Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1768
Патофизиологические аспекты эмбриональной смертности у молочных коров
Статья научная
Ранняя эмбриональная смертность и ее высокая частота у лактирующих коров - причины снижения потенциала плодовитости животных, темпов их воспроизводства и рентабельности в современном молочном скотоводстве. Целью настоящей работы было выявление патогенетической значимости эндокринных, метаболических и иммунных нарушений у лактирующих коров в проявлении эмбриональной смертности на ранних этапах гестации. Исследования проводили на коровах черно-пестрой породы со среднегодовой молочной продуктивностью 6,4-7,6 тыс. кг. Диагностику беременности и эмбриональной смертности осуществляли на 19-е-23-и, 28-32-е и 38-45-е сут после искусственного осеменения. Применяли метод трансректального эхографического обследования с использованием ультразвукового сканера Easi-Scan-3 («BCF Technologi», Великобритания). В те же сроки от коров, у которых проходило физиологическое формирование эмбриона ( n = 9, контроль), а также от животных, у которых была зафиксирована его гибель ( n = 9), получали венозную кровь для лабораторных исследований. В сыворотке крови определяли концентрацию половых гормонов прогестерона, эстрадиола-17β и тестостерона методом твердофазного иммуноферментного анализа с использованием тест-систем (ООО «Хема-Медика», Россия) и анализатора иммуноферментных реакций Униплан АИФР-1 (ЗАО «Пикон» Россия). Содержание в сыворотке и цельной крови белков, общих иммуноглобулинов, мочевины, креатинина, холестерина, глюкозы, витаминов Е и С, общего кальция, неорганического фосфора, связанного с белком йода (СБЙ), среднемолекулярных пептидов (СМП), малонового диальдегида (МДА), активность щелочной фосфатазы (ЩФ), аланинаминотрансферазы (АлАТ), аспартатаминотрансферазы (АсАТ), g-глутамилтрансферазы (ГГТ), глутатионпероксидазы (ГПО), каталазы определяли посредством унифицированных методов исследования с помощью биохимического анализатора Hitahi-902 («Roche Diagnostics GmbH», Германия-Япония) и спектрофотометра UV 1700 («Shimadzu Corp.», Япония); количество цинка, меди, марганца, селена, магния - на атомно-адсорбци-онном спектрометре Perkin Elmer-703 («PerkinElmer», США), морфологический состав крови на гемоанализаторе ABX Micros 60 («ABX Diagnostics», Франция). Бактерицидную активность сыворотки крови (БАСК) и лизоцимную активность сыворотки крови (ЛАСК), циркулирующие иммунные комплексы (ЦИК) определяли в соответствии с методическими рекомендациями по оценке и коррекции иммунного статуса животных. Установлено, что эмбриональная смертность у коров ассоциирована с эндокринной недостаточностью половых желез. Продукция прогестерона у них в сравнении с животными контрольной группы на разных этапах гестации была ниже на 12,0-43,3 %, эстрадиола-17β - на 45,0-85,5 %. Их метаболический профиль характеризовался повышением концентрации в крови белка на 3,2-5,4 %, мочевины - на 9,8-23,6 %, креатинина - на 10,1-13,5 %, холестерина - на 10,9-17,1 %, СМП - на 6,1-34,7 %, активности ЩФ - на 12,8-36,2 %, АлАТ - на 3,6-13,2 %, АсАТ - на 13,8-30,8 %, ГГТ - на 45,4-77,5 %, индекса эндогенной интоксикации - на 13,0-40,0 %, что было следствием печеночной и почечной недостаточности, проявлением синдрома холестаза и эндогенной интоксикации. Наблюдался дефицит эссенциальных биоэлементов, повышенная активность процессов перекисного окисления липидов, пониженная активностью системы антиоксидантной защиты, накопление токсических продуктов ПОЛ и развитие окислительного стресса. При гибели эмбрионов у коров концентрация цинка в крови была меньше, чем в контроле, на 9,7-27,2 %, меди - на 17,6-23,3 %, марганца - на 10,8-15,2 %, селена - на 16,3-29,1 %, СБЙ - на 7,3-33,4 %, магния - на 9,7-27,4 %, происходило снижение активности ГПО на 25,8-31,2 %, каталазы - на 26,5-51,2 %, содержания витамина Е - на 26,3-31,6 %, витамина С - на 25,1-57,1 %. В крови у коров увеличивалось количество лейкоцитов, их нейтрофильных и эозинофильных форм, моноцитов при снижении фагоцитарной активности, количества лимфоцитов, иммуноглобулинов, БАСК и ЛАСК. Наблюдался влагалищный дисбиоз. Таким образом
Бесплатно
Статья обзорная
Иммунодефициты (ИД) - это снижение функциональной активности основных компонентов иммунной системы, ведущее к нарушению защитных функций организма и повышенной инфекционной заболеваемости. В основе иммунологической недостаточности первичного происхождения лежит генетически обусловленная неспособность организма реализовать то или иное эффективное звено иммунного ответа. Первичные ИД проявляются вскоре после рождения и, как правило, наследуются по аутосомно-рецессивному типу. В зависимости от степени нарушений и локализации дефектов различают гуморальные ИД с дефицитом В-системы иммунитета, иммунодефицитные состояния с преимущественным дефектом клеточного (Т) иммунитета и комбинированные ИД, сопровождающиеся поражением клеточных и гуморальных звеньев иммунитета. В настоящей статье представлена классификация, клиническая, иммунологическая и иммуногенетическая характеристика врожденных иммунодефицитов у различных видов животных, принципы и алгоритмы их диагностики и коррекции. Рассматриваются следующие ИД: комбинированный иммунодефицит у лошадей арабской и американской верховой пород, который характеризуется отсутствием у животных зрелых Т- и В-лимфоцитов; селективный IgM-дефицит у лошадей арабской породы; сцепленный с Х-хромосомой комбинированный иммунодефицит у собак породы бассет-хаунд; комбинированный иммунодефицит у мышей С.