Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1820
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
Статья научная
Исследование полиморфизма митохондриальной ДНК (мтДНК) - это один из эффективных современных подходов к оценке генетического разнообразия сельскохозяйственных животных. У овец ( Ovis aries ) секвенирование мтДНК служит наиболее эффективным подходом для определения гаплогрупп мтДНК. Несмотря на то, что за рубежом он широко применяется, системного и всестороннего исследования российских пород овец с его помощью до сих пор не проводили. В настоящей работе впервые установлена принадлежность овец 25 российских пород к гаплогруппам и показаны гаплотипические связи между грубошерстными, тонкорунными и полутонкорунными породами на основе анализа полиморфизма последовательностей митохондриального гена CytB . Дана характеристика материнской изменчивости локальных пород овец в сравнении с трансграничными. Нашей целью было изучение генетического разнообразия и определение гаплотипической изменчивости и гаплогрупповой принадлежности российских локальных пород овец на основе последовательностей гена СytB . Исследования 25 российских пород овец проводили в 2020-2021 годах. Образцы ткани (ушной выщип) были взяты из биоколлекции «Банк генетического материала домашних и диких видов животных и птицы» (зарегистрирован Минобрнауки РФ № 498808), созданной и поддерживаемой в ФГБНУ ФИЦ животноводства - ВИЖ им. академика Л.К. Эрнста. Итоговая выборка для исследования включала девять тонкорунных пород: забайкальскую ( n = 3), дагестанскую горную ( n = 4), грозненскую ( n = 5), кулундинскую ( n = 5), манычского мериноса ( n = 5), сальскую ( n =5), советского мериноса ( n = 3), ставропольскую ( n = 5) и волгоградскую ( n = 5); пять полутонкорунных пород: горноалтайскую ( n = 5), куйбышевскую ( n = 1), северокавказскую ( n = 5), русскую длинношерстную ( n = 3) и цигайскую ( n = 2); одиннадцать грубошерстных пород: романовскую ( n = 3), андийскую черную ( n = 5), буубей ( n = 5), каракульскую ( n = 3), карачаевскую ( n = 5), кучугуровскую ( n = 3), лезгинскую ( n = 5), тушинскую ( n = 5), тувинскую короткожирнохвостую ( n = 4), эдильбаевскую ( n = 5) и калмыцкую ( n = 5). Полные последовательности гена CytB изучаемых пород овец определяли с использованием технологии секвенирования следующего поколения (next generation sequencing, NGS). Для этого были амплифицированы три перекрывающихся фрагмента мтДНК (область перекрытия более 290 п.н.) длиной 6500, 5700 и 6700 п.н. Полученные продукты полимеразной цепной реакции (ПЦР) использовали для подготовки библиотек, которые затем секвенировали методом парных концевых прочтений по 300 п.н. на приборе MiSeq («Illumina, Inc.», США). Последовательность гена СytB была восстановлена из полной последовательности мтДНК после ее выравнивания, выполненного с использованием MUSCLE алгоритма в программном обеспечении MEGA 7.0.26. Все изучаемые породы характеризовались высоким гаплотипическим (HD = 0,400-1,000) и нуклеотидным разнообразием (p = 0,00058-0,00760). В общей сложности идентифицировали 82 гаплотипа, при этом тувинская порода овец была представлена только одним. Анализ результатов AMOVA показал, что генетическое разнообразие в основном определяло внутрипородные различия (90,55 %). Были выявлены четыре гаплогруппы овец, включая A, B, C и D, что объясняется широким ареалом исследуемых животных. Наиболее распространенными среди локальных российских пород овец оказались гаплогруппы В ( n = 64) и А ( n = 34), характерные для овец европейского и азиатского происхождения. Всего 7 животных было отнесено к гаплогруппе С, а гаплогруппа D оказалась представлена одним животным. Полученные результаты внесут важный вклад в более глубокое понимание процессов миграции и расселения домашних овец на территории Евразии.
