Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1659
Производство функциональных яиц. Сообщение III. Роль каротиноидов
Статья обзорная
Изучение роли каротиноидов, особенно ксантофиллов, в профилактике и диетотерапии ряда онкологических, сердечно-сосудистых и глазных болезней человека (E. Bakan с соавт., 2014) привело к тому, что сейчас эти соединения стали рассматриваться не только как средство улучшения окраски и товарного вида желтка яиц, но и как целевые вещества при производстве диетических, дизайнерских и функциональных яиц (V.P. Singh с соавт., 2012). Высокая биодоступность каротиноидов из пищевых яиц (благодаря солюбилизации в липидах желтка) делает их удобным средством обогащения рациона человека (H.-Y. Chung с соавт., 2004). В настоящем обзоре рассматриваются вопросы, связанные с практическим производством яиц, функциональных по каротиноидам: источники каротиноидов в рационах птицы и их сравнительная эффективность, метаболизм ксантофиллов в организме кур и его связь с метаболизмом липидов, влияние различных источников ксантофиллов на здоровье и продуктивность несушек, основные показатели качества яиц, интенсивность окрашивания желтка и содержание в нем ксантофиллов...
Бесплатно
Происхождение генома Sus scrofa domestica в процессе микроэволюции при создании новых пород
Статья научная
Рассматривается породообразование домашних свиней как микроэволюционный процесс, важнейшие условия которого (гибридизация, отбор и доместикация) обеспечивают обогащение и прогрессивное развитие генома. Представлены данные по гибридизации геномов азиатского и европейского происхождения при создании современных пород свиней. Проведен сравнительный анализ генетипической структуры более 60 диких, аборигенных и локальных популяций свиней, включая заводские породы. Исследовали микроэволюцию 36 субхромосомных элементов пяти идентифицированных хромосом. Определяли генезис маркерных субаллелей европейского и азиатского происхождения у наиболее продуктивных европейских и азиатских пород свиней.
Бесплатно
Статья научная
Минеральные удобрения, позволяя значительно увеличить продуктивность сельскохозяйственных культур, при многолетнем использовании оказывают неблагоприятное воздействие на почву и экологию в целом. Микроорганизмы, составляющие основу биопрепаратов, которые рассматривают как альтернативу минеральным удобрениям, стимулируют рост и развитие растений благодаря способности к азотфиксации, продукции сидерофоров, фитогормонов и ферментов, растворению недоступных элементов минерального питания, подавлению фитопатогенов, усилению поглощения влаги и питательных элементов. Однако эффективность таких препаратов сильно зависит от факторов новой для них окружающей среды. Мы предположили, что решением проблемы может стать создание фитостимуляторов на основе бактерий из почв, долгое время подвергавшихся воздействию различных агроприемов. В представленном исследовании нами впервые выделены местные активные штаммы азотфиксирующих и фосфатмобилизующих бактерий из почв длительного (74 года) стационарного опыта по интенсивному земледелию в условиях Дальнего Востока России. Выявлены изоляты и их сочетания с наибольшей потенциальной способностью стимулировать прорастание семян и развитие проростков пшеницы и ячменя. Целью работы было изучение свойств азотфиксирующих и фосфатмобилизующих бактерий из почв, длительное время подвергавшихся активной химизации, как возможных фитостимуляторов. Бактериальные изоляты выделяли из образцов сельскохозяйственных почв (8-е опытное поле ФНЦ Агробиотехнологий им. А.К. Чайки ДВО РАН, Приморский край, Россия), отобранных в октябре 2015 года. В качестве тест-объектов использовали семена пшеницы Triticum aestivum L. сорта Приморская 50 и ячменя Hordeum vurlage L. сорта Тихоокеанский (коллекция ФНЦ Агробиотехнологий ДВО РАН). Из 68 бактериальных изолятов с различными культуральными и морфологическими свойствами три (N1, N2 и N3) обладали способностью к азотфиксации и четыре (P6, P7, P8 и P19) относились к фосфатмобилизующим микроорганизмам. Сравнение результатов применения монокультур и разных вариантов бинарных композиций азотфиксирующих и фосфатмобилизующих изолятов показало, что при обработке энергия прорастания семян пшеницы увеличилась на 13-51 % (p ≤ 0,05), семян ячменя - на 15-54 % (p ≤ 0,05) по сравнению с необработанным контролем. Лабораторная всхожесть семян пшеницы под влиянием азотфиксирующих и фосфатмобилизующих бактерий увеличилась на 2-32 %, семян ячменя - на 7-30 % (по сравнению с необработанным контролем). Обработка семян ячменя в большинстве вариантов привела к увеличению длины побега в 1,8 раза, длины корней - в 2,7 раза. Наибольшую длину побега (120-140 мм, p ≤ 0,05) отмечали для N2P19, P6P19, P8P19, корней (120-130 мм, p ≤ 0,05) - для P6P7, N2P19, P6P19. Полученные результаты позволяют заключить, что краткосрочное замачивание в суспензиях исследуемых азотфиксирующих и фосфатмобилизующих бактерий способствует значительному увеличению энергии прорастания и лабораторной всхожести семян, длины побега и корня. Бинарные композиции бактерий оказывают большее влияние на прорастание семян растений, чем монокультуры. Наиболее выраженный стимулирующий эффект имели азотфиксирующие штаммы N1 ( Acinetobacter spp.), N2 ( Azotobacter spp.) и фосфатмобилизующий штамм P19 ( Pantoea spp.). При этом наблюдались различия в отзывчивости растений на обработку в зависимости от их видовой принадлежности, вероятно, обусловленные отсутствием генетической и физиолого-биохимической комплементарности между конкретным видом растения и исследуемыми бактериями.
