Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1768
Пестивирусы крупного рогатого скота - контаминанты биологических препаратов (обзор)
Статья обзорная
Пестивирусы крупного рогатого скота становятся возбудителями вирусной диареи - болезни слизистых оболочек, широко распространенной и экономически значимой инфекции (J.F. Ridpath, 2010; C.A. Evans с соавт., 2019). К таким вирусам относятся прототипный вид Pestivirus А (вирус вирусной диареи крупного рогатого скота 1 вида; BVDV-1), Pestivirus В (вирус вирусной диареи крупного рогатого скота 2 вида; BVDV-2) и Pestivirus H (Hobi-like pestivirus, HoBiPeV; вирус вирусной диареи крупного рогатого скота 3 вида; BVDV-3) (P. Simmonds с соавт., 2017; ICTV, 2019). Все агенты представлены цитопатогенным (Цп) и нецитопатогенным (Нцп) биотипами. Нцп биотип, в отличие от Цп, не вызывает видимых морфологических разрушений культур клеток и представляет более 90 % популяции вирусов (P.H. Walz с соавт., 2020). Число известных субтипов BVDV-1 составляет 22 (от a до v), BVDV-2 - 4 (a, b, c, d) и BVDV-3 - 4 (a, b, c, d) (N. Su с соавт., 2023). В России установлена циркуляция 12 субтипов BVDV-1, трех субтипов BVDV-2 и одного субтипа BVDV-3 (А.Г. Глотов с соавт., 2022). Одним из путей распространения возбудителей в популяциях крупного рогатого скота могут быть биопрепараты, полученные с использованием контаминированных фетальных сывороток (Л.В. Урываев с соавт., 2012; А.Г. Глотов с соавт., 2018), культур клеток и трипсина (O. Lung с соавт., 2021), а именно ветеринарные вакцины и интерфероны. Агенты могут распространяться со спермой быков-производителей и эмбрионами (J.A. Gard с соавт., 2007; K. Gregg с соавт., 2010). Значительную проблему могут представлять контаминированные вакцины медицинского назначения (Giangaspero M. с соавт., 2004), а также биотехнологические материалы (L. Djemal с соавт., 2021), стволовые клетки (S. Viau с соавт., 2019). Контаминация вакцин происходит при их производстве Нцп штаммами всех видов пестивирусов, которые заносятся в культуры клеток случайным образом из непроверенной фетальной сыворотки (B. Makoschey с соавт., 2003; Pastoret P.P., 2010). Существующие методы деконтаминации не всегда могут обеспечить полную инактивацию агентов (W.P. Paim с соавт., 2021). Дополнительную проблему вносит увеличивающееся число видов и субтипов вирусов (C. Luzzago с соавт., 2021). Контаминация культур клеток млекопитающих может привести к ложным результатам диагностических исследований, заражению биологических препаратов и передаче их реципиентам. Антитела к пестивирусам крупного рогатого обнаруживали в 40 % проб сыворотки крови, взятых у близнецов с шизофренией (M. Giangaspero, 2013), а их антигены - в 23,6 % образцов фекалий от детей с гастроэнтеритом (R. Yolken с соавт., 1989). Только тщательный рутинный контроль и выбраковка животных, используемых для получения фетальной сыворотки или для получения органов для культур клеток, всех серий сыворотки, культур клеток и биопрепаратов на ее основе, может предотвратить потенциально опасную контаминацию пестивирусами. При этом необходимо учитывать пластичность вирусов и появление новых видов и субтипов.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается гепатотоксическое действие растений семейства бурачниковых, попадающих в корма сельскохозяйственных животных. Описаны клинические признаки и физиологические нарушения при отравлении животных различных видов пирролизидиновыми алкалоидами. Обсуждается возможность использования лабораторного анализа крови и оценки ботанического состава кормов для диагностики отравлений алкалоидами ядовитых растений. Предложены меры профилактики отравления животных, а также ветеринарно-врачебного контроля за содержанием алкалоидов и их биотрансформатов в мясе, молоке, меде и других продуктах, потребляемых человеком.
Бесплатно
Статья научная
Выращивание личинок мухи черная львинка ( Hermetia illucens L.) - экономичный способ превращения органических остатков в ценный источник биомолекул (белков, липидов и хитина). Доказана перспективность промышленного разведения личинок черной львинки на различных органических субстратах, в связи с чем целесообразно изучить их питательные свойства и эффективность применения в кормлении сельскохозяйственных животных. Целью нашей работы была оценка питательных характеристик личинок H. illucens , выращенных на различных кормовых субстратах, и изучение возможности введения их в рацион сельскохозяйственных животных на примере молодняка свиней. Личинок получали в лабораторных условиях (ИПЭЭ РАН) при использовании различных кормовых субстратов: послеспиртовой барды, фуражного зерна пшеницы, пшеничных отрубей, дробленой кукурузы, фруктово-зерново-овощных смесей, птичьей пометной подстилки. Физиологический опыт на гибридных боровках (F1 крупная белая ½ ландрас, 6 гол.) проводили в условиях физиологического двора Федерального научного центра животноводства - ВИЖ им...
Бесплатно
Пищевое поведение животных при разных формах баланса незаменимых аминокислот
Статья научная
Проанализированы физиолого-биохимические механизмы пищевого поведения сельскохозяйственных животных при разных формах баланса незаменимых аминокислот. Отражена роль нейрогуморальных факторов, в частности нейропептидов, в регуляции пищевого поведения животных. Отказ животных от корма рассматривается как защитная реакция при нарушениях концентрации свободных аминокислот в крови и цитоплазме клеток органов и тканей.
