Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1718
Статья обзорная
Частое применение антибиотиков в современном животноводстве грозит расширением спектра антибиотикорезестентных бактерий. Один из механизмов, ответственных за этот процесс, - кворум сенсинг (Quorum sensing, QS). Для его реализации бактерии используют специальные сигнальные молекулы для обмена информацией - аутоиндукторы (A.A. Miller с соавт., 2011). Благодаря изучению описываемого механизма стало известно о существовании веществ, выступающих в роли ингибиторов Quorum sensing (гасители кворума) (B. Rеmy с соавт., 2018), что сделало такие исследования еще более актуальными (J. Bzdreng с соавт., 2017). В своем обзоре мы обобщили современные данные о поиске и разработке таких биологически активных соединений, способных стать альтернативой антибиотическим препаратам, применяемым в сельском хозяйстве. Среди них можно выделить бактериальные ферменты (АГЛ-лактоназы, АГЛ-ацилазы, декарбоксилазы и дезаминазы), способные деградировать сигнальные аутоиндукторы кворум сенсинга (V.C. Kalia с соавт., 2011), а также a-амилазы, b-глюканазы, липазы и протеазы, способствующие разрушению биопленки (R. Sharma с соавт., 2001). Антимикробными свойствами также обладают ферменты животных - ацилаза I (D. Paul с соавт., 2010), параоксоназа (J.F. Teiber с соавт., 2008), лактоназа; ферменты растений - лакказа (R. Al-Hussaini с соавт., 2009), аллииназа, тиолзависимый фермент и лактоназа, выделенные из чеснока и лекарственных растений (A. Adonizio с соавт., 2008); ферменты морских организмов - бромопероксидаза из водорослей Laminaria digitata (а также галогенированные фураноны из Delisea pulchra ) и альгинатные лиазы, обнаруженные в водорослях, беспозвоночных и морских микроорганизмах (S.A. Borchardt с соавт., 2001; М. Manefield с соавт., 2000). Можно также отметить антимикробные пищеварительные ферменты, используемые в качестве кормовых добавок, - фитазу (O. Adeola с соавт., 2011), ксиланазу и лизоцим (G. Cheng с соавт., 2014). Перспективными представляются исследования фитобиотиков и эфирных масел в качестве ингибиторов кворум сенсинга (В.И. Фисинин с соавт., 2018). Их ингибирующая способность проявляется благодаря сходству химической структуры некоторых растительных экстрактов и ацил-гомосерин-лактона и инактивации сигнальных молекул (R. Chevrot с соавт., 2006; F. Nazzaro с соавт., 2013). Кроме того, в качестве альтернативы рассматривается комбинированное воздействие антимикробных препаратов, которое способно дать синергетический эффект за счет разнообразия механизмов, необходимых для преодоления рецидивирующей бактериальной коммуникации и уничтожения персистирующих клеток. В состав таких полипрепаратных коктейлей может включаться сочетания антибиотиков с природными соединениями. Показана эффективность комбинации тобрамицина и некоторых растительных экстрактов (циннамальдегида и гидрата байкалина) против Burkholderia cenocepacia и Pseudomonas aeruginos (G. Brackman с соавт., 2011), широкого спектра антибиотиков - аминогликозидов (T.H. Jakobsen с соавт., 2012; M. Stenvang с соавт., 2016), хинолонов (Q. Guo с соавт., 2016), полипептидных антибиотиков (A. Furiga с соавт., 2016; Z.P. Bulman с соавт., 2017), цефалоспоринов и гликопептидов (D. Maura с соавт., 2017) и различных ингибиторов кворум сенсинга.
Бесплатно
Статья обзорная
Появление резистентных к химическим гербицидам популяций сорных растений приводит к повсеместному снижению эффективности использования таких препаратов. Несмотря на то, что в Соединенных Штатах Америки, Канаде, Китае и Южной Африке на рынке средств борьбы с сорной растительностью внедряются биологические и биорациональные гербициды (БГБ), в Российской Федерации к настоящему моменту не зарегистрировано ни одного подобного препарата. В то же время развитие исследований по разработке экологически безопасных средств борьбы с сорными растениями позволяет рассчитывать на изменение существующей ситуации (А.О. Берестецкий, 2017; M. Triolet с соавт., 2020). Цель настоящего обзора - анализ современного ассортимента химических гербицидов, разрешенных для применения в России, для выявления рыночных ниш, которые могут занять биологические и биорациональные гербициды в ближайшем будущем. Для оценки перспектив использования БГБ в первую очередь учитывали спектр их действия, обусловленный видовой специфичностью фитопатогенов, который значительно уже спектра гербицидов химического синтеза (A. Berestetskiy с соавт., 2018; A. Berestetskiy, 2021). В основу анализа был положен перечень особо опасных для продукции растительного происхождения вредных организмов, подготовленный Всероссийским НИИ защиты растений (2013), в котором указаны следующие виды сорных растений: осот полевой ( Sonchus arvensis L.), бодяк щетинистый ( Cirsium setosum (Willd.) Bess.), вьюнок полевой ( Convolvulus arvensis L.), пырей ползучий ( Elytrigia repens (L.) Nevski) и овсюг обыкновенный ( Avena fatua L.). Перечень был дополнен двумя карантинными сорняками, ограниченно распространенными на территории Российской Федерации, но проблемными для ряда регионов, - амброзией полыннолистной ( Ambrosia artemisiifolia L.) и горчаком ползучим ( Acroptilon repens DC.). Указанные виды сорных растений обладают неодинаковой степенью вредоносности на разных культурах (А.М. Шпанев, 2011). В анализе были задействованы наиболее значимые с точки зрения структуры посевных площадей Российской Федерации сельскохозяйственные культуры. Наиболее перспективно применение БГБ в садах и виноградниках, где, в связи с исключением препаратов на основе глифосата, разрешено использовать лишь глюфосинат аммония (А.С. Голубев с соавт., 2018; А.С. Голубев с соавт., 2019). Кроме того, БГБ, применяемые совместно с этим гербицидом, позволили бы увеличить эффективность обработок и продолжительность защитного эффекта. Риски использования БГБ в садах и виноградниках не выглядят значимыми из-за относительной замкнутости этих агроэкосистем. Кормовые культуры и овощи закрытого грунта не имеют существенного потенциала в качестве ниш для применения БГБ: кормовые культуры - из-за низкой экономической отдачи, а овощи закрытого грунта - ввиду особенностей технологии их выращивания. Перспективным выглядит использование БГБ на полях, предназначенных под посев сельскохозяйственных культур, в осенний период и на паровых полях. В условиях севооборотов БГБ могут использоваться против многолетних корнеотпрысковых сорняков и горчака ползучего в период вегетации сои, подсолнечника и картофеля. На двух последних культурах БГБ могут применяться против амброзии полыннолистной. Занять нишу, связанную с уничтожением злаковых сорных растений (таких как пырей ползучий или овсюг), в условиях сложившегося ассортимента химических гербицидов, будет возможно только для подавления резистентных популяций сорняков.
