казахстана - ухудшения гумусного и мелиоративного состояния почв, усиление их вторичного засоления и деградации. В Кызылординской области загрязнение солевыми остатками поверхностных (до 3-5 г/л) и подземных (до 6-7 г/л) вод доходит до критической отметки. При этом по химическому составу преобладает сульфатно-хлоридно-нат-риевый тип засоления, который особо токсичен для сельскохозяйственных культур. Акдалинский и Каратальский массивы орошения в Алматинской области тоже находятся в пределах провинций сульфатно-содового и борного биогеохимического засоления почв. По данным Казахского НИИ рисоводства, в последние годы резко снизилась урожайность риса (с 50 до 35-48 ц/га) и качество производимой продукции (выход крупы - с 65 до 45-50 %). В этой связи селекция риса на солеустойчивость - важнейшая задача обеспечения продовольственной безопасности республики. Целью нашего исследования были оценка и отбор перспективного исходного материала для селекции риса на устойчивость к разным типам засоления. Объектом исследований служили сорта и сортообразцы (включая потомства гибридных комбинаций разных поколений) риса ( Oryza sativa L.) российской, казахстанской и филиппинской селекции (всего 34 генотипа). Для первоначальной оценки на стадии проростков был проведен лабораторный скрининг устойчивости к различным типам засоления: хлоридному, сульфатному и карбонатному. Солевой стресс оказывал негативное влияние на прирост общей биомассы проростков у исследованных образцов. Выявлено, что наиболее токсичен для растений риса карбонатный тип засоления; меньший эффект оказывали хлоридное и сульфатное. Гибрид F2 сорт Ханкайский 429 × коллекционный образец 4-09, а также сорта Маржан и Мадина накапливали наибольшую (в процентном соотношении) биомассу при всех трех типах засоления. Следовательно, указанные генотипы представляют ценность как исходный материал в схемах селекции на солеустойчивость. Молекулярный скрининг хромосомных участков ДНК, сцепленных с QTL солеустойчивости ( Saltol QTL), проводили с помощью ПЦР-анализа. Применяли микросателлитные маркеры RM 493 и AP 3206, тесно сцепленные с целевыми хромосомными регионами. Маркер RM 493 оказался наиболее информативным для ранжирования генетической плазмы риса по признаку солеустойчивости, выявляя полиморфизм между генотипами, контрастными по изучаемому признаку.
Бесплатно
Статья научная
Определяли комбинационную способность при гибридизации стерильных аналогов линий кукурузы с М-типом цитоплазматической мужской стерильности. Оценивали влияние стерильности цитоплазмы на урожайность зерна, высоту растений, высоту прикрепления початка, длину метелки и длину ножки метелки.
Бесплатно
Статья научная
Исследование полиморфизма митохондриальной ДНК (мтДНК) - это один из эффективных современных подходов к оценке генетического разнообразия сельскохозяйственных животных. У овец ( Ovis aries ) секвенирование мтДНК служит наиболее эффективным подходом для определения гаплогрупп мтДНК. Несмотря на то, что за рубежом он широко применяется, системного и всестороннего исследования российских пород овец с его помощью до сих пор не проводили. В настоящей работе впервые установлена принадлежность овец 25 российских пород к гаплогруппам и показаны гаплотипические связи между грубошерстными, тонкорунными и полутонкорунными породами на основе анализа полиморфизма последовательностей митохондриального гена CytB . Дана характеристика материнской изменчивости локальных пород овец в сравнении с трансграничными. Нашей целью было изучение генетического разнообразия и определение гаплотипической изменчивости и гаплогрупповой принадлежности российских локальных пород овец на основе последовательностей гена СytB . Исследования 25 российских пород овец проводили в 2020-2021 годах. Образцы ткани (ушной выщип) были взяты из биоколлекции «Банк генетического материала домашних и диких видов животных и птицы» (зарегистрирован Минобрнауки РФ № 498808), созданной и поддерживаемой в ФГБНУ ФИЦ животноводства - ВИЖ им. академика Л.К. Эрнста. Итоговая выборка для исследования включала девять тонкорунных пород: забайкальскую ( n = 3), дагестанскую горную ( n = 4), грозненскую ( n = 5), кулундинскую ( n = 5), манычского мериноса ( n = 5), сальскую ( n =5), советского мериноса ( n = 3), ставропольскую ( n = 5) и волгоградскую ( n = 5); пять полутонкорунных пород: горноалтайскую ( n = 5), куйбышевскую ( n = 1), северокавказскую ( n = 5), русскую длинношерстную ( n = 3) и цигайскую ( n = 2); одиннадцать грубошерстных пород: романовскую ( n = 3), андийскую черную ( n = 5), буубей ( n = 5), каракульскую ( n = 3), карачаевскую ( n = 5), кучугуровскую ( n = 3), лезгинскую ( n = 5), тушинскую ( n = 5), тувинскую короткожирнохвостую ( n = 4), эдильбаевскую ( n = 5) и калмыцкую ( n = 5). Полные последовательности гена CytB изучаемых пород овец определяли с использованием технологии секвенирования следующего поколения (next generation sequencing, NGS). Для этого были амплифицированы три перекрывающихся фрагмента мтДНК (область перекрытия более 290 п.н.) длиной 6500, 5700 и 6700 п.н. Полученные продукты полимеразной цепной реакции (ПЦР) использовали для подготовки библиотек, которые затем секвенировали методом парных концевых прочтений по 300 п.н. на приборе MiSeq («Illumina, Inc.», США). Последовательность гена СytB была восстановлена из полной последовательности мтДНК после ее выравнивания, выполненного с использованием MUSCLE алгоритма в программном обеспечении MEGA 7.0.26. Все изучаемые породы характеризовались высоким гаплотипическим (HD = 0,400-1,000) и нуклеотидным разнообразием (p = 0,00058-0,00760). В общей сложности идентифицировали 82 гаплотипа, при этом тувинская порода овец была представлена только одним. Анализ результатов AMOVA показал, что генетическое разнообразие в основном определяло внутрипородные различия (90,55 %). Были выявлены четыре гаплогруппы овец, включая A, B, C и D, что объясняется широким ареалом исследуемых животных. Наиболее распространенными среди локальных российских пород овец оказались гаплогруппы В ( n = 64) и А ( n = 34), характерные для овец европейского и азиатского происхождения. Всего 7 животных было отнесено к гаплогруппе С, а гаплогруппа D оказалась представлена одним животным. Полученные результаты внесут важный вклад в более глубокое понимание процессов миграции и расселения домашних овец на территории Евразии.