Бесплатно
Плодовитость овцематок забайкальской породы под влиянием условий содержания и состава рациона
Статья научная
При круглогодовом пастбищном содержании овец в хозяйствах Читинской и Иркутской областей оценивали возможность повышения плодовитости маток забайкальской породы при использовании различных рационов кормления в периоды подготовки к осеменению, осеменения и суягности.
Бесплатно
Поведенческие реакции и благополучие сельскохозяйственной птицы (обзор)
Статья обзорная
Обеспечение благополучия птицы и производство высококачественной продукции остаются актуальными проблемами как в мировом птицеводстве, так и в России в связи с необходимостью повышения конкурентоспособности отрасли (Welfare Quality® Assessment for poultry, 2009; I.J.H. Duncan, 1981; J.A. Mench, 1992). Особое внимание при улучшении благополучия животных придается соответствию между их биологическими особенностями и технологиями животноводства (D.A. Orlov c соавт., 2016). На благополучие сельскохозяйственной птицы влияют болезни, стрессы, питание, условия содержания (D.C. Jr Lay c соавт., 2011). Цель настоящего обзора - анализ нарушений поведения птицы в связи с ее неблагополучием, а также рассмотрение поведенческих предпочтений в качестве условий обеспечения благополучия. Птица в определенных пределах способна адаптироваться к различным условиям окружающей среды (M. Brantsæter c соавт., 2018). Неспособность к адаптации выражается в изменениях физиологического статуса, а также в нарушениях поведения, которые могут нанести вред и животным, и обслуживающему персоналу. Сильные проявления страха, такие как паника или резкие попытки побега, повышают энергозатраты и могут привести к повреждениям или даже смерти (S. Waiblinger c соавт., 2006). Страх как нежелательное эмоциональное состояние снижает общую активность животных. Регулярные отрицательные раздражители тормозят социальные взаимодействия (J.A. Mench, 2004; B. Forkman c соавт., 2007). Боязнь человека влияет на благополучие и продуктивность (T. Kutzer c соавт., 2015; M.A. Sutherland c соавт., 2012; F. Barone c соавт., 2018). Отношения человека и животного включают в себя визуальное, тактильное, обонятельное и групповое восприятие (S. Waiblinger c соавт., 2006). Птица чувствительна к визуальному контакту с человеком, но некоторые взаимодействия, такие как перемещение человеком руки на боковую часть клетки или приближение на короткое время, могут снизить ее пугливость (J.A. Mench, 2004). Оценка реакции животных позволяет сделать выводы о том, как они воспринимают всех людей или конкретного человека. Это зависит от вида животного и системы содержания, от характера его взаимодействий с человеком (позитивные, нейтральные или негативные), от качества ухода (S. Waiblin-ger c соавт., 2006). Понимание поведения - важный аспект концепции благополучия птицы (В.Н. Тихонов c соавт., 2008). С точки зрения обеспечения благополучия животных особо выделяют возможность проявлять природное поведение и наличие элементов в обстановке, приближающих ее к природной среде (Animal Welfare Issues Compendium; D. Fraser, 2008). Домашние куры сохранили значительную часть свойственных диким формам поведенческих потребностей (M.S. Dawkins, 1988). Главные из них - гнездование, пищевое и питьевое поведение, двигательная и комфортная активность, социальные взаимодействия (I.J.H. Duncan, 1998; T. Shimmura c соавт., 2018). Ограничение естественного поведения ведет к ухудшению благополучия птицы. Факторы окружающей среды, такие как высокая интенсивность света и скученность, также c высокой вероятностью провоцируют проявления нарушений поведения (M.C. Appleby c соавт., 2004). У животных, которые содержатся в неволе, могут проявляться так называемые стереотипии - повторяющиеся фиксированные циклы, выполняемые без видимого назначения, агрессивное поведение, расклевы яиц (G.J. Mason, 1991; M.C. Appleby c соавт., 2004; I.J.H. Duncan, 1998). Птица, содержащаяся в традиционных клеточных батареях (на 4-5 гол.), подвержена меньшему риску проблем с агрессивным поведением по сравнению с напольным содержанием из-за меньшего числа особей в группе (H. Lukanov c соавт., 2013). В то же время в бесклеточных системах размер группы может превышать 1000 гол., что расширяет возможности исследовательского поведения птицы, но повышает риск расклевов и каннибализма (D.C. Jr Lay c соавт., 2011). Именно поведенческие предпочтения животных служат основой для дизайна технологий, обеспечивающих их благополучие (M.S. Dawkins, 1988).