Бесплатно
Оценка меры информационного полиморфизма генетического разнообразия
Статья научная
Одна из основных целей генетики растений и животных - это идентификация и картирование генов. При определении генетического сцепления обычно стараются установить, какие маркерные локусы (маркеры) имеют аллели, косегрегирующие с аллелями желаемого локуса. Пригодность маркера для указанных целей зависит от числа аллелей, которые имеет этот маркер, и их соответствующих относительных частот. Количественно степень полиморфизма обычно измеряется двумя различными величинами, или показателями (мерами), - гетерозиготностью (heterozygosity, Н), для которой объективный алгоритм оценки и формула изменчивости хорошо известны (M. Nei с соавт., 1974; M. Nei с соавт., 1979), и величиной информационного полиморфизма (рolymorphism information content, PIC) (D. Botstein с соавт., 1980). Исходя из этого в работе на основе данных литературы описаны статистические подходы, применяемые для анализа информационного полиморфизма. Рассмотрены меры информационного полиморфизма, гетерозиготности и некоторых сопутствующих величин, определяемых при оценке генетического разнообразия как на межвидовом, так и на внутривидовом популяционном уровне. Мера, или величина, информационного полиморфизма (PIC) определяется способностью маркера устанавливать полиморфизм популяции в зависимости от числа обнаруживаемых аллелей и распределения их частот (D. Botstein c соавт., 1980). Таким образом, PIC выявляет дискриминационную способность маркера, фактически зависит от числа известных (устанавливаемых) аллелей и распределения их частот и тем самым эквивалентна генному разнообразию. Для доминантных маркеров максимальное значение PIC составляет 0,5. Следует отметить, что в случае маркеров с равным распределением частот внутри популяции величина PIC выше. Маркеры с множественными аллелями имеют еще большие значения этого показателя, однако при этом величина PIC также зависит от распределения частот аллелей. С помощью 21 пары SSR (simple sequence repeats) и 12 пар S-SAP (sequence specific amplified polymorphism) праймеров у 96 образцов Brassica rapa L. из стержневой коллекции ВИР мы обнаружили 135 SSR и 123 S-SAP полиморфных маркера. Среднее значение PIC для обоих типов маркеров - 0,316, тогда как для микросателлитных маркеров - 0,257, для S-SAP маркеров - 0,379, то есть в среднем на 50 % выше. Ожидаемую (H E) гетерозиготность обычно определяют, когда описывают генетическое разнообразие, поскольку она менее чувствительна к размеру выборки, чем наблюдаемая гетерозиготность (Н О). Если H O и H E схожи (достоверно не различаются), скрещивание в популяции происходит практически случайно. При H OE, популяция инбредная. Если H O > H E, то в популяции система случайного скрещивания преобладает над инбридингом. Эффективное мультиплексное отношение (effective multiplex ratio, EMR) определяют как произведение общего числа полиморфных локусов (на праймер) и доли полиморфных локусов от их общего числа (W. Powell с соавт., 1996; J. Nagaraju с соавт., 2001). Маркерный индекс (marker index, MI) - статистическая величина, используемая для оценки суммарной пригодности маркерной системы (чем выше значение MI для методики, тем она лучше) (W. Powell с соавт., 1996; J. Nagaraju с соавт., 2001). Чтобы отразить способность сочетания «праймер-применяемая методика» устанавливать различия между большим числом генотипов, используют показатель разрешающей способности (resolving power, Rp) (J.E. Gilbert с соавт., 1999; A. Prevost с соавт., 1999). Представлена информация о некоторых продуктах программного обеспечения, которое может быть использовано для расчета величины информационного полиморфизма и гетерозиготности. Приведены формулы для установления эффективного мультиплексного отношения, маркерного индекса и показателя разрешающей способности комбинации «праймер-применяемая методика».