Бесплатно
Оценка меры информационного полиморфизма генетического разнообразия
Статья научная
Одна из основных целей генетики растений и животных - это идентификация и картирование генов. При определении генетического сцепления обычно стараются установить, какие маркерные локусы (маркеры) имеют аллели, косегрегирующие с аллелями желаемого локуса. Пригодность маркера для указанных целей зависит от числа аллелей, которые имеет этот маркер, и их соответствующих относительных частот. Количественно степень полиморфизма обычно измеряется двумя различными величинами, или показателями (мерами), - гетерозиготностью (heterozygosity, Н), для которой объективный алгоритм оценки и формула изменчивости хорошо известны (M. Nei с соавт., 1974; M. Nei с соавт., 1979), и величиной информационного полиморфизма (рolymorphism information content, PIC) (D. Botstein с соавт., 1980). Исходя из этого в работе на основе данных литературы описаны статистические подходы, применяемые для анализа информационного полиморфизма. Рассмотрены меры информационного полиморфизма, гетерозиготности и некоторых сопутствующих величин, определяемых при оценке генетического разнообразия как на межвидовом, так и на внутривидовом популяционном уровне. Мера, или величина, информационного полиморфизма (PIC) определяется способностью маркера устанавливать полиморфизм популяции в зависимости от числа обнаруживаемых аллелей и распределения их частот (D. Botstein c соавт., 1980). Таким образом, PIC выявляет дискриминационную способность маркера, фактически зависит от числа известных (устанавливаемых) аллелей и распределения их частот и тем самым эквивалентна генному разнообразию. Для доминантных маркеров максимальное значение PIC составляет 0,5. Следует отметить, что в случае маркеров с равным распределением частот внутри популяции величина PIC выше. Маркеры с множественными аллелями имеют еще большие значения этого показателя, однако при этом величина PIC также зависит от распределения частот аллелей. С помощью 21 пары SSR (simple sequence repeats) и 12 пар S-SAP (sequence specific amplified polymorphism) праймеров у 96 образцов Brassica rapa L. из стержневой коллекции ВИР мы обнаружили 135 SSR и 123 S-SAP полиморфных маркера. Среднее значение PIC для обоих типов маркеров - 0,316, тогда как для микросателлитных маркеров - 0,257, для S-SAP маркеров - 0,379, то есть в среднем на 50 % выше. Ожидаемую (H E) гетерозиготность обычно определяют, когда описывают генетическое разнообразие, поскольку она менее чувствительна к размеру выборки, чем наблюдаемая гетерозиготность (Н О). Если H O и H E схожи (достоверно не различаются), скрещивание в популяции происходит практически случайно. При H OE, популяция инбредная. Если H O > H E, то в популяции система случайного скрещивания преобладает над инбридингом. Эффективное мультиплексное отношение (effective multiplex ratio, EMR) определяют как произведение общего числа полиморфных локусов (на праймер) и доли полиморфных локусов от их общего числа (W. Powell с соавт., 1996; J. Nagaraju с соавт., 2001). Маркерный индекс (marker index, MI) - статистическая величина, используемая для оценки суммарной пригодности маркерной системы (чем выше значение MI для методики, тем она лучше) (W. Powell с соавт., 1996; J. Nagaraju с соавт., 2001). Чтобы отразить способность сочетания «праймер-применяемая методика» устанавливать различия между большим числом генотипов, используют показатель разрешающей способности (resolving power, Rp) (J.E. Gilbert с соавт., 1999; A. Prevost с соавт., 1999). Представлена информация о некоторых продуктах программного обеспечения, которое может быть использовано для расчета величины информационного полиморфизма и гетерозиготности. Приведены формулы для установления эффективного мультиплексного отношения, маркерного индекса и показателя разрешающей способности комбинации «праймер-применяемая методика».
