Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1807
Статья научная
Кукуруза ( Zea mays L.) - важная сельскохозяйственная культура, одним из ценных признаков которой считается биосинтез предшественников витамина А в зерне и фотосинтезирующей ткани. Количество провитамина А в зерне находится в зависимости от экспрессии гена ликопин-ε-циклазы LcyE , катализирующей образование α-каротина и участвующей в регуляции соотношения ветвей b-b и b-e пути метаболизма каротиноидов. В настоящей работе впервые выявлено отсутствие ассоциаций между окраской зерна и содержанием суммы каротиноидов и β-каротина в листьях кукурузы, установлено наличие положительной связи между количеством β-каротина и хлорофиллов a и b, определена обратная зависимость между содержанием β-каротина и хлорофиллов a и b и уровнем экспрессии гена LycE . Целью работы был анализ корреляционной связи содержания суммы каротиноидов, β-каротина и хлорофиллов а и b с экспрессией гена LcyE в листьях инбредных линий кукурузы отечественной селекции. В работе использовали четыре инбредные линии кукурузы: три белозерные (6097-1, МБК, Тетраплоид Шумного) и одну (5580-1) с желтой окраской зерна. Зерна проращивали в увлажненной почве при 23/25 °С и режиме 16/8 ч (день/ночь) до появления 4-го настоящего листа. Суммарную РНК выделяли из 50-100 мг ткани листьев и использовали для синтеза кДНК (GoScriptтм Reverse Transcription System, «Promega», США). Экспрессию гена LcyE в листьях определяли методом количественной ПЦР в реальном времени с нормализацией данных по референсному гену Zea mays polyubiquitin (NM_001329666.1; праймеры ZmUBI-rtF: 5´-ATCGTGGTTGTGGCTTCGTTG-3´, ZmUBI-rtR: 5´-GCTGCAGAAGAGTTTTGG-GTACA-3´). Для реакции использовали 3 нг кДНК-матрицы, кДНК-специфичные праймеры (ZmLcyE-F: 5´-TTTACGTGCAAATGCAGTCAA-3´, ZmLcyE-R: 5´-TGACTCTGAAGCTAGAGAAAG-3´), набор Реакционная смесь для проведения РВ-ПЦР в присутствии SYBR GreenI и ROX (ООО «Синтол», Россия) и термоциклер CFX96 Real-Time PCR Detection System («Bio-Rad Laboratories», США). Проводили количественное определение содержания суммы каротиноидов, хлорофиллов а и b и β-каротина в листьях. Растительную ткань (0,2 г) гомогенизировали в растворе Фолча (хлороформ:метанол, 2:1 v/v) в присутствии следовых количеств Mg2CO3, инкубировали 1 ч при 4 °С в водяной бане со льдом и центрифугировали 10 мин при 4000 об/мин и 4 °С (центрифуга Eppendorf 5418 R, «Eppendorf», Германия). Собирали хлороформную фазу и измеряли содержание ликопина, β-каротина, суммы каротиноидов, хлорофиллов а и b. Спектры поглощения регистрировали на спектрофотометрах Eppendorf BioSpectrometer® basic («Eppendorf», Германия) и Cary 50 («Agilent Technology», США). Количество пигментов рассчитывали по соответствующим формулам. Корреляции между содержанием пигментов и экспрессией гена LcyE оценивали с помощью статистических методов. Самое высокое содержание каротиноидов было выявлено в листьях линии Тетраплоид Шумного. Образцы остальных трех линий синтезировали меньшее количество каротиноидов и были сходны между собой по этому параметру. В листьях линии 6097-1 было обнаружено приблизительно в 2 раза больше β-каротина и хлорофиллов a и b, чем у других анализируемых линий, несущественно различающихся между собой по количеству пигментов. Поскольку β-каротин служит предшественником ксантофиллов основного ксантофиллового цикла фотозащиты растений, можно говорить о повышенной скорости фотосинтеза в фотосинтезирующих тканях линии 6097-1 в сравнении с другими анализируемыми линиями. Соответственно, линия 6097-1 может обладать повышенной устойчивостью к оксидативному стрессу, а также служить донором признака повышенного содержания провитамина А (как силосная культура). Также установлено, что в листьях линий 5580-1 и Тетраплоид Шумного экспрессия гена LycE в ~ 4-5 раз выше, чем у линий МБК и 6097-1. Корреляционный анализ показал обратную зависимость между содержанием β-каротина и хлорофиллов a и b и уровнем экспрессии гена LycE . На основании полученных результатов мы предполагаем, что данные экспрессии гена LycE могут быть использованы в качестве экспрессионного молекулярного маркера количества провитамина А, синтезируемого в листьях кукурузы, а также при оценке степени устойчивости растения к фотоокислительному стрессу.
Бесплатно
Оценка вклада различных популяций в генетическое разнообразие свиней корня крупной белой породы
Статья научная
С использованием 11 микросателлитов (S0155, S0355, S0386, SW72, SW951, S0101, SW240, SW857, S0228, SW911 и SW936) получена характеристика аллелофонда свиней пород крупная белая и йоркшир. Изучаемая выборка была представлена 17 популяциями животных российской, венгерской, датской, канадской, литовской, немецкой, украинской и французской селекции ( n = 837). Обработку данных проводили с помощью программного обеспечения GenAlEx (v. 6.4), Structure (v. 2.3.1) и Past (v. 2.15). Установлено, что 24,2 % общей изменчивости обусловлено межпопуляционными различиями (R st= 0,242 при p = 0,01). На основании значений индексов F st и R st (AMOVA) выявлен наибольший вклад в изменчивость географически удаленных и локальных популяций. Кластерный анализ, проведенный по J.K. Pritchard (2000) и M. Nei (1983), показал, что происхождение популяций отражается в формировании кластеров.