Бесплатно
Статья научная
Кресс-салат (Lepidium sativum L.) - перспективная, скороспелая, отзывчивая культура, представляющая интерес для условий светокультуры. Диагностика физиологического статуса служит важнейшей составляющей при выращивании растений в полевых, контролируемых и строго контролируемых условиях. Среди методов неинвазивного контроля физиологического состояния растений для регулируемых агроэкосистем наиболее эффективны и широко применяются метод спектрального анализа листовых пластинок и флуоресцентный метод. В настоящей работе на основании проведенных экспериментов впервые установлены корреляции морфологических показателей образцов кресс-салата с различными оптическими индексами в условиях светокультуры, теплицы и открытого грунта. Цель исследования - изучить влияние условий выращивания на морфологические признаки и оптические показатели листовых пластинок (флуоресценция хлорофилла и спектры отражения) образцов кресс-салата из коллекции ВИР и установить корреляции морфологических показателей с различными оптическими индексами, а также выявить высокопродуктивные, перспективные образцы, представляющие интерес для выращивания в условиях светокультуры. Объектами исследования были 17 образцов кресс-салата различного происхождения, полученные из коллекции ФГБНУ ФИЦ Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР). Вегетационные опыты в строго контролируемых условиях светокультуры проводили на агробиополигоне ФГБНУ Агрофизического НИИ (АФИ) (г. Санкт-Петербург) в 2024 году. Растения выращивали методом проточной гидропоники при фотопериоде 12, 14 и 16 ч. Растения выращивали в горшках для салатной линии объемом 0,1 л. Морфологическое описание проводили в фазу технической спелости на 26-29-е сут от посева. Вегетационные опыты в поликарбонатной теплице были проведены в Пушкинском филиале ВИР (г. Санкт-Петербург) в весенний период (посев 26 апреля) и в открытом грунте (посев 3 июля) в 2024 году. Схема выращивания была одинаковой как в тепличных, так и в полевых условиях - 5×10 см. Морфологическое описание проводили на 28-30-е сут. Оптические показатели измеряли на листьях среднего яруса репрезентативных растений каждого образца. Параметры флуоресценции хлорофилла и спектры отражения листьев регистрировали на 23-28-е сут вегетации с помощью миниатюрной оптоволоконной спектрометрической системы («Ocean Optics», США) и импульсного портативного флуориметра MINI-PAM-II («Heinz Walz GmbH», Германия). Оценивали индекс хлорофилла ChlRI, индекс соотношения каротиноидов к хлорофиллу SIPI, показатель рассеяния света R800, фотохимический индекс PRI, индекс отражения антоцианов ARI, индекс старения PSRI, индекс феофитинизации NPQI. Показатели PRI и ARI использовали с модификацией и обозначали как PRImod и ARImod. Индекс феофетинизации также использовали с добавлением константы (С + NPQI; С = 5) для удобства интерпретации и далее обозначали как NPQI + c. Также оценивали показатели, полученные в результате флуоресцентного анализа: максимальный квантовый выход фотосистемы Fv/Fm; эффективный квантовый выход фотосистемы Y(II); квантовый выход Y(NO); Y(NPQ), характеризующий регулируемые потери энергии возбуждения за счет диссипации тепла. Показано, что морфологические признаки, характеризующие продуктивность зеленных культур (масса растения, диаметр и высота розетки, число листьев) значительно изменялись у различных образцов кресс-салата и под влиянием среды выращивания. В условиях светокультуры были отмечены фотопериоды, наиболее благоприятные для наращивания зеленой массы растений - 12 и 16 ч. Также при более продолжительном фотопериоде 16 ч был отмечен более быстрый переход к генеративной фазе, чем при более коротких. В результате сравнения с растениями, выращенными в условиях теплицы и открытого грунта, установлено, что в условиях светокультуры при благоприятных фотопериодах образцы достоверно не отличались по признаку средняя масса растения, однако начало перехода к цветению было отмечено у значительно меньшего числа образцов. Большинство оптических показателей значительно изменялись под действием фактора «условия выращивания» в зависимости от изучаемого генотипа. Отмечено достоверное снижение индекса ChlRI и показателя PRImod при выращивании образцов в полевых условиях и в теплице. Установлен достоверный рост индекса R800 в условиях агробиополигона, а также достоверный рост показателя SIPI в условиях светокультуры при менее благоприятном фотопериоде. Выявлены постоянные тесные и средние корреляционные связи между морфологическими признаками, характеризующими продуктивность (диаметр розетки, высота 1 растения, число листьев, масса 1 растения), и оптическими показателями R800, PRImod, ARImod, Y(NPQ) ( r = 0,51…-0,84, p = 0,05). По ряду агрономически ценных признаков выделены образцы к-112 (Местный, Азербайджан) и к-165 (Gar-tenkresse, Бельгия) как наиболее перспективные для культивирования в условиях светокультуры и дальнейшей селекции.