В-17 линии BALB/c; комбинированный иммунодефицит у телят ангусской породы; селективный IgG 2-дефицит у красного датского скота; наследственный паракератоз (Т-клеточный дефицит) у черно-пестрого датского, фризского и голштинского скота; синдром Чедиак-Хигаcи; дефицит адгезии лейкоцитов (BLAD); селективный IgA-дефицит у собак; транзиторная гипогаммаглобулинемия у щенков породы шпиц; летальный акродерматит у собак породы бультерьер; Т-клеточный иммунодефицит при карликовом росте у веймаранеров; циклический гематопоэз (синдром серебристых колли, или циклическая нейтропения); дефект бактерицидной активности нейтрофилов у доберман-пинчеров; аномалия Реlger-Нuet; дефицит адгезии лейкоцитов (синдром гранулоцитопатии) у ирландских сеттеров; аутосомно-рецессивный дефицит третьего компонента комплемента (С3) у британских спаниелей. Диагностика ИД направлена на качественную и количественную оценку звеньев иммунной системы, а также иммунорегуляторных механизмов, с помощью которых осуществляется созревание, дифференцировка и взаимодействие Т-, В-лимфоцитов, NK-клеток, иммуноглобулинов и комплемента. Дальнейшее развитие клинической иммунологии в направлении оценки иммунного статуса животных и диагностики иммунодефицитных состояний связано с накоплением новых данных и созданием интегральных показателей в норме и при определенных иммунопатологических состояниях.
Бесплатно
Первое выявление гриба Fusarium coffeatum на территории Российской Федерации
Статья научная
Согласно данным Росстата, доля зерновых и зернобобовых культур в структуре сельскохозяйственного производства в России в 2014-2018 годах колебалась от 17,2 до 20,2 %, а их валовые сборы в тот же период - от 105,2 до 135,5 млн т. При этом острой остается проблема заражения зерна и продуктов его переработки фитопатогенами различной природы, в том числе токсигенными грибами рода Fusarium . В комплексе мер по противодействию распространения фузариозной инфекции важнейшую роль играет оценка видового состава грибов, поражающих сельскохозяйственные культуры в разных регионах. Для надежной видовой идентификации широко используется комплексный подход, включающий, помимо традиционных микробиологических методов, анализ нуклеотидных последовательностей маркерных генов и их сравнение со стандартными последовательностями, представленными в базах данных. Настоящая работа посвящена описанию изолята гриба рода Fusarium (штамм ION-3/4), выделенного из зерна пшеницы в Тульской области Российской Федерации (2014 год). Выделение и очистку ДНК из мицелия исследуемого изолята и референтных культур видов Fusarium equiseti и F. graminearum проводили с использованием набора DNAeasy® Plant Pro Kit («Qiagen», Германия). Секвенирование маркерных фрагментов генов фактора элонгации трансляции 1 альфа ( TEF1a, размер фрагмента 587 п.н.) и субъединицы РНК-полимеразы II ( RPB2 , размер фрагмента 689 п.н.) проводили модифицированным методом Сэнгера с использованием флуоресцентной метки на автоматическом секвенаторе ABI PRISM 3730 («Applied Biosystems», США). Для анализа расшифрованных нуклеотидных последовательностей генов TEF1a и RPB2 использовали алгоритм BLAST (https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi). Филогенетический анализ и построение филогенетических деревьев выполняли в программе MEGA-X (https://www.megasoftware.net/) с использованием метода максимального правдоподобия и двухпараметрической модели Кимуры. Макроморфологические характеристики изолята изучали при культивировании на специальных питательных средах, микроморфологические структуры оценивали с использованием микроскопа Olympus CX33 («Olympus Corporation», Япония). Совокупность полученных данных позволила охарактеризовать штамм ION-3/4 как представителя вида Fusarium coffeatum, недавно выделенного в качестве отдельной таксономической группы, входящей в состав комплекса видов F. incarnatum-equiseti . Филогенетически исследуемый изолят (штамм ION-3/4) формирует отдельную группу с типовым штаммом F. coffeatum 635.76. Ключевые морфологические характеристики (тип мицелия, форма и размер конидий, строение моно- и полифиалид) также соответствовали описанию характерных признаков этого вида. Поскольку вид F. coffeatum входит в комплекс видов F. incarnatum-equiseti , включающий возбудителей болезней растений, многие из которых способны к синтезу микотоксинов, то он также может рассматриваться как потенциальный фитопатоген, требующий пристального внимания и дальнейшего изучения.