Бесплатно
Статья научная
Заболевания, вызванные патогенными микромицетами, и воздействие гербицидов приводят к снижению продуктивности и качества корнеплодов у сахарной свеклы. К перспективным экологически безопасным агентам, применяемым для защиты растений от биотических и абиотических стрессов, относятся биопрепараты на основе Bacillus Cohn. Поиск таких биорегуляторов для целенаправленного и эффективного использования на сахарной свекле, основанный на выявлении механизмов их действия, остается актуальным. В представляемой работе изучено влияние бациллярных биопрепаратов фитоспорина-М, альбита и витаплана на структуру комплекса патогенных микромицетов в ризосфере сахарной свеклы Beta vulgaris L. (гибрид КВС), ферментативную активность в почве и листьях, накопление сахарозы в корнеплодах и их продуктивность на фоне патогенного и гербицидного прессинга. Оценку проводили с использованием классических микробиологических и физиолого-биохимических методов. Обнаружено, что обработка фитоспорином-М, альбитом и витапланом снижала обилие и частоту встречаемости патогенных видов в ризосфере и приводила к активизации полезной микрофлоры, о чем могут свидетельствовать данные об увеличении активности оксидоредуктаз и гидролаз в ризосфере корнеплодов. Так, в почве контрольных участков обнаружили 8 видов патогенных микромицетов, из которых доминирующими оказались Alternaria tenuis, Aspergillus niger и Penicillium glabrum (два последних - сильные токсинообразователи). После 1-кратной обработки фитоспорином-М патогенные грибы в ризосфере корнеплодов были представлены только видом Penicillium glabrum, альбитом - P. ci-trinum, витапланом - Alternaria tenuis, Aspergillus niger, Fusarium oxysporum, F. solani и Penicillium solitum, на участках, обработанных фитоспорином-М и альбитом, отсутствовали возбудители корнееда. После 2-кратной обработки обилие видов было в 1,5-3,0 раза меньше, а их частота - в 2,0-4,0 раза ниже, чем в контроле. Активность каталазы, отражающей интенсивность микробиологических процессов в почве, в проведенном эксперименте после 1-й обработки фитоспорином-М и альбитом превысила контроль соответственно в 1,4 и 3,7 раза, после 2-й - в 1,4 и 1,2 раза. В то же время в листьях наблюдалось снижение активности гидролаз и повышение активности их ингибиторов, что служит показателем индуцирования у растений защитных реакций против патогенов, причем максимальные значения регистрировались при обработках фитоспорином-М и альбитом. О протекторном действии биопрепаратов на растения свидетельствовали также данные об активации пероксидазы в листьях (до 0,175-0,250 ОЕ 490/г сырой массы). Следует отметить, что фитоспорин-М поддерживал сравнительно высокую активность этого фермента и после повторного внесения, что указывает на длительное действие биопрепарата на антиоксидантную систему в период вегетации. Результирующим показателем положительного влияния биопрепаратов в условиях патогенного и гербицидного прессинга послужили данные об увеличении продуктивности и сахаристости корнеплодов у обработанных растений, причем максимальный эффект был достигнут при 2-кратном применении фитоспорина-М.
Бесплатно
Повышение адаптивности в селекции зерновых культур
Статья обзорная
Важнейшее требование, которому должны соответствовать перспективные сорта, -адаптивность, то есть способность противостоять действию факторов среды, снижающих продуктивность и урожай. Проблема адаптации в системе «растение-среда» и использование механизмов саморегуляции продуктивного и средообразующего процессов занимает центральное место в эволюционной теории и селекции (З.В. Андреева с соавт., 2014). В этой системе следует обратить особое внимание на потенциал растения. В обзоре обсуждаются основные понятия, особенности и направления селекции на адаптивность. Цель такой селекции - выведение сортов с высокой устойчивостью к неблагоприятным условиям. Рассмотрены представления о стабильности, пластичности, гомеостатичности и устойчивости изучаемого генотипа к стрессорам. Взаимодействие «генотип-среда» (ВГС) в широком смысле отражает реакцию растения на любые изменения среды. В узком смысле это понятие применяется для описания смены рангов продуктивности у набора генотипов в разных средах. ВГС играет главную роль в повышении урожаев сельскохозяйственных растений. Взаимодействия и взаимосвязи генотипа и среды разнообразны и сложны по характеру и степени проявления, они зависят от генотипа и того, какой фактор рассматривают в роли среды или условий (В.А. Зыкин с соавт., 2005). Невысокое различие между генотипическими возможностями и их фенотипическим проявлением свидетельствует о меньшей реакции конкретного генотипа на факторы среды. Рассматривается использование различных методик выявления потенциальной продуктивности и адаптивности сортов. Применение методов оценки стабильности и пластичности позволяет установить достоверность различий и получить дополнительную информацию для отбора ценного исходного материала при селекции на адаптивность. Создание сортов и гибридов с высокой адаптивностью предполагает использование специальных методов селекции в зависимости от условий внешней среды и фазы онтогенеза растений (А.П. Головоченко, 2001).