Бесплатно
Статья научная
Криоконсервация семени жеребцов - современный широко распространенный в коневодстве способ сохранения генетического материала животных. Однако замораживание и последующее оттаивание снижает репродуктивные характеристики сперматозоидов. Одним из факторов, обусловливающих повреждение половых клеток, становится окислительный стресс, в результате которого повреждаются макромолекулы, в том числе протеины. С возрастом степень окислительного стресса нарастает, количество поврежденных белков увеличивается. В настоящей работе впервые установлено статистически значимое повышение содержания продуктов карбонилирования белков у возрастных животных по сравнению с более молодыми (в основном за счет альдегидных производных нейтрального характера). Впервые изучен резервно-адаптацтационный потенциал (РАП) спермоплазмы жеребцов. Обнаружено, что способность противостоять окислительному стрессу у молодых жеребцов достоверно выше, чем у возрастных. Нашей целью стала оценка спонтанной и индуцированной окислительной модификации белков, а также изучение резервно-адаптацтационного потенциала спермоплазмы у жеребцов разного возраста. Исследование проводили в 2020 году на 40 жеребцах ( Equus ferus caballus L.) чистокровной арабской и советской тяжеловозной пород (АО «Терский племенной конный завод № 169», Ставропольский край; Перевозский и Починковский конные заводы, Нижегородская обл.). От каждого жеребца получили по 3 эякулята с интервалом 48 ч. В I группу включили 20 жеребцов в возрасте от 14 лет до 21 года (средний возраст 15,8±1,9 года), во II группу - 20 жеребцов в возрасте от 3 до 5 лет (4,3±0,6 года). В каждом эякуляте определяли объем и концентрацию сперматозоидов в 1 мл спермы. Затем эякулят делили на две части, одну разбавляли лактозо-хелато-цитратно-желточной (ЛХЦЖ) средой в соотношении 1:3 и определяли прогрессивную подвижность (ПП) и выживаемость сперматозоидов при 4 °С. Для оценки выживаемости сперматозоидов при гипотермическом хранении спермы определяли их ПП с интервалом 24 ч вплоть до снижения ПП до 5 %. Сперму замораживали в парах жидкого азота в алюминиевых тубах объемом 18 мл по стандартной технологии ВНИИ коневодства и хранили в жидком азоте при -196 °С. Криоконсервированную сперму оттаивали на водяной бане при 40 °С в течении 90 с, после чего определяли ПП и выживаемость сперматозоидов при 4 °С. Другую часть эякулята центрифугировали при 3500 об/мин в течение 20 мин. После микроскопии супернатанта аликвоты семенной плазмы, свободные от сперматозоидов, замораживали в пробирках типа Эппендорф (2,0 мл) при -18 °С. Для количественной оценки окислительной модификации белков (ОМБ) использовали спектрофотометрический анализ 2,4-динитрофенилгидразонов, образовавшихся при взаимодействии карбонильных производных белков (альдегидов и кетонов) с 2,4-динитрофенилгидразином. Суммарное количество карбонильных производных регистрировали в нативной пробе биологического материала (спонтанная ОМБ) и после in vitro индукции окисления белков биологического материала реакционной смесью, содержащей растворы сульфата железа(II) и перекиси водорода (металл-катализируемая индуцированная ОМБ). Сравнение металл-катализируемой и спонтанной ОМБ позволяло оценить РАП - способность противостоять окислительному стрессу. Спектрофотометрические измерения проводили на 14 длинах волн: для регистрации альдегид-динитрофенилгидразонов нейтрального характера - в диапазоне 260-280 нм, основного характера - 258-264 и 428-520 нм, кетон-динитрофенилгидразонов нейтрального характера - 363-370 нм, основного характера - 430-434 и 524-535 нм. Статистически значимые различия по показателям качества спермы между животными двух возрастных групп установили только по выживаемости сперматозоидов при гипотермическом хранении разбавленной (р оп соответственно 531,7 и 384,3 Еоп/г белка, р оп/г белка, p function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }
Бесплатно
Статья научная
Кукуруза (Zea mays L.) занимает одно из ведущих мест среди кормовых растений. Основные пигменты фотосинтеза - хлорофиллы a и b играют важную роль в определении физиологического состояния растений, оценке воздействия стрессовых факторов и прогнозировании продуктивности. Известно, что хлорофиллы и их производные - фитол и фитановая кислота крайне важны для млекопитающих благодаря положительному влиянию при метаболических дисфункциях. Содержание фитола и фитановой кислоты напрямую зависит от количества хлорофилла в кормах. В связи с этим обеспечение жвачных животных кормами с высоким содержанием хлорофилла позволит повысить качество получаемых продуктов животного происхождения. В представленном исследовании впервые были выявлены образцы с высоким содержанием хлорофиллов в листьях, а также показана взаимосвязь между накоплением общих хлорофиллов и экспрессией генов фотосистем, в частности транскрипцией генов psaA и psbA , в селекционных линиях кукурузы коллекции ИСХ КБНЦ РАН. Целью работы стала оценка содержания хлорофилла a и хлорофилла b в перспективных селекционных линиях кукурузы из коллекции Института сельского хозяйства - филиала ФГБНУ ФНЦ Кабардино-Балкарского научного центра РАН (ИСХ КБНЦ РАН) для выделения линий кормового направления с повышенным содержанием хлорофиллов и дальнейшего их использования в селекции, а также определение возможных корреляций между содержанием хлорофиллов и экспрессией генов psaA и psbA . Для анализа отобрали 150 селекционных линий кукурузы из коллекции ИСХ КБНЦ РАН, используемых для получения сортов и гибридов зернового и универсального направления. Растения были выращены на опытных участках ИСХ КБНЦ РАН в 2023 году. Содержание хлорофиллов а и b в листьях определяли с использованием реактива Фолча. Для этого через 5-6 сут после опыления около полудня отбирали листья пятого яруса у второго растения в ряду. Листовые диски вырезали из середины листа, избегая средних жилок, гомогенизировали в жидком азоте и замораживали при температуре -80 °C. Экспрессию генов psaA и psbA определяли в тех же гомогенизированных в жидком азоте тканях, для которых проводили измерение содержание хлорофиллов, с помощью количественной ПЦР в реальном времени (РВ-ПЦР). Статистический анализ проводили с использованием программ Microsoft Excel 2013 и Graph Pad Prism v.9. Результаты показали значительные различия в содержании хлорофиллов в листьях среди анализируемых образцов. По суммарному количеству хлорофиллов линии кукурузы были разделены на три группы: с высоким (> 400 мкг/г, 21 образец), средним (200-400 мкг/г, 91 образец) и низким ( function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }
Бесплатно
Статья научная
Исследовали эффективность метода наилучшего линейного несмещенного прогноза (BLUP) для оценки племенной ценности быков-производителей различных пород в хозяйствах Республики Коми. Проводили коррекцию и пересчет удоя на «стандартную» лактацию. Рассчитывали коэффициенты детерминации статистических моделей при включении факторов «хозяйство-год отела-сезон отела» с учетом их взаимодействия. Определяли корреляцию между племенной ценностью быков-производителей и молочной продуктивностью их дочерей. На основе BLUP-оценки выявляли чистопородных холмогорских производителей, которые по племенной ценности могут конкурировать с чистопородными и помесными голштинскими быками.
