Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1632
Применение многомерных методов для разделения сортов риса по реакции на изменение условий среды
Статья научная
Большую часть посевных площадей под рисом в настоящее время занимает ограниченное число сортов. Для расширения их генетического разнообразия необходимо повысить эффективность оценки и отбора уникальных генотипов, определения экологической адресности каждого сорта. Кроме того, сложившаяся система не предусматривает детального изучения образцов, передаваемых на конкурсное сортоиспытание. Изучение продуктивности созданных сортов проводят на одном фоне минерального питания, что приводит к браковке высокопродуктивных образцов, для которых он не оптимален. В настоящей работе на основе синтеза ранее предложенных методов мы разработали систему оценки селекционного материала, включающую контрастные сроки посева, различные фоны минерального питания, стрессовые фоны. В многофакторном лизиметрическом опыте с 19 вариантами исследовали продуктивность 24 сортов риса ( Oryza sativa L.) российской селекции. Растения выращивали на оптимальном (N120P60K60) и повышенном (N240P120K120) фонах минерального питания; при разреженном (200 растений на 1 м2) и загущенном (300 растений на 1 м2) посеве; контрастных сроках сева (15 апреля, 15 мая, 15 июня); засолении (создавалось искусственно в фазу кущения посредством внесения в почву NaCl до концентрации 0,35 %), недостатке поливной воды (полив прекращали в фазу выметывания). Обработку данных проводили с использованием кластерного и дискриминантного анализов. Применение многомерных методов для обработки результатов повысило информативность данных. Сорта были кластеризованы на группы с наиболее близкими характеристиками при воздействии различных факторов; выделены условия среды, которые позволяют максимально точно дифференцировать образцы с минимальными затратами на проведение эксперимента. Установлено, что стандартные условия выращивания в меньшей степени дифференцируют образцы. Корректно сравнить образцы позволяют условия среды, благоприятные для реализации потенциала продуктивности. Создание стресса на фоне других благоприятных факторов расширяет варьирование признаков и увеличивает дисперсию в опыте, что делает разделение сортов на группы более достоверным. В рамках модуля дискриминантного анализа «пошаговый анализ назад» решается задача максимального сокращения числа вариантов опыта (или изучаемых признаков) при сохранении точности выделения характерных представителей кластера. Установлено, что даже два выделенных варианта опыта (высокий фон минерального питания и недостаток влаги) обеспечивают верную классификацию 88 % образцов, что приемлемо для генетических исследований, где необходимо отобрать наиболее характерных представителей группы. В наших экспериментах при сокращении числа вариантов до двух образцы первой и третьей групп из четырех, выделившихся по разной реакции на изучаемые факторы окружающей среды, были классифицированы правильно, и только три сорта из второй группы попали в другой кластер. Дискриминантный анализ также показывает расстояние каждого сорта от центроида группы. Образцы с минимальным расстоянием от него - наиболее характерные представители группы, которые могут использоваться как источники генов по изучаемому признаку, контрастные формы при подборе пар для гибридизации или молекулярном маркировании и локализации генов количественных признаков (QTL). У риса максимальный вклад в разделение групп сортов по реакции на условия среды вносили варианты с ранним посевом, загущением, повышенным фоном минерального питания, недостатком влаги. Модель идеального сорта кластеризовалась с сортом Курчанка. Сорта первой группы были близки к модельному сорту по реакции на условия среды. Несмотря на высокую продуктивность представителей третьего класса (сорт Курчанка и модельный сорт), дисперсия в этой группе более чем в 3 раза превышала таковую в других. Следовательно, представители этой группы характеризовались меньшей стабильностью, чем образцы первого и второго кластеров.