Бесплатно
Повышение выводимости мулардов с помощью отбора носителей жизнеспособных пронуклеусов
Статья научная
Отдаленная гибридизация, достаточно широко применяемая при создании сортов и пород, пока не получила должного распространения в птицеводстве из-за низкого вывода гибридного молодняка. Известен единственный пример использования межвидовых гибридов - мулардов, полученных при скрещивании мускусной ( Cairina moshata ) и домашней ( Anas platyrhynchos L.) утки. Однако и у этого гибрида хозяйственное применение пока ограничено из-за невысокой выводимости яиц. В настоящей работе с целью усовершенствования способов создания межвидовых гибридов мускусной и домашней утки мы впервые сравнили эффективность приемов получения спермы, влияние породы и линии на выводимость и качество гибридного молодняка, а также оценили целесообразность отбора носителей генетически совместимых пронуклеусов. Родительскими формами при скрещиваниях были мускусные селезни (кросс Юбилейный, линии Ю1, Ю2 и Ю3; характеризуются хорошими мясными качествами) и домашние утки башкирской цветной породы (линия БЦ2, обладают высокой яйценоскостью) и пекинской породы (линия А4, выделяется высокой плодовитостью). Выявлен рациональный способ получения спермы у мускусных селезней. Преимущество использования подсадной утки с последующим сбором спермы на искусственную вагину в сравнении с ручным массажем выражалось в увеличении числа и подвижности спермиев и объема эякулята, что обеспечило повышение оплодотворенности яиц на 5,0 % (Р £ 0,01). При этом число спермиев на дозу осеменения должно составлять около 150 млн при введении в яйцевод на глубину 4 см. При выполнении искусственного осеменения использовали предварительно разработанную биотехнологическую среду, обеспечивающую снижение дестабилизирующего влияния секторов слизистой оболочки яйцевода на чужеродную сперму. В опытах по изучению влияния генотипа (порода, линия) на результативность получения межвидовых гибридов было установлено отсутствие достоверных различий в выводе гибридного молодняка. Однако муларды, полученные при скрещивании мускусных селезней линии Ю1 с утками пекинской породы линии А4, превосходили другие сочетания по живой массе в убойном возрасте на 4,5-7,2 % (Р £ 0,05-0,01). Предложенный нами способ отбора особей - носителей генетически совместимых пронуклеусов без нарушения целостности генома заключался в использовании при искусственном осеменении высокоактивной чужеродной спермы в смеси с низкоактивной спермой собственного вида в соотношении 2:1. При дополнительном отборе носителей жизнеспособных пронуклеусов вывод мулардов был достоверно (на 20,5 %, Р £ 0,001) выше, чем в контрольной группе, сформированной методом случайной выборки из племенного стада хозяйства. Выведенные межвидовые гибриды ♂линия Ю1 (мускусные утки) ½ ♀линии А4 (пекинская утка, кросс Агидель 34) характеризовались высокой жизнеспособностью (сохранность в период с 1-х сут до убойного возраста составляла 95,5-99,0 %). Живая масса, мясные качества, химический состав мяса и его калорийность у межвидовых гибридов соответствовали промежуточным показателям относительно исходных форм. При этом органолептические показатели мяса мулардов характеризовались специфическими вкусовыми и высокими пищевыми свойствами. Коэффициент наследуемости по признаку выводимости гибридного молодняка (мать-дочь) составил 27 %, что свидетельствует о возможности повышения этого показателя посредством отбора сочетающихся семей с оценкой птицы по качеству гибридного потомства
Бесплатно
Статья научная
Отходы основного производства продуктов животного происхождения - один из факторов негативного антропогенного воздействия на окружающую среду, но в то же время это источник ценных биологически активных веществ, которые могут быть использованы. Нами разработана схема комплексного применения биологически активных продуктов рециклинга - коллагена и кератина, полученных по оригинальным запатентованным технологиям из возвратных отходов кожевенной и текстильной промышленности, в сочетании с мелатонином (оригинальный модифицированный препарат) для использования при разведении хорей. Предложенный препарат Мелаколл представляет собой стабилизированный комплекс мелатонина и коллагена. Мелаколл обладает пролонгированным (до 4 мес) действием и относится к 4-му классу токсичности. Показатели качества кератинсодержащей субстанции (доля кератина более 95 %) позволяют использовать ее как белковую добавку в корм. При сочетанном применении Мелаколла и кератина наблюдается равномерный, статистически достоверный прирост живой массы зверей на протяжении 4 мес (исходная - 0,59 кг, конечная - 2,63±0,13 кг, по месяцам t факт. соответственно 16,59; 5,16; 2,29 и 2,58 при t табл. 2,14), превышающий показатели, полученные при использовании как малых, так и больших доз кератина (конечная масса - соответственно 2,53±0,05 и 2,54±0,11 кг). На 5-й мес этот показатель снижался, что указывало на завершение развития животных и достижение ими убойной массы на 1 мес раньше стандартных сроков убоя. Повышение концентрации имплантируемого Мелаколла способствовало увеличению размера шкурок (V группа - 1023±30 см2, VII - 861±30). Применение Мелаколла и кератина в производственном опыте позволило достоверно ( t факт. 2,89 > t табл. 2,14) увеличить площадь шкурок по сравнению с контролем на 12 %. Количество прижизненных дефектов (в частности, битость ости) на шкурках хорей, которым имплантировали Мелаколл, наибольшее (37,5 %), у получавших кератин в качестве белковой добавки - наименьшее (12,5 %) за счет обогащения стандартного рациона серосодержащими аминокислотами, отвечающих за прочностные характеристики волоса. Комплексное использование кератина и Мелаколла достоверно повышало густоту волос на шкурках хорей на 16 % по сравнению с контролем ( t факт. 3,1 > t табл. 2,77; Р > 0,05), при этом сам Мелаколл не оказывал выраженного влияния на густоту волосяного покрова (при сравнении контроля и I, II, III, V, VI опытных групп t табл. соответственно 0,04; 0,05; 0,07; 0,09; 0,01 табл. 2,77). Оптимальное количество предлагаемой кератинсодержащей добавки к рациону при выращивании убойного молодняка хорей - 0,6 % от массы корма, Мелаколла - 1 мл субстанции в концентрации 6 мг/мл при имплантировании инъекцией.