Бесплатно
Протеиназа бацилл на основе генной конструкции как кормовая добавка для птицеводства
Статья научная
Усвояемость питательных пищевых веществ рациона и, как следствие, его удешевление определяются не только составом и активностью ферментов в организме, но и кормовыми ферментными добавками. Применение бактериальных ферментов, в частности протеиназ, в качестве биодобавок в птицеводстве активно развивается. Расщепляя белки, протеиназы повышают их доступность (как следствие, экономятся средства на приобретение синтетических аминокислот) и снижают негативный эффект ингибиторов пищеварения. Биотехнологии получения ферментов основаны на применении бактерий или микроскопических грибов, при этом для увеличения выхода и направленного воздействия на свойства продукта используются методы генной инженерии. Бактериальные сериновые протеиназы обладают высокой термостабильностью и устойчивы к ингибиторам животного происхождения. В настоящем сообщении мы впервые представляем данные о получении высокоочищенной секретируемой субтилизиноподобной сериновой протеиназы Bacillus pumilus при экспрессии рекомбинантного вектора в штаммах B...
Бесплатно
Статья научная
Водорастворимые полимеры в качестве прилипателей и пленкообразователей обеспечивают лучшую адгезию бактерий на семенах (по типу многокомпонентных формуляций при производстве современных химических протравителей). В этом качестве испытывались альгинат натрия низкой и высокой молекулярной массы (FMC полимер), гидроксипропилметилцеллюлоза (HPMC) (Colorcon®, «Colorcon, Inc.», США), полиэтиленгликоль (ПЭГ, PEG), карбомер (карбопол), поливиниловый спирт (PVA) и поливинилпирролидон (повидон, PVP). Более того, как оказалось, полимеры также способны удлинять период хранения биопрепаратов, повышать их совместимость с химическими средствами защиты, устойчивость к УФ-излучению, перепадам температур, высыханию, увеличивать выживаемость на поверхности семени, что позволяет производить обработку заблаговременно. Требования к создаваемым полимерным композициям - их бóльшая эффективность по сравнению с однокомпонентными при экономичности в производстве и технологичности в применении. В настоящей работе нами впервые показано, что твердофазный компонент (активированный уголь) улучшает протективные свойства полимерной композиции при предпосевной бактериальной инокуляции семян, а из исследованных полимеров выделен поливинилпирролидон как самый эффективный протектор ризобий, применение которого позволяет увеличить допустимый интервал между инокуляцией семян и их посевом. Цель работы заключалась в комплексном исследовании водорастворимых полимеров - поливинилпирролидона, поливинилового спирта, альгината натрия и карбоксиметилцеллюлозы как добавок к инокулянту для сои на основе штамма 634б Bradyrhizobium japonicum . Инокуляции и обработке полимерными композициями подвергали семена сои сорта Белгородская 7. По результатам исследования 10 % раствор поливинилпирролидона определен как наиболее эффективный среди исследованных полимеров. Его использование позволяет увеличить выживаемость клубеньковых бактерий на семенах более чем в 10 раз через 10 сут после инокуляции семенного материала. Варианты с различными концентрациями карбоксиметилцеллюлозы и альгината натрия не способны обеспечивать выживаемость бактерий на семенах более 3 сут. Возможно создание улучшенной полимерно-угольной композиции со сниженной концентрацией поливинилпирролидона (7,5 % PVP и 5,0 % активированного угля). Эффективность такой композиции выше, чем при использовании поливинилпирролидона без угля, и на 20-30 % уменьшает гибель бактерий на инокулированных семенах после первых 5-7 сут хранения семян.