Бесплатно
Статья научная
В двухфакторном полевом эксперименте изучали совместное влияние плотности агроценоза и размера посадочных клубней картофеля сорта Хибинский ранний на продуктивность. На основе системного подхода разрабатывали малоразмерные статистические модели влияния пространственной структуры агроценоза на биологический и хозяйственный урожай картофеля с целью использования в практической агрофитоценологии. Оценивали принципиальную возможность применения к модельным посадкам картофеля фитоценологических правил «-3/2» и «константность итогового урожая».
Бесплатно
Статья научная
Гормоны играют важнейшую роль в регулировании множества физиологических процессов сельскохозяйственных животных, включая обмен веществ, продуктивные (молочные, мясные) и репродуктивные качества. В настоящей работе впервые установлено, что концентрация кортизола в волосе бычков герефордской породы ассоциирована с продуктивными показателями животных и качественными характеристиками говядины, включая аминокислотный, жирнокислотный и минеральный состав. Целью исследования было определение зависимости между содержанием кортизола, измеренным в волосе, продуктивными и убойными качествами бычков герефордской породы, а также качественными характеристиками говядины. Работа была проведена в 2024 году в ООО «Агросакмара» и ООО «Оренбив» (Оренбургская обл.) на 18-месячных (n = 55) герефордских бычках (Bos taurus). Животных разделили на три группы в зависимости от содержания кортизола в волосе: I группа - до 25 процентиля (n = 15), II группа - в границах 25-75 процентилей (n = 25), III группа - выше 75 процентиля (n = 15). Выбор процентильных интервалов был основан на результатах ранее проведенных исследований. Реализация методов и подходов, заявленных в исследовании, осуществлялась с использованием оборудования ЦКП БСТ РАН (http://цкп-бст.рф). Образцы волос с верхней части холки отбирали с помощью машинки для стрижки сельскохозяйственных животных с последующей корректировкой проксимальной части по длине, соответствующей периоду роста 15-18 мес. Кортизол экстрагировади из волоса по методике, описанной для человека и обезьян, с применением ротационного испарителя Сonstructional Vapor («Xi’an Heb Biotechnology Co., Ltd.», Китай) и реагентов изопропанола и метанола (класс ВЭЖХ). Концентрацию гормона в образцах волос определяли с помощью иммуноферментного анализа на микропланшетном анализаторе Infinite F200 PRO («Tecan», Австрия), используя набор для анализа кортизола (ООО «Ольвекс диагностикум», Россия). Убой бычков в 18-месячном возрасте был проведен в ООО «Оренбив» с последующей оценкой туш по категории, классу и подклассу (ГОСТ 34120-2017, М., 2018). После 24-часовой выдержки при 2-4 °С проводили отбор с левой полутуши мяса-фарша и длиннейшей мышцы спины на уровне 9-11-го ребра. Оценивали содержание влаги и сухого вещества, белка, жира, золы, энергетическую ценность, рН, влагоемкость, аминокислотный, жирнокислотный и элементный состав. Фактический диапазон варьирования концентрации кортизола в волосе бычков из I группы составлял от 4,39 до 5,28 нг/г, II группы - от 5,46 до 9,42 нг/г, III группы - от 9,51 до 11,09 нг/г. Оценка продуктивных качеств показала, что бычки в I группы превосходили (р ≤ 0,05) сверстников из II и III групп по живой массе в возрасте 15 мес соответственно на 3,2 и 5,7 %, в 18 мес - на 4,7 и 7,0 %, по среднесуточному приросту с 15 до 18 мес - на 11,5 и 13,1 %, по массе парной туши - на 5,0 и 8,2 %, убойной массе - на 4,6 и 7,0 %, но уступали по массе внутреннего жира - на 4,5 и 15,3 %. От бычков из I группы было получено больше мякоти - на 5,25 и 8,47 %, мышечной ткани - на 5,3 и 8,84 % при снижении массы костей на 3,20 и 5,94 % и сухожилий и связок - на 4,58 и 7,06 % по сравнению соответственно со II и III группами. По мере увеличения концентрации кортизола в волосе происходило снижение количества рядя важнейших аминокислот: аргинина, фенилаланина, гистидина, лейцина + изолейцина, метионина, валина, аланина, глицина и триптофана. Высокие концентрации кортизола в волосе ассоциировались с большим содержанием в составе липидов длиннейшей мышцы спины пальмитиновой, миристиновой и меньшим - линолевой и линоленовой жирных кислот. Длиннейшая мышца спины у бычков из I группы характеризовалась большим содержанием эссенциальных элементов (Ca, Mg, Cu, I, Se, Zn) и меньшим - условно-эссенциальных и токсических (Ni, As, Pb). Таким образом, содержание кортизола в волосе бычков герефордской породы ассоциировано с продуктивными и убойными качествами, а также качественными характеристиками говядины - аминокислотным, жирнокислотным и минеральным составом.
