Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1659
Продуктивность бобово-ризобиального комплекса под влиянием ростстимулирующих штаммов микроорганизмов
Статья научная
Причина отсутствия повсеместного перехода к экологически ориентированному земледелию заключается в первую очередь в нестабильном эффекте при использовании биологических препаратов. Малоизученным остается вопрос о влиянии интродуцируемых микроорганизмов на аборигенную почвенную микробиоту, в частности о том, как использование биологических препаратов сказывается на естественных (природных) микробно-растительных связях. В настоящем исследовании нами впервые дана комплексная сравнительная оценка воздействия, которое оказывает интродукция штаммов ризобактерий, различающихся сочетанием ростстимулирующих свойств, на однолетние и многолетние бобовые культуры. Целью работы было изучение влияния ростстимулирующих штаммов бактерий Paenibacillus ehimensis IB 739, Pseudomonas koreensis ИБ-4 и Ps. chlor-oraphis ИБ-51 на экосистему бобовое растение-аборигенное микробное сообщество. Объектами исследования в условиях вегетационного опыта служили растения гороха посевного ( Pisum sati-vum L.) сорта Чишминский 95, люпина белого ( Lupinus albus L.) сорта Дега, нута ( Cicer arietinum L.) сорта Заволжский, люцерны изменчивой ( Medicago ½ varia Martyn) сорта Галия, донника белого ( Melilotus albus Мedik.) сорта Чермасан...
Бесплатно
Статья научная
Оценивали влияние реакции почвенной среды чернозема выщелоченного, известкования почвы и внесения разных удобрений на урожайность, содержание и фракционный состав белка, количество клейковины, а также технологические показатели качества зерна разных сортов яровой пшеницы.
Бесплатно
Продуктивность и качество мяса бройлеров при использовании ферментного препарата «Экозим»
Статья научная
Оценивали продуктивность и качество мяса цыплят-бройлеров кросса Смена-4 при использовании в качестве добавки к основному рациону, содержащему до 40 % ячменя, ферментного препарата «Экозим». Определяли оптимальную дозу препарата.
Бесплатно
Продуктивность и клубенькообразующая способность у сортов фасоли обыкновенной в условиях Предуралья
Статья научная
Фасоль обыкновенная ( Phaseolus vulgaris L.) обладает высокой питательностью, в ее семенах содержится значительное количество белка, а также незаменимые аминокислоты и витамины. Кроме того, она может накапливать в почве биологический азот за счет азотфиксации. На территории лесостепной зоны Предуралья (Республика Башкортостан) в мелкоделяночных опытах в течение пяти лет изучали элементы структуры урожая у четырех сортов фасоли обыкновенной (Горналь, Уфимская, Золотистая и Эльза). В разных почвенно-климатических условиях сравнивали характер распределения признаков семенной продуктивности и клубенькообразования, а также определяли корреляционные связи между агрометеорологическими факторами, нодуляционной активностью и продуктивностью. В одном из этих опытов использовали полив и внесение стартовых доз удобрений (PK) 45, остальные опыты проводили на естественном агрофоне без полива. Урожайность зерна районированных сортов (Горналь, Уфимская, Золотистая) в однородных почвенных условиях на черноземе выщелоченном (Уфимский район) составляла от 18 до 22 ц/га. Отмечен высокий потенциал продуктивности по числу семян у нового сорта Эльза. В опытах без полива (Уфимский, Иглинский, Чишминский, Бакалинский районы) масса семян разных сортов колебалась в зависимости от агрометеорологических условий от 4 до 17 г/рас-тение, при поливе увеличиваясь вдвое. Размах варьирования признака семенной продуктивности в среднем по всем годам для сорта Золотистая составил 50, Эльза - 53, Уфимская - 57, Горналь - 76 %. Показана тесная связь ( r = 0,61) между продуктивностью фасоли и суммой активных температур выше 15 °С. Большую пластичность по этому признаку проявили сорта местной селекции Золотистая и Уфимская ( r = 0,46, r = 0,59), меньшую - сорта Горналь и Эльза ( r = 0,78, r = 0,84). Сходные закономерности выявлены и при анализе коррелятивных связей между продолжительностью периода выше 15 °С и семенной продуктивностью: для сорта Золотистая r = 0,42, Уфимская - r = 0,20, Горналь - r = 0,51, Эльза - r = 0,69. В различных условиях на растении образовывалось от 5 до 29 клубеньков. Межсортовое варьирование средней клубенькообразующей способности по годам составило 15,3 %. Однако отдельно для каждого сорта в разных почвенно-климатических условиях средние коэффициенты вариации составили: 44,0 % - Горналь, 59,3 % - Золотистая, 65,0 % - Уфимская, 18,4 % - Эльза. В большинстве опытов у растений разных сортов преобладала правосторонняя асимметрия ( As > 0) по числу клубеньков и продуктивности. Нормальное распределение и отрицательная асимметрия по этим признакам для всех сортов наблюдались в опыте с поливом, а также встречались чаще других у растений сорта Золотистая. Число клубеньков на растении и семенная продуктивность коррелировали ( r = 0,75-0,87) только в опыте при оптимальных условиях водного режима и минерального питания. На серой лесной почве растения опытных сортов образовывали симбиоз с местными ризобиями, на черноземе симбиотрофный тип азотного питания уступал автотрофному. Высокая внутрисортовая изменчивость растений фасоли, а также асимметричность распределения признаков симбиотической активности и продуктивности свидетельствуют о возможности отбора линий на повышение эффективности симбиоза. Найден спонтанный супернодулирующий гибрид Л20 сорта Эльза, перспективный для последующей селекционной работы.