Бесплатно
Повышение продуктивности и качества семян сои за счет интенсификации азотфиксации
Статья научная
Применение биопрепаратов, повышающих симбиотическую азотфиксацию, урожайность и качество бобовых культур, - один из современных приемов, который позволяет разрабатывать энергосберегающие, экологически безопасные технологии кормопроизводства, учитывающие природные особенности региона и обеспечивающие устойчивое развитие отрасли. В полевых опытах в условиях Среднерусской лесостепи оценивали урожайность и качество семян у сои ультраскороспелого сорта Магева на фоне разных доз азотно-фосфорно-калийных удобрений при совместной инокуляции растений клубеньковыми бактериями ( Bradiorhizobium japonicum ) и эндомикоризным грибом ( Glomus intraradices ). Определяли численность и массу клубеньков, их нитрогеназную активность и количество фиксированного азота воздуха. Биопрепараты на основе азотфиксирующих и фосфатмобилизующих микроорганизмов, применяемые совместно без удобрений и на фоне расчетных норм фосфорно-калийных удобрений, в значительной степени способствовали повышению симбиотической активности у растений сои, усилению биологической фиксации азота воздуха, росту урожайности и улучшению качества семян. Так, фосфорно-калийные удобрения повысили нодуляцию растений, а количество биологически фиксированного азота возросло в 3,0 раза по сравнению с контролем. При инокуляции с применением ризоторфина и гломуса без внесения удобрений и на фоне фосфорно-калийных удобрений отмечали максимальную нодуляцию. При естественном плодородии почвы с одновременным использованием обоих биопрепаратов урожайность сои повысилась на 7,3 ц/га, содержание белка - на 2,3 %. Применение под культуру расчетных норм фосфорно-калийных удобрений обеспечило увеличение урожайности на 48,0 %.
Бесплатно
Статья обзорная
Синтетическая биология растений - это молодая научная дисциплина, которая объединяет принципы инженерии с биологией с целью разработки уникальных систем на основе растений для различных применений, от производства биотоплива до улучшения сельскохозяйственных культур. Эта технология может революционно изменить традиционное сельское хозяйство, содействовать устойчивому развитию и решению глобальных проблем продовольственой безопасности, изменения климата и возобновляемых источников энергии. Цикл проектирование-создание-тестирование-обучение (Design-Build-Test-Learn, DBTL) обеспечивает основу для процесса планирования, разработки, оценки и совершенствования синтетических биологических систем. Он позволяет исследователям итеративно настраивать производительность биологических цепей, что делает этот цикл критически важным инструментом для построения сложных биологических систем с предсказуемым и надежным поведением. Однако на каждом этапе этого цикла могут проявиться узкие места из-за неэффективного проектирования, ограниченного запаса генетических компонентов, технических проблем при разработке и управлении биологическими системами и трудностей в корректном мониторинге производительности системы. Для преодоления узких мест в цикле DBTL можно использовать различные стратегии: совершенствование вычислительных технологий для эффективного проектирования, расширение набора генетических компонентов, повышение точности и масштабируемости приемов редактирования генома и внедрение методов высокопроизводительного скрининга для точного измерения производительности системы. В этой обзорной статье мы обсудим последние достижения в улучшении производительности цикла DBTL для преодоления его узких мест.
Бесплатно
Статья обзорная
Результаты исследований, посвященных увеличению термотолерантности у сельскохозяйственной птицы посредством теплового тренинга, указывают на факт его импринтинга соответствующими системами организма особи. Реализация теплового тренинга вызывает эпигенетическую тепловую адаптацию у цыплят, однако она не всегда долгосрочна. Для поддержания в организме реакции, достигнутой посредством тренировки, интенсивность действия теплового фактора целесообразно изменять волнообразно. Обсуждается необходимость изучения особенностей интеграции и реактивности стресс-лимитирующих систем организма птиц, критических периодов, закономерностей импринтинга теплового тренинга на разных стадиях развития.
Бесплатно
Статья обзорная
Выполнено сравнение собственных данных о влиянии повышенного уровня ионизирующего облучения на ряд сельскохозяйственных видов животных и биоиндикаторных видов мелких мышевидных грызунов после аварии на Чернобыльской АЭС с опубликованными результатами исследований популяций человека после чернобыльской и фукусимской аварий. Отмечается сходство выявленных основных мишеней действия ионизирующего облучения у человека и животных сельскохозяйственных видов (сердечно-сосудистая система, почки). Обсуждаются различные варианты биомаркеров повреждающего действия повышения уровня ионизирующего облучения, приводятся данные о противоречивых оценках роста частоты встречаемости папиллярных карцином щитовидной железы после аварий на чернобыльской и фукусимской АЭС (T.I. Bogdanova с соавт., 2015; V.M. Drozd с соавт., 2015; M.B. Zimmermann, V. Galetti, 2015). По-видимому, неоднозначность понимания последствий от повреждения ионизирующим облучением в основном связана с тем, что при подсчете опухолей щитовидной железы недостаточно учитывается разнообразие условий воспроизводства (геногеография) облучаемых объектов (в том числе наличие йоддефицитных провинций), а также действие факторов естественного отбора в случае воспроизводства популяций в ряду поколений в условиях природных радиоактивных провинций или повышенного уровня радионуклидного загрязнения после техногенных аварий. Приводятся данные о нелинейных зависимостях биологических последствий облучения в диапазоне низких доз (E. Markievicz с соавт., 2015). Обсуждаются возможные механизмы, связанные с порогом накопления повреждений для индукции репарационных систем ДНК, изменений в соотношениях юных и старых клеточных популяций, дисфункций митохондрий. Вводится понятие горизонтальных и вертикальных последствий повышения уровня ионизирующего излучения для биологических объектов. Приводятся собственные данные, свидетельствующие о том, что у разных видов мышевидных грызунов ( Microtus arvalis, Clethrionomys glareolus ) и лабораторных линий мышей (C57BL/6, СС57W/Mv, BALB/c) в условиях более чем 100-кратного усиления ионизирующего облучения в клетках костного мозга наблюдается увеличение частоты только тех цитогенетических аномалий, относительно повышенная изменчивость которых была типична для исследованных объектов и в относительно «чистых» зонах. Главным и, по-видимому, недостаточно оцененным вертикальным последствием повышения уровня ионизирующего облучения является снижение репродуктивного успеха облученных животных. Обсуждается важность трансгенерационной передачи признаков посттравматического синдрома, выявленной в последние годы, и ее механизмы, включающие передачу микроРНК (посредника стресс-ответа) через сперматозоиды (K. Gapp с соавт., 2014), изменение микробиоты родителей и потомков, а также культурное наследование, для объяснения сложности наблюдаемых радиобиологических эффектов и их передачи в поколениях.