Бесплатно
Статья научная
Оценивали антагонистическую, нитрогеназную и ростостимулирующую активность трех выделенных из образцов почвы штаммов бактерий рода Azotobacter. Определяли эффективность предпосевной обработки семян штаммами бактерий-антагонистов для биологической защиты растений яровой мягкой пшеницы от поражения корневыми гнилями. Обсуждается возможность использования штаммов Az. vinelandii в качестве основы для создания биопрепаратов.
Бесплатно
Оценка гемолитической активности вакцинных штаммов возбудителя сибирской язвы
Статья научная
Проводили сравнительную оценку методов определения гемолитической активности возбудителя сибирской язвы. Обсуждается возможность межштаммовой дифференциации и изучения популяционного состава изолятов по типу гемолиза и степени продуцирования гемолизинов, экспрессируемых разными штаммами Bacillus anthracis, на основе использования модифицированной двуслойной агаровой среды.
Бесплатно
Статья научная
Холмогорская и ярославская породы крупного рогатого скота наиболее распространены среди российских локальных пород. Однако история их возникновения и развития до сих пор остается предметом дискуссий и требует уточнений. Масштабное использование голштинских быков в качестве улучшателей могло привести к существенному изменению аллелофонда локальных пород. Включение в анализ музейных образцов позволяет прояснить историю становления пород, а также оценить, сохранились ли в современных холмогорской и ярославской породах предковые компоненты. В настоящем сообщении впервые описаны результаты анализа генетического разнообразия и структуры современного черно-пестрого скота в сравнении с предковыми популяциями с использованием ДНК-чипа высокой плотности, дана оценка влияния зарубежных пород на формирование генофонда холмогорского и ярославского скота в конце XIX-начале XX века. Целью нашей работы был анализ генетических взаимосвязей между предковыми и современными популяциями крупного рогатого скота черно-пестрого корня, оценка доли предковых компонентов в современных породах, уточнение истории происхождения и развития холмогорской и ярославской пород крупного рогатого скота на основании данных генотипирования с использованием ДНК-чипа высокой плотности. Выделение ДНК из музейных образцов проводили с использованием набора COrDIS Extract DECALCINE (ООО «ГОРДИЗ», Россия) с некоторыми модификациями протокола выделения ДНК, рекомендуемого производителем (увеличено время лизиса и объем реактивов на один образец). С помощью системы iScan («Illumina, Inc.», США) было проведено полногеномное генотипирование 68 музейных образцов с использованием ДНК-чипа высокой плотности (Bovine GGP HD BeadChip, «Illumina, Inc.», США), содержащего около 150 тыс. SNPs (single nucleotide polymorphisms). Полученные SNP-генотипы использовали для формирования объединенного набора данных, включающего SNP-генотипы 31 музейного (холмогорская порода, H_KHLM, n = 17; ярославская порода, H_YRSL, n = 12; великоросский скот, H_GRUS, n = 1; остфризский скот, H_OFRZ, n = 1) и 132 современных образцов (ярославская, YRSL, n = 53; холмогорская, KHLM, n = 26; голштинская, HLST, n = 54). Для оценки генетического разнообразия в каждой породе рассчитывали наблюдаемую (HO) и несмещенную ожидаемую (UHE) гетерозиготность, коэффициент инбридинга (UFIS) и показатель аллельного разнообразия, скорректированный на размер выборки (AR) с использованием R-пакета diversity. Генетические различия между породами оценивали в PLINK v1.90 методом анализа главных компонент (PCA) с визуализацией с помощью R-пакета ggplot2. Попарные дистанции для идентичных по состоянию (identical-by-state, IBS) фрагментов использовали для построения дендрограммы «сеть соседей» в программе SplitsTree 4.14.5. Попарные значения F ST были рассчитаны в R-пакете diveRsity и использовались для построения дендрограмм «сеть соседей» в программе SplitsTree 4.14.5. Кластерную структуру популяций исследовали в программе ADMIXTURE v1.23. Визуализация результатов анализа была выполнена с помощью R пакета BITE. Для оценки наличия и степени интрогрессии между породами проводили расчет показателей D-статистики и F4-статистики с использованием R пакета admixr. Для оценки степени дивергенции популяций и обмена генами между породами применяли программное обеспечение TreeMix 1.12. Аутгруппой при построении TreeMix дерева максимального правдоподобия (maximum likelihood, ML) послужила якутская порода. Результаты проведенных исследований указывают на более существенные изменения в генофонде ярославской породы за XX век по сравнению с холмогорской как за счет селекционного процесса, так и вследствие использования ограниченного числа производителей в связи со значительным снижением поголовья. Установлено, что аллельное разнообразие (AR) в предковых популяциях холмогорского и ярославского скота было достоверно (p ST = 0,040; D = 0,257) по сравнению с аналогичными показателями для H_YRSL и YRSL (F ST = 0,099; D = 0,353). Результаты анализа интрогрессии с помощью D- и F-статистики и анализа TreeMix подтвердили генетические связи между H_GRUS и H_YRSL. Показано присутствие в H_KHLM и H_YRSL некоторой доли геномных компонентов, характерных для остфризского скота, что подтверждает использование импортированного племенного материала в работе с российским локальным скотом на рубеже XIX-XX веков. В то же время в современных популяциях холмогорской и ярославской пород практически отсутствует интрогрессия голштинской породы, но сохранились геномные компоненты предковых популяций.