Бесплатно
Статья научная
Известкование кислых почв, занимающих в Российской Федерации 73 млн га сельскохозяйственных угодий, - традиционный прием, который обеспечивает оптимизацию почвенных условий и способствует получению высоких и устойчивых урожаев. При интенсивных технологиях возделывание сельскохозяйственных культур сопровождается выносом кальция с урожаем, вымыванием атмосферными осадками и пр., поэтому требуется его восполнение, что экономически затратно. Знание оптимальных для каждого сорта доз мелиоранта необходимо для корректировки его количества, обеспечивающего максимальный эффект от применения. В представленной работе впервые влияние разных доз мелиоранта (доломитовая мука) оценено in situ по оптическим характеристикам листьев яровой пшеницы ( Triticum aestivum L.) сортов Ленинградская 97, Красноуфимская 100 и Тризо, различающихся по продуктивности и отзывчивости на внесение азотных удобрений. Растения выращивали в 5-литровых сосудах, заполненных дерново-подзолистой почвой, при естественном освещении. Доза мелиоранта была равна 0 (контроль), 0,25, 0,50, 0,75 и 1,00 ммоль-экв/100 г почвы (гидролитическая кислотность Нг). Предпосевное удобрение аммиачной селитрой обеспечивало два варианта азотного питания - оптимальный (1 г азота на 5 кг почвы) и дефицитный (0,15 г азота на 5 кг почвы). Содержание в почве других элементов минерального питания во всех вариантах опыта было одинаковым. Спектры отражения от поверхности листьев в диапазоне 300-1000 нм измеряли с помощью спектрометра HR2000 («Ocean Optics», США). После записи спектров отражения рассчитывали индексы отражения, тесно связанные с содержанием хлорофилла, отношением суммы каротиноидов к сумме хлорофиллов, рассеянием радиации, обусловленным изменением внутренней структуры листа, активностью фотохимических процессов фотосинтеза, а также содержанием антоцианов и флавонолов. Результаты свидетельствуют, что сорта пшеницы реагируют на внесение мелиоранта по-разному. Установлено, что благоприятное влияние мелиоранта на продуктивность больше выражено в условиях дефицита азотного питания. При оптимальном содержании азота продуктивность сорта Ленинградская 97 в ответ на внесение мелиоранта не менялась. Продуктивность сорта Тризо в вариантах 0,50 и 1,00 Hг была выше на 55-60 % и 5-27 % при содержании азота соответственно 1 и 0,15 г/кг почвы. У сорта Красноуфимская 100 диапазон, в котором отмечали положительную реакцию на внесение мелиоранта, оказался уже, чем у сорта Тризо, и был сдвинут в сторону низких доз. Максимальную прибавку урожая зерна отмечали при 0,50 Нг и высоком содержании азота в почве - 30 %. Обнаружена тесная корреляционная связь между массой зерна, сформированного при внесении различных доз мелиоранта, и содержанием хлорофилла в листьях (индекс хлорофилла) у сортов Красноуфимская 100 ( R 2 = 0,87) и Тризо ( R 2 = 0,88). Изменение индексов, характеризующих эффективность превращения энергии света в фотохимических процессах фотосинтеза, позволяет предположить, что внесение мелиоранта не только способствует поглощению азота, но также влияет на эффективность усвоения световой энергии в процессе фотосинтеза.
Бесплатно
Статья научная
Исследовали влияние хлоридного и сульфатного засоления дерново-подзолистой почвы на рост и продуктивность растений Amaranthus cruentus var. сhlorostachys. Определяли ионный состав тканей различных органов растений, интенсивность поглощения и потребления элементов питания, а также питательную ценность зеленой массы.
Бесплатно
Продуктивность и экологическая пластичность сливы ( Prunus domestica) в нестабильных условиях среды
Статья научная
Экологическая пластичность многолетних культур, в частности сливы, которая характеризуется как отзывчивость генотипа (сорта) на изменение факторов окружающей среды и антропогенных факторов, изучена недостаточно. Слива - одна из наиболее адаптивных (распространенных) косточковых культур, отличающаяся от других плодовых засухоустойчивостью, зимостойкостью, высокой продуктивностью, стабильностью плодоношения. Однако не все сорта сливы характеризуются ценными признаками и обладают экологической пластичностью. В статье представлены результаты анализа урожайности, массы плодов, составляющих продуктивности, а также экологической пластичности сортов сливы различного эколого-географического происхождения в четырех почвенно-климатических плодовых зонах Краснодарского края, полученные на основе сортоиспытания и статистических методов. Объектом исследований служили основные районированные сорта сливы: Кабардинская ранняя, Ренклод Альтана, Венгерка итальянская, Анна Шпет, Венгерка ажанская, Тулеу Грас. Определена роль сорта в адаптации к условиям среды, проявляющейся через массу плодов и урожайность как основных показателей ответной реакции растения на комплекс неблагоприятных факторов среды. Урожайность некоторых сортов сливы по зонам варьировала от 18,0 до 50,0 ц/га, но не превышала среднюю величину по всем сортам в каждой зоне. Высокую среднюю урожайность отмечали во всех плодовых зонах у сортов Стенлей (165-170 ц/га), Анна Шпет (115-145 ц/га), Кабардинская ранняя (130,4-147,9 ц/га), несколько меньшую - у сортов Ренклод Альтана и Тулеу Грас, низкую - у сортов Венгерка ажанская и Венгерка итальянская. Показано, что урожайность определяется генотипом или биологическими особенностями сорта, доля влияния которых составила 51,6 %, а также условиями года (доля влияния 28,7 %) и их взаимодействием (доля влияния 17,2 %) при определенном эффекте сопутствующих факторов (схемы посадки, типы формирования крон, системы минерального питания и защиты от болезней и вредителей). Установлено, что масса плода - один из сортовых показателей, динамика которого тесно связана с условиями года и стресс-факторами в период вегетации (недостаток тепла, влаги на этапах завязывания, формирования и созревания плодов). При этом доля влияния условий года на массу плода составила 41,6 %, сорта - 37,5 %, их взаимодействия - 20,8 %. Полученный коэффициент регрессии (b 1) урожайности > 1 характеризует сорта сливы как интенсивные, то есть отзывчивые на новые элементы возделывания - плотные схемы посадки, уплощенные формировки крон деревьев, интегрированные системы защиты и др. Выделены наиболее пластичные, адаптивные и продуктивные сорта сливы - Кабардинская ранняя и Стенлей, составляющие основу промышленного сортимента в условиях южного садоводства.