Бесплатно
Статья научная
Линии мягкой пшеницы с интрогрессией чужеродного генетического материала - важный источник и донор генов устойчивости к грибным патогенам. Однако для эффективного вовлечения линий в селекционный процесс необходима информация об их экологической пластичности и продуктивности в различных условиях произрастания. В этой работе впервые приведены оценки адаптивных реакций, стабильности и селекционной ценности линий мягкой пшеницы с чужеродными замещениями и транслокациями, полученные в географически отдаленных регионах. Нашей целью был сравнительный анализ проявления хозяйственно ценных признаков у линий мягкой пшеницы, содержащих чужеродный генетический материал, при выращивании на участках, расположенных в различных эколого-географических зонах - в Западной Сибири в Российской Федерации и в Республике Беларусь. В работе использовали 21 интрогрессивную линию Triticum aestivum / T. timopheevii (BC1F22-24, 2 n = 42), полученную от скрещивания пяти сортов мягкой пшеницы (Саратовская 29, Скала, Иртышанка 10, Целинная 20 и Новосибирская 67) с тетраплоидной пшеницей T...
Бесплатно
Оценка продолжительности культивирования регенерирующих каллусных тканей проса in vitro
Статья научная
Исследовали признаки регенерирующих каллусных тканей растений проса в процессе длительного культивирования in vitro. Разрабатывали способ оптимизации пересадки каллусных тканей на свежие среды с переводом корнесобственных растений-регенерантов в нестерильные условия. Предложена формула для определения необходимого количества пересадок в зависимости от заданного числа растений-регенерантов.
Бесплатно
Оценка продуктивности и качества зерна у иммунных линий мягкой пшеницы сорта Саратовская 29
Другой
Изучали содержание клейковины и белка в зерне, его физические и технологические свойства у иммунных линий сорта мягкой пшеницы Саратовская 29 с комплексной устойчивостью к патогенным грибам. Донором иммунитета была синтетическая гексаплоид-ная пшеница Triticum timopheevii x Aegilops tauschii, полученная д-ром Савовым (Болгария). В разные годы вегетации с неодинаковыми метеоусловиями у иммунных линий мягкой пшеницы исследовали выраженность количественных признаков и показали зависимость некоторых из них от влияния генотипа и среды.
Бесплатно
Статья научная
Для контроля качества семенного материала существует ряд стандартных тестов, регламентированных ISTA (International Seed Testing Association, Швейцария), а также перспективных инструментальных методов, оценивающих характеристики поверхности семян, их структурной целостности и интегральные электрофизические параметры. Цель исследования заключалась в оценке эффективности инструментальных физических методов при изучении скрытой дефектности у экологически разнокачественных семян пшеницы разного генетического происхождения. Разнокачественность и скрытую дефектность семян пшеницы ( Triticum aestivum L.) оценивали с использованием оптической визуализации, микрофокусной рентгенографии и электрофотографии. Установлено, что метод оптической визуализации в сочетании с автоматическим анализом цифровых сканированных изображений позволяет статистически достоверно различать семена пшеницы разных сортов и генетических линий по цветовым характеристикам - составляющим цветовой модели RGB (red - красный, green - зеленый, blue - синий), а именно цветовому тону и насыщенности. Также выявлены различия между семенами одних и тех же сортообразцов и генетических линий, полученных в полевых и регулируемых условиях. Обнаружено, что цветовые характеристики поверхности семян, оцениваемые с помощью анализа цифровых сканированных изображений, статистически значимо различаются как у сортов и генетических линий пшеницы, так и у одного образца, выращенного в неодинаковых экологических условиях (полевых либо регулируемых). В частности, значения цветового тона цифровых сканированных изображений у семян разных сортов пшеницы, полученных в регулируемых условиях (фитополигон Агрофизического института), менялись от 0,081±0,0005 до 0,090±0,0006, в полевых - от 0,084±0,0005 до 0,088±0,0005, насыщенности - соответственно от 0,326±0,0005 до 0,419±0,0006 и от 0,371±0,0005 до 0,444±0,0005. Установлено, что увеличение числа трещин на рентген-проекциях зерновок пшеницы снижает их посевные качества. Выявлено, что поврежденность семян пшеницы клопом вредной черепашкой можно успешно детектировать с помощью микрофокусной рентгенографии в сочетании с автоматическим анализом цифровых рентгеновских изображений, при этом с увеличением балла поврежденности посевные качества семян в целом снижаются. Показано, что электрофотографические характеристики цифровых газоразрядных изображений у семян разных сортов пшеницы неодинаковы: средняя интенсивность изображений варьировалась от 53,30±1,00 до 60,60±1,17, коэффициент формы - от 6,67±0,35 до 8,28±0,48, энтропия - от 1,84±0,06 до 1,98±0,03. Предложенные нами подходы и полученные экспериментальные данные указывают на эффективность инструментальных физических методов при оценке разнокачественности и скрытой дефектности семян пшеницы. Это позволило разработать новое направление в функциональной неинвазивной диагностике качества семян с учетом комплексной оценки внешних и внутренних аномалий и дефектов, существенно влияющих как на биологическую полноценность семян, так и на их хозяйственную пригодность при решении фундаментальных и прикладных задач селекции и управляемого семеноводства.