Бесплатно
Статья научная
Изучение взаимосвязи генетических и фенотипических показателей крупного рогатого скота - важное направление селекции и генетики. Сопоставляя эти показатели, можно повысить эффективность разведения животных и обеспечить создание более высокопродуктивного стада. В настоящей работе с использованием STR-маркеров впервые получены данные по генетической структуре ремонтных телок джерсейской породы в условиях Северного Кавказа и показано влияние эффективных аллелей в исследуемых локусах на живую массу в период онтогенеза. Цель работы - изучить и охарактеризовать генетическое разнообразие и структуру субпопуляции коров джерсейской породы на Северном Кавказе по 16 микросателлитным локусам (BM1818, BM1824, BM2113, ETH3, ETH10, ETH225, INRA023, ILSTS006, SPS115, TGLA53, TGLA122, TGLA126, TGLA227, CSSM66, CSRM60, HAUT27) и идентифицировать аллельные варианты, имеющие потенциальное влияние на живую массу ремонтных телок при рождении и в возрасте 6 мес и среднесуточные приросты живой массы за период от рождения до 6 мес. Работу проводили в 2023 году. Объектом исследования были ремонтные телки ( Bos taurus taurus ) джерсейской породы линии Джестер 534585 ( n = 1074), которых разводят в племенном репродукторе ООО «Агроальянс Инвест» (Ставропольский край). Динамику живой массы определяли при взвешивании молодняка при рождении и в 6 мес (ГОСТ Р 57784-2017. М., 2017). Для генетических исследований от животных получали образцы крови. Выделение и очистку нуклеиновых кислот осуществляли на магнитном сорбенте с использованием коммерческого набора М-Сорб-кровь (ООО «НПФ Синтол», Россия). Мультиплексную амплификацию проводили на термоциклере T100 Thermal cycler («Bio-Rad», США) c использованием коммерческого набора Gene Profile Cattle (ООО «НПФ Синтол», Россия). Ампликоны, полученные в результате полимеразной цепной реакции, разделяли методом капиллярного электрофореза на автоматическом генетическом анализаторе Нанофор 05 (ООО «НПФ Синтол», Россия). Полученные данные обрабатывали с использованием программного обеспечения Gene-Marker v.3.0.1 («SoftGenetics LLC», США). Параметры полиморфизма аллелей и генетического разнообразия, включая число средних (NA), эффективных (NE) аллелей на локус, наблюдаемую (HO) и ожидаемую (HE) гетерозиготность, информационный индекс Шеннона (I), индекс фиксации (FIS), анализ основных координат (PCoA), вероятность идентичности (PI) и вероятность случайного совпадения (PISIBS), c2 (ChiSq) для равновесия Харди-Вайнберга, степень свободы (DF), вероятность (Prob) и значимость (Sigif), вычисляли с помощью надстройки GenAlEx v.6.51b2 для Microsoft Excel. Наблюдаемая и ожидаемая гетерозиготность в субпопуляции коров джерсейской породы, разводимых в условиях Северного Кавказа, по обозначенным выше локусам составляла соответственно 0,657±0,036 и 0,621±0,031, что свидетельствует о повышенной генетической адаптивности к изменениям климатических условий. FIS (-0,056±0,011) указывал на неродственное спаривание в субпопуляции. Самая высокая частота встречаемости в выборке была у аллеля 135 локуса ВМ2113 (83 %) и аллеля 117 локуса ETH3 (79 %). Среднее число аллелей на локус составило 6,875±0,446, из них среднее число эффективных аллелей - 2,846±0,171. Индекс Шеннона равнялся 1,183±0,061, что свидетельствует о высокой степени однородности стада. Обнаружено достоверно значимое влияние семи локусов (TGLA227, TGLA53, BM1824, CSSM66, TGLA122, BM1818, ILSTS006) на живую массу молодняка в возрасте 6 мес и среднесуточные приросты живой массы в период от 0 до 6 мес, а также двух локусов (ETH3, ETH10) на живую массу при рождении и в 6 мес. В результате в этих локусах были выделены аллельные варианты, при которых живая масса и ее среднесуточные приросты показывали свои пиковые значения. Профили, полученные в результате микросателлитного анализа, можно использовать в популяционных исследованиях, а также для планирования селекционно-племенной деятельности, поддержания уровня гетерозиготности в популяциях и генетического отслеживания селекционных процессов.
Бесплатно
Краткое сообщение
Резюме. IRAP-метод использовали для изучения инсерционного полиморфизма ретротранспозо-нов группы Ту1-copia у 16 сортов, линий и мутантов гороха посевного (Pisum sativum L.). Оценили эффективность десяти комбинаций праймеров при выявлении полиморфизма у анализируемых образцов, получили полиморфные маркеры генома гороха. На основании IRAP-анализа определили генетические дистанции и построили дендрограмму, отражающую генетическое сходство и родство между исследованными образцами. Для каждого из анализируемых сортов и линий получили индивидуальный IRAP-спектр с целью выявления сортоспецифичных фрагментов, пригодных для паспортизации и маркирования изученных форм.