Бесплатно
Статья научная
Сочетание широкого использования антибиотиков и присутствия в кормах остаточных количеств пестицидов способно поставить под угрозу терапевтические и производственные эффекты от применения антибактериальных препаратов в промышленном птицеводстве. Происходящие при этом изменения могут сопровождаться модификацией экспрессии ряда генов. В настоящей работе впервые показано, что стимуляция мясной продуктивности цыплят-бройлеров кросса Ross 308 под влиянием ветеринарных антибиотиков энрофлоксацина и колистина, вероятно, имеет связь с индукцией экспрессии гена MYOG , который способствует развитию и дифференцировке мышц, генов антимикробной ( Gal9 , Gal10 ) и антивирусной ( IRF7 ) защиты, а также провоспалительных генов IL6 , IL8 и PTGS2 . Кроме того, впервые выявлено, что глифосат подавляет экспрессию антимикробных и антивирусных генов у цыплят-бройлеров. Наша цель заключалась в оценке продуктивности и изменения экспрессии генов, ассоциированных с иммунитетом, продуктивностью и устойчивостью к токсическим и лекарственным веществам, при воздействии антибиотиков, в том числе на фоне загрязнения кормов глифосатом и введения в рацион цыплят-бройлеров штамма Bacillus sp. Эксперименты проводили в 2022 году в виварии ООО «БИОТРОФ+» на бройлерах ( Gallus gallus L.) кросса Ross 308 от 1- до 35-суточного возраста. Для кормления с 1-х по 28-е сут использовали комбикорм ПК 5 для бройлеров, с 29-х по 35-е сут - ПК 6 для бройлеров. Птицу разделили на 4 группы по 40 гол. в каждой. Бройлеры в I группе (контроль) получали рацион без антибиотиков, глифосата и штамма микроорганизма; во II опытной - рацион с добавлением ветеринарных антибиотиков энрофлоксацина и колистина в виде препарата Энрофлон К (ООО «ВИК - здоровье животных», Россия) в дозировке 1 мл/л воды с 1-х по 5-е сут выращивания и флорфеникола (ООО «Агроветзащита С.-П. НВЦ», Россия) в дозировке 1 мл/л воды с 17-х по 20-е сут; в III опытной - рацион с добавлением препарата Энрофлон К по схеме, описанной выше, а также глифосата в составе препарата Агрокиллер (ЗАО Фирма «Август», Россия) в количестве 20 мг/кг корма, что соответствовало 1ПДК для продуктов питания; в IV опытной - рацион с добавлением энрофлоксацина, колистина, флорфеникола, глифосата, а также штамма Bacillus sp. ГЛ-8, выделенного из кишечника бройлеров. Для анализа содержания глифосатов методом ИФА в кормах и питательных средах использовали cтриповый иммуноферментный анализатор STAT FAX 303+ («Awareness Technology Co. LLC», США) и тест-систему Glyphosate ELISA, Microtiter Plate («Abraxis», США). В конце эксперимента у бройлеров отбирали ткани слепых отростков кишечника и грудных мышц. Анализ экспрессии генов проводили с помощью количественной ПЦР с обратной транскрипцией. Тотальную РНК выделяли с использованием мини-набора AurumТМ Total RNA («Bio-Rad», США), следуя инструкциям производителя. Реакцию обратной транскрипции проводили для получения кДНК на матрице РНК с использованием iScriptТМ Reverse Transcription Supermix («Bio-Rad», США). Для анализа экспрессии мРНК были выбраны специфические праймеры для генов интерлейкина 6 ( IL6 ), интерлейкина 8 ( IL8 ), синтеза регуляторного фактора интерферона 7 ( IRF7 ), простагландин-эндопероксидсинтазы ( PTGS2 ), синтеза b-дефензина 9 AvBD9 ( Gal9 ), b-дефензина 10 AvBD10 ( Gal10 ), инсулиноподобного фактора роста 1 ( LGF1 ), миогенина ( MYOG ), миозенина ( MYOZ2 ) и гена GSTA3 , связанного с устойчивостью к токсическим и лекарственным веществам. ПЦР проводили с использованием амплификатора ДТлайт («ДНК-Технология», Россия) и набора SsoAdvancedТМ Universal SYBR® Green Supermix («Bio-Rad», США). Живую массу бройлеров определяли в возрасте 7, 14, 21, 28 и 35 сут. Показано, что антибиотики стимулировали (p £ 0,05) продуктивность бройлеров с 14-х сут жизни до конца эксперимента на 4,8-23,3 % (II группа по сравнению с I группой). В конце эксперимента отмечали негативное влияние глифосата на продуктивность бройлеров (III группа по сравнению со II, p £ 0,05). Результаты оценки экспрессии генов бройлеров, связанных с ростом и формированием мышечных волокон, показали, что экспрессия гена MYOG была выше у бройлеров из II и IV групп соответственно в 2,0 и 2,1 раза по сравнению с I группой (p £ 0,05). В III группе количество мРНК гена MYOG не повышалось (р > 0,05), что свидетельствует о негативном влиянии глифосата на экспрессию генов продуктивности птицы. Глифосат (III группа) выступал и как супрессор экспрессии генов антимикробной и антивирусной защиты Gal9 , Gal10 и IRF7 (по сравнению со II группой) (p £ 0,05). Интродукция штамма микроорганизма в корм на фоне глифосата и антибиотиков (IV группа) вызывала усиление экспрессии Gal9 по сравнению с наблюдаемой в III группе (p £ 0,05). Прослеживалась тенденция резкого возрастания экспрессии провоспалительных генов IL6 , IL8 и PTGS2 во II группе (соответственно в 4,6; 11,2 и 6,6 раза по сравнению с контролем, p £ 0,05).