Бесплатно
Первое микотоксикологическое исследование горчицы белой (Sinapis alba L.)
Статья научная
Сельскохозяйственные культуры, широко представленные как на возделываемых угодьях, так и в естественных ботанических формациях, привлекают все большее внимание исследователей. Это связано с хозяйственной значимостью и высокой ценностью таких растений как экспериментальных объектов. Согласно современным представлениям, комплекс вторичных веществ в растениях рассматривается как совместный продукт их ассоциаций с сообществами микроорганизмов, главным образом микроскопическими грибами (S. Kusari с соавт., 2012). Российскими исследователями выполнен первый цикл работ по сравнительноему изучению содержания микотоксинов в злаковых и бобовых травах на производственных посевах и в естественной среде обитания (G.P. Kononenko с соавт., 2015; A.A. Burkin с соавт., 2017). В представленной работе мы впервые получили сведения о характере контаминации крестоцветных растений токсичными метаболитами микроскопических грибов, выявили различия в их локализации по вегетативным и генеративным органам, а также изменения, сопровождающие полный цикл развития...
Бесплатно
Статья научная
Оценивали переваримость различных питательных веществ кормов и степень усвоения азота у телок черно-пестрой породы в зависимости от возраста животных и сбалансированности рационов по минеральным элементам.
Бесплатно
Статья научная
Оценивали переваримость питательных веществ и степень использования азота корма у чистокровных подсвинков различных пород (ландрас, туклинская и крупная белая) и гибридов, полученных при возвратных скрещиваниях.
Бесплатно
Статья научная
Исследовали влияние пробиотика реалак на интенсивность роста новорожденных телят и переваримость питательных веществ рациона. Оценивали лечебно-профилактические свойства препарата при желудочно-кишечных расстройствах.
Бесплатно
Статья научная
Нодулярный дерматит крупного рогатого скота (НД, заразный узелковый дерматит, кожная бугорчатка, узелковая экзантема, dermatitis nodulares, lumpy skin disease) - трансмиссивная вирусная высококонтагиозная трансграничная эмерджентная болезнь. В 2015 году она была занесена в Республику Дагестан из Азербайджана. В 2016 году заболевание обнаружили в Краснодарском крае, затем еще в 6 областях Российской Федерации. Болезнь приводит к снижению молочной продуктивности до 50 %, потере живой массы тела, абортам и мертворождения, повреждению шкуры, нарушению воспроизводительной функции у больных особей (вплоть до полной потери фертильности у быков) и гибели животных от секундарных инфекций. Нодулярный дерматит вызывает ДНК-содержащий вирус рода Capripoxvirus (подсемейство Chordopoxvirinae, семейства Poxviridae ). Выделение и идентификация вируса, изготовление вакцинных и диагностических препаратов во многом зависят от удачного выбора системы культивирования. Целью нашей работы было изучение культуральных свойств изолята вируса нодулярного дерматита и оптимизация условий получения вирусосодержащего материала в наиболее перспективных клеточных культурах. Вирус выделяли из проб органов (печень, легкие, селезенка, лимфатические узлы и пораженная подкожная клетчатка) от вынужденно убитых быков калмыцкой породы (хозяйства Волгоградской области, 2016 год) с характерными проявлениями клинических признаков НД. Для выделения вируса готовили 10 % суспензию образцов и вносили в культуральные флаконы (по 3 флакона для каждой культуры) со сформировавшимся монослоем клеток тестикул козленка (ТК), перевиваемыми линиями клеток почек теленка (MDBK) и кролика (RК-13/2-03). В третьем пассаже титр вируса, полученного в клетках MDBK и RК-13/2-03, составлял 4,67-5,00 lg ТЦД50/см3. В вирусосодержащем культуральном материале выявляли геном вируса НД методом ПЦР. Полученный штамм вируса НД был депонирован в Государственную коллекцию микроорганизмов Всероссийского НИИ ветеринарной вирусологии и микробиологии под номером 3161. В работе с этим штаммом вируса НД также определяли пермиссивность культур клеток кожи эмбриона лося (КЭЛ/07), почки африканской зеленной мартышки (CV-1, VERO), гибридной