Бесплатно
Статья научная
Тувинская лошадь - одна из перспективных местных пород универсального назначения. Она хорошо приспособлена к условиям круглогодичного пастбищного содержания, устойчива к заболеваниям и требует минимальных затрат при производстве мяса. Генетические процессы в популяции тувинских лошадей, имеющих древнее происхождение и эволюционирующих в условиях относительной географической изоляция, представляют несомненный научный интерес. Аллелофонд тувинской породы изучали в 2009-2016 годах в базовых хозяйствах Тувинского НИИ сельского хозяйства (ГУП «Бай-Тал» и КФХ «Биче-Шивилиг, Бай-Тайгинский и Кызыльский районы, Республика Тыва). Исследовали пробы крови ( n = 32) и образцы волоса ( n = 35); выполнение анализов сертифицировано Международным обществом по генетике животных (International Society of Animal Genetics, ISAG). Исследования показали, что лошади тувинской породы характеризуются значительной генетической изменчивостью по структурным генам и микросателлитной ДНК. Высокую степень полиморфности выявили в локусах трансферрина, альбумина, эстеразы и особенно в системе D групп крови. Сравнительно высокую частоту встречаемости отмечали у аллелей Dcgm, Dbcm и Dd, относительно редкими были аллели Dad, Dde и Ddk. При исследовании полиморфизма микросателлитной ДНК у тувинских лошадей в 17 локусах было обнаружено 113 аллелей (в среднем 6,65 аллеля на локус), что свидетельствует о высоком генетическом разнообразии в этой породе. В ряде локусов выявили редкие аллели VHLP, АНТ4P, HMS7J, ASB23L, ASB2B, HMS3N, ASB17Q, LEX3K и LEX3P, HMS1I, HMS1N, а также HMS1R, который не обнаружен в популяциях лошадей европейского происхождения (L.H.P. Van de Goor с соавт., 2010). В изученных микросателлитных локусах имелось от 4 до 9 аллелей, среднее число эффективных аллелей на один локус (Ае) составило 4,20, что считается достаточно высоким показателем даже для местных пород лошадей. Наиболее разнообразным спектром аллелей были представлены локусы ASB17 (10 аллелей), АНТ4, VHL20 и ASB2 (по 9 аллелей) и ASB23 (8 аллелей). При генетико-популяционном анализе подтвердилось хорошее соответствие показателей наблюдаемой (Но = 0,748) и ожидаемой (Не = 0,742) гетерозиготности и отсутствие внутрипородного инбридинга (Fis = -0,008). Наибольшее генетическое сходство проявилось между тувинской и хакасской (0,823), а также тувинской и монгольской (0,822) лошадьми, ареалы которых граничат на юге и юго-востоке. Общность происхождения тувинских и монгольских лошадей, которые образуют одну общую ветвь в древе эволюции конских пород, подтверждают и данные полногеномного ассоциативного анализа (J.R. Mickelsn с соавт., 2012). Полученные результаты свидетельствует о высокой генетической пластичности тувинской породы. В целом обследованная популяция тувинских лошадей характеризуется оригинальным аллелофондом, включающим ряд редких аллелей, которые важно сохранить в породе при дальнейшем разведении.
Бесплатно
Статья научная
Методом ДНК-фингерпринтинга с использованием зонда (GTG)5 изучено генетическое разнообразие в ряде пород (Андалузская голубая, Полосатый плимутрок, Черный австралорп) и экспериментальных популяций (Черно-пестрый австралорп, Аврора) кур. Отмечена высокая информативность ДНК-фингерпринтов. Обнаружен специфичный для экспериментальной популяции Черно-пестрый австралорп фрагмент размером 43S0 п.н. Показаны высокие значения генетических расстояний между неродственными популяциями Черный австралорп и Полосатый плимутрок, а также Андалузская голубая и Аврора. Подтвержден факт быстрой дивергенции сходных популяций при направленной селекции по определенным признакам.