Бесплатно
Персоналии
В марте этого года профессору Венского ветеринарного университета, доктору наук, почетному доктору, иностранному члену Российской академии сельскохозяйственных наук Готтфриду Брему исполнилось 50 лет. Российским ученым и специалистам профессор Г. Брем широко известен в течение 20 лет как эрудированный ученый-экспериментатор, входящий в число наиболее авторитетных в мире специалистов в области зоотехнической биотехнологии и, в частности генной инженерии.
Бесплатно
Профиль микотоксинов, типичный для оригинальных (репродукционных) семян рапса масличного
Статья научная
Для семян рапса Brassica napus L. ssp. oleifera (Metzg.) Sinsk - третьего по значимости источника растительного масла в мире существуют специальные требования к послеуборочной обработке (быстрое высушивание до стандартной влажности из-за угрозы массового заплесневения при хранении) (J.T. Mills, 1987; J.T. Mills, R.N. Sinha, 1980). Все известные случаи обнаружения микотоксинов в семенах этой культуры связывают либо с инфицированием растений в поле, либо с воздействием неблагоприятных факторов при уборке (I. Brazauskiene с соавт., 2006; A. Manke-viciene с соавт., 2011, L. Wu с соавт., 2017). В настоящем исследовании впервые получено подтверждение того, что для семян рапса не свойственно присутствие токсичных метаболитов грибов родов Fusarium , Alternaria , Penicillium , Aspergillus , Myrothecium и ряда других. Цель работы - микотоксикологическое обследование семян рапса масличного, полученных с соблюдением надлежащих фитосанитарных и технологических условий при выращивании, уборке и хранении. Оригинальные (репродукционные) семена были собраны с опытных участков лаборатории кормовых культур и систем полевого кормопроизводства ФНЦ ВИК им. В.Р. Вильямса в 2009-2021 годах. После измельчения в лабораторной мельнице 158 образцов анализировали по унифицированной методике с помощью аттестованных коммерческих и исследовательских иммуноферментных тест-систем (ГОСТ 31653-2012). Для экстракции применяли смесь ацетонитрила и воды в объемном соотношении 84:16 при расходе 5 мл на 1 г навески. Микотоксины (Т-2 токсин, дезоксиниваленол, зеараленон, фумонизины группы В, эргоалкалоиды, альтернариол, роридин А, афлатоксин В1, стеригматоцистин, циклопиазоновую кислоту, эмодин, охратоксин А, цитринин, микофеноловую кислоту, PR-токсин) определяли в экстрактах после 10-кратного разбавления буферным раствором. В семенах урожаев 2009-2020 годов, сбор которых проходил при обычных погодных условиях и без нарушений режимов высушивания и хранения, микотоксины не были обнаружены. Лишь у одного образца ярового рапса (сорт Бизон, 2019 год) была выявлена слабая загрязненность микофеноловой кислотой и в составе микобиоты идентифицирован продуцирующий ее микромицет Aspergillus pseudoglaucus Blochwitz. В семенах сбора 2021 года, который проходил при повышенной температуре и влажности, в 67,5 % образцов яровых и в 25,6 % озимых культур установили контаминацию фоновыми количествами эргоалкалоидов (от 2 до 12 мкг/кг). Кроме того, в 28,6 % образцов ярового рапса показано присутствие альтернариола, в основном в малых количествах (от 8 до 32 мкг/кг) и реже с более выраженным накоплением (от 46 до 775 мкг/г). В одном из образцов ярового рапса, который дольше других хранили в недосушенном состоянии, выявили наибольшее загрязнение альтернариолом и интенсивное инфицирование грибом Alternaria tenuissima (Nees et T. Nees:Fries) Wiltshire с экспериментально подтвержденной способностью к токсинообразованию. Таким образом, при соблюдении фитосанитарных и технологических правил выращивания и хранения семян рапса нет оснований для беспокойства по поводу угрозы их контаминации токсинами, продуцируемыми грибами родов Fusarium , Alternaria , Penicillium , Aspergillus , Myrothecium и других. Все выявленные случаи загрязненности семян микотоксинами относились к образцам, собранным при сочетании неблагоприятных погодных условий или нарушениях правил хранения.