Бесплатно
Статья научная
Деконтаминация загрязненного микотоксинами фуражного зерна - одна из актуальных задач обеспечения пищевой безопасности сельскохозяйственных кормов. В последние годы на территории Российской Федерации все чаще фиксируются случаи значительного загрязнения фуражного зерна и других кормов афлатоксином В1 (АФВ1). Вероятность афлатоксинового загрязнения травостоя и фуражного зерна злаков, культивируемых в центральных и северных регионах страны, может в дальнейшем возрастать из-за вызванного потеплением климата расширения ареала Aspergillus flavus - основного продуцента АФВ1. К одним из перспективных методов деконтаминации зерна, загрязненного токсином, относится его биодеградация микроорганизмами-деструкторами, которые синтезируют ферменты, детоксицирующие АФВ1. Другим методом может быть обработка инфицированного аспергиллами зерна ингибиторами афлатоксигенеза. В настоящей работе впервые было показано, что обработка супернатантом культуральной жидкости Rhodococcus erythropolus АС-884 вслед за обработкой компактином практически полностью предотвращает накопление микотоксина в зараженном зерне. Цель работы - оценка эффективности снижения содержания микотоксина в зерне пшеницы, искусственно контаминированном афлатоксином В1, после обработки актинобактериями рода Rhodococcus или ингибитором афлатоксигенеза (компактином), а также при сочетании этих методов. Способность к деструкции АФВ1 была протестирована у четырех штаммов: Rhodococcus sp. AC-1260, R. erythropolus AC-1269 и АС-884, R. ruber AC-1801. С помощью количественного анализа АФВ1 методом высокоэффективной жидкостной хроматографии обнаружено, что наиболее активная деградация микотоксина происходила в освобожденном от бактериальных клеток супернатанте культуральной жидкости (КЖ) штамма АС-884. После инкубации АФВ1 (0,2 мкг/мл) в КЖ АС-884 при нейтральном рН в течение 48 ч при 30 °С были обнаружены лишь следовые количества микотоксина, в то время как в супернатантах КЖ других штаммов при тех же условиях сохранялось от 15 до 50 % внесенного АФВ1. Обработка КЖ АС-884 зерна пшеницы ( Triticum aestivum L.) сорта Дарья, искусственно загрязненного препаратом АФВ1 (1,0-5,0 мкг/г зерна), через 3 сут приводила к удалению 60 % добавленного токсина, а после использования супернатантов КЖ или клеточных суспензий штаммов AC-1260, AC-1801 или AC-1269 количество АФВ1 оставалось таким же, как в контроле. Обработка зерна супернатантом КЖ штамма АС-884 давала лучший результат, чем обработка аналогичным супернатантом другого биодеструктора - Phoma glomerata PG-41. Через 7 сут после использования компактина (0,05 мг/г) количество токсина в зараженном Aspergillus flavus А11 зерне пшеницы уменьшалось вдвое по сравнению с контролем. Через 1 сут после обработки КЖ АС-884 (0,25 мл/г) образцов зерна, на котором гриб развивался в течение 6 сут, содержание АФВ1 сокращалось почти в 3 раза. В то же время в результате комбинирования обеих обработок (компактин, 0,05 мг/г + КЖ АС-884, 0,25 мл/г) концентрация АФВ1 в экстрактах зараженного зерна снижалась более чем в 200 раз, и при этом достигалась практически полная очистка его от микотоксина. Таким образом, подход, основанный на сочетании биодеградации с ингибированием афлатоксигенеза, может обеспечивать эффективную деконтаминацию зерна, загрязненного продуцентами АФВ1, в тех случаях, когда использование ингибиторов не приводит к полному подавлению биосинтеза микотоксина.