Бесплатно
Перспективные скрещивания видов в роде Crataegus L. (Rosaceae)
Статья научная
Боярышник - уникальное растение, использующееся человеком в пищу и как лекарственное сырье. В разных регионах России создаются формы боярышника, адаптированные к местным условиям и дающие хороший урожай. Новые формы получают посредством гибридизации, поэтому актуально выявление видов, наиболее пригодных для межвидовой гибридизации с целью улучшения признаков и адаптивности растений. В настоящей работе в условиях Ботанического сада Петра Великого (г. Санкт-Петербург) впервые были установлены 13 наиболее удачных межвидовых скрещиваний в роде Crataegus , определены универсальные опылители - C. maximowiczii , C. caucasica , изучены фертильность и жизнеспособность пыльцы исследуемых видов. Нашей целью было выявление наиболее перспективных скрещиваний между представителями рода Crataegus в условиях г. Санкт-Петербург, при которых образуется максимальное количество полноценных плодов и семян, а также оценка морфологической сформированности пыльцы и ее способности к росту посредством проращивания на искусственной питательной среде. Объектами исследования были растения видов Crataegus Tourn. ex L. из коллекции открытого грунта Ботанического сада Петра Великого Ботанического института им. В.Л. Комарова РАН (г. Санкт-Петербург): североамериканские виды C. horrida Medik., C. prunifolia (Lam.) Pers., C. macracantha Lodd., C. submollis Sarg., дальневосточные виды C. maximowiczii C.K. Schneid., C. chlorosarca Maxim., C. chlorosarca Maxim. var. atrocarpa (E. Wolf) Cinovskis, C. pinnatifida Bunge, европейско-азиатские виды C. monogyna Jacq., C. lasiocarpa Lange, C. chlorocarpa Lenne et C. Koch., C. media Becht. Rosa Flore Plena и среднеазиатские виды C. almaatensis Pojark., C. caucasica C. Koch. Морфологию пыльцевых зерен изучали на растровом электронном микроскопе Tescan Vega 2 («Tescan», Чехия) в режиме низкого вакуума при давлении в камере 15 Па и ускоряющем напряжении 15 кВ. Фертильность пыльцы оценивали окрашиванием ацетокармином. Жизнеспособность пыльцы определяли проращиванием на искусственной питательной среде (агар-агар - 0,8 г, сахароза - 15 г, борная кислота - 0,003 г, растворенные в 100 мл дистиллированной воды). Для выяснения способности к гибридизации использовали принудительное опыление по типу ксеногамии. Чтобы установить оптимальные межвидовые скрещивания, также применили принудительное опыление. Цветки кастрировали на стадии белых бутонов. После кастрации и опыления цветков побег покрывали марлевым мешочком. Число побегов, отводимых для каждого варианта скрещивания, было не менее 10. Результативность скрещивания оценивали по числу цветков и плодов. Наряду с нормальной формой пыльцевых зерен у каждого вида были выявлены нарушения их морфологической структуры. Наибольшее количество деформированной пыльцы было у C. horrida (~ 30 %), наименьшее - у C. almaatensis (4,5 %). Пыльца разных видов боярышника хорошо окрашивалась ацетокармином, что свидетельствовало о ее морфологической сформированности (от 63,3 % у C. lasiocarpa до 92,6 % у C. almaatensis . Несмотря на это, часть пыльцы (51,7-90,6 %) не прорастала на искусственной питательной среде. Пыльцы, прорастающей длинными или средней длины пыльцевыми трубками (наиболее пригодной для гибридизации), больше всего оказалось у C. prunifolia (28,3 %), немного меньше - у C. horrida (10-13 %), C. chlorosarca Maxim. var. atrocarpa и C. macracantha (12 %), C. submollis (~ 11 %). Все исследованные растения были перекрестноопыляемыми. Завязываемость плодов и семян при ксеногамии составляла от 63,2 % ( C. submollis ) до 96,2 % ( C. maximowiczii ). Виды были способны скрещиваться между собой. В некоторых случаях при реципрокных скрещиваниях имела место различная степень завязываемости плодов, когда один и тот же вид в одном случае служит материнским растением, а в другом - отцовским растением (например, в скрещивании C. prunifolia × C. maximowiczii ). Однако в большинстве скрещиваний при разных комбинациях материнских и мужских форм разница в завязываемости плодов была несущественной. Выявлены наиболее удачные комбинации межвидовых скрещиваний: C. maximowiczii × C. submollis, C. maximowiczii × C. horrida , C. maximowiczii × C. prunifolia , C. submollis × C. chlorosarca , C. horrida × C. submollis , C. caucasica × C. monogyna , C. pinnatifida × C. caucasica , C. chlorosarca × C. macracantha , C. chlorosarca × C. caucasica , C. chlorosarca × C. almaatensis, C. chlorosarca × C. pinnatifida , C. macracantha × C. chlorosarca , C. macracantha × C. caucasica . Установлено, что наиболее универсальными опылителями, при использовании которых образовывалось максимальное число завязей, были C. maximowiczii и C. caucasica .