Бесплатно
Продуктивность серебристо-черных лисиц при использовании эрготропика эраконд
Статья научная
Рассматривается эффективность использования нового препарата эраконд в рационах серебристо-черных лисиц. Приведены данные по влиянию препарата на воспроизводительную способность, рост, развитие молодняка и качество шкурок. Определяли оптимальные дозы и разрабатывали схему использования препарата в различные физиологические периоды.
Бесплатно
Статья научная
Изучали влияние препарата Циркон, используемого для предпосевной обработки семян и вегетирующих растений, на продуктивность растений яровой пшеницы (Triticum vulgare L.) и содержание кадмия в зерне и соломе. Определяли зависимость фитотоксического эффекта и интенсивности накопления кадмия в урожае от содержания этого элемента в почве.
Бесплатно
Статья научная
Экструзия как метод термической и механической обработки, сочетающий высокие температуры и давление, повышает пищевую ценность кормовых ингредиентов и широко используется для улучшения функциональных свойств пищевых продуктов. Однако неясно, как рационы, включающие экструдаты, влияют на микробиоту кишечника и физиологию питания цыплят-бройлеров. В настоящей работе впервые установлено, что замена до 10 % пшеницы на отруби и кукурузу не ухудшает продуктивность птицы. Выявлено снижение усвоения жира при экструзии отрубей и повышение этого показателя при обработке кукурузы. Показано, что микробиом слепой кишки по-разному формируется при различных соотношениях растворимых и нерастворимых углеводов. Наша цель заключалась в оценке влияния замены зерновой части рациона цыплят-бройлеров на нативные и экструдированные пшеничные и кукурузные отруби на показатели роста, переваримость и состав кишечного микробиома. Исследования проводили в 2023 году в виварии ФНЦ биологических систем и агротехнологий РАН. Цыплят-бройлеров (Gallus gallus L.) кросса Arbor Acres разделили на четыре опытных группы (по n = 5) методом пар-аналогов. Птицу кормили полнорационными комбикормами согласно рекомендациям Всероссийского научно-исследовательского и технологического института птицеводства (ВНИТИП). Начиная с 21-х сут, 10 % (100 г/кг рациона) зерна пшеницы в рационе цыплят I группы заменяли на пшеничные отруби (О), II группы - на экструдат отрубей (ЭО), III группы - на кукурузу (К), IV группы - на экструдат кукурузы (ЭК). Содержание сырой клетчатки в исследуемых компонентах было следующим: О - 7,7 %, ЭО - 2,7 %, К - 4,29 %, ЭК - 1,67 %. Прирост живой массы учитывали по результатам еженедельного взвешивания (21-42-е сут жизни). Исследовали химический состав рационов и помета. Количество сухого вещества определяли по ГОСТ 31640-2012 (M., 2012), массовую долю сырого жира - по ГОСТ 13496.15-2016 (M., 2016), сырого протеина - по ГОСТ 13496.4-93 (M., 2011), сырой клетчатки - по ГОСТ 31675-2012 (M., 2014). После окончания эксперимента на 42-е сут проводили убой птицы. Органы пищеварения (мышечный и железистый желудки, кишечник) извлекали, освобождали от содержимого и взвешивали. Отбор содержимого слепой кишки проводили во время убоя. Проводили подготовку библиотек ДНК, секвенирование и биоинформационную обработку. Визуализацию результатов биоинформатической обработки и статистический анализ осуществляли с помощью MicrobiomeAnalyst (https://www.microbiomeanalyst.ca/). Полученные OTU после фильтрации и определения таксономической принадлежности использовали для расчета показателей альфа-разнообразия (индекс Chao1, индекс Фишера, индекс биоразнообразия Шеннона, оценка охвата на основе численности ACE, индекс разнообразия Симпсона; статистический метод ANOVA) и бета-разнообразия (метод ординации NMDS, дистанционный метод, индекс Брея-Кертиса; статистический метод PERMANOVA). На 14-е сут после начала эксперимента наблюдалась тенденция к увеличению живой массы в группах, получавших экструдированные продукты, - на 8,5 % для ЭО и 9,9 % для ЭК в сравнении с аналогичными кормами без экструзии. К концу учетного периода разница для тех же групп по живой массе составила соответственно 8,3 и 10,4 %, значимых различий не наблюдалось. Внесение в рационы экструдированной кукурузы приводило к статистически значимому увеличению переваримости сырого жира (СЖ): этот показатель был на 5,1 % (р ≤ 0,05) выше в сравнении с ЭО и на 6,4 % (р ≤ 0,05) при сравнении с К. Экструдированные отруби в рационе цыплят-бройлеров снижали переваримость СЖ на 3,5 % при сравнении с I группой. При оценке переваримости сырого протеина (СП) отмечали обратный эффект: происходило статистически значимое снижение в III и IV группах соответственно на 6,6 % (р ≤ 0,05) и 13,2 % (р ≤ 0,05) по сравнению с I группой. Остальные показатели усвоения питательных веществ не имели достоверных различий. На развитие органов пищеварения влияло более высокое содержание клетчатки в нативных компонентах отрубей и кукурузы. Масса мышечного желудка в I группе была на 7,02 % (p ≤ 0,001) выше, чем у птиц, которым скармливали ЭО, в III группе - на 22,04 % (p ≤ 0,05) выше, чем при скармливании ЭК. Масса кишечника снижалась в IV группе на 22,12 % (p function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }
Бесплатно
Статья научная
В специальной литературе описано достаточно много фактов, которые как подтверждают получение наиболее продуктивных растений картофеля из апикальных глазков, так и отрицают преимущество верхушечной части клубня над серединной и базальной. В картофелеводстве понимание вопросов, связанных с поведением и продуктивностью почек, сформированных в различных частях клубня, представляет большой интерес для семеноводства культуры. В представляемой работе приведены результаты исследований особенностей развития и продуктивности растений картофеля, которые выращивали из целого клубня, а также из глазков, изолированных из различных его частей - апикальной, срединной и базальной. Эксперименты проводили в полевых условиях со среднеспелым сортом белорусской селекции Скарб в разные по температурному режиму и влагообеспеченности годы. Установлено, что разнокачественность разнорасположенных глазков в значительной степени обусловлена особенностями функционирования клубня как биологической системы. При изоляции отдельных глазков целостность этой системы нарушается. Характер роста растений, получаемых из отдельных глазков, зависит от срока изоляции последних. Если их отбирают после начала пробуждения почек, то растения из апикальных глазков имеют преимущество в развитии и продуктивности. Если же глазки отделяют в период покоя, то производные почек любого расположения на материнском клубне формируют урожай одинаковой величины. При этом продуктивность не зависит от крупности клубня, из которого вычленяются глазки.