Бесплатно
Статья научная
Новый Федеральный закон (ФЗ № 358 от 03.07.2016), действующий в России с 2018 года, разрешает выращивание и тестирование генетически-модифицированных (ГМ) растений в рамках научных исследований, однако научно обоснованная оценка безопасного совместного выращивания нетрансформированных и ГМ-растений, в частности кукурузы, в России пока отсутствует. В настоящей работе в условиях Саратовской области впервые установлено, что расстояние 10-15 м достаточно для предотвращения переопыления линий кукурузы с допустимым присутствием 0,9 % генетического материала донора независимо от линии реципиента, сроков цветения донора и реципиента и направления ветра. Целью работы была оценка влияния расстояний между донором и реципиентом пыльцы, направления ветра, синхронности цветения донора и реципиента и наличия между ними буферной зоны на частоту скрещивания разных линий кукурузы в смешанных посевах. Опытные растения кукурузы ( Zea mays L.) линий Коричневый маркер (КМ), ГПЛ-1, Зародышевый маркер Саратовский - Пурпурный (ЗМС-П), Пурпурная Саратовская (ПС), а также гибриды Пурпурный (ГП), Радуга и Тестер 3 выращивали в 2018-2019 годах на опытном поле РосНИИСК «Россорго» (Саратовская обл., юго-восток европейской части России). В 2018 году донорами пыльцы были гибрид Пурпурный и линия ЗМС-П. Плотность высадки составляла 7-10 растений на 1 м2. ГП и ЗМС-П высаживали на площади 3×80 м2. Между участками - донорами пыльцы была высажена кукуруза линий КМ и ГПЛ-1, образующих буферную зону, а вокруг них располагались участки с реципиентными линиями (гибриды Радуга и Тестер 3), имеющими желтые зерновки, общей площадью 1290 м2. В сентябре отбирали по 5-12 початков каждой реципиентной линии. Частоту переопыления подсчитывали, вычисляя отношение числа пурпурных (результат опыления ГП) или желтых зерен с пурпурным пятном (результат опыления линией ЗМС-П) к общему числу зерен у линий-реципиентов. В эксперименте 2019 года донором пыльцы служила инбредная линия Пурпурная Саратовская . Линию ПС высаживали на участке площадью 3×5 м2, вокруг которого была создана буферная зона с посевом суданской травы сорта Аллегория шириной 3 м в восточном и западном направлениях и длиной 15 м в юго-западном и северо-восточном направлениях. Вокруг буферной зоны была высажена желтозерная кукуруза гибрида Радуга. Частоту скрещиваний рассчитывали, как отношение числа пурпурных зерен к общему числу зерен на початках гибрида Радуга. По данным 2018 года, уже на расстоянии 10 м от ГП процент скрещиваний не превышал принятый в Европейском Союзе и России порог (0,9 % содержания ГМ-сырья в пищевых продуктах). В полевом эксперименте 2019 года наблюдалось не более 0,9 % пурпурных зерен у реципиента пыльцы Радуга при использовании буферной зоны 15 м и более от донора (линии ПС) в направлении розы ветров. В зависимости от сочетания разных факторов в 2018 году частота скрещиваний от двух доноров пыльцы колебалась в пределах 0,1-13,2 %. Частота скрещиваний у гибрида Радуга на расстоянии 1-4 м от ГП была в 3 раза выше, чем на расстоянии 10 м. На расстоянии 40 м этот показатель снизился в 11 раз по сравнению с расстоянием 1-4 м и составил 0,1 %. У линии ГПЛ-1 (разница в начале цветения с донором ГП - 9 сут) процент переопылений был в 4 раза меньше, чем у линии КМ (разница в начале цветения с донором ГП - 1 сут). Высокорослый донор ГП препятствовал распространению пыльцы более низкорослой линии ЗМС-П на реципиентов (Тестер 3 и Радуга) в направлении розы ветров. На основании результатов полевых экспериментов изолирующее расстояние 15 м и более может быть рекомендовано для исключения переопыления кукурузы в пределах порога 0,9 % в условиях юго-востока европейской части России.