Бесплатно
Статья научная
Применение минеральных удобрений все менее актуально, поэтому для формирования высокого и качественного урожая сельскохозяйственных культур сельхозтоваропроизводители предпочитают использовать биоудобрения и биопрепараты. Удобрения наполняют почву дополнительным структурирующим материалом, а биопрепараты обеспечивают эффективную мобилизацию органического вещества и биоты. Во Всероссийском НИИ мелиорированных земель (ВНИИМЗ) разработано высококачественное биоудобрение КМН (компост многоцелевого назначения). Ценность и преимущество КМН как основного удобрения заключаются в высокой питательности, физиологичности, экологичности и биогенности. Также в институте создан новый биопрепарат ЖФБ, характеризующийся наличием физиологически значимых количеств ростовых факторов и элементов питания, благоприятных для растений. Состав ЖФБ позволяет использовать его для поддержания плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур. В настоящей работе мы оценивали эффективность применения КМН и ЖФБ на пропашной и злаковой культурах (картофеле сорта Жуковский и яровой пшенице сорта Иргина). Исследования проводили в 2011-2013 годах на опытном полигоне ВНИИМЗ (Тверская обл.) в микроделяночных опытах. На яровой пшеницей КМН применяли в дозе 7 т/га, NPK - в дозе 3 ц/га. Для обработки ЖФБ растения опрыскивали биопрепаратом (0,1 л/м 2, разведения маточного раствора водопроводной водой в соотношениях 1:300, 1:500, 1:1000). Контролем служил вариант без удобрений (общее число вариантов в опыте - 12). Учитывали урожайность пшеницы и массу 1000 зерен, в зерне определяли содержание протеина. Опыт с картофелем проводили по фону 4 т/га КМН. Посадки обрабатывали ЖФБ 3-кратно (в фазы всходов, бутонизации и цветения) из ручного опрыскивателя. ЖФБ применяли в дозах рабочего раствора 0,05; 0,1; 0,2 и 0,3 л/м 2 (рабочий раствор использовали в разведениях 1:30 и 1:300). Контрольными служили учетные площадки без обработки жидкофазным биопрепаратом. Оценивали урожайность и фракционный состав картофеля. Напряженность окислительно-восстановительных процессов в почве определяли по коэффициенту ОВК, представляющему собой соотношение активности ферментов каталазы и дегидрогеназы. Опрыскивание посевов яровой пшеницы биопрепаратом в дозе 0,1 л/м 2 (разбавление маточного раствора 1:300) по фону КМН обеспечивало максимальную урожайность относительно остальных вариантов - 27,5 ц/га, что на 15 % выше, чем при использовании ЖФБ по фону NPK. Такой урожай был получен за счет формирования более крупного зерна. Мобилизующий эффект в почве под яровой пшеницей оказался выше без применения основного удобрения и при использовании NPK без биопрепарата. В то же время урожайность в вариантах с NPK и без удобрений в целом уступала аналогичному показателю при применении биопрепарата по фону NPK (ее прирост обеспечивался активизацией микрофлоры ЖФБ) и по фону КМН, где урожайность формировалась за счет активизации как микрофлоры самого биоудобрения, так и биопрепарата, особенно более концентрированного (разведение 1:300). Наибольшую урожайность картофеля (372,1 ц/га, из них 352,1 ц/га товарного) получили при использовании ЖФБ в дозе 0,1 л/м 2 и разбавлении 1:300; основное удобрение - КМН. Непосредственный контакт ЖФБ с растениями удовлетворял их потребности в элементах питания в ключевые фазы роста. Роль КМН сводилась к снабжению растений легкодоступными формами питательных веществ в начальный период развития. Почва после уборки урожая оставалась экологически чистой, обогащенной полезной микрофлорой, которая способствовала воспроизводству и сохранению почвенного плодородия. Следовательно, разработанные во ВНИИМЗ биосредства могут использоваться при возделывании исследованных сельскохозяйственных культур.
Бесплатно
Статья научная
Качество овоцита определяется его способностью трансформироваться в полноценную яйцеклетку, которая после оплодотворения разовьется в жизнеспособный эмбрион. Адекватная и быстрая оценка качества ооцита имеет решающее значение для успеха репродуктивных биотехнологий сельскохозяйственных животных. Миниатюризация омиксных технологий сделали возможным применение транскриптомики, протеомики и липидомики для анализа индивидуальных овоцитов и использование этих методов для поиска молекулярных маркеров качества яйцеклеток. Качество ооцита в значительной степени определяется его фолликулярной средой, которая влияет на пул РНК, белков и липидов яйцеклетки. Перед оплодотворением яйцеклетка должна пройти через этап созревания, имеющий решающее значение для приобретения ею компетенции к эмбриональному развитию. В настоящем обзоре даны примеры транскриптомного, протеомного и липидомного анализа, выполненного на индивидуальных яйцеклетках коров и клетках кумулюса, в которых сравнивались овоциты с различной компетенцией к созреванию и эмбриональному развитию до стадии бластоцисты in vitro. Особое внимание уделяется оригинальным технологиям протеомики и липидомики на основе масс-спектрометрии, в частности фенотипированию клеток и идентификации молекулярных биомаркеров.