Бесплатно
Продукционный процесс агрофитоценоза козлятника восточного в условиях Среднего Поволжья
Статья научная
Определяли основные показатели продукционного процесса растений козлятника восточного при выращивании на корм и семена. Рассматриваются особенности формирования стеблестоя, корневой системы, симбиотического аппарата и фотосинтетическая деятельность агрофитоценозов в зависимости от нормы высева семян, срока и способа посева, а также под влиянием макро- и микроудобрений, бактериальных препаратов, регуляторов роста и электромагнитного поля сверхвысокой частоты.
Бесплатно
Продукция розмариновой кислоты в проростках мелиссы (Melissa officinalis L.) под влиянием ионов меди
Статья научная
Розмариновая кислота (RA), одно из важнейших биологически активных соединений, которое синтезируют растения мелиссы (Melissa officinalis L.), обладает противовирусными, анти-бактериальными, антиоксидантными и противораковыми свойствами. Кроме того, ее применяют как приправу и для улучшения качества выпечки. Ионы меди действуют как кофактор нескольких белков и играют ключевую роль в фотосинтезе, дыхании, синтезе лигнина, реакциях на окисли-тельный стресс и в метаболизме компонентов клеточной стенки, но в высоких концентрациях могут быть токсичны для растений. Мы предположили, что абиотические стрессы как один из внешних факторов, индуцирующих защитный механизм растений, могут способствовать выработке вторичных метаболитов и особенно RA у представителей семейства Lamiaceae. В представленной работе мы изучали накопление RA, экспрессию гена тирозинаминотрансферазы (TAT), содержание флавоноидов и антоцианов, а также активность антиоксидантных ферментов системы защиты растений от окислительного стресса у 45-суточных проростков M. officinalis после обработки разными концентрациями Cu2+ (0, 5, 10, 20 и 30 мкМ). Образцы собирали и исследовали после 8 и 16 ч обработки Cu2+. Показано, что в меньших концентрациях ионы Cu2+ положительно влияли на накопление RA независимо от длительности обработки, с чем согласовывалось увеличение экс-прессии гена TAT, вовлеченного в один из путей синтеза RA. Содержание флавоноидов, антоцианов и растворимого белка в проростках значительно снижалось (за исключением проростков, обработанных в течение 8 ч Cu2+ в концентрации 20 и 30 мкМ). Содержание RA и экспрессия гена ТАТ значительно снизились при максимальной концентрации Cu2+ и длительном воздействии (16 ч). Одновременно в этих проростках мы отмечали повышение активности супероксиддисмутазы и пероксидазы. Последнее может указывать на то, что более низкие концентрации Cu2+ вызывают окислительный стресс, активные формы кислорода (АФК), которые выполняют роль сигнальных молекул, накапливаются, и из-за их положительного воздействия на экспрессию гена ТАТ образуется больше RA. Напротив, при самой высокой концентрации ионов меди АФК подавляли экспрессию гена ТАТ и тем самым предотвращали деградацию продукта гена.
Бесплатно
Статья научная
Современная наука располагает убедительными доказательствами того, что грибы рода Alternaria представляют серьезную токсикологическую опасность. Благодаря способности активно расти на разных субстратах в широком диапазоне температур и влажности они занимают обширную экологическую нишу и продуцируют несколько структурных типов вторичных метаболитов с особо опасными формами негативного действия (S.M. Tralamazza с соавт., 2018). В группе дибензо-a-пиронов наиболее известен альтернариол (АОЛ), обладающий высокой цитотоксичностью, генотоксическим и мутагенным действием (Z. Mao с соавт., 2014). Объем информации относительно способности грибов Alternaria продуцировать этот токсин остается пока ограниченным. За последние годы в России выявлена значительная распространенность мелкоспоровых видов этих грибов на зерновых культурах (Ф.Б. Ганнибал, 2004, 2008; Т.Ю. Гагкаева с соавт., 2012). Обнаружено возрастание частоты встречаемости и числа случаев значительного накопления АОЛ в зерне и кормовых зерносмесях (Г.П. Кононенко с соавт., 2019, 2020). В настоящем исследовании нами впервые показано, что виды A. tenuissima , A. alternata и A. arborescens могут иметь отношение к контаминации зерновых кормов этим микотоксином. Целью работы стала оценка потенциала накопления АОЛ основными видами грибов рода Alternaria , ассоциированных с зерновыми кормами. Культуры грибов выделяли из 57 образцов кормов, включая зерно пшеницы, ячменя, кукурузы и овса, семена подсолнечника, отруби пшеничные и комбикорма. Моноконидиальные изоляты, идентифицированные по культурально-морфологическим признакам как A. tenuissima (Nees et T. Nees: Fries) Wiltshire, A. alternata (Fr.) Keissl и A. arborescens E.G. Simmons, а также 14 изолятов, отнесенных к группе видов A. infectoria , культивировали на панели из четырех питательных сред, включающей картофельно-морковный агар (potato-carrot agar, PCA), сенной агар (hay infusion agar, HAY), солодовый агар (malt extract agar, MEA) и овощной агар (vegetable juice agar, V-8), в течение 7 сут при 25 °С. Определение АОЛ в экстрактах образцов биомассы выполняли методом непрямого конкурентного иммуноферментного анализа (ELISA) с помощью аттестованной коммерческой тест-системы. Среди изолятов, принадлежащих группе видов A. infectoria , 13 были лишены продуцирующей способности, тогда как для одного из них накопление АОЛ наблюдалось на всех ростовых средах в количествах соответственно 2,0±0,2; 14±3; 18±4 и 220±30 мкг/г. Оценка биосинтетического потенциала A. tenuissima и A. alternata показала, что по общему числу продуцентов и доле высокоактивных и сверхактивных изолятов наибольшая степень его реализации наблюдается на МЕА. Суммарная величина накопления АОЛ в этих условиях для обоих видов оказалась практически одинаковой и составила соответственно 73 и 71 мкг/г. Изоляты A. arborescens обеспечивали наибольшую продукцию АОЛ на средах V-8, HAY и MEA в количествах, равных соответственно 106, 64 и 31 мкг/г.