Бесплатно
Статья научная
Из всех разновидностей капусты в Российской Федерации наиболее распространены традиционные сорта и гибриды капусты кочанной Brassica oleracea L . сonvar. capitata (L.). Классификация селекционного материала с использованием ДНК маркеров позволяет выделить ценные генотипы и установить между ними генетические взаимосвязи для последующей селекции на генетически отличимые формы. Микросателлитные маркеры (simple sequence repeats, SSR) широко используют для генетической идентификации и генотипирования сельскохозяйственных культур. Работы на B. oleracea L. показали их высокую эффективность по выявлению полиморфизма между разновидностями, сортами и внутри сортов. В настоящем исследовании мы впервые установили генетические взаимосвязи между селекционными образцами капусты кочанной отечественной селекции на основе полиморфизма микросателлитных локусов. При сравнении трех разновидностей обнаружена тесная генетическая близость между генотипами савойской и белокочанной капусты. Целью работы было выявление генетических взаимоотношений между селекционными образцами Brassica oleracea L. сonvar. capitata (L.) Alef. var. capitata L. f. alba , var. capitata L. f. rubra и var. sabauda L. на основе типирования и генетической классификации с помощью SSR маркеров, а также сопоставление данных ДНК-анализа с принадлежностью изученных генотипов к соответствующими сортотипам и группами спелости. Объектом исследования были 24 селекционных образца капусты кочанной из коллекции Федерального научного центра овощеводства (ФГБНУ ФНЦО), включая краснокочанную и савойскую разновидности, выведенные в ФГБНУ ФНЦО. Геномную ДНК выделяли из молодых листьев растений в фазу 2-3-го листа с использованием набора реагентов Сорб-ГМО-Б (ООО «Синтол», Россия). Для оценки чистоты и концентрации выделенной ДНК использовали спектрофотометр SmartSpec Plus («Bio-Rad», США). Для осуществления SSR-анализа отобрали 21 микросателлитный локус с известными последовательностями праймеров. Амплификацию осуществляли на приборе С1000 Touch («Bio-Rad», США). ПЦР-продукты разделяли методом вертикального электрофореза с использованием системы Sequi-Gen GT («Bio-Rad», США) в 6 % полиакриламидном секвенирующем геле. Размеры амплифицированных фрагментов определяли в сравнении с маркером молекулярных масс GeneRuler100 bp plus DNA ladder («Thermo Fisher Scientific», США). Полученные цифровые фотографии электрофореграмм анализировали в программе Image Lab 3.0 («Bio-Rad», США). Структуру популяции изучали в программе STRUCTURE 2.3.4 (https://web.stanford.edu/group/pritchardlab/home.html). Расчет генетических расстояний проводили в программе GenAlEx 6.5 для Microsoft Excel по методу M. Nei. Для построения UPGMA дендрограммы использовали алгоритм программы MEGA5.2. В результате анализа получили 103 аллеля со средним показателем 4,9 на локус. Размеры продуктов амплификации составляли 130-410 п.н. Величина информационного полиморфизма (PIC) для праймеров варьировала от 0,3 до 0,9. Анализ популяции выявил, что все образцы распределились по шести основным кластерам. Генетические дистанции варьировали от 0,060 до 0,186. Дендрограмма UPGMA, построенная на основе генетических дистанций, отражала происхождение исследуемых селекционных образцов. Так, сорта Белорусская 455, Подарок 2500, Амагер 611 и Зимовка 1474 с происхождением из Северо-Западной Европы, были объединены в общий кластер, где также находился гибрид Северянка F1, созданный с использованием этих сортов. Сорта, принадлежащие к сортотипу Дитмарская ранняя, - Июньская 3200, Стахановка 1513, Номер первый грибовский 147 образовали отдельный кластер, куда также входил раннеспелый гибрид Аврора F1, имеющий в своей родословной сорт Июньская 3200. Две селекционные линии, выделенные из гибрида Аврора F1, были генетически отдалены и располагались в другом подкластере. Сорта Слава 1305 и Слава грибовская 231, относящиеся к отдельному сортотипу Слава, располагались на отдельной ветви дендрограммы. Относительно недавно полученные сорт Парус и два гибрида Зарница F1 и Мечта F1 генетически отличались от остальных образцов. Московская поздняя 15, стародавний сорт местного происхождения, также образовал отдельную ветвь дендрограммы. Три сорта капусты савойской сгруппировались вместе, причем новый раннеспелый сорт Московская кружевница был генетически отдален от двух других. Образцы капусты краснокочанной образовывали свою группу с достаточным генетическим отдалением между образцами. Полученные результаты на основе изменчивости SSR локусов совпадали с данными о происхождении образцов капусты кочанной, подтверждая их принадлежность к определенным сортотипам и группам спелости, что позволит использовать этот селекционный материал в дальнейшем для получения новых форм.
Бесплатно
Статья научная
Для рационального использования накапливаемой информации племенного учета в стадах молочного скота требуется создание эталонных, или референтных, групп животных, имеющих высокую достоверность оценки племенной ценности. Это необходимо при генетической оценке, а также при геномной селекции. Однако без качественного фенотипирования создание таких групп невозможно. Нужны данные о геномной вариабельности признаков фенотипа у животных разных генераций с использованием результатов полногеномного анализа (genome-wide association study, GWAS) и паттернов гомозиготности (runs of homozygosity, ROH). Высокопродуктивное стадо голштинизированного черно-пестрого скота Урала представляет собой релевантный объект как для модельных исследований, так и для пополнения референтной популяции скота России. Новизна выполненной нами работы заключается в оценке динамики изменчивости геномного инбридинга (FROH) в поколениях животных (мать матери-мать-дочь) и его сопоставлении с непосредственной геномной племенной ценностью (direct genomic values, DGV), а также в поиске новых механизмов подтверждения научной гипотезы об использовании ограниченного набора экспериментальных данных в GWAS. Объектом