Бесплатно
Краткое сообщение
В условиях Ставропольского края определяли посевные качества семян, биометрические и фенологические показатели, а также урожайность гибридов кукурузы разных групп спелости при обработке экологически безопасным препаратом ТМТД-плюс по сравнению с обработкой традиционным препаратом ТМТД. Оценивали эффективность препарата при раннем и оптимальном сроках сева (температура почвы соответственно +7...+8 и +10...+12 °С).
Бесплатно
Статья обзорная
Основные требования к современным вакцинным препаратам - эффективность, надежность и отсутствие побочных действий (безвредность). Повышение требований к безопасности и чистоте препаратов стимулировало как развитие традиционных препаратов, так и создание искусственных вакцин нового поколения - субъединичных, рекомбинантных, антиидиотипических, ДНК-вакцин и др. Технология получения рекомбинантных белков доказала свое преимущество при разработке широкого спектра терапевтических и лечебных препаратов против инфекционных болезней человека и животных (S. Khan с соавт., 2016). В 2011 году создано шесть лекарственных препаратов на основе технологии Fc-фьюжирования белков. Большинство этих Fc-химерных протенинов влияют на рецептор-лигандные взаимодействия как антагонисты, либо блокирующие связывание рецептора, например ЭнбрелÒ (этанерцепт; «Amgen», США), ЗалтрапÒ (афлиберцепт; «Sanofi», Франция), АркалистÒ (рилонацепт; «Regeneron», США), либо прямо стимулирующие рецепторную функцию, вызывающие снижение (АмевивÒ - алефацепт; «Astellas», США) или повышение (ЭнплейтÒ - ромиплостим; «Amgen», США) активности иммунного ответа...
Бесплатно
Принципы оценки потребления сухого вещества объемистых кормов крупным рогатым скотом (обзор)
Статья обзорная
Представлены данные о максимально возможной поедаемости сухого вещества корма крупным рогатым скотом, согласно рекомендациям по нормированию питания сельскохозяйственных животных Великобритании и США, а также дана оценка возможной поедаемости грубого или объемистого корма по французской системе INRA. Обсуждается возможность расчета соотношения отдельных видов корма в рационе и планирования количества кормов в зависимости от ожидаемой продуктивности.
Бесплатно
Приоритеты академика А.А. Жученко
Статья научная
Впервые в мировой практике А.А. Жученко провел системный анализ адаптивного потенциала культурных растений, выявил важнейшие особенности и качественно новые механизмы адаптивных реакций в онтогенезе и филогенезе, обосновал и сформулировал основные положения частной генетики растений, экологической генетики культурных растений, эколого-генетические основы адаптивной системы селекции растений и адаптивного растениеводства, стратегии адаптивной интенсификации сельского хозяйства.