Бесплатно
Статья научная
Криоконсервация семени жеребцов - современный широко распространенный в коневодстве способ сохранения генетического материала животных. Однако замораживание и последующее оттаивание снижает репродуктивные характеристики сперматозоидов. Одним из факторов, обусловливающих повреждение половых клеток, становится окислительный стресс, в результате которого повреждаются макромолекулы, в том числе протеины. С возрастом степень окислительного стресса нарастает, количество поврежденных белков увеличивается. В настоящей работе впервые установлено статистически значимое повышение содержания продуктов карбонилирования белков у возрастных животных по сравнению с более молодыми (в основном за счет альдегидных производных нейтрального характера). Впервые изучен резервно-адаптацтационный потенциал (РАП) спермоплазмы жеребцов. Обнаружено, что способность противостоять окислительному стрессу у молодых жеребцов достоверно выше, чем у возрастных. Нашей целью стала оценка спонтанной и индуцированной окислительной модификации белков, а также изучение резервно-адаптацтационного потенциала спермоплазмы у жеребцов разного возраста. Исследование проводили в 2020 году на 40 жеребцах ( Equus ferus caballus L.) чистокровной арабской и советской тяжеловозной пород (АО «Терский племенной конный завод № 169», Ставропольский край; Перевозский и Починковский конные заводы, Нижегородская обл.). От каждого жеребца получили по 3 эякулята с интервалом 48 ч. В I группу включили 20 жеребцов в возрасте от 14 лет до 21 года (средний возраст 15,8±1,9 года), во II группу - 20 жеребцов в возрасте от 3 до 5 лет (4,3±0,6 года). В каждом эякуляте определяли объем и концентрацию сперматозоидов в 1 мл спермы. Затем эякулят делили на две части, одну разбавляли лактозо-хелато-цитратно-желточной (ЛХЦЖ) средой в соотношении 1:3 и определяли прогрессивную подвижность (ПП) и выживаемость сперматозоидов при 4 °С. Для оценки выживаемости сперматозоидов при гипотермическом хранении спермы определяли их ПП с интервалом 24 ч вплоть до снижения ПП до 5 %. Сперму замораживали в парах жидкого азота в алюминиевых тубах объемом 18 мл по стандартной технологии ВНИИ коневодства и хранили в жидком азоте при -196 °С. Криоконсервированную сперму оттаивали на водяной бане при 40 °С в течении 90 с, после чего определяли ПП и выживаемость сперматозоидов при 4 °С. Другую часть эякулята центрифугировали при 3500 об/мин в течение 20 мин. После микроскопии супернатанта аликвоты семенной плазмы, свободные от сперматозоидов, замораживали в пробирках типа Эппендорф (2,0 мл) при -18 °С. Для количественной оценки окислительной модификации белков (ОМБ) использовали спектрофотометрический анализ 2,4-динитрофенилгидразонов, образовавшихся при взаимодействии карбонильных производных белков (альдегидов и кетонов) с 2,4-динитрофенилгидразином. Суммарное количество карбонильных производных регистрировали в нативной пробе биологического материала (спонтанная ОМБ) и после in vitro индукции окисления белков биологического материала реакционной смесью, содержащей растворы сульфата железа(II) и перекиси водорода (металл-катализируемая индуцированная ОМБ). Сравнение металл-катализируемой и спонтанной ОМБ позволяло оценить РАП - способность противостоять окислительному стрессу. Спектрофотометрические измерения проводили на 14 длинах волн: для регистрации альдегид-динитрофенилгидразонов нейтрального характера - в диапазоне 260-280 нм, основного характера - 258-264 и 428-520 нм, кетон-динитрофенилгидразонов нейтрального характера - 363-370 нм, основного характера - 430-434 и 524-535 нм. Статистически значимые различия по показателям качества спермы между животными двух возрастных групп установили только по выживаемости сперматозоидов при гипотермическом хранении разбавленной (р оп соответственно 531,7 и 384,3 Еоп/г белка, р оп/г белка, p function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }
Бесплатно
Статья научная