исследований были 76 коров и телок голштинизированной черно-пестрой породы, а также 9 голштинских быков-производителей, генотипированных примерно по 139 тыс. SNP (single nucleotide polymorphism) на платформе Bovine GGP HD («Illumina/Neogen», США). Для расчета DGV по выборке животных использовалась российская референтная группа скота (591 гол.). GWAS и ROH анализы проведены на основе 110448 SNP. Достоверность (p-values) полногеномных ассоциаций с прямыми фенотипами коров колебалась от 2,31½10-5 до 1,08½10-7. Обнаружены локусы количественных признаков на аутосомах BTA1, BTA2, BTA5, BTA7, BTA8, BTA10, BTA11, BTA12, BTA14, BTA16, BTA20, BTA21 и BTA26. Для величины удоя детектирован регион на BTA14 (1,44-1,59 Mb) с генами ZNF16 , ARHGAP39 и ZNF7 , сопряженными с повышенным выходом молочного жира. Для числа осеменений выявлен ряд SNP, локализованных в генах ( ARHGAP31 ) либо в непосредственной близости от них ( SERPINA5 ) и связанных с интенсивностью развития до половозрелого состояния, а также овариальной функцией у животных. Приведена характеристика ROH в зависимости от длины их фрагментов в геноме. Определены консервативные гомозиготные участки на хромосомах BTA12, BTA14, BTA26 и BTA29 с входящими в них наиболее значимыми генами, которые потенциально связаны с давлением отбора в исследуемой популяции преимущественно по признакам молочной продуктивности, репродукции и качественным параметрам оценки вымени. Величина FROH достоверно (р ROH = 0,135) отмечены для быков-отцов коров (поколение матерей) и телок (поколение дочерей). Каждая последующая генерация особей показывала среднее увеличение DGV по удою на +94,2 кг, по количеству молочного жира на +4,4 кг и белка - на +3,0 кг, что достаточно четко отражает стратегию на улучшение признаков молочной продуктивности в стаде при получении новых генотипов скота. Таким образом, показано, что на основе поиска ассоциаций и локусов, находящихся под селекционным давлением, можно оценить изменчивость прямых фенотипов крупного рогатого скота, используя ее как модель для исследований геномной вариабельности в отдельно взятом стаде.
Бесплатно
Оценка генотипа быков-производителей по продуктивности дочерей
Статья научная
Определяли стохастическую изменчивость оценки племенной ценности быков-производителей на основе процедуры компьютерного моделирования выборки (метод бутстрэпа). Рассчитывали интервалы племенной ценности быков по выборкам бутстрэпа, BLUP-оценкам и программе 2. Обсуждается целесообразность введения метода бутстрэпа в статистические селекционно-генетические программы по оценке генотипа сельскохозяйственных животных и птицы.
Бесплатно
Статья научная
Лен-долгунец ( Linum usitatissimum L.) - единственная техническая культура, которая возделывается в Республике Беларусь на площади свыше 50 тыс. га для получения волокна. Наряду с традиционными направлениями селекционной работы, большое значение приобретает создание сортов, экологически адаптированных к различным условиям выращивания. В настоящей работе нами впервые в условиях Беларуси установлена реакция родительских и гибридных форм льна-долгунца на абиотические факторы внешней среды и доля влияния последних на высоту растений, техническую длину и массу стебля, содержание волокна. Целью стало морфобиологическое изучение, выделение источников по каждому из основных признаков и поиск экологически адаптированных генотипов среди 36 гибридных популяций. В период наблюдений (опытное поле, Оршанский р-н, Витебская обл., Республика Беларусь, 2012-2014 годы) метеорологические условия различались по количеству выпавших осадков (16,7-27,1 мм) и среднесуточной температуре воздуха (12,4-16,4 °С). Оценивали сорта и коллекционные образцы различного эколого-гео-графического происхождения, гибридные формы получили при межсортовых скрещиваниях. Скрининг выявил раннеспелые комбинации (11 шт.), высокорослые формы (15 шт.), с высокими значениями технической длины стебля (10 шт.), массы стебля (4 шт.), содержания волокна (3 шт.). Установлена достоверность (уровень значимости 95 и 99 %) влияния факторов А (генотип) (Fфакт. > Fтеор.), В (среда) и С (взаимодействие А × В). В результате проведенных исследований с применением метода S.A. Eberhart и W.A. Russell получена новая информация о стабильности и отзывчивости к условиям среды каждого из изученных генотипов льна-долгунца. Высокоотзывчивыми на улучшение условий выращивания по высоте растения оказались сорта и гибридные формы Alizee (bi = 1,12), Upite 2 (bi = 1,22), Львiвський 7 (bi = 1,02), Львiвський 7 × Ярок (bi = 1,79), Львiвський 7 × Восход (bi = 3,07); по технической длине стебля - К-65 (bi = 1,33), Велiч (bi = 1,12), Upite 2 (bi = 1,22), Львiвський 7 (bi = 1,32), Ярок × К-65 (bi = 1,87), К-65 × Ласка (bi = 1,37), Велiч × Ярок (bi = 2,09); по массе стебля - Восход (bi = 2,38), Ласка (bi = 1,85), К-65 (bi = 1,76), Ярок (bi = 2,32), Ярок × Ласка (bi = 1,87), Ласка × Восход (bi = 2,16), Восход × Alizee (bi = 1,17), К-65 ½ Ласка (bi = 1,31); по содержанию волокна - Ласка (bi = 1,14), Восход (bi = 1,27), Drakkar (bi = 1,59), К-65 (bi = 1,32), Василек (bi = 1,39), Ярок × Ласка (bi = 2,54), Ярок × Восход (bi = 1,78), Велiч × Восход (bi = 3,11), Львiвський 7 × Ярок (bi = 1,31). Низкие показатели варианс стабильности установлены у следующих сортов: по высоте растения - Велiч (S2di = 2,33), Львiвський 7 (S2di = 4,62), Drakkar (S2di = 6,18); по технической длине стебля - Велiч (S2di = 5,37), Львiвський 7 (S2di = 4,62), Drakkar (S2di = 6,20); по массе стебля - Upite 2 (S2di = 1438,68), Ярок (S2di = 3465,94), Львівський 7 (S2di = 2268,62); по содержанию волокна - Василек (S2di = 1,47), Upite 2 (S2di = 0,85), Drakkar (S2di = 3,98), Восход (S2di = 3,65), Ярок (S2di = 2,29). Число генотипов льна-долгунца, характеризующихся высокой адаптивностью, стабильностью и сочетающих эти признаки с продуктивностью, оказалось невелико, что требует продолжения исследований с использованием различных подходов при создании исходного материала.