Бесплатно
Природные антиоксиданты в эмбриогенезе кур и защита от стрессов в постнатальном развитии (обзор)
Статья обзорная
Исследования последних лет убедительно продемонстрировали, что рацион родительского стада птицы оказывает значительный эффект на качество инкубационных яиц, а также на здоровье выведенного молодняка, рост и развитие цыплят в постнатальном онтогенезе. Аккумуляция витамина Е и каротиноидов в эмбриональных тканях рассматривается в качестве адаптивного механизма, обеспечивающего защиту цыплят от окислительного стресса при вылуплении. В постнатальном развитии особи стратегия антиоксидантной защиты изменяется от простого накопления антиоксидантов к синтезу антиоксидантных компонентов, включая антиоксидантные ферменты, и этот процесс регулируется на уровне генома. У вылупившихся цыплят иммунная и пищеварительная системы физиологически недостаточно зрелые. Они активно развиваются в первые 2 нед жизни, и в этот период молодняк нуждается в эффективной антиоксидантной защите. Повышенные дозы витамина Е, каротиноидов или селена в корме кур родительского стада способствуют переносу этих нутриентов в яйцо и усилению антиоксидантной защиты развивающегося эмбриона. Тем не менее, даже такие дозы вышеупомянутых антиоксидантов в материнском рационе не способны справиться с окислительным стрессом у молодняка. Нами разработан антистрессовый препарат нового поколения, выпаиваемый с питьевой водой и способный существенно снизить окислительный стресс постнатального развития у цыплят, который успешно испытан в условиях промышленных птицеводческих комплексов в России и Украине.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются вопросы улучшения и использования природных кормовых угодий России. Представлен типологический и флористический состав природных кормовых угодий различных регионов и зон Российской Федерации. Приведены данные по урожайности пастбищ и сенокосов различных типов и запасу кормовых ресурсов. Охарактеризована флора средней полосы европейской части России. Проанализированы кормовые достоинства растений различных родов и видов, произрастающих на территории Российской Федерации. Обсуждается необходимость мобилизации растительных ресурсов, введения в культуру новых видов кормовых растений, а также разработки новых подходов для улучшения кормовых угодий на основе принципов и критериев адаптивного растениеводства.
Бесплатно
Статья научная
Технология получения эмбрионов in vitro (in vitro embryo production, IVEP) с использованием ооцитов, выделенных посредством трансвагинальной пункции фолликулов (ovum-pickup, OPU) позволяет получать большее число потомков от лучших матерей и все чаще используется в скотоводстве в программах по тиражированию и сохранению ценных генотипов. Для повышения эффективности OPU/IVEP-технологии в представленной работе мы впервые культивировали OPU-ооциты коров в присутствии внеклеточных везикул (extracellular vesicles, EVs) из фолликулярной жидкости (ФЖ) яичников коров и определили способность таких ооцитов к эмбриональному развитию in vitro после экстракорпорального оплодотворения. Цель работы заключалась в изучении влияния EVs на OPU-ооциты коров с точки зрения их созревания и последующей способности развиваться до стадии бластоцисты, а также устойчивости полученных бластоцист к замораживанию. EVs из ФЖ выделяли методом дифференциального центрифугирования и ультрацентрифугирования при 100000 g. Образцы проанализировали с использованием трансмиссионной электронной микроскопии, которая подтвердила, что в выделенных препаратах присутствуют EVs, соответствующие по размерам экзосомам. Донорами ооцитов были половозрелые телки ярославской породы ( n = 6) с естественным половым циклом. OPU проводили 2 раза в неделю. Для созревания выделенные ооциты культивировали в среде ТС-199, дополненной фетальной бычьей сывороткой (10 %), фолликулостимулирующим и лютеинизирующим (10 мкг/мл) гормонами, эпидермальным фактором роста (10 нг/мл) в отсутствие (контроль) или в присутствии EVs (опыт). Везикулярный белок добавляли в среду in vitro созревания (in vitro maturation, IVM) в физиологической концентрации (на 1 мл среды - количество EVs, выделенное из 1 мл ФЖ). Через 24 ч созревания ооциты подвергали экстракорпоральному оплодотворению и культивированию для эмбрионального развития. На 3-и сут после оплодотворения изучали морфологию раздробившихся оплодотворенных ооцитов, на 7-е сут культивирования определяли число эмбрионов, развившихся до стадии бластоцисты (Бл). Полученные Бл замораживали, некоторое время хранили при -196 °С, после чего размораживали и культивировали до стадии вылупления, определяя жизнеспособность