Кукуруза ( Zea mays L.) широко используется в кормопроизводстве. Один из важнейших вторичных метаболитов, определяющих питательную ценность кормов и физиологическое состояние растений, - каротиноиды, которые тесно связаны с хлорофиллом и участвуют во многих клеточных процессах растений. Каротиноиды способны поглощать свет в тех областях видимого спектра, где хлорофилл не очень эффективен. Они передают часть световой энергии хлорофиллам и защищают растения от необратимой фотодеструкции. Каротиноиды также служат липофильными антиоксидантами, которые защищают клеточные мембраны от окислительного стресса посредством поглощения синглетного кислорода. Растения с повышенным содержанием каротиноидов более стрессоустойчивы и характеризуются увеличением вегетативной массы. Корма, богатые каротиноидами, способствуют улучшению состояния иммунной системы крупного рогатого скота, снижают заболеваемость и положительно влияют на продуктивность. В представленном исследовании в коллекции Института сельского хозяйства - филиала ФГБНУ ФНЦ Кабардино-Балкарский научный центр РАН (ИСХ КБНЦ РАН) были впервые выявлены селекционные линии кукурузы с высоким содержанием в листьях каротиноидов, а также показана взаимосвязь между их накоплением и экспрессией ключевых генов каротиногенеза. Целью работы стало определение содержания каротиноидов и экспрессии ключевых генов каротиногенеза в селекционных линиях кукурузы ИСХ КБНЦ РАН для выделения образцов, которые будут использоваться в селекционной работе для получения новых сортов и гибридов кормовой направленности. Для анализа были отобраны 150 селекционных линий кукурузы из коллекции ИСХ КБНЦ РАН. Растения были выращены на опытных участках ИСХ КБНЦ РАН (с. Опытное, Терский р-н, Кабардино-Балкарская Республика) в 2023 году. Площадь участка - 2,0 га, предшественник - соя. Почва опытного участка - чернозем обыкновенный. Содержание каротиноидов в листовой ткани определяли с использованием реактива Фолча на спектрофотометре УФ-1100 («Эковью», Россия). Экспрессию генов определяли в тех же тканях, гомогенизированных в жидком азоте, которые использовали для измерения содержания каротиноидов. Суммарную РНК выделяли из 50 мг листовой ткани (RNeasy Plant Mini Kit, «QIAGEN GmbH», Германия) и очищали от ДНК-контаминации (RNase-free DNase set, «QIAGEN GmbH», Германия). Полученную мРНК использовали для синтеза кДНК с праймером oligo-dT (GoScript Reverse Transcription System, «Promega Corporation», США). Экспрессию генов определяли методом количественной ПЦР в реальном времени (ПЦР-РВ) на приборе CFX96 Real-Time PCR Detection System («Bio-Rad Laboratories», США). Результаты биохимического анализа листьев анализируемых образцов показали значительную вариабельность в содержании каротиноидов, что позволило разделить линии на группы с высоким, средним и низким содержанием пигментов. Для экспрессионного анализа ключевых генов каротиногенеза (фитоинсинтаз PSY и ликопин-циклаз Lcy ) были отобраны четыре линии с контрастным содержанием каротиноидов в листьях. Транскрипционный анализ показал, что линии 944 и 726 с высоким содержанием каротиноидов характеризовались повышенной экспрессией генов биосинтеза каротиноидов PSY1 , PSY2 , LcyB и LcyE по сравнению с низкокаротиноидными линиями 804 и 849. Это может свидетельствовать о том, что повышение экспрессии генов биосинтеза каротиноидов способствует увеличенному накоплению этих пигментов в листьях кукурузы. Различия в содержании каротиноидов и экспрессии соответствующих генов у исследованных линий кукурузы, вероятно, были обусловлены генетически. Такая генетическая вариабельность служит важным фактором для селекционных программ, направленных на повышение питательной ценности кукурузы. Выделенные линии с повышенным содержанием каротиноидов (линии 8007, 931, 944, 726, 760, 847, 728) имеют большой потенциал для использования в селекционных программах по созданию гибридов кукурузы с улучшенным содержанием каротиноидов, особенно в рамках биофортификации, направленной на повышение питательной и диетической ценности кукурузы.