линии клеток почки эмбриона свиньи (СПЭВ ТК-) × спленоцитов селезенки свиньи (А4С2/9к), почек овцы (ПО), кролика (RК-13/2-03) и теленка (Taurus-1). Установлено, что к вирусу чувствительны перевиваемые клеточные линии гомологичного (MDBK, Taurus-1, КЭЛ/07, ПО) и гетерологичного происхождения (RК-13/2-03, VERO, CV-1, А4С2/9к, СПЭВ). Впервые выявлено, что вирус НД размножается в клетках диких животных (лося), а также установлена возможность его культивирования в перевиваемых гетерологичных клеточных культурах RК-13/2-03 и А4С2/9к. Длительность культивирования вируса до проявления 95-100 % ЦПД зависела от клеточного субстрата и множественности заражения. В культурах клеток МDBK и VERO она составляла 48 ч, в Taurus-1, ПО, RК-13/2-03, CV-1 максимальные деструктивные изменения клеточного монослоя наблюдали через 48-96 ч после инфицирования. При оптимальной множественности заражения, составляющей 0,001-0,00001 ТЦД50/кл и культивировании в поддерживающей среде, содержащей 2-5 % сыворотки крупного рогатого скота, титр вируса, полученного в культурах клеток ПО и VERO, составлял 6,0-6,8 lg ТЦД50/см3, в клетках RК-13/2-03 - 5,8-6,6 lg ТЦД50/см3. Таким образом, наиболее перспективным представляется использование для накопления вируса НД клональной перевиваемой линии клеток почки кролика RК-13/2-03.
Бесплатно
Пермиссивность культуры клеток синовиальной мембраны ягненка в отношении вируса болезни Акабане
Статья научная
В связи с многообразием и разносторонностью экономических и туристических связей с ближним и дальним зарубежьем не исключен случайный, а иногда и целенаправленный занос на территорию Российской Федерации возбудителей экзотических инфекций, в том числе болезни Акабане. Болезнь Акабане - вирусная трансмиссивная инфекция, периодические вспышки которой сопровождаются абортами, рождением мертвых, недоношенных или имеющих врожденные уродства (артрогрипоз, водянка головного мозга) телят, ягнят и козлят. Вирус болезни Акабане может персистировать как в организме животных, так и in vitro в перевиваемых культурах клеток. Во Всероссийском НИИ ветеринарной вирусологии и микробиологии была изучена чувствительность перевиваемой культуры клеток почки африканской зеленой мартышки (СV-1) к вирусу болезни Акабане. В этой культуре вирус болезни Акабане вызывал цитопатические изменения, выражающиеся в округлении клеток с цитолизом и отслоением клеточного монослоя через 48 ч после заражения. В представляемой работе впервые показано, что вирус болезни Акабане индуцирует цитоморфологические изменения в первичной диплоидной культуре клеток синовиальной мембраны ягненка, полученной по оригинальной методике, и эта культура пригодна для его накопления в титре, достаточном для проведения исследований и диагностики. Ранее сообщалось, что культура клеток синовиальной мембраны ягненка чувствительна к лентивирусам мелких жвачных: вирусу артрита-энцефалита коз и вирусу Visna Maedi овец. Культуру клеток получали методом выращивания тканевых эксплантатов синовиальной мембраны ягненка. Монослой клеток заражали вирусом болезни Акабане. Цитопатическое действие вируса болезни Акабане регистрировали на 4-е сут после заражения. Оно характеризовалось образованием симпластов, которые за счет слияния инфицированных клеток увеличивались в размере на 5-6-е сут. Активность вируса болезни Акабане штамма В8935 составила 5,0±0,25 lg ТЦД50/см3, штамма Р - 6,0±0,25 lg ТЦД50/см3. До трех пассажей, а также после замораживания первичная культура клеток сохраняла вируспродуцирующую активность, а вирус болезни Акабане - инфекционные свойства. Клетки синовиальной мембраны ягненка можно пересевать повторно при культивировании, а избыток диплоидной культуры, как и перевиваемые клетки, - консервировать замораживанием, восстанавливая по мере необходимости. При этом целесообразно использовать штамм диплоидных клеток синовиальной мембраны ягненка. Еще одно преимущество получаемой самостоятельно первичной культуры клеток синовиальной мембраны ягненка по сравнению с клеточными линиями обезьян в том, что последние служат источником вируса герпеса В.