эмбрионов. Всего провели 10 независимых экспериментов. Число ооцитов в контроле и опыте было одинаковым и составило соответственно 57 и 56 клеток. Мы не выявили влияния условий культивирования на завершение ядерного созревания. Доля созревших ооцитов была сходной в обеих группах и составила в контроле и опыте соответственно 90,4±5,6 и 94,3±3,1 %. Также присутствие EVs в среде IVM не изменяло долю раздробившихся ооцитов после оплодотворения in vitro, которая составила 78,6±7,3 и 86,7±4,9 % соответственно для контроля и опыта. Тем не менее обнаружено положительное влияние EVs на развитие созревших ооцитов до стадии Бл. При культивировании OPU-ооцитов в контрольной среде выход Бл составлял 26,6±5,81 %. Введение EVs в среду IVM повышало этот показатель до 41,2±3,2 % (p function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }
Бесплатно
Статья научная
В последние годы в нашей стране отчетливо прослеживается тенденция к устойчивому росту масштабов производства подсолнечного масла. Для побочной продукции маслобойных и маслоэкстракционных отраслей - жмыхов и шротов, которые традиционно востребованы как ценное сырье для комбикормов, в процессе многолетнего мониторинга установлены высокие риски контаминации микотоксинами (Г.П. Кононенко с соавт., 2018). В числе возможных причин чаще всего называют нарушения технологии производства и хранения конечной продукции, однако проблема санитарного качества масличных семян, поступающих от сельхозпроизводителей, остается без внимания. Целью работы стало сравнение контаминации микотоксинами основных семян и сорной примеси в производственных партиях, предназначенных для выработки подсолнечного масла. Средние образцы масличных семян из хозяйств Белгородской, Воронежской, Курской и Липецкой областей урожая 2016 года фракционировали на семена и сорную примесь (по ГОСТ 22391-2015) для раздельного изучения характера их контаминации...
Бесплатно
Проблема безопасного использования подсолнечника (Helianthus annuus L.) для пищевых и кормовых целей
Статья обзорная
Риски, связанные с контаминацией агропродукции микотоксинами, были и остаются в центре пристального внимания мировой науки. В последние десятилетия особая обеспокоенность была связана с состоянием урожая зерна, предназначенного для продовольственных и кормовых целей. В настоящее время в большинстве зернопроизводящих стран достигнут значительный прогресс в идентификации основных токсинообразующих микромицетов и оценке опасности, обусловленной распространением микотоксинов (T.Yu. Gagkaeva с соавт.,2004; Г.П. Кононенко с соавт., 2008, 2009; P.M. Scottс соавт., 2012). Для второй по значимости группы сельскохозяйственных растений - масличных культур (подсолнечник, соя, арахис, рапс, хлопчатник) в подобных исследованиях наблюдается значительное отставание.Подсолнечник возделывается практически во всех регионах мира, пригодных для земледелия.Ареал его промышленного выращивания также чрезвычайно широк. В группу мировых лидеров по производству семян подсолнечника входят Российская Федерация, Украина, Аргентина, Индия, Китай...
Бесплатно
Проблема генетической безопасности популяций сельскохозяйственных животных
Статья научная
Обсуждаются биологические последствия широкомасштабной селекции крупного рогатого скота и причины снижения генетического разнообразия и «жизнеспособности» генофонда популяций, в том числе обладающих уникальной устойчивостью к болезням и неблагоприятным факторам среды, долголетием и сохранностью потомства. Предложена система поддержания оптимального уровня генетического разнообразия в пределах породы, основанная на проведении направленного отбора по продуктивности и стабилизирующего отбора по признакам жизнеспособности генотипов.
Бесплатно
Проблемы генетической трансформации растений. Методические подходы (обзор)
Статья обзорная
Освещены вопросы естественной трансформации растений посредством Ti- и Ri-плазмид Agrobacterium и построения на основе этих плазмид генетических векторов - носителей желаемых признаков. Описаны методические подходы и различные способы генетической трансформации растений с помощью сконструированных in vitro векторов: перенос генов в протопласты, прямой перенос ДНК Ti-плазмид, кокультивация с Agrobacterium и сферопластами, микроинъекции, электропорация и упаковка ДНК в липосомы. Представлены методы микробомбардировки растительных тканей частицами золота или вольфрама с нанесенными на них молекулами ДНК, а также нетрадиционные методы трансформации растений. Особое внимание уделено переносу генов посредством прорастающей пыльцы. Рассматриваются характер наследования и структура перенесенных чужеродных генов в трансгенных растениях.