Бесплатно
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
Выращивание микрозелени в условиях закрытого грунта — перспективное направление хозяйственной деятельности, поскольку позволяет получать эффективную прибыль для производителя и при этом удовлетворить круглогодичный спрос на продукцию в городских условиях. Развитие технологий выращивания растений в условиях закрытого грунта в настоящее время связано с применением светодиодов (LED). Анализ научной литературы показывает, что изменения спектрального состава света неодинаково влияют на рост и развитие, а также фотосинтетические процессы и продуктивность различных видов растений в условиях in vivo и in vitro. При этом влияние на рост и развитие растений штаммов бактерий совместно с действием света различного спектрального состава практически не рассматривается. Развитие технологии освещения и расширение возможностей использования контролируемых спектров невозможно без точного понимания того, как изменения спектрального состава света могут повлиять на рост, развитие и биохимию пряно-ароматических растений, выращивание которых имеет огромный потенциал. Одной из ключевых проблем, связанных с оценкой совместного действия света и микроорганизмов на растения, остается точная фиксация происходящих в них изменений. В этой связи использование современных инструментальных неинвазивных методов и подходов к анализу фенотипа растений в регулируемых условиях среды служит важной основой быстрого получения больших объемов экспериментальных данных. В настоящей работе впервые выявлен характер влияния комбинаций ростостимулирующих и симбиотических микроорганизмов и спектров света на рост и развитие сортов базилика душистого. Целью исследования была комплексная оценка влияния света различного спектрального состава и процессов биотизации на морфофизиологические параметры роста сортов Ocimum basilicum при культивировании на светодиодных фитостеллажах. Работу проводили с использованием приборной базы УНУ Ботанический сад НИУ БелГУ в период с 19 марта по 29 апреля 2025 года. Объектами исследования были растения O. basilicum четырех сортов, относящихся к двум группам, которые различались по окраске листьев: пурпурные (Пурпурные звезды, Русский гигант) и зеленые (Бутербродный лист, Тонус). Семена высевали в пластиковые сосуды P9 объемом 0,5 л. Чтобы оценить действие микроорганизмов, использовали микробиологические препараты БСка-3 (ООО «Биотехагро», Россия) и БиоАзФК (ООО «НВП «БашИнком», Россия). Растения культивировали на фитостеллажах X-bright Fito Spectr V1.0 (ООО «Электронные системы «БелГУ», Россия), оборудованных светодиодными источниками освещения с возможностью регулировки спектрального состава и интенсивности излучения. Спектральный состав света оценивали с помощью спектрометра UPRtek MK 350D («UPRtek», Тайвань). В эксперименте рассматривали отклик растений на воздействие комбинаций освещения в трех спектральных диапазонах области фотосинтетически активной радиации (ФАР) (синем, зеленом, красном) и совместное действие микробиологических препаратов и режимов освещения. Для оценки морфофизиологических характеристик растений использовали 3D мультиспектральный лазерный сканер PlantEye F500 («Phenospex», Нидерланды). Полученные экспериментальные данные свидетельствовали об увеличении цифровой биомассы растений, показателей нормализованного индекса хлорофиллов (NPCI), индекса старения листьев (PCRI) и их оттенка (Hue) у четырех сортов базилика при воздействии изученных факторов. Установлено, что использование микроорганизмов может снижать темпы набора вегетативной массы растений, однако при этом происходит увеличение активности синтеза пигментов. Воздействие на растения сортов базилика различных спектров света и микроорганизмов в ряде случаев приводило к синергетическому эффекту в отношении роста и развития растений. Установлены различия в реакции пурпурнолистных и зеленолистных сортов на воздействие неодинакового спектрального состава света. Выявлен оптимальный спектральный состав света для сортов с зелеными листьями (PPFD 405,2; PPFD-B 2,5; PPFD-G 2,3; PPFD-R 400,4), который способствует росту значений цифровой биомассы. Повышение содержания пигментов в зеленолистных сортах достигалось с помощью применения следующего спектрального состава света: PPFD 400; PPFD-B 94,1; PPFD-G 202,1; PPFD-R 103,9. У краснолистных сортов базилика душистого набор биомассы происходил интенсивнее при использовании волн синего (сорт Пурпурные звезды — 211,2 см3) и белого спектрального состава света (сорт Русский гигант — 307,0 см3). Полученные данные могут быть использованы в производстве для увеличения массы микрозелени и уменьшения затрат на освещение при культивировании растений Ocimum basilicum в условиях закрытого грунта.
Бесплатно