Бесплатно
Повышение яйценоскости у высокопродуктивных кур и проблема ее раннего прогнозирования
Статья научная
Процессы созревания первичной яйцеклетки в естественной взаимосвязи с желтком в яичнике, образование белка и скорлупы в яйцеводе, овуляция и цикл яйцекладки детерминированы геномом и регулируются на нейрогуморальном (нейрогормональном) уровне, реализуясь в системе генотип-среда, что в итоге и определяет яичную продуктивность птицы. Продуктивность лимитируется длительностью созревания яйцеклетки и образования желтка, а также снижением репродуктивного потенциала и качества яиц с возрастом кур и(или) вследствие влияния технологических факторов. Наблюдаемые фенотипические изменения при селекционном давлении в условиях современных технологий свидетельствуют о расширении физиологических границ проявления признаков продуктивности (яйценоскости, массы и качества яиц) при интенсивном метаболизме. У гибридных кур современных яичных кроссов в течение длительного периода продуктивного использования возможна ежесуточная овуляция яйцеклетки-желтка при синхронизации процессов образования и снесения полноценного яйца. Яйценоскость кур можно прогнозировать в постэмбриональном онтогенезе по числу крупных фолликулов, созревающих в яичнике, при условии достижения 85-90 % яйценоскости в начальные 5-6 нед продуктивного периода. Немаловажное значение имеет также устойчивый цикл яйцекладки с небольшим интервалом (1-2 сут). Быстро формирующиеся в яичнике 5-6 крупных фолликулов при совпадающем недельном периоде созревания яйцеклетки-желтка в овогенезе определяют биологический потенциал функционирования репродуктивных органов у высокопродуктивных кур. Использование этих показателей при оценке особи и ее потомства дает возможность на ранних этапах онтогенеза прогнозировать высокую яичную продуктивность, что, в свою очередь, позволит ускорить селекционные работы при совершенствовании и создании новых яичных кроссов.
Бесплатно
Другой
Приведены данные по изменчивости различных биометрических показателей растений малины красной и смородины черной, на основе которых выявляли минимальную величину и оптимальную форму делянки для определения существенности различий между вариантами опыта с достаточной степенью достоверности. Оценивали взаимосвязь между показателями вегетативных признаков и урожайностью растений.
Бесплатно
Статья научная
Среди зерновых культур в Акмолинской области, расположенной в Северном Казахстане, 78 % площади посева занимает яровая мягкая пшеница ( Triticum aestivum L.). При ее средней урожайности 1,4-1,8 т/га можно получать высококачественное зерно с повышенным содержанием белка, что служит определяющим фактором при возделывании сильных пшениц. В настоящее время важное значение приобретает поиск резервов для повышения урожайности культуры и улучшения качества зерна. Ведущая роль в этом отводится сорту, поскольку на его долю в общем приросте урожайности приходится 20 % и более. Целью нашей работы было выделение сортов яровой мягкой пшеницы ( Triticum aestivum L.) по комплексу признаков, максимально адаптированных к условиям Северного Казахстана, а также оценка взаимосвязи между элементами структуры продуктивности среднеспелых сортов и конечной урожайностью зерна. Эксперимент закладывали по паровому предшественнику на опытном поле Кокшетауского государственного университета им. Ш. Уалиханова (Республика Казахстан) в 2011-2013 годах. Материалом служили перспективные сорта яровой мягкой пшеницы ( Triticum aestivum L.) среднеспелой группы спелости, созданные в Карагандинском НИИ растениеводства и селекции (Карагандинская 22, Карагандинская 29, Карагандинская 70, Секе, Сары-Арка, Степная 60). В качестве стандарта использовали зарегистрированный в Акмолинской области сорт Светланка. Оценивали продолжительность межфазных и вегетационных периодов, динамику развития узловых корней, урожайность и основные элементы ее структуры. Условия степной зоны Акмолинской области оказали благоприятное влияние на развитие узловых корней у сортов Карагандинская 22 (5,5 шт/растение), Степная 60 (4,5 шт/растение), Секе (5,2 шт/растение). Число узловых корней увеличивалось с фазы кущения до фазы полной спелости зерна. В засушливых условиях степной зоны важное значение имеет продолжительность вегетационного периода. Среди изучаемых сортов оптимальную продолжительность вегетационного периода наблюдали у сорта Карагандинская 22 (94 сут). В среднем по сортам этот показатель составил 96 сут. Климатические условия в вегетационный период благоприятно повлияли на формирование основных компонентов урожайности. По ее величине выделялись сорта, превосходящие стандарт Светланка (1,8 т/га): Карагандинская 22 (4,0 т/га), Сары-Арка (3,6 т/га), Степная 60 (3,4 т/га). Основными элементами структуры урожая у исследуемых сортов были число растений на 1 м2 (230-282 шт/м2), число продуктивных стеблей (201-333 шт/м2), число зерен в колосе (20-30 шт.), масса 1000 зерен (36,4-49,6 шт.). При отборе сортов по адаптивности в условиях степной зоны Акмолинской области основное внимание следует уделять озерненности колоса ( r = 0,86±0,13) и массе 1000 зерен (r = 0,76±0,12). Для создания модели сорта среднеспелой группы в этой зоне продолжительность периода вегетации должна составлять 96 сут, озерненность колоса - 25-30 шт., масса 1000 семян средней крупности - 33-36 г, крупной - более 38-45 г, продуктивная кустистость - 1,1-1,2, урожайность - 3,0-4,0 т/га.