Бесплатно
Перспективы использования метода zona-free при клонировании сельскохозяйственных животных
Статья обзорная
В современной биотехнологии широко дискутируется тема создания клонов млекопитающих. В представленном обзоре на основании данных литературы и результатов собственных исследований рассмотрены успехи и проблемы трансплантации ядер соматических клеток (somatic cell nuclear transfer, SCNT), используемой для этих целей, проведен сравнительный анализ традиционной процедуры SCNT и метода zona-free nuclear transfer (zona-free NT). Основные области применения SCNT - терапевтическое и репродуктивное клонирование, получение трансгенных животных, сохранение редких и исчезающих видов, фундаментальные исследования. Так, клонирование элитных быков-производителей позволяло бы воссоздавать их уникальный генетический материал, что невозможно при естественном воспроизводстве. Однако пока что клонирование животных не получило широкого распространения. Одна из причин - низкий выход здорового молодняка, который у крупного рогатого скота, например, составляет в среднем около 9 % от числа трансплантированных клонированных эмбрионов. Считается, что отклонения в развитии плода обусловлены нарушениями, имевшимися в процессе репрограммирования ядра соматической клетки. Хотя в настоящее время предложено несколько практических подходов, позволяющих повысить эффективность метода SCNT, проблема репрограммирования ядра как фундаментальный вопрос биологии развития требует дальнейшего глубокого изучения. Кроме того, проблемой, сдерживающей практическое применение метода SCNT, остается сложность исполнения манипуляций, предусмотренных традиционной технологией, которая была предложена около 30 лет назад S.M. Willadsen (1986) и используется до настоящего времени практически в неизмененном виде. Вместе с тем существенный прогресс был достигнут при клонировании млекопитающих по так называемому zona-free NT методу, когда ооциты перед энуклеацией освобождают от блестящей оболочки. Впервые этот прием был успешно применен T.T. Peura с соавт. (1998), донорами ядер бластомеров в их работе служили эмбрионы крупного рогатого скота. Метод оказался эффективен и при использовании соматических клеток для получения клонированных эмбрионов свиньи (P.J. Booth, 2001), овцы (T.T. Peura, 2003), крупного рогатого скота (P.J. Booth с соавт., 2001), лошади (C. Galli с соавт., 2003). Zona-free NT метод был усовершенствован нами при получении клонированных эмбрионов крупного рогатого скота (Г.П. Маленко с соавт., 2006). В доступных источниках мы не встречали сообщений об использовании zona-free NT другими исследователями в России, хотя в мировой литературе признается, что по сравнению с традиционными приемами он более производителен, проще в исполнении и дает воспроизводимые результаты (I. Lagutina с соавт., 2007; B. Oback с соавт., 2007). При подготовке цитопластов энуклеация ооцитов без блестящей оболочки может проводиться без применения ядерных флуоресцентных красителей при эффективности 95-100 % и сохранении 96-97 % объема ооплазмы (M.I. Prokofiev с соавт., 2007). Частота электрослияния цитопластов без блестящей оболочки с соматическими клетками составляет 95-100 % (I. Lagutina с соавт., 2007; G.P. Malenko с соавт., 2007) по сравнению с 60-70 % при традиционном методе (I. Lagutina с соавт., 2007). Выход бластоцист оказывается равен или превышает этот показатель по сравнению с традиционным методом, результаты трасплантации также сопоставимы. Технология zona-free NT благодаря простоте исполнения и высокой результативности основных этапов рассматривается как эффективный протокол при создании клонированных эмбрионов сельскохозяйственных животных с целью получения жизнеспособного молодняка.
Бесплатно
Статья обзорная
Рассмотрены основные молекулярно-биологические свойства вируса африканской чумы свиней (АЧС) и способы диагностики вызываемого им заболевания, в частности ПЦР в реальном времени и детекция антител. Неудачи в создании вакцин стимулировали развитие диагностической методологии, что помогло странам, не свободным от АЧС, полностью ликвидировать ее на своих территориях. Анализ биологических свойств вируса АЧС способствует изучению причин его высокой патогенности и дальнейшему прогрессу использования продуктов генной инженерии для создания защитных препаратов и рекомбинантной вакцины против АЧС. Предложены основные меры по борьбе с АЧС на территории Российской Федерации.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время основой повышения урожайности сельскохозяйственных культур становится высокая культура земледелия, в том числе экологически безопасное применение химических удобрений и пестицидов и их замещение на биопрепараты с аналогичным спектром действия. Актуален как поиск новых видов, штаммов и изолятов бактерий-антагонистов, перспективных для использования в качестве агентов биологического контроля, так и исследование механизмов антифунгальной активности, в частности связи между способностью подавлять рост и развитие тест-объектов в модельных условиях и в агроценозе. Целью настоящей работы была оценка возможности применения бактерий, выделенных из копролитов дождевых червей, как основы биопрепарата для контроля фитопатогенных грибов - возбудителей корневых гнилей зерновых культур. Опыты проводили в 2013-2015 годах. В предварительном скрининге на наличие фунгистатической и ростостимулирующей активностей в лабораторных тестах были отобраны два штамма - Pseudomonas sp...