Бесплатно
Продуцирование охратоксина а, фумонизинов и эмодина у вида Aspergillus niger из кормовой продукции
Статья научная
Микромицеты одного из самых сложных в таксономическом отношении комплекса Aspergillus niger (the A. niger “aggregate”) в последние десятилетия неизменно остаются объектом пристального внимания исследователей в связи с рисками негативных воздействий на человека и животных. Для индустриальных и коллекционных штаммов установлена способность синтезировать токсичные метаболиты с особо опасными формами действия - охратоксин А (M.L. Abarca с соавт., 1994; J. Téren с соавт., 1996; J. Varga с соавт., 2002), фумонизины группы В (J.C. Frisvad с соавт., 2007; J.M. Mogensen с соавт., 2010; M. Månsson с соавт., 2010) и эмодин (A.A. Ismaiel с соавт. 2016). Природные штаммы, продуцирующие охратоксин А и фумонизины, выявлены в продовольствии (P. Noomin с соавт., 2009; M. Storari с соавт., 2012; M. Yanai с соавт., 2013) и в кормовой продукции (A. Dalcero с соавт., 2002; F. Accensi с соавт., 2004 ). В России приоритет в изучении был отдан рискам распространения этих грибов как возбудителей микозов в среде обитания человека (А.Б. Кулько, 2012; О.Е. Марфенина с соавт., 2014). В настоящей работе для культур A. niger из отечественной кормовой зернопродукции и консервированных травяных кормов впервые установлен характер продуцирования фумонизинов (ФУМ), охратоксина А (ОА) и эмодина (ЭМО), показано влияние типа субстрата на интенсивность токсинообразования in vitro, и подтверждена принадлежность штаммов виду A. niger в составе A. niger “aggregate”. Цель работы - оценка способности культур Aspergillus niger , выделенных из комбикорма, пяти видов комбикормового сырья и сена разного ботанического состава и территориального происхождения, продуцировать фумонизины группы В, охратоксин А и эмодин, а также уточнение их видовой принадлежности по совокупности морфологических, физиологических характеристик и составу метаболитов. Для 12 моноконидиальных культур токсинообразование оценивали на сахарозном агаре с дрожжевым экстрактом (YES), агаре Чапека с экстрактом автолизата дрожжей и 20 % сахарозы (CYA20S) и на зерне риса. После инкубирования (7 сут, 25 °С) анализ экстрактов выполняли с помощью тест-систем для иммуноферментного определения микотоксинов (СТО ВНИИВСГЭ, Россия). По морфологическим критериям (диаметр колоний, характер роста, цвет, консистенция колоний, форма и ширина растущего края, форма конидиальной головки, структура и пигментация конидиеносцев, размеры, форма и цвет везикулы, метул, фиалид и конидий), по отсутствию склероциев, результату теста Эрлиха и способности продуцировать ОА и ФУМ подтверждена принадлежность культур виду A. niger в кладе двухъярусных видов (R.A. Samson с соавт., 2007; J. Varga с соавт. 2011). Накопление ФУМ у 7 штаммов составляло 0,2 до 630 мкг/г и у 5 отсутствовало, все штаммы продуцировали ОА (от 0,005 до 0,064 мкг/г) и ЭМО (от 0,004 до 0,9 мкг/г). Различие в накоплении микотоксинов на агаровых средах и зерновом субстрате подтвердило влияние компонентов субстратов на активность детерминирующих кластеров генов. Из-за слабого потенциала продуцирования ОА, ЭМО и небольшой доли активных продуцентов ФУМ вклад A. niger в контаминацию зерновых кормов и сена (даже при интенсивной пораженности) вряд ли может быть существенным.