Бесплатно
Статья научная
Кукуруза (Zea mays L.) занимает одно из ведущих мест среди кормовых растений. Основные пигменты фотосинтеза - хлорофиллы a и b играют важную роль в определении физиологического состояния растений, оценке воздействия стрессовых факторов и прогнозировании продуктивности. Известно, что хлорофиллы и их производные - фитол и фитановая кислота крайне важны для млекопитающих благодаря положительному влиянию при метаболических дисфункциях. Содержание фитола и фитановой кислоты напрямую зависит от количества хлорофилла в кормах. В связи с этим обеспечение жвачных животных кормами с высоким содержанием хлорофилла позволит повысить качество получаемых продуктов животного происхождения. В представленном исследовании впервые были выявлены образцы с высоким содержанием хлорофиллов в листьях, а также показана взаимосвязь между накоплением общих хлорофиллов и экспрессией генов фотосистем, в частности транскрипцией генов psaA и psbA , в селекционных линиях кукурузы коллекции ИСХ КБНЦ РАН. Целью работы стала оценка содержания хлорофилла a и хлорофилла b в перспективных селекционных линиях кукурузы из коллекции Института сельского хозяйства - филиала ФГБНУ ФНЦ Кабардино-Балкарского научного центра РАН (ИСХ КБНЦ РАН) для выделения линий кормового направления с повышенным содержанием хлорофиллов и дальнейшего их использования в селекции, а также определение возможных корреляций между содержанием хлорофиллов и экспрессией генов psaA и psbA . Для анализа отобрали 150 селекционных линий кукурузы из коллекции ИСХ КБНЦ РАН, используемых для получения сортов и гибридов зернового и универсального направления. Растения были выращены на опытных участках ИСХ КБНЦ РАН в 2023 году. Содержание хлорофиллов а и b в листьях определяли с использованием реактива Фолча. Для этого через 5-6 сут после опыления около полудня отбирали листья пятого яруса у второго растения в ряду. Листовые диски вырезали из середины листа, избегая средних жилок, гомогенизировали в жидком азоте и замораживали при температуре -80 °C. Экспрессию генов psaA и psbA определяли в тех же гомогенизированных в жидком азоте тканях, для которых проводили измерение содержание хлорофиллов, с помощью количественной ПЦР в реальном времени (РВ-ПЦР). Статистический анализ проводили с использованием программ Microsoft Excel 2013 и Graph Pad Prism v.9. Результаты показали значительные различия в содержании хлорофиллов в листьях среди анализируемых образцов. По суммарному количеству хлорофиллов линии кукурузы были разделены на три группы: с высоким (> 400 мкг/г, 21 образец), средним (200-400 мкг/г, 91 образец) и низким ( function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }
Бесплатно
Статья научная
Исследовали эффективность метода наилучшего линейного несмещенного прогноза (BLUP) для оценки племенной ценности быков-производителей различных пород в хозяйствах Республики Коми. Проводили коррекцию и пересчет удоя на «стандартную» лактацию. Рассчитывали коэффициенты детерминации статистических моделей при включении факторов «хозяйство-год отела-сезон отела» с учетом их взаимодействия. Определяли корреляцию между племенной ценностью быков-производителей и молочной продуктивностью их дочерей. На основе BLUP-оценки выявляли чистопородных холмогорских производителей, которые по племенной ценности могут конкурировать с чистопородными и помесными голштинскими быками.
Бесплатно
Статья научная
Линии мягкой пшеницы с интрогрессией чужеродного генетического материала - важный источник и донор генов устойчивости к грибным патогенам. Однако для эффективного вовлечения линий в селекционный процесс необходима информация об их экологической пластичности и продуктивности в различных условиях произрастания. В этой работе впервые приведены оценки адаптивных реакций, стабильности и селекционной ценности линий мягкой пшеницы с чужеродными замещениями и транслокациями, полученные в географически отдаленных регионах. Нашей целью был сравнительный анализ проявления хозяйственно ценных признаков у линий мягкой пшеницы, содержащих чужеродный генетический материал, при выращивании на участках, расположенных в различных эколого-географических зонах - в Западной Сибири в Российской Федерации и в Республике Беларусь. В работе использовали 21 интрогрессивную линию Triticum aestivum / T. timopheevii (BC1F22-24, 2 n = 42), полученную от скрещивания пяти сортов мягкой пшеницы (Саратовская 29, Скала, Иртышанка 10, Целинная 20 и Новосибирская 67) с тетраплоидной пшеницей T...
Бесплатно
Оценка продолжительности культивирования регенерирующих каллусных тканей проса in vitro
Статья научная
Исследовали признаки регенерирующих каллусных тканей растений проса в процессе длительного культивирования in vitro. Разрабатывали способ оптимизации пересадки каллусных тканей на свежие среды с переводом корнесобственных растений-регенерантов в нестерильные условия. Предложена формула для определения необходимого количества пересадок в зависимости от заданного числа растений-регенерантов.
Бесплатно
Оценка продуктивности и качества зерна у иммунных линий мягкой пшеницы сорта Саратовская 29
Другой
Изучали содержание клейковины и белка в зерне, его физические и технологические свойства у иммунных линий сорта мягкой пшеницы Саратовская 29 с комплексной устойчивостью к патогенным грибам. Донором иммунитета была синтетическая гексаплоид-ная пшеница Triticum timopheevii x Aegilops tauschii, полученная д-ром Савовым (Болгария). В разные годы вегетации с неодинаковыми метеоусловиями у иммунных линий мягкой пшеницы исследовали выраженность количественных признаков и показали зависимость некоторых из них от влияния генотипа и среды.
Бесплатно