Бесплатно
Статья научная
В западносибирском регионе России мягкая яровая пшеница - основная зерновая культура, занимающая больше 40 % посевных площадей. Расширение генетического разнообразия этой культуры и создание более продуктивных и устойчивых к неблагоприятным факторам среды сортов всегда было ключевой проблемой селекции. В качестве перспективного источника хозяйственно важных признаков можно рассматривать генофонд озимой мягкой пшеницы, которая характеризуется разнообразием по толерантности к абиотическим стрессовым факторам, продуктивной кустистости и урожайности. Несмотря на то, что интрогрессия генного пула озимых культур в яровые давно используется для повышения урожайности яровых сортов, в настоящее время мало доступной информации о проявлении других хозяйственно важных признаков в потомстве от скрещивания озимых и яровых культур. Однако такие результаты важны для оценки комбинационной способности сортов озимой и яровой пшеницы и отбора потенциально ценных образцов по комплексу признаков. При применении классических методов селекции для идентификации озимых и яровых генотипов в потомстве от скрещивания озимых и яровых родительских форм требуется большой объем выборки и длительный период культивирования растительного материала. Использование MAS-технологий и маркеров, сцепленных с целевыми локусами, позволяет значительно сократить время получения новых форм. В рамках программы по созданию новых селекционных линий мягкой пшеницы по генам устойчивости к бурой ржавчине была использована схема гибридизации, где материнскими формами служили сорта озимой пшеницы Филатовка и Бийская озимая, адаптированные к условиям западносибирского региона. Интрогрессивную яровую линию 5366-180 ( Triticum aestivum / T. timopheevii ) и яровой сорт мягкой пшеницы Тулайковская 10, содержащий генетический материал пырея Thinopyrum intermedium, использовали в качестве доноров эффективных генов устойчивости к бурой ржавчине LrTt2 и Lr6Ai#2. Целью данной работы была оценка разнообразия яровых форм мягкой пшеницы, полученных в результате такой схемы гибридизации, по хозяйственно важным признакам и анализ влияния генотипа на их проявление. Отбор потомства с озимым и яровым образом жизни проводили в поколении F2 с помощью аллель-специфичных маркеров генов VRN-1. Для идентификации генотипов, содержащих гены устойчивости к бурой ржавчине, использовали микросателлитный маркер Xbarc232 и праймеры МF2 / MR1r2 и MF2 / MR4, специфичные соответственно для фрагментов транслокаций T. timopheevii и Th. intermedium. В результате гибридизации озимых сортов с яровыми донорами получили 122 растения F2, из которых отобрали 30 гомозиготных яровых растений с различным аллельным составом генов VRN-1. Из них 12 растений согласно данным молекулярного маркирования содержали чужеродные транслокации с генами Lr. Для сравнительного анализа количественных признаков было использовано 6 потомков F2, которые имели такой же аллельный состав генов VRN-1, как у ярового родителя, но отличались наличием или отсутствием Lr генов. Семейства F3-4, полученные в результате самоопыления соответствующих растений F2, были изучены в течение двух полевых сезонов по следующим признакам: период всходы-колошение, продуктивная кустистость, число и масса зерна с колоса, масса 1000 зерен. Результаты оценки периода всходы-колошение показали, что при одинаковом аллельном составе генов VRN-1 наблюдается значительная разница во времени колошения между гибридами F3-4 и яровыми донорами. В зависимости от года проведения эксперимента различия составляли от 3 до 8 сут, при этом было установлено, что наличие чужеродного генетического материала не оказывает влияния на анализируемый признак. Анализ гибридов F3-4 по признакам продуктивности показал, что на выраженность большинства из них в основном влияют факторы внешней среды. Значительный вклад генотипа в фенотипическое проявление признаков число зерен с колоса и масса 1000 зерен выявлен у гибридного образца 70-12, содержащего транслокацию от Th. intermedium. В работе показана эффективность маркер-ориентированного отбора гомозиготных генотипов в малых выборках на ранних этапах селекции. Вариация по признакам, которая наблюдается в семействах F3-4, позволяет подобрать селекционные образцы с оптимальной выраженностью хозяйственно важных признаков для дальнейшего использования.