Бесплатно
Перспективы применения аналитического подхода для диагностики микотоксикозов животных (обзор)
Статья обзорная
Отравления животных при потреблении кормов, содержащих микотоксины, остаются важнейшей проблемой животноводства (M.M. Zaki с соавт., 2012; C. Gruber-Dorninger с соавт., 2019). В конце XX столетия и в последующие два десятилетия мировой наукой достигнут значительный прогресс в изучении механизмов действия этих природных токсикантов и получены убедительные доказательства возможности использования микотоксинов и их метаболитов как биохимических маркеров для подтверждения факта поступления в организм животных (L. Escrivá с соавт., 2017; A. Vidal с соавт., 2018). В Российской Федерации активно формируется национальная база данных по встречаемости и содержанию микотоксинов в кормах (Г.П. Кононенко с соавт., 2020), однако проблема дифференциации интоксикаций микогенной природы у животных до сих пор остается нерешенной. Рекомендованные к применению схемы диагностики, в которых предусмотрен учет эпизоотологических данных, клинической картины, патологоанатомических изменений, результатов гистологических, микотоксикологических исследований и экспериментальное воспроизведение интоксикаций (МУ, 1985, 1986), не позволяют однозначно и своевременно определять их причину. В настоящем обзоре представлена современная информация, необходимая для разработки аналитических приемов диагностики токсикозов, вызванных 4-дезоксиниваленолом (ДОН), Т-2 токсином (Т-2), зеараленоном (ЗЕН), фумонизином В1 (ФВ1) и охратоксином А (ОА). Обсуждаются основные пути их трансформации in vivo у свиней, жвачных, птицы, суммированы сведения о метаболитах в биологических жидкостях и экскретах, пригодных для прижизненной диагностики. Применение высокоэффективной жидкостной хроматографии в сочетании с масс-спектрометрическим детектированием позволило идентифицировать ДОН, деэпокси-ДОН и их глюкурониды в крови и моче у свиней и жвачных (H.E. Schwartz-Zimmermann с соавт., 2017), ДОН, деэпокси-ДОН и сульфат ДОН - в крови и помете птицы (I. Riahi с соавт., 2021), уточнить характер множественной метаболизации Т-2 (E. Janin с соавт., 2021) и ЗЕН (P. Llorens с соавт., 2022), а также подтвердить присутствие в свободном виде ФВ1 в фекалиях свиней (P. Dilkin с соавт., 2010) и ОА в помете птицы (S. Yang с соавт., 2015). Важным достижением последних лет стало экспериментальное доказательство корреляции между дозами ДОН и ЗЕН, поступающими с кормами, и содержанием индикаторных веществ в матрицах-мишенях у дойных коров (J. Winkler с соавт., 2014; 2015) и свиней (L. Gambacorta с соавт., 2013; S. Thanner с соавт., 2016; T. Van Limbergen с соавт., 2017). Схемы на основе хроматографического и иммуноферментного анализа уже применяются для контроля биомаркеров этих токсинов на животноводческих фермах Японии (M. Tagaki с соавт., 2011; H. Hasunuma с соавт., 2012; O.S. Widodo с соавт., 2022). К приоритетным направлениям развития аналитического подхода относятся усовершенствование и разработка альтернативных методов, уточнение условий пробоподготовки и порядка отбора проб, синтез и аттестация калибрантов, необходимых для количественных измерений, а также изучение возможности использования других биоматериалов, в частности волосяного и перьевого покрова в диагностических целях.
Бесплатно
Статья научная
Мастит коров, этиологическими агентами которого служат патогенные и условно-патогенные микроорганизмы, считают одним из заболеваний, наносящих значимый экономический ущерб молочному животноводству с риском для здоровья потребителей молочной продукции. При бактериальных инфекциях молочной железы у коров происходит формирование белковых экссудатов. Протеиназы, снижающие выраженность воспалительной реакции, включают в схемы лечения разных патологий в медицине, однако в ветеринарии такая практика ограничена. В этой работе мы доказали, что препарат на основе протеиназы Aspergillus ochraceus повышает результативность антибиотикотерапии при мастите коров. Цель исследования заключалась в экспериментально-клинической оценке возможности применения протеиназы микромицета A. ochraceus BKM F-4104D в ветеринарии. Исследования были выполнены на лактирующих коровах ( Bos taurus ) черно-пестрой породы с молочной продуктивностью за предыдущую лактацию 6900-7110 кг, которых распределили в две группы ( n = 16 в каждой). Всем подопытным животным внутрицистернально вводили противомаститный препарат на основе бета-лактамного антибиотика амоксициллина, клавулоновой кислоты и преднизолона (АКП) в дозе 3,0 г (один шприц-дозатор) 1 раз в сутки на протяжения 3-4 сут до исчезновения клинических признаков мастита. Животным второй группы дополнительно за 12 ч до применения препарата АКП однократно интрацистернально вводили лекарственное средство с рабочим названием ПАО-1, представляющее собой масляную суспензию, содержащую в 4,0 г (шприц-дозатор) в качестве действующего вещества внеклеточную протеиназу микромицета A. ochraceus BKM F-4104D, которая способна расщеплять гетерогенные белковые субстраты в широком диапазоне условий окружающей среды, что может повысить эффективность лечения мастита коров этиотропными средствами. Состояние молочной железы, морфо-биохимический статус оценивали до лечения, после лечения и через 7-10 сут по окончании введения препаратов. Установлено, что комплексное применение антимикробного средства и препарата, полученного на основе протеиназы микромицета A. ochraceus BKM F-4104D, сопровождалось выздоровлением 93,8 % коров с клиническим маститом, что на 12,5 % выше (р function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }
Бесплатно
Статья обзорная
В настоящее время по-прежнему актуален поиск новых эффективных способов и подходов, позволяющих контролировать рост, развитие и продуктивность растений, но при этом оказывающих минимальное негативное воздействие на окружающую среду и здоровье человека. Одним из направлений, способствующих экологизации сельскохозяйственного производства, стало внедрение препаратов на основе фитогормонов, которые обладают выраженными протекторными функциями, таких как абсцизовая кислота, салициловая кислота и жасмонаты. Применение указанных фитогормонов может значительно повысить устойчивость растений к неблагоприятным факторам биотической и абиотической природы. В представленном обзоре суммирована актуальная информация о биологических функциях абсцизовой кислоты, жасмонатов и салицилатов, а также собраны примеры, демонстрирующие возможности применения препаратов на основе этих веществ на значимых сельскохозяйственных культурах, и обозначены перспективные направления использования таких препаратов в растениеводстве. Абсцизовая кислота участвует в регуляции роста и развития растения на протяжении всего онтогенеза, а также определяет устойчивость к абиотическим и биотическим стрессовым факторам (J. Li с соавт., 2017), играет важную роль в закрытии устьиц, регулируя потоки ионов в замыкающих клетках, вовлечена в регуляцию всех этапов созревания семян (К. Chen с соавт., 2020). Она может оказывать как положительное, так и отрицательное воздействие на устойчивость растений к патогенам (L. Lievens с соавт., 2017; K. Xie с соавт., 2018) и влиять на симбиотические взаимоотношения растений с грибами и бактериями (А. Цыганова с соавт., 2015). Салициловая кислота обеспечивает устойчивость растений к патогенам (A. Vlot с соавт., 2009; P. Ding с соавт., 2020), играет ключевую роль в развитии реакции сверхчувствительности, локальной гибели клеток вместе с патогеном (D. Klessig с соавт., 1994; M. Alvarez, 2000), а также формировании устойчивости в непораженных частях растения (системная приобретенная устойчивость) (M. Bürger с соавт., 2019). Салициловая кислота также может быть вовлечена в формирование устойчивости к солевому и низкотемпературному стрессам (E. Horvath с соавт., 2015; Ю. Колупаев с соавт., 2021; W. Wang с соавт., 2018) и поддержание микробиома в зоне корней (S. Lebeis с соавт., 2015). Регуляторные эффекты жасмонатов разнообразны, однако в первую очередь их функции связывают с регуляцией механизмов, определяющих устойчивость растений к некротрофным патогенам и насекомым, включая вредителей корней (C. Rohwer с соавт., 2008; S. Johnson с соавт., 2018). Жасмонаты также контролируют устойчивость к низкотемпературному стрессу, солевому стрессу, затоплению, засухе, озону, тяжелым металлам и ультрафиолетовому излучению (Т. Савченко с соавт., 2014; D. Pandita, 2022; T. Savchenko и соавт., 2019; K. Kazan, 2015; H. Kim с соавт., 2021). Высокая биологическая активность абсцизовой кислоты, салицилатов и жасмонатов определяет значительный потенциал их применения в различных областях сельского хозяйства для повышения стрессоустойчивости растений. Вместе с тем опосредованное этими фитогормонами повышение устойчивости зачастую сопровождается подавлением ростовых процессов, что может негативно сказаться на урожайности сельскохозяйственных культур и качестве получаемой продукции. Чтобы оценить перспективы практического использования препаратов на основе абсцизовой кислоты, жасмонатов и салициловой кислоты, необходим углубленный анализ доступных данных о физиологических эффектах, вызываемых этими веществами, поскольку их действие во многом определяется видовой и сортовой специфичностью, фазой развития растений, восприимчивостью ткани-мишени, концентрацией препарата, продолжительностью обработки и условиями применения.