Бесплатно
Статья обзорная
Крупномасштабное промышленное производство генетически модифицированных (ГМ) растений, и в частности кукурузы, началось в 1996 году. К 2016 году площадь, занимаемая ГМ-культурами, увеличилась в 100 раз, при этом почти треть этих площадей занимает ГМ-кукуруза, поэтому вопросы ее распространения и перекрестного опыления стали более актуальными в практическом аспекте. В Россия никогда не выращивали ГМ-культуры, хотя уже 10 лет назад в Российской Федерации прошли исследования и были разрешены для использования 15 ГМ-линий, в том числе 8 - кукурузы. Федеральным законом от 3 июля 2016 года № 358-ФЗ установлен запрет на коммерческое выращивание ГМ-растений в России, но впервые разрешено выращивать и тестировать ГМ-растения в научных целях. Однако необходимая правовая база для проведения таких исследований не была разработана ни до, ни после вступления в силу Федерального закона № 358-ФЗ. Согласно Конвенции по биоразнообразию (1993), каждая страна-участница должна разработать стратегию и программу по сохранению и использованию своих биоресурсов, принимая во внимание их гарантированное и безопасное воспроизводство...
Бесплатно
Оценка роли аминотрансфераз в формировании продуктивности у кур-несушек
Статья научная
Известно, что с участием ферментных систем реализуется наследственная информация в онтогенезе, поддерживается гомеостаз, обеспечивается регуляция роста и развития, формирование продуктивных качеств. Однако исследования ферментов в тканях и органах сельскохозяйственной птицы немногочисленны. Наиболее перспективными для оценки физиологического состояния особи и яичной продуктивности представляются системы аланинаминотрансферазы (АлАТ) и аспартатаминотрансферазы (АсАТ). В доступной нам литературе мы не нашли сведений об особенностях влияния возраста, срока продуктивного использования и яичной продуктивности на соотношение активности АсАТ и АлАТ в крови и тканях разных органов у кур. В этой связи мы изучили динамику активности аминотрансфераз в крови и клетках печени, сердца и почек у кур-несушек кросса Ломан белый из промышленного стада (ОАО «Челябинская птицефабрика», 2011 год) в течение периода яйцекладки. Установлено, что изменения показателей активности аминотрансфераз и их соотношения в тканях и органах даже в пределах физиологической нормы представляют собой следствие метаболических сдвигов в обменных процессах. При этом каталитическая активность АлАТ, АсАТ и ее соотношение в сыворотке крови несушек, во-первых, взаимосвязаны с внутриклеточным содержанием ферментов в печени, сердце и почках, во-вторых, отражают интенсивность и направленность превращений аминокислот в клетках организма, в-третьих, характеризуют скорость выхода ферментов из клеток в кровь и, в-четвертых, сопряжены с величиной яичной продуктивности. Содержание АсАТ и АлАТ в гепатоцитах и скорость выхода аминотрансфераз из клеток в кровь при физиологической регенерации в наибольшей степени влияют на содержание ферментов в крови кур и, как следствие, на метаболические превращения аминокислот в организме птицы, что сказывается на ее яичной продуктивности.
Бесплатно
Статья научная
Рыжик озимый ( Camelina sylvestris Waller ssp. pilosa Zing.) - масличная культура, которая становится все более востребованной благодаря высокой масличности и широким возможностям использования. С экологической точки зрения рыжик озимый - довольно пластичное растение, поскольку легко приспосабливается к различным почвенно-климатическим условиям. Рыжик характеризуется холодостойкостью и засухоустойчивостью. Увеличение посевных площадей рыжика озимого и его продуктивности зависит от генетического разнообразия сортов, адаптированных к условиям региона возделывания, а также от взаимодействия генотип-среда. В представленной работе на основании результатов многолетних исследований впервые установлено, что в условиях Среднего Поволжья и степного Крыма сортообразцы озимого рыжика характеризуются адаптивностью, стабильностью и способностью формировать высокий и качественный урожай. Это позволяет использовать их для селекции новых сортов, адаптированных к возделыванию в обоих регионах. Цель работы - оценка сортообразцов озимого рыжика по экологической адаптивности и стабильности в двух контрастных агроэкологических регионах. Исследования проводили в 2015-2017 годах в Среднем Поволжье (Пензенский НИИ сельского хозяйства, р.п. Лунино, Пензенская обл.) и степном Крыму (НИИ сельского хозяйства Крыма, с. Клепинино, Красногвардейский р-н) на сортах Пензяк, Козырь, Барон и сортообразцах Дикий, и.о.-4172, и.о.-1357, и.о.-2219, и.о.-4155, и.о.-4164, и.о.-4156, и.о.-4175, и.о.-3290 и и.о.-4165 рыжика озимого различного эколого-географического происхождения. Стандартом служил сорт Пензяк (селекция Пензенского НИИ сельского хозяйства). Возделывание рыжика в севообороте, закладка полевых опытов, наблюдения и учеты осуществлялись по рекомендациям для масличных культур. Посев проводили в оптимальные для конкретного региона сроки рядовым способом с междурядьями 15 см и нормой высева семян 8,0 млн шт/га. Зимостойкость оценивали на основании данных осеннего и весеннего учетов состояния посевов в каждом повторении по обеим зонам. Урожайность определяли методом пробных площадок (1 м2). Параметры экологической стабильности и адаптивности (bi) определяли на основании коэффициента регрессии. Реализацию потенциала урожайности рассчитывали как отношение максимальной урожайности к средней в процентном выражении. Критерий приспособленности (К0) определяли согласно методике, суть которой заключается в подсчете усредненных показателей продуктивности растений и ее структурных компонентов. Зимостойкость изучаемых сортообразцов варьировала от 89,5 до 96,7 % в условиях Среднего Поволжья и от 92,3 до 96,9 % в Крыму. Были выявлены образцы с высокой (выше 98 %), средней (90-95 %) и низкой (ниже 90 %) зимостойкостью. Самая высокая зимостойкость отмечена у сорта Барон и линии и.о.