Бесплатно
Проблемы и перспективы козоводства (обзор)
Статья обзорная
Представлены история и современное состояние развития козоводства в Российской Федерации и мире. Рассматриваются вопросы зоологической и производственной классификации видов и пород рода Capra L. Обсуждаются возможности использования продуктов козоводства.
Бесплатно
Проблемы селекции скороспелых сортов хлопчатника Gossypium hirsutum L
Статья научная
Рассматриваются основные направления селекции хлопчатника: выделение источников хозяйственно ценных признаков; совмещение ценных признаков в одном генотипе; гибридизация скороспелых форм; эколого-генетический скрининг генофонда; увеличение генетического разнообразия популяций. Для повышения качества волокна предлагается использовать метод индуцированного мутагенеза, для повышения устойчивости к биотическим и абиотическим стрессам - методы биотехнологии. При производстве элитных семян важная роль отводится выбору условий и места посевов при обязательном контроле качества волокна.
Бесплатно
Проблемы семеноводства яровой пшеницы в Приангарье и пути их решения
Статья научная
Оценивали адаптивность и продуктивность яровой пшеницы сорта Тулунская 12 в семеноводстве Приангарья. Определяли эффективность использования методов предпосевной обработки семян на основе местных регуляторов симбиотрофизма.
Бесплатно
Статья научная
При контакте с пестицидами у животных и человека возникает риск иммунотоксических эффектов, что провоцирует развитие вторичных иммунодефицитов. Пестицидная нагрузка на организм затрудняет серологическую диагностику инфекционных болезней, становясь причиной ложноположительных или отрицательных результатов. Лечение при интоксикациях базируется на методах эфферентной, симптоматической и патогенетической терапии. На модельных объектах (лабораторные беспородные крысы-самцы с массой 180-200 г) мы исследовали модифицированный углеродный энтеросорбент, который получали после его пропитки 15 % раствором аргинина. Энтеросорбция была назначена со 2-х сут после интоксикации, когда всасывание пестицида из желудочно-кишечного тракта в кровь уже произошло, что позволило оценить иммунокорригирующие эффекты модифицированного сорбента, которые обусловлены не непосредственной сорбцией токсиканта в желудочно-кишечном тракте, а его влиянием на интенсивность энтерогепатической и энтерогематической циркуляции пестицида. Нами установлено, что интоксикация крыс дельтаметрином в дозе 17,4 мг/кг ( 1/ 5 LD 50) вызывает повышение в крови уровней IL-1b, IL-8, TNF-a и лактоферрина. Общее свойство этой группы иммунорегуляторных молекул — их участие в формировании каскада воспалительных реакций, но при чрезмерном увеличении концентрации провоспалительных цитокинов начинают преобладать системные нежелательные процессы, сопровождающиеся гиперкатаболическим и гипердинамическим эффектами. Увеличение концентрации сывороточного лактоферрина при воздействии дельтаметрина можно расценивать как результат развития воспалительного процесса. Энтеросорбция с использованием модифицированного аргинином углеродного сорбента нивелировала отмеченные изменения.
Бесплатно
Статья обзорная
Рассматриваются корреляционные связи между активностью ферментов сыворотки крови и признаками продуктивности у крупного рогатого скота. Обсуждается возможность и эффективность использования показателей активности ферментов крови на ранних этапах онтогенеза в качестве маркерных признаков при селекции животных и прогнозировании молочной продуктивности.
Бесплатно
Статья научная
На основании многолетних наблюдений за образцами пшеницы, овса, сои на четырех контрастных по климатическим условиям опытных станциях Всероссийского НИИ растениеводства (ВИР) выявлены тенденции изменения агроклиматических факторов, продолжительности вегетационного периода у районированных сортов, а также лимитирующие факторы для каждого исследованного пункта. Определены температурные потребности сортов и их зависимость от других климатических факторов. Рассматриваются возможности двух методов — регрессионного анализа, в том числе в разностях, и метода эффективных температур. У районированных ранее сортов прогнозируется сокращение вегетационного периода с ростом температур. Метод последовательных разностей увеличивает точность регрессионного анализа и определения пороговых температур для сортов. Метод эффективных температур позволяет прогнозировать продолжительность межфазных периодов в различных географических условиях.
Бесплатно