Бесплатно
Статья научная
Адаптация регионального сортимента сельскохозяйственных культур к смене климатических условий требует численной оценки наблюдаемых тенденций в проявлении основных характеристик сортов и выявления факторов, вызывающих эту динамику. Ранее в наших исследованиях сообщалось, что в последние десятилетия хозяйственно ценные признаки районированных ранее сортов картофеля достоверно изменялись. В представляемой работе мы обобщили результаты изучения тенденций этих вариаций в условиях европейской территории России, оценив вклад климатических факторов в изменчивость, и обнаружили, что в наибольшей степени хозяйственно ценные признаки картофеля зависят от температуры в условиях либо недостатка, либо избытка тепла. С использованием корреляционного-регрессионного анализа выявлены важнейшие агроклиматические факторы, определяющие развитие растений картофеля на европейской территории России. Ими оказались рост суммы температур выше 15 °С и более ранний переход температурных значений выше 15 °С, что ускоряло прохождение наиболее метеозависимых фаз (всходы и цветение). В статье проанализированы длинные ряды наблюдений за фенологией, массой клубней на одном растении и содержанием крахмала в клубнях у сортов, которые служат стандартами при исследовании коллекции картофеля во Всероссийском институте генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова (ВИР) на опытных станциях (ОС) с контрастными климатическими условиями: на Полярной ОС ВИР (Мурманская обл., сорт Хибинский ранний, 1968-2013 годы), в Пушкинских лабораториях ВИР (г. Санкт-Петербург, сорт Невский - 1984-2004 годы, сорта Елизавета, Петербургский - 1999-2010 годы), на Майкопской ОС ВИР (Республика Адыгея, сорт Невский, 1990-2012 годы). Для выявления значимых климатических факторов был использован корреляционно-регрессионный анализ. Показано, что на Полярной ОС ВИР (недостаток тепла) период посадка-цветение сокращался за годы исследования со скоростью 2,4 сут за 10 лет, сумма температур за этот период уменьшалась со скоростью 15,9 °С за 10 лет. На Майкопской ОС ВИР (избыток тепла) эти показатели составили соответственно 6,6 сут за 10 лет и 73,8 °С за 10 лет. Период от цветения до уборки увеличивался на Полярной ОС ВИР и сокращался на Майкопской ОС ВИР. На Майкопской ОС ВИР сумма температур за период посадка-уборка также уменьшалась (на 253,4 °С за 10 лет). В контрастных климатических условиях суммы температур в межфазные периоды оказались менее стабильным показателем, чем продолжительность этих периодов. На Полярной ОС ВИР масса клубней на растении и крахмалистость клубней повышались, тогда как на Майкопской ОС ВИР урожайность увеличивалась, а крахмалистость уменьшалась. Согласно построенным регрессионным моделям, можно ожидать дальнейший рост урожайности картофеля на европейской территории России при более раннем цветении, удлинении периода от цветения до уборки. В качестве меры адаптации к изменениям климата в этих условиях может быть предложена по возможности более ранняя посадка картофеля. Также целесообразно исследовать возможности более позднеспелых сортов.
Бесплатно
Статья научная
Выяснение механизмов адаптивных реакций организма на слабые внешние воздействия - одна из наиболее сложных и актуальных проблем современной биологии. К таким реакциям относится эффект гормезиса, представляющий собой стимулирующее действие умеренных доз стрессоров, существование которого при воздействии низкими дозами разнообразных физических и химических агентов многократно подтверждено на всех уровнях организации живой материи. Динамику роста и развития растений, выросших из γ-облученных семян ячменя ( Hordeum vulgare L.) сорта Нур (сочетает высокий потенциал продуктивности - до 80 ц/га, устойчивость к засухе, хорошие фуражные и пивоваренные качества зерна, высокую устойчивость к полеганию, ряду опасных болезней), изучали в полевом эксперименте. Показано, что облучение семян существенно влияло на развитие растений в течение всего вегетационного периода. Сокращалась длительность начальных этапов онтогенеза, а фаза полной спелости наступала на 5-7 сут раньше, чем в контроле. Увеличивалась длина стеблей, масса 1000 зерен, число зерен в колосе, число продуктивных стеблей, масса соломы и колосьев. Зависимость значений хозяйственно ценных признаков от дозы γ-облучения семян статистически значимо лучше описывалась моделями, учитывающими гормезис. Влияние предпосевного облучения различалось в годы с контрастными погодными условиями. В засушливом 2014 году повышение урожая определялось увеличением числа продуктивных стеблей, а в оптимальных условиях 2015 года - ростом числа зерен в колосе. В 2016 году увеличение количества осадков в 2,5 раза относительно климатической нормы нивелировало стимулирующие эффекты. Полученные в настоящей работе результаты свидетельствуют о том, что предпосевное γ-облучение семян существенно влияет на развитие растений ячменя в течение всего вегетационного периода, изменяя структуру урожая. У растений из семян, облученных в стимулирующих дозах, статистически значимо увеличилось проявление хозяйственно ценных признаков при выращивании в контрастные по погодным условиям вегетационные сезоны. Конкретная реализация эффекта гормезиса зависит от условий, в которых происходило развитие растений.