Бесплатно
Пестивирусы крупного рогатого скота - контаминанты биологических препаратов (обзор)
Статья обзорная
Пестивирусы крупного рогатого скота становятся возбудителями вирусной диареи - болезни слизистых оболочек, широко распространенной и экономически значимой инфекции (J.F. Ridpath, 2010; C.A. Evans с соавт., 2019). К таким вирусам относятся прототипный вид Pestivirus А (вирус вирусной диареи крупного рогатого скота 1 вида; BVDV-1), Pestivirus В (вирус вирусной диареи крупного рогатого скота 2 вида; BVDV-2) и Pestivirus H (Hobi-like pestivirus, HoBiPeV; вирус вирусной диареи крупного рогатого скота 3 вида; BVDV-3) (P. Simmonds с соавт., 2017; ICTV, 2019). Все агенты представлены цитопатогенным (Цп) и нецитопатогенным (Нцп) биотипами. Нцп биотип, в отличие от Цп, не вызывает видимых морфологических разрушений культур клеток и представляет более 90 % популяции вирусов (P.H. Walz с соавт., 2020). Число известных субтипов BVDV-1 составляет 22 (от a до v), BVDV-2 - 4 (a, b, c, d) и BVDV-3 - 4 (a, b, c, d) (N. Su с соавт., 2023). В России установлена циркуляция 12 субтипов BVDV-1, трех субтипов BVDV-2 и одного субтипа BVDV-3 (А.Г. Глотов с соавт., 2022). Одним из путей распространения возбудителей в популяциях крупного рогатого скота могут быть биопрепараты, полученные с использованием контаминированных фетальных сывороток (Л.В. Урываев с соавт., 2012; А.Г. Глотов с соавт., 2018), культур клеток и трипсина (O. Lung с соавт., 2021), а именно ветеринарные вакцины и интерфероны. Агенты могут распространяться со спермой быков-производителей и эмбрионами (J.A. Gard с соавт., 2007; K. Gregg с соавт., 2010). Значительную проблему могут представлять контаминированные вакцины медицинского назначения (Giangaspero M. с соавт., 2004), а также биотехнологические материалы (L. Djemal с соавт., 2021), стволовые клетки (S. Viau с соавт., 2019). Контаминация вакцин происходит при их производстве Нцп штаммами всех видов пестивирусов, которые заносятся в культуры клеток случайным образом из непроверенной фетальной сыворотки (B. Makoschey с соавт., 2003; Pastoret P.P., 2010). Существующие методы деконтаминации не всегда могут обеспечить полную инактивацию агентов (W.P. Paim с соавт., 2021). Дополнительную проблему вносит увеличивающееся число видов и субтипов вирусов (C. Luzzago с соавт., 2021). Контаминация культур клеток млекопитающих может привести к ложным результатам диагностических исследований, заражению биологических препаратов и передаче их реципиентам. Антитела к пестивирусам крупного рогатого обнаруживали в 40 % проб сыворотки крови, взятых у близнецов с шизофренией (M. Giangaspero, 2013), а их антигены - в 23,6 % образцов фекалий от детей с гастроэнтеритом (R. Yolken с соавт., 1989). Только тщательный рутинный контроль и выбраковка животных, используемых для получения фетальной сыворотки или для получения органов для культур клеток, всех серий сыворотки, культур клеток и биопрепаратов на ее основе, может предотвратить потенциально опасную контаминацию пестивирусами. При этом необходимо учитывать пластичность вирусов и появление новых видов и субтипов.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается гепатотоксическое действие растений семейства бурачниковых, попадающих в корма сельскохозяйственных животных. Описаны клинические признаки и физиологические нарушения при отравлении животных различных видов пирролизидиновыми алкалоидами. Обсуждается возможность использования лабораторного анализа крови и оценки ботанического состава кормов для диагностики отравлений алкалоидами ядовитых растений. Предложены меры профилактики отравления животных, а также ветеринарно-врачебного контроля за содержанием алкалоидов и их биотрансформатов в мясе, молоке, меде и других продуктах, потребляемых человеком.