Бесплатно
Статья научная
Для периодического обновления набора применяемых химических средств защиты в мире постоянно ведутся работы по поиску антипаразитарных средств с иным механизмом действия, чем у существующих препаратов, и (или) с таким же механизмом, но гораздо более эффективным. В настоящей работе впервые представлены данные по биоцидному действию новых полусинтетических производных авермектина В1, полученных нами ранее. Это 16-членные макроциклические лактоны - представители важного класса антгельминтиков. В 2015 году S. Omura (Япония) и W.C. Campbell (США), открывшие авермектины из этой группы, были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине. В качестве тест-объектов использовались олигохеты Tubificidal tubifex. Всего исследовали производные авермектина В1 (абамектин), ивер-мектина, моносахаридных аналогов абамектина и ивермектина, абамектин, ивермектин, 5-О-сукциноилавермектин В1, метиловый эфир 5-О-сукциноилавермектина В1, этиловый эфир 5-О-сукциноилавермектина В1, диэтиловый эфир 5,4´´-ди-О-сукциноилавермектина В1, этиловый эфир 5-О-малоната авермектина В1, диэтиловый эфир 5,4´´-ди-О-дималоната авермектина В1, гемисукцинат моносахарида авермектина В1 (5-О-сукциноил-4´-дезолеандрозил-4´-гидроксиавер-мектин В1), этиловый эфир 5-О-сукциноил-4´´-О-хлорацетилавермектина В1, 5-О-сукциноил-ивермектина, этиловый эфир 5-О-сукциноиливермектина, 5,4´´-ди-О-сукциноиливермектина, ди-этиловый эфир 5,4´´-ди-О-сукциноиливермектина, этиловый эфир 5-О-малоноиливермектина, диэтиловый эфир 5-О-4´´-О-дималоната ивермектина, моноавермектин-5-иловый эфир 4-[2-(4-нит-рофенил)-2-оксоэтокси]-4-оксобутановой кислоты, моноавермектин-5-иловый эфир 4-[2-(4-хлор-фенил)-2-оксоэтокси]-4-оксобутановой кислоты, моноавермектин-5-иловый эфир 4-[(4-нитро-бензил)-метокси]-4-оксобутановой кислоты, моноавермектин-5-иловый эфир 4-[1-метил-2-(4-ме-тилфенил)-2-оксоэтокси]-4-оксобутановой кислоты, моноавермектин-5-иловый эфир 4-[2-(4-хлор-фенил)-1-метил-2-оксоэтокси]-4-оксобутановой кислоты, моноавермектин-5-иловый эфир 4-[3-хлор-1-(4-хлорбензоил)-пропокси]-4-оксобутановой кислоты, моноавермектин-5-иловый эфир 4-{2-[(4-метилфенил)-амино]-2-оксоэтокси}-4-оксобутановой кислоты и моноавермектин-5-иловый эфир 4-{2-[(4-бромфенил)-амино]-2-оксоэтокси}-4-оксобутановой кислоты. У наиболее эффективных полученных производных - 5-О-сукциноилавермектина В1, 5-О-этилсукциноилавермектина В1, 5,4´´-ди-О-этилсукциноилавермектина В1 изучили острую токсичность. У трех этих соединения значения LD50 для белых мышей при внутрибрюшинном введении составили соответственно 37,85; 41,37 и 45,82 мг/кг. В опытах in vitro с препаратами мембран мозга крыс, использованных в качестве модели для скрининга и изучения механизма действия природных и полусинтетических авермектинов, мы сравнили взаимодействие авермектина В1, ивермектина и 5-О-сукци-ноилавермектина В1 с ГАМКА-рецепторами (одна из биомишеней в механизме действия подобных соединений), использовав радиолигандный метод. Оказалось, что по сравнению с авермектином В1 оригинальное производное гемисукцинат авермектина В1 на 30 % повышает максимальное ингибирование специфического связывания (Imax) радиолиганда [G-3H]SR 95531 с мембранами.
Бесплатно
Статья научная
Создание высокоэффективных экологически безопасных препаратов для повышения продуктивности и устойчивости агро- и экосистем - актуальная задача современной науки. В этой связи в качестве перспективных форм рассматриваются углеродные наноструктуры - водорастворимые производные фуллеренов С60 и С70, применяемых в биомедицине и фармакологии. Показано, что ониспособны проникать через биомембраны благодаря липофильности и наноразмерам, транспортировать лекарственные вещества к клеткам-мишеням, обладают антиоксидантными свойствами. Однако о механизмах влияния фуллеренов на растения мало что известно. Мы впервые изучили воздействие производных фуллерена С60 на процессы, обусловливающие нетто-продуктивность и устойчивость растений к окислительному стрессу. В исследованиях использовали фуллеренол и аддукты фуллерена С60 с незаменимыми аминокислотами треонином, лизином, аргинином, а также с аминокислотой гидроксипролином, синтезированные нами ранее с применением оригинальной одностадийной методики. В двух вегетационных экспериментах в регулируемых условиях (аэрируемый питательный раствор, светоустановка) выявлен стимулирующий эффект этих производных фуллерена на рост яровой пшеницы и ячменя при добавлении в корнеобитаемую среду и при некорневой обработке. Так, у растений отмечали увеличение биомассы листьев, стеблей, корней (на 27-226 %, р 60-оксипролин, фуллерен С60-треонин. Очевидно, наблюдаемый эффект был связан с установленной способностью фуллеренола и аминокислотных производных фуллерена С60 оказывать регуляторное воздействие на синтез фотосинтетических пигментов и, как следствие, на эффективность фотосинтеза. Сравнение индексов отражения, характеризующих содержание хлорофиллов (ChlRI) и антоцианов (ARI) в листьях, показало, что в целом под влиянием производных фуллеренов формируется фотосинтетический аппарат, обладающий бóльшим потенциалом. При воздействии испытуемых производных фуллерена также снижалась интенсивность перекисного окисления липидов, увеличивалась (преимущественно у ячменя) или уменьшалась генерация активных форм кислорода и повышалась активность супероксиддисмутазы в листьях и (или) корнях. Эти изменения в состоянии растений были наиболее выражены при действии фуллеренола, С60-треонина и С60-гидроксипролина. В условиях моделируемого стресса (УФ-В облучение, 20 кДж/м2) устойчивость растений ячменя после некорневой обработки растворами фуллеренола, С60-треонина и С60-гидрокспролина, судя по массе надземной части и корней, оказалась на 10-20 % выше, чем у контрольных облученных растений, показавших снижение массы надземной части примерно на 33 %, корней - на 10-20 %. Выявленное положительное влияние синтезированных аминокислотных производных фуллерена C60 и фуллеренола на продукционный процесс и устойчивость растений к окислительному стрессу, высокая эффективность в малых концентрациях (соответственно, низкие затраты на применение) и экологическая безопасность свидетельствуют о перспективности дальнейшего изучения механизмов влияния этих соединений на почвенно-растительную систему с целью создания на их основе препаратов для использования в растениеводстве.