-4156, которые превосходили стандартный сорт Пензяк на 0,8-1,0 %. Урожайность изученных сортов и сортообразцов изменялась в зависимости от региона возделывания, однако образцы Дикий и и.о.-3290 были значительно эффективнее контроля: их продуктивность в условиях Средневолжского региона составила 1,85 и 1,97 т/га, в Крыму - 1,73 и 1,83 т/га. Наиболее масличными оказались сорта Барон и Козырь - соответственно 43,90 и 43,60 %. Потенциал урожайности по обеим регионам возделывания был сравнительно высоким и составил 70,9-88,9 % в Среднем Поволжье и 71,1-86,3 % в степном Крыму, а наибольшее значение он имел у сортообразца Дикий (соответственно 86,3 и 88,9 %). Самым высоким критерием приспособленности К0 характеризовались образцы и.о.-3290 (85,4 г/м2) и Дикий (88,9 г/м2). Самый низкий К0 отмечен у и.о.-4172 (Свердловск) и и.о.-4175 (Чехословакия) - соответственно 56,3 и 59,6 г/м2. Высокая адаптивность сортообразцов Дикий (bi = 0,98-0,99) и и.о.-3290 (bi = 0,96-0,95) позволяет возделывать их как в условиях Среднего Поволжья, так и в степном Крыму. Низкую адаптивность отмечали у и.о.-2219 (bi = 0,89) в Пензенском регионе, в то время как в условиях Крыма у этого образца bi = 1,15.
Бесплатно
Оценка сохранности и жизнеспособности цыплят по фосфолипидному профилю крови
Статья научная
Проблема сохранности поголовья и комплексного мониторинга здоровья цыплят остается в числе самых актуальных. Особое значение в процессах жизнедеятельности имеют липиды, которые служат основным энергетическим субстратом и строительным материалом клеточных мембран, индикатором изменения функций и состояния структур во многих системах организма при стрессе и патологиях. В настоящее время биологические функции фосфолипидов изучены мало, хотя установлено, что последние относятся к важнейшим участникам адаптационных процессов у животных, регулируют гомеостаз, влияют на реологические характеристики кровотока, состояние сердечно-сосудистой системы, обладают гепатопротекторным действием, вовлекаются в процессы регенерации. Балансом между классами фосфолипидов крови, участвующих в построении мембран клеток и их органелл в разных органах и преимущественно в нервной ткани, определяется соответствие между развитием нервной системы птицы и интенсивностью ее роста, что влияет на жизнеспособность и сохранность. У бройлерных цыплят кросса ISA-15 Hubbard F 15 в возрасте 1, 7, 23 и 42 сут мы изучили изменение состава фосфолипидов в сыворотке крови в связи с сохранностью птицы в условиях птицефабрики (ООО «Чебаркульская птица», Челябинская обл.). Выявлены возрастные изменения для разных классов фосфолипидов. Так, наблюдаемая динамика кефалинов, возможно, определяется функциональной активностью клеточных мембран сердечно-сосудистой системы и печени и совпадает с «критическими» периодами (7 и 23 сут) онтогенеза у бройлерных цыплят в промышленных условиях. Предложена формула для расчета фосфолипидного индекса (ФЛИ), который характеризует направленность использования фосфолипидов крови при формирования клеточных мембран. ФЛИ можно использовать при характеристике физиологического состояния птицы в период выращивания, что необходимо для своевременной корректировки технологических схем кормления и содержания поголовья, а также для отбора цыплят с высокой жизнеспособностью.
Бесплатно
Статья научная
Так как методические приемы прямой генетики применимы только для моногенных признаков, свойства полученного селекционного материала, линии или сорта должны быть проверены в полевых условиях, поскольку присутствие в геноме желательного гена, подтвержденное молекулярными методами, не всегда приводит к формированию ценного для селекции признака. Системы на основе технологий 3D изображений позволяют получить модель растения, а также информацию о морфологических параметрах. Однако крайне мало внимания уделяется составлению протоколов проведения феноскрининга. Целью настоящего исследования была сравнительная оценка точности определения морфологических характеристик у растений сирени традиционными методами и с использованием технологии машинного зрения в зависимости от расположения объекта на сканируемой поверхности. В качестве модели для отработки методики феноскрининга выбрали микроклоны сирени ( Syringa vulgaris L.) сорта Милосердие. Микроклоны характеризуются высокой степенью морфологической однородности и небольшие по размеру, что позволяет проводить измерения и сопоставлять полученные данные в достаточно больших выборках, нормализуя их к средним значениям. Учеты выполняли после окончания адаптации растений и культивирования в течение 1 мес в тепличных боксах. При традиционной морфометрии выборка составляла 10 микроклонов, у которых измеряли высоту мерной линейкой, площадь поверхности каждого листа - контурным методом. При сканировании (3D-сканер PlantEye F500, «Phenospex B.V.», Нидерланды) каждое из 10 отобранных растений располагали в пяти разных точках сканируемой поверхности и в одном и том же положении проводили не менее пяти повторных сканирований. При применении технологии машинного зрения определяли 3D площадь листьев, проецируемую площадь листьев, цифровую биомассу, высоту, максимальную высоту, наклон листьев, угол наклона листьев, глубину проникновения света. Установлено, что для получения объективных и сопоставимых результатов при использовании 3D-сканера оптимально располагать растения в центре сканируемой поверхности в одном и том же положении, а в качестве морфологических параметров для идентификации сортов и фиксации приростов можно рекомендовать следующие параметры: площадь листа, проекционная площадь листа, высота, угол наклона листа. Для каждого вида растений необходимо проводить первичные морфологические исследования традиционными методами, а затем сравнивать полученные данные с результатами сканирования, чтобы внести поправочные коэффициенты и подтвердить информативность используемого набора признаков, тем самым повышая точность данных, полученных в результате использования технологии машинного зрения.