Бесплатно
Статья научная
Оценивали интенсивность пероксидного окисления липидов, а также функциональную активность неферментативного и ферментативного звеньев антиоксидантной системы защиты у телят симментальской породы в период постнатальной адаптации. Выявляли возрастные закономерности становления антиоксидантной системы защиты.
Бесплатно
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
Перспективы применения полиаминов в птицеводстве - мини-обзор
Статья научная
Полиамины критически важны для сельскохозяйственных животных и птицы в условиях применения современных интенсивных технологий разведения и высоких стрессорных нагрузок. К основным представителям полиаминов относятся путресцин, спермидин и спермин. Выполняя важные физиологические функции в клетках птиц в процессе эмбриогенеза и дальнейшего развития, они обладают плейотропной биохимической активностью, включая регуляцию экспрессии генов, клеточную пролиферацию и модуляцию клеточной сигнализации (I.L.M.H. Aye с соавт., 2022; E. Stolarska с соавт., 2023; Ю.С. Колесников с соавт., 2024). Полиамины необходимы для стабилизации ДНК и мРНК при транскрипции генов и трансляции мРНК, для стимуляции пролиферации и апоптоза в процессе формирования органов и тканей, а также они участвуют в регуляции транспорта и метаболизма питательных веществ, витаминов, кальция и других метаболитов (U. Bachrach, 2005; H.L. Lightfoot с соавт., 2014; S. Nakanishi с соавт., 2021). В настоящее время спермидин обоснованно рассматривается как соединение, способное увеличивать продолжительность жизни благодаря его эффективному влиянию на аутофагию клеток и сохранность длины теломеров. Полиамины в организме птиц синтезируются из аминокислот - аргинина и пролина. Известно, что под действием аргиназы образуется орнитин, и лимитирующим ферментом в биосинтезе полиаминов служит орнитиндекарбоксилаза, образующая путресцин (A.E. Pegg с соавт., 1981). Следующие полиамины - спермидин и спермин образуются под действием синтетаз. Недавно с помощью введения меченных 14С аминокислот установлено, что в биосинтезе полиаминов может участвовать пролин (K. Furukawa с соавт., 2021). Процессы синтеза и распада полиаминов обратимы. При распаде спермина и спермидина образуются ацетильные производные (E. Stolarska с соавт., 2023). Источниками полиаминов в организме птиц также служит корма и микробиота кишечника. Введение полиаминов в рацион показало эффективность в отношении выживаемости, роста и развития птицы с повышением конверсии корма (K.T. Smith с соавт., 2000). Эффективность применения полиаминов показана не только для мясных пород, но и для яйценоских. На гусях установлено, что спермидин и путресцин регулируют пролиферацию клеток кишечника, оказывая при этом положительное влияние на микробиоту и активность пищеварительных ферментов. Введение путресцина в рацион птицы увеличивает яйценоскость, а у кур влияет на качество формирования скорлупы яиц и количественные характеристики оперения (S.R. Chowdhury с соавт., 2001). В настоящем обзоре освещены некоторые вопросы биохимии полиаминов в организме птицы. Рассмотрены данные о применении полиаминов в практике коррекции стресс-индуцированных патологий, таких как гипоксия. Полиамины могут функционировать как первичные молекулы стресса у бактерий, растений и животных, включая птиц (Т.Т. Березов с соавт., 2013; М.Г. Маклецова с соавт., 2022). Физиологическое действие полиаминов распространяется на все системы органов и тканей птиц, особенно на центральную нервную систему. Спермидин и спермин служат модуляторами нейромедиаторных систем мозга, что позволяет рассматривать их как перспективные препараты для коррекции поведения птицы, нарушение которого наблюдается при стрессе, а также как факторы увеличения продолжительности жизни. Очевидно, что изучение влияния стресса на метаболизм полиаминов в тканях позволит корректировать стресс-индуцированные изменения, которые оказывают негативное воздействие на развитие птицы и ограничивают применение интенсивных технологий.
Бесплатно