Бесплатно
Производство функциональных яиц. Сообщение I. Роль -3-полиненасыщенных жирных кислот
Статья обзорная
Один из самых распространенных функциональных пищевых продуктов - яйцо птицы, обогащенное различными нутриентами или их комплексами (N. Shapira, 2010). Высокая скорость и гибкость метаболизма липидов у птиц позволяет довольно быстро модифицировать состав желтка, изменяя рацион кур-несушек. Особый интерес диетологов вызывают продукты, богатые ω-3-полиненасыщенными жирными кислотами (ПНЖК), прежде всего α-линоленовой (АЛК, С18:3), эйкозапентаеновой (ЭПК, С20:5) и докозагексаеновой (ДГК, С22:6), которые необходимы для развития мозга, зрительной функции, профилактики сердечно-сосудистых заболеваний и т.д. (A. Simopoulos, 2001), но дефицитны в рационах населения в большинстве стран, включая Россию. У птицы ω-3-ПНЖК из рациона через 1-2 нед устойчиво переходят в яйцо (C.O. Leskanich с соавт., 1997), но при повышении доли скармливаемых ω-3-ПНЖК возможны изменения метаболизма липидов с негативными последствиями: снижением содержания липидов в крови, повышением - в печени (вплоть до развития ее геморрагической ожиренности), их катаболизмом, уменьшением массы яиц и желтка (M.E. Van Elswyk, 1997). Кроме того, яйца, обогащенные ω-3-ПНЖК, часто имеют неприятный рыбный запах (F. Bubel с соавт., 2011). Один из источников ω-3-ПНЖК в рационах - рыбий жир маслянистых видов рыб. Он обеспечивает высокое обогащение яйца длинноцепочечными ПНЖК (прежде всего, ДГК), но их состав нестабилен, высокая степень ненасыщенности приводит к усиленному окислению, часто (даже при низких дозах) у продукта появляется рыбный запах, кроме того, есть проблемы с ценой, доступностью и экологичностью (I. Fraeye с соавт., 2012). Второй тип источников ω-3-ПНЖК - льняное семя, жмых или масло. При относительно невысоком содержании ДГК количество АЛК в них значительно (около 50 % от суммы жирных кислот), что повышает окислительную стабильность липидов желтка (в отличие от обогащения ЭПК или ДГК). Дозы 5-8 % для льняного семени или жмыха и 3 % - для масла практически не влияют на продуктивность несушек и качество яиц (E.M. Goldberg с соавт., 2013). В России из-за распространенности и низкой стоимости этих добавок их применение для обогащения яиц ω-3-ПНЖК, возможно, наиболее выгодно. Третья группа добавок - морские водоросли, но они доступны далеко не везде и пока недостаточно изучены, хотя обсуждается их потенциальная перспективность (J.H. Park с соавт., 2015). При повышении содержания ω-3-ПНЖК в кормах и продукции необходимо одновременное обогащение антиоксидантами, стабилизирующее липиды (Ch. Nimalaratne с соавт., 2015). В этом качестве наиболее изучен и, пожалуй, наиболее эффективен витамин Е. Имеющиеся данные относительно возможности получения и применения обогащенных ω-3-ПНЖК яиц зачастую противоречивы вследствие ограниченности сравниваемых показателей и сложности метаболизма липидов у птиц, поэтому необходимы углубленные исследования, а также создание международной базы первичных данных для их более эффективного анализа методами сравнительной статистики.
Бесплатно
Производство функциональных яиц. Сообщение II. Роль селена, цинка и йода
Статья обзорная
Рассмотрены разные аспекты селенового, цинкового и йодного питания несушек и производства функциональных яиц, обогащенных этими микроэлементами. Селен легко переносится в яйца. Он входит в состав ряда селенопротеинов с антиоксидантными свойствами (таких как фермент глютатионпероксидаза), улучшающих антиоксидантный статус организма несушек и систему его антирадикальной защиты. Кроме того, эти вещества откладываются в яйца и способствуют улучшению сохранности питательных веществ желтка и белка при хранении (Z.G. Wang с соавт., 2010). Результаты исследований последних лет также показывают, что и рационы несушек, и яйца целесообразно обогащать не только селеном (M. Fasiangova, G. Borilova, 2017), но и витамином Е, поскольку эта комбинация двух наиболее активных кормовых антиоксидантов обеспечивает наилучшую защиту организма кур и высокий антиоксидантный статус яиц (Z. Zduńczyk с соавт., 2013). При этом наиболее эффективны органические формы селена: они менее токсичны для птицы, лучше переносятся в яйца и позволяют создавать в организме депо этого элемента, которое мобилизуется при возникновении оксидативных стрессов (P.F. Surai, V.I. Fisinin, 2016). Эта комбинация наиболее эффективно сохраняет полиненасыщенные жирные кислоты в составе липидов желтка яиц (А.Ш. Кавтарашвили с соавт., 2017). Оптимальное соотношение селена и витамина Е в рационах для несушек еще предстоит определить в дальнейших исследованиях. Цинк входит в состав антиокислительного фермента супероксиддисмутазы (СОД), а также снижает окислительный стресс за счет антагонизма с ионами переходных металлов с высоким окислительно-восстановительным потенциалом. Обогащение яиц цинком при его включении в рационы несушек способствует повышению качества и сохранности белка яиц (H. Aliarabi с соавт., 2007), качества скорлупы, улучшению состояния костяка, оперения и повышению иммунитета несушек (K.M. Martin, 2016). Неорганические источники цинка можно вводить в рационы несушек в дозе 50-80 г/т, органические - 50-100 г/т без снижения продуктивности (K. Sahin с соавт., 2009). Совместное обогащение яиц селеном и цинком через их ввод в корма пока представляется малоперспективным из-за антагонизма между этими микроэлементами, который, возможно, удастся со временем преодолеть за счет разработки их новых кормовых форм. Повышая содержание йода в рационах несушек, можно производить яйцо, функциональное по йоду, причем желательно, чтобы количество этого элемента в кормах не превышало 5 мг/кг (EU Commission, 2005). Вместе с тем, по сообщениям некоторых авторов, дозы 5-10 мг/кг также не оказывают негативного влияния на продуктивность птицы, однако приводят к некоторому снижению качества яиц: толщины и прочности скорлупы, относительной массы белка и индекса Хау (M. Lichovnikova с соавт., 2003). Возможно совместное обогащение яиц йодом и селеном (Yu.A. Po-nomarenko, 2015), поскольку между этими микроэлементами, особенно в их органических формах, нет антагонизма по всасыванию, но есть определенный метаболический синергизм. Однако эффективность разных источников этих элементов при совместном вводе в рационы требует дальнейших исследований.
Бесплатно