Бесплатно
Статья научная
В современных условиях организации земледелия актуальны испытания кремнийсодержащих природных материалов, в том числе цеолитов, которые оказывают оструктуривающее и влагоудерживающее действие на почву, оптимизируют условия для развития агрономически ценных микроорганизмов, пополняют почвенный раствор доступными формами калия, фосфора и микроэлементов, проявляют активность в отношении избыточной кислотности почв. Обеспеченность кремнием сельскохозяйственных культур позволяет повышать их адаптацию к стрессовым факторам агроэкотопа, увеличивать продуктивность и качественные характеристики урожая. Впервые в условиях дерново-подзолистых почв Нижегородской области мы установили положительное воздействие разных доз цеолитовой породы Хотынецкого месторождения на эффективное плодородие дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы и содержание в ней биологически активного кремния. Определено влияние породы на накопление различных кремниевых соединений в надземной биомассе сельскохозяйственных культур, выявлено повышение их урожайности за счет действия цеолита и установлена оптимизация показателей качества основной части урожая. Цель работы - определение подвижности кремния в дерново-подзолистой легкосуглинистой почве, оценка ее физико-химических и агрохимических свойств, а также выявление особенностей биоаккумуляции различных кремниевых соединений надземной фитомассой сельскохозяйственных культур в зависимости от дозы цеолитовой породы. Исследования проводили в 2015-2017 годах на сортах сельскохозяйственных культур, районированных по Волго-Вятскому региону: озимой пшенице ( Triticum aestivum L.) сорта Московская 39 и яровой пшенице Курская 2038, озимой ржи ( Secale cereale L.) Валдай, ячмене ( Hordeum vulgare L.) Велес, горохе посевном ( Pisum sativum L.) Чишминский 95 и картофеле ( Solarium tuberosum L.) Ред Скарлет. Схема опытов включала контрольный вариант, а также внесение цеолита Хотынецкого месторождения (ООО «Алсико-Ресурс», Россия) в почву в дозах 3, 6 и 12 т/га. Породу вносили однократно вручную в летний период 2014 года. Почва - дерново-подзолистая, среднедерновая неглубокооподзоленная неоглеенная легкосуглинистая, сформированная на покровном суглинке. Растения убирали в фазу полной спелости (у зерновых культур), а также в фазу начала (у гороха) и конца (у картофеля) усыхания ботвы. В надземной фитомассе всех культур определяли содержание органических, растворимых минеральных, нерастворимых полимерных и общих соединений кремния. Почву отбирали в день уборки урожая с пяти точек делянки методом конверта и оценивали содержание подвижных соединений кремния. Также в образцах почвы определяли актуальную, обменную кислотность, гидролитическую кислотность, содержание обменных соединений кальция и магния, количество обменных форм калия, содержание подвижных соединений фосфора по Кирсанову и гумуса по Тюрину. Применение цеолитовой породы в дозе 12 т/га способствовало увеличению содержания в почве водорастворимых форм кремния на 143 % (p function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }
Бесплатно
Статья научная
Мультипотентные мезенхимные стволовые клетки (ММСК) сельскохозяйственных животных, рост которых в культуре определяется прикрепленностью к твердому субстрату, - перспективный клеточный материал для ветеринарной медицины, биотехнологии, вирусологии. Один из методов преодоления клеточной адгезии в суспензионных биореакторах с целью получения большого количества клеток с постоянными показателями приемлемого качества - использование пористых носителей, сформированных из полимеров природного происхождения. Мы впервые представляем данные, которые позволяют обосновать параметры культивирования адгезивных культур животных ММСК с использованием объемных криогелевых носителей на белковой основе для последующего суспензионного культивирования полученных конструкций. Целью работы было изучение возможности культивирования ММСК сельскохозяйственных животных в трехмерных губчатых матрицах, представляющих собой криогели на основе желатина, суммарного белка плазмы крови и сыворотки крови плодов крупного рогатого скота (КРС). В качестве биологического объекта использовали ММСК, выделенные из костного мозга (КМ) и жировой ткани (ЖТ) КРС и КМ овцы, а также мышиные фибробласты линии STO. Пористыми носителями для культивирования клеток служили криогели на основе желатина, а также суммарного белка плазмы или сыворотки крови КРС. Установлена оптимальная концентрация клеток для заселения клеточной суспензии методом естественного всасывания при набухании отжатых губок объемом 0,24 см3 - 1,0×106 клеток в 100 мкл среды в течение 2 ч насыщения. Эффективность загрузки ММСК в губчатые носители составляла 98 %. Анализ гистологических срезов (не менее 10 для каждого образца) трех криогелей продемонстрировал способность всех трехмерных пористых носителей поддерживать клетки в культуре на протяжении 14 сут. Губки были заполнены клетками, которые сохраняли морфологию и размножались в местах прикрепления к полимерной поверхности. Все клетки мигрировали из монослоя в объеме криогеля с нижней стороны и не обнаруживались на верхних сторонах исследуемых криогелей. На 10-е сут культивирования было выявлено распространение фибробластов линии STO в объеме губчатых носителей на основе желатина, белка плазмы крови и сыворотки крови плодов коров (СКПК) («GE Healthcare», США) на расстояние соответственно 2990, 2871 и 1930 мкм. ММСК, выделенные из ЖТ КРС, мигрировали вглубь пористой структуры губчатых матриц соответственно на 607, 1364 и 657 мкм. Распространение ММСК, выделенных из КМ КРС и овец, в криогелях на основе разных материалов, существенно не отличалось от степени миграции ММСК ЖТ. Способность ММСК сельскохозяйственных животных на ранних (2-3-й) и поздних (9-10-й) пассажах культивирования прикрепляться к макропористым криогелям существенно не различалась. Сравнительный анализ полученных результатов в трех повторных экспериментах продемонстрировал, что макропористые матрицы на основе желатина, белков плазмы крови КРС и СКПК поддерживают жизнеспособность ММСК в течение краткосрочного культивирования, способствуют клеточной адгезии, пролиферации и миграции. Полученные данные позволяют прогнозировать использование этих криогелей в качестве матриц для ММСК, полученных от сельскохозяйственных животных, для исследовательских и прикладных целей.
Бесплатно