Бесплатно
Статья научная
Выращивание личинок мухи черная львинка ( Hermetia illucens L.) - экономичный способ превращения органических остатков в ценный источник биомолекул (белков, липидов и хитина). Доказана перспективность промышленного разведения личинок черной львинки на различных органических субстратах, в связи с чем целесообразно изучить их питательные свойства и эффективность применения в кормлении сельскохозяйственных животных. Целью нашей работы была оценка питательных характеристик личинок H. illucens , выращенных на различных кормовых субстратах, и изучение возможности введения их в рацион сельскохозяйственных животных на примере молодняка свиней. Личинок получали в лабораторных условиях (ИПЭЭ РАН) при использовании различных кормовых субстратов: послеспиртовой барды, фуражного зерна пшеницы, пшеничных отрубей, дробленой кукурузы, фруктово-зерново-овощных смесей, птичьей пометной подстилки. Физиологический опыт на гибридных боровках (F1 крупная белая ½ ландрас, 6 гол.) проводили в условиях физиологического двора Федерального научного центра животноводства - ВИЖ им...
Бесплатно
Пищевое поведение животных при разных формах баланса незаменимых аминокислот
Статья научная
Проанализированы физиолого-биохимические механизмы пищевого поведения сельскохозяйственных животных при разных формах баланса незаменимых аминокислот. Отражена роль нейрогуморальных факторов, в частности нейропептидов, в регуляции пищевого поведения животных. Отказ животных от корма рассматривается как защитная реакция при нарушениях концентрации свободных аминокислот в крови и цитоплазме клеток органов и тканей.
Бесплатно
Плодовитость овцематок забайкальской породы под влиянием условий содержания и состава рациона
Статья научная
При круглогодовом пастбищном содержании овец в хозяйствах Читинской и Иркутской областей оценивали возможность повышения плодовитости маток забайкальской породы при использовании различных рационов кормления в периоды подготовки к осеменению, осеменения и суягности.
Бесплатно
Поведенческие реакции и благополучие сельскохозяйственной птицы (обзор)
Статья обзорная
Обеспечение благополучия птицы и производство высококачественной продукции остаются актуальными проблемами как в мировом птицеводстве, так и в России в связи с необходимостью повышения конкурентоспособности отрасли (Welfare Quality® Assessment for poultry, 2009; I.J.H. Duncan, 1981; J.A. Mench, 1992). Особое внимание при улучшении благополучия животных придается соответствию между их биологическими особенностями и технологиями животноводства (D.A. Orlov c соавт., 2016). На благополучие сельскохозяйственной птицы влияют болезни, стрессы, питание, условия содержания (D.C. Jr Lay c соавт., 2011). Цель настоящего обзора - анализ нарушений поведения птицы в связи с ее неблагополучием, а также рассмотрение поведенческих предпочтений в качестве условий обеспечения благополучия. Птица в определенных пределах способна адаптироваться к различным условиям окружающей среды (M. Brantsæter c соавт., 2018). Неспособность к адаптации выражается в изменениях физиологического статуса, а также в нарушениях поведения, которые могут нанести вред и животным, и обслуживающему персоналу. Сильные проявления страха, такие как паника или резкие попытки побега, повышают энергозатраты и могут привести к повреждениям или даже смерти (S. Waiblinger c соавт., 2006). Страх как нежелательное эмоциональное состояние снижает общую активность животных. Регулярные отрицательные раздражители тормозят социальные взаимодействия (J.A. Mench, 2004; B. Forkman c соавт., 2007). Боязнь человека влияет на благополучие и продуктивность (T. Kutzer c соавт., 2015; M.A. Sutherland c соавт., 2012; F. Barone c соавт., 2018). Отношения человека и животного включают в себя визуальное, тактильное, обонятельное и групповое восприятие (S. Waiblinger c соавт., 2006). Птица чувствительна к визуальному контакту с человеком, но некоторые взаимодействия, такие как перемещение человеком руки на боковую часть клетки или приближение на короткое время, могут снизить ее пугливость (J.A. Mench, 2004). Оценка реакции животных позволяет сделать выводы о том, как они воспринимают всех людей или конкретного человека. Это зависит от вида животного и системы содержания, от характера его взаимодействий с человеком (позитивные, нейтральные или негативные), от качества ухода (S. Waiblin-ger c соавт., 2006). Понимание поведения - важный аспект концепции благополучия птицы (В.Н. Тихонов c соавт., 2008). С точки зрения обеспечения благополучия животных особо выделяют возможность проявлять природное поведение и наличие элементов в обстановке, приближающих ее к природной среде (Animal Welfare Issues Compendium; D. Fraser, 2008). Домашние куры сохранили значительную часть свойственных диким формам поведенческих потребностей (M.S. Dawkins, 1988). Главные из них - гнездование, пищевое и питьевое поведение, двигательная и комфортная активность, социальные взаимодействия (I.J.H. Duncan, 1998; T. Shimmura c соавт., 2018). Ограничение естественного поведения ведет к ухудшению благополучия птицы. Факторы окружающей среды, такие как высокая интенсивность света и скученность, также c высокой вероятностью провоцируют проявления нарушений поведения (M.C. Appleby c соавт., 2004). У животных, которые содержатся в неволе, могут проявляться так называемые стереотипии - повторяющиеся фиксированные циклы, выполняемые без видимого назначения, агрессивное поведение, расклевы яиц (G.J. Mason, 1991; M.C. Appleby c соавт., 2004; I.J.H. Duncan, 1998). Птица, содержащаяся в традиционных клеточных батареях (на 4-5 гол.), подвержена меньшему риску проблем с агрессивным поведением по сравнению с напольным содержанием из-за меньшего числа особей в группе (H. Lukanov c соавт., 2013). В то же время в бесклеточных системах размер группы может превышать 1000 гол., что расширяет возможности исследовательского поведения птицы, но повышает риск расклевов и каннибализма (D.C. Jr Lay c соавт., 2011). Именно поведенческие предпочтения животных служат основой для дизайна технологий, обеспечивающих их благополучие (M.S. Dawkins, 1988).