Бесплатно
Статья научная
Повреждение сперматозоидов в цикле замораживания-оттаивания приводит к снижению функциональности и уменьшению получаемого потомства. Поэтому обеспечение сохранности цитологической целостности сперматозоидов - обязательное условие для практического использования криоконсервации в репродукции сельскохозяйственной птицы. В представленной работе впервые показано, что при использовании наночастицы ZnO (концентрация 50 мкг/100 мл) в составе криопротекторных сред для замораживания спермы петухов наночастицы могут оказывать контрацептивное действие и снижать функциональность оттаянных сперматозоидов, при этом доказано преимущество использования в составе криозащитных сред инозитола. Целью работы была оценка воздействия антиоксидантов естественного происхождение (инозитол) и/или наночастиц ZnO в составе криопротекторных сред на структурно-функциональное состояние заморожено-оттаянных сперматозоидов петухов. Исследования проводили в 2023 году на петухах (Gallus gallus domesticus L.) русской белой породы яичного направления продуктивности (n = 23) в возрасте 39-44 нед из биоресурсной коллекции Генетическая коллекция редких и исчезающих пород кур (ВНИИГРЖ, г. Санкт-Петербург). Отбор петухов по качеству семени проводили в соответствии с ГОСТ 27267-2017 (М., 2017). Объем эякулята (мл) измеряли градуированной пипеткой, концентрацию сперматозоидов (млрд/мл) - с использованием фотометра (Accuread Photometer, «IMV Technologies», Великобритания), общую подвижность (ОП, %) - на микроскопе Микромед МС-12 («Ningbo Sheng Heng Optics & Electronics Co Ltd.», Китай) при увеличении ×100. Полученные эякуляты объединяли и делили на 4 равные аликвоты (по числу разбавителей), затем разбавляли криопротекторными средами в соотношении 1:1. Использовали следующие криозащитные среды: ЛКС (контроль), Mal20, Mal20 + Inositol (содержание инозитола 11,25 ммоль), Mal20 + НЧ ZnO (размер наночастиц 14 нм; 50 мкг). Образцы замороженного семени хранили в сосудах Дьюара не менее 55 сут. Анализ общей и прогрессивной подвижности сперматозоидов проводили с помощью визуализирующей системы CASA АргусСофт-Poultry («АргусСофт», Россия). Жизнеспособность оценивали методом окрашивания красителем эозин-нигрозин (EN), визуализировали на фазово-контрастном микроскопе Motic BA410E («Motic», Китай) при увеличении ½1000. Определяли целостность акросом сперматозоидов нативного и заморожено-оттаянного семени. При оценке живых клеток и клеток в состоянии апоптоза использовали набор для проточной цитометрии V-AF488 (ООО «Люмипроб РУС», Россия). Для окрашивания активных митохондрий и измерения мембранного потенциала митохондрий в живых клетках использовали митохондриальный маркер Mito TMRE (тетраметилродамин, этиловый эфир; «Lumiprobe», Россия) на проточном цитометре Cytoflex («Beckman Coulter, Inc.», США). При определении содержания внутриклеточного АФК (H2O2) в живых сперматозоидах использовали набор для проточной цитометрии H2DCFDA (2',7'-дихлородигидрофлуоресцеин диацетат) (ООО «Люмипроб РУС», Россия). Интенсивность флуоресценции оттаянных сперматозоидов определяли с помощью платформы Flow Cytometry Analysis (https://floreada.io/). Фертильность заморожено-оттаянного семени оценивали с помощью искусственного осеменения кур. Формировали 3 группы кур (не менее 15 гол. в каждой), осеменяли 3 раза по схеме: 2 сут подряд и через 1 сут. Для осеменения использовали сперму, замороженную в средах ЛКС (контроль), Mal20 + Inositol, Mal20 + НЧ ZnO. Использование среды Mal20 + Inositol позволило повысить жизнеспособность оттаянных сперматозоидов на ~ 4 % (p 2O2 в оттаянных сперматозоидах, которые были заморожены в среде Mal20 + НЧ ZnO, оцененное по показателю медианного значения интенсивности флуоресценции (FI), было на 9,2 % меньше, чем у клеток, замороженных с ЛКС (контроль). Показатели оплодотворенности яиц после осеменения оттаянным семенем с НЧ ZnO были критически низкими 2,5-8,8 %, тогда как при использовании инозитола составляли 73,8-77,9 %, что было на ~ 10 % выше контроля. Таким образом, применение антиоксидантов различной природы в составе криопротекторных сред может оказывать неоднозначное влияние на сохранность субклеточных структур оттаянных сперматозоидов. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности использования комбинации сахаридов (фруктоза и мальтоза) и полиола (инозитол) в составе криозащитных сред для семени петухов.
Бесплатно