Бесплатно
Статья научная
Заболевания, вызванные патогенными микромицетами, и воздействие гербицидов приводят к снижению продуктивности и качества корнеплодов у сахарной свеклы. К перспективным экологически безопасным агентам, применяемым для защиты растений от биотических и абиотических стрессов, относятся биопрепараты на основе Bacillus Cohn. Поиск таких биорегуляторов для целенаправленного и эффективного использования на сахарной свекле, основанный на выявлении механизмов их действия, остается актуальным. В представляемой работе изучено влияние бациллярных биопрепаратов фитоспорина-М, альбита и витаплана на структуру комплекса патогенных микромицетов в ризосфере сахарной свеклы Beta vulgaris L. (гибрид КВС), ферментативную активность в почве и листьях, накопление сахарозы в корнеплодах и их продуктивность на фоне патогенного и гербицидного прессинга. Оценку проводили с использованием классических микробиологических и физиолого-биохимических методов. Обнаружено, что обработка фитоспорином-М, альбитом и витапланом снижала обилие и частоту встречаемости патогенных видов в ризосфере и приводила к активизации полезной микрофлоры, о чем могут свидетельствовать данные об увеличении активности оксидоредуктаз и гидролаз в ризосфере корнеплодов. Так, в почве контрольных участков обнаружили 8 видов патогенных микромицетов, из которых доминирующими оказались Alternaria tenuis, Aspergillus niger и Penicillium glabrum (два последних - сильные токсинообразователи). После 1-кратной обработки фитоспорином-М патогенные грибы в ризосфере корнеплодов были представлены только видом Penicillium glabrum, альбитом - P. ci-trinum, витапланом - Alternaria tenuis, Aspergillus niger, Fusarium oxysporum, F. solani и Penicillium solitum, на участках, обработанных фитоспорином-М и альбитом, отсутствовали возбудители корнееда. После 2-кратной обработки обилие видов было в 1,5-3,0 раза меньше, а их частота - в 2,0-4,0 раза ниже, чем в контроле. Активность каталазы, отражающей интенсивность микробиологических процессов в почве, в проведенном эксперименте после 1-й обработки фитоспорином-М и альбитом превысила контроль соответственно в 1,4 и 3,7 раза, после 2-й - в 1,4 и 1,2 раза. В то же время в листьях наблюдалось снижение активности гидролаз и повышение активности их ингибиторов, что служит показателем индуцирования у растений защитных реакций против патогенов, причем максимальные значения регистрировались при обработках фитоспорином-М и альбитом. О протекторном действии биопрепаратов на растения свидетельствовали также данные об активации пероксидазы в листьях (до 0,175-0,250 ОЕ 490/г сырой массы). Следует отметить, что фитоспорин-М поддерживал сравнительно высокую активность этого фермента и после повторного внесения, что указывает на длительное действие биопрепарата на антиоксидантную систему в период вегетации. Результирующим показателем положительного влияния биопрепаратов в условиях патогенного и гербицидного прессинга послужили данные об увеличении продуктивности и сахаристости корнеплодов у обработанных растений, причем максимальный эффект был достигнут при 2-кратном применении фитоспорина-М.
Бесплатно
Повышение адаптивности в селекции зерновых культур
Статья обзорная
Важнейшее требование, которому должны соответствовать перспективные сорта, -адаптивность, то есть способность противостоять действию факторов среды, снижающих продуктивность и урожай. Проблема адаптации в системе «растение-среда» и использование механизмов саморегуляции продуктивного и средообразующего процессов занимает центральное место в эволюционной теории и селекции (З.В. Андреева с соавт., 2014). В этой системе следует обратить особое внимание на потенциал растения. В обзоре обсуждаются основные понятия, особенности и направления селекции на адаптивность. Цель такой селекции - выведение сортов с высокой устойчивостью к неблагоприятным условиям. Рассмотрены представления о стабильности, пластичности, гомеостатичности и устойчивости изучаемого генотипа к стрессорам. Взаимодействие «генотип-среда» (ВГС) в широком смысле отражает реакцию растения на любые изменения среды. В узком смысле это понятие применяется для описания смены рангов продуктивности у набора генотипов в разных средах. ВГС играет главную роль в повышении урожаев сельскохозяйственных растений. Взаимодействия и взаимосвязи генотипа и среды разнообразны и сложны по характеру и степени проявления, они зависят от генотипа и того, какой фактор рассматривают в роли среды или условий (В.А. Зыкин с соавт., 2005). Невысокое различие между генотипическими возможностями и их фенотипическим проявлением свидетельствует о меньшей реакции конкретного генотипа на факторы среды. Рассматривается использование различных методик выявления потенциальной продуктивности и адаптивности сортов. Применение методов оценки стабильности и пластичности позволяет установить достоверность различий и получить дополнительную информацию для отбора ценного исходного материала при селекции на адаптивность. Создание сортов и гибридов с высокой адаптивностью предполагает использование специальных методов селекции в зависимости от условий внешней среды и фазы онтогенеза растений (А.П. Головоченко, 2001).
Бесплатно
Повышение выводимости мулардов с помощью отбора носителей жизнеспособных пронуклеусов
Статья научная
Отдаленная гибридизация, достаточно широко применяемая при создании сортов и пород, пока не получила должного распространения в птицеводстве из-за низкого вывода гибридного молодняка. Известен единственный пример использования межвидовых гибридов - мулардов, полученных при скрещивании мускусной ( Cairina moshata ) и домашней ( Anas platyrhynchos L.) утки. Однако и у этого гибрида хозяйственное применение пока ограничено из-за невысокой выводимости яиц. В настоящей работе с целью усовершенствования способов создания межвидовых гибридов мускусной и домашней утки мы впервые сравнили эффективность приемов получения спермы, влияние породы и линии на выводимость и качество гибридного молодняка, а также оценили целесообразность отбора носителей генетически совместимых пронуклеусов. Родительскими формами при скрещиваниях были мускусные селезни (кросс Юбилейный, линии Ю1, Ю2 и Ю3; характеризуются хорошими мясными качествами) и домашние утки башкирской цветной породы (линия БЦ2, обладают высокой яйценоскостью) и пекинской породы (линия А4, выделяется высокой плодовитостью). Выявлен рациональный способ получения спермы у мускусных селезней. Преимущество использования подсадной утки с последующим сбором спермы на искусственную вагину в сравнении с ручным массажем выражалось в увеличении числа и подвижности спермиев и объема эякулята, что обеспечило повышение оплодотворенности яиц на 5,0 % (Р £ 0,01). При этом число спермиев на дозу осеменения должно составлять около 150 млн при введении в яйцевод на глубину 4 см. При выполнении искусственного осеменения использовали предварительно разработанную биотехнологическую среду, обеспечивающую снижение дестабилизирующего влияния секторов слизистой оболочки яйцевода на чужеродную сперму. В опытах по изучению влияния генотипа (порода, линия) на результативность получения межвидовых гибридов было установлено отсутствие достоверных различий в выводе гибридного молодняка. Однако муларды, полученные при скрещивании мускусных селезней линии Ю1 с утками пекинской породы линии А4, превосходили другие сочетания по живой массе в убойном возрасте на 4,5-7,2 % (Р £ 0,05-0,01). Предложенный нами способ отбора особей - носителей генетически совместимых пронуклеусов без нарушения целостности генома заключался в использовании при искусственном осеменении высокоактивной чужеродной спермы в смеси с низкоактивной спермой собственного вида в соотношении 2:1. При дополнительном отборе носителей жизнеспособных пронуклеусов вывод мулардов был достоверно (на 20,5 %, Р £ 0,001) выше, чем в контрольной группе, сформированной методом случайной выборки из племенного стада хозяйства. Выведенные межвидовые гибриды ♂линия Ю1 (мускусные утки) ½ ♀линии А4 (пекинская утка, кросс Агидель 34) характеризовались высокой жизнеспособностью (сохранность в период с 1-х сут до убойного возраста составляла 95,5-99,0 %). Живая масса, мясные качества, химический состав мяса и его калорийность у межвидовых гибридов соответствовали промежуточным показателям относительно исходных форм. При этом органолептические показатели мяса мулардов характеризовались специфическими вкусовыми и высокими пищевыми свойствами. Коэффициент наследуемости по признаку выводимости гибридного молодняка (мать-дочь) составил 27 %, что свидетельствует о возможности повышения этого показателя посредством отбора сочетающихся семей с оценкой птицы по качеству гибридного потомства
Бесплатно
Статья научная
Отходы основного производства продуктов животного происхождения - один из факторов негативного антропогенного воздействия на окружающую среду, но в то же время это источник ценных биологически активных веществ, которые могут быть использованы. Нами разработана схема комплексного применения биологически активных продуктов рециклинга - коллагена и кератина, полученных по оригинальным запатентованным технологиям из возвратных отходов кожевенной и текстильной промышленности, в сочетании с мелатонином (оригинальный модифицированный препарат) для использования при разведении хорей. Предложенный препарат Мелаколл представляет собой стабилизированный комплекс мелатонина и коллагена. Мелаколл обладает пролонгированным (до 4 мес) действием и относится к 4-му классу токсичности. Показатели качества кератинсодержащей субстанции (доля кератина более 95 %) позволяют использовать ее как белковую добавку в корм. При сочетанном применении Мелаколла и кератина наблюдается равномерный, статистически достоверный прирост живой массы зверей на протяжении 4 мес (исходная - 0,59 кг, конечная - 2,63±0,13 кг, по месяцам t факт. соответственно 16,59; 5,16; 2,29 и 2,58 при t табл. 2,14), превышающий показатели, полученные при использовании как малых, так и больших доз кератина (конечная масса - соответственно 2,53±0,05 и 2,54±0,11 кг). На 5-й мес этот показатель снижался, что указывало на завершение развития животных и достижение ими убойной массы на 1 мес раньше стандартных сроков убоя. Повышение концентрации имплантируемого Мелаколла способствовало увеличению размера шкурок (V группа - 1023±30 см2, VII - 861±30). Применение Мелаколла и кератина в производственном опыте позволило достоверно ( t факт. 2,89 > t табл. 2,14) увеличить площадь шкурок по сравнению с контролем на 12 %. Количество прижизненных дефектов (в частности, битость ости) на шкурках хорей, которым имплантировали Мелаколл, наибольшее (37,5 %), у получавших кератин в качестве белковой добавки - наименьшее (12,5 %) за счет обогащения стандартного рациона серосодержащими аминокислотами, отвечающих за прочностные характеристики волоса. Комплексное использование кератина и Мелаколла достоверно повышало густоту волос на шкурках хорей на 16 % по сравнению с контролем ( t факт. 3,1 > t табл. 2,77; Р > 0,05), при этом сам Мелаколл не оказывал выраженного влияния на густоту волосяного покрова (при сравнении контроля и I, II, III, V, VI опытных групп t табл. соответственно 0,04; 0,05; 0,07; 0,09; 0,01 табл. 2,77). Оптимальное количество предлагаемой кератинсодержащей добавки к рациону при выращивании убойного молодняка хорей - 0,6 % от массы корма, Мелаколла - 1 мл субстанции в концентрации 6 мг/мл при имплантировании инъекцией.
Бесплатно
Повышение продуктивности и качества семян сои за счет интенсификации азотфиксации
Статья научная
Применение биопрепаратов, повышающих симбиотическую азотфиксацию, урожайность и качество бобовых культур, - один из современных приемов, который позволяет разрабатывать энергосберегающие, экологически безопасные технологии кормопроизводства, учитывающие природные особенности региона и обеспечивающие устойчивое развитие отрасли. В полевых опытах в условиях Среднерусской лесостепи оценивали урожайность и качество семян у сои ультраскороспелого сорта Магева на фоне разных доз азотно-фосфорно-калийных удобрений при совместной инокуляции растений клубеньковыми бактериями ( Bradiorhizobium japonicum ) и эндомикоризным грибом ( Glomus intraradices ). Определяли численность и массу клубеньков, их нитрогеназную активность и количество фиксированного азота воздуха. Биопрепараты на основе азотфиксирующих и фосфатмобилизующих микроорганизмов, применяемые совместно без удобрений и на фоне расчетных норм фосфорно-калийных удобрений, в значительной степени способствовали повышению симбиотической активности у растений сои, усилению биологической фиксации азота воздуха, росту урожайности и улучшению качества семян. Так, фосфорно-калийные удобрения повысили нодуляцию растений, а количество биологически фиксированного азота возросло в 3,0 раза по сравнению с контролем. При инокуляции с применением ризоторфина и гломуса без внесения удобрений и на фоне фосфорно-калийных удобрений отмечали максимальную нодуляцию. При естественном плодородии почвы с одновременным использованием обоих биопрепаратов урожайность сои повысилась на 7,3 ц/га, содержание белка - на 2,3 %. Применение под культуру расчетных норм фосфорно-калийных удобрений обеспечило увеличение урожайности на 48,0 %.
Бесплатно