Бесплатно
Статья научная
При хранении продовольственного и семенного картофеля существенные потери обусловлены высоким фитопатогенным фоном семян и клубней. В связи с этим внимание исследователей привлекают биологические средства защиты на основе биоконтрольных микроорганизмов. Род Pseudomonas бактерий, относящихся к группе PGPR (plant-growth promoting rhizobacteria), включает виды, наиболее эффективно колонизирующие высшие растения и используемые в биопрепаратах. Нами впервые исследованы особенности влияния психрофильного штамма бактерий Pseudo-monas sp. RF13H на сохранность клубней холодоустойчивых промышленных сортов картофеля, рекомендованных для выращивания в Ленинградской области, определена эффективность защиты клубней от ряда фитопатогенных организмов в условиях холодильного хранения, оценена динамика численности интродуцируемого штамма на поверхности клубней в период хранения. С помощью флуоресцентной in situ гибридизации и конфокальной сканирующей лазерной микроскопии впервые изучена локализация клеток бактерий и колонизация ими поверхности клубней при нормальной и пониженной температуре, указывающая на взаимовыгодные условия растительно-микробных отношений. Определив таксономическое положение ряда штаммов псевдомонад методами молекулярно-генетического анализа и охарактеризовав их хозяйственно ценные физиологические свойства (фунгицидная и бактерицидная активность, скорость роста в диапазоне пониженных температур, продукция ауксиноподобных фитогормонов), мы выявили перспективный психрофильный штамм Pseudomonas sp. RF13H и изучили возможности его применения для повышения сохранности и оптимизации биохимических процессов в клубнях картофеля при низкотемпературном хранении. Так, обнаружено снижение частоты фитопатогенных микроорганизмов на поверхности клубней при их обработке Pseudomonas sp. RF13H. Среднее число клубней, пораженных всеми типами инфекций, при такой обработке снизилось более чем на 50 % в сравнении с контролем. Тенденция сохранялась на протяжении 3 мес: в контрольных образцах доля пораженных клубней достигала 30 %, в то время как интродукция биоконтрольного штамма позволила уменьшить этот показатель до 10-13 %. При температуре 4 °С численность биоконтрольного штамма бактерий на поверхности клубней оставалась достаточно стабильной на протяжении 5 мес, существенно снизившись к концу хранения до следовых количеств. Отмечено формирование микроколоний бактерий, которые часто локализованы в углублениях и нишах на поверхности клубня. Кроме того, высокая плотность бактерий была обнаружена на границе между клетками перидермы клубней и в местах экссудации биохимических веществ, которые служат питанием для бактерий. При сравнительном изучении функции ферментов антиоксидантной защиты (каталазы, пероксидазы, супероксиддисмутазы) установлено, что интродукция Pseudomonas sp. RF13H способствует активации окислительно-восстановительных процессов, повышая устойчивость клубней к заражению. Показано, что изучаемый штамм положительно влияет на состав микробиома эпидермиса картофеля. В итоге вследствие индукции собственного иммунитета и создания барьера для проникновения болезнетворного организма заражение клубня снижается.
Бесплатно
Статья научная
Белая гниль, вызываемая сумчатым факультативным грибом Sclerotinia sclerotiorum (Lib . ) de Bary, - широко распространенное заболевание на многих культурных и дикорастущих растениях. Массовое развитие белой гнили в посевах люпина узколистного и белого на территории Нечерноземной зоны России началось с 2008 года. В представленной работе впервые выявлена зависимость между погодными условиями Нечерноземной зоны и поражением белой гнилью люпина узколистного и белого в одновидовом и смешанном посевах. Установлено, что при высокой влажности воздуха распространение и развитие гриба Sclerotinia sclerotiorum на люпине происходит не только аскоспорами, но и частичками грибницы, выявлены различия видов люпина по восприимчивости к патогену. Нашей целью была оценка развития и вредоносности белой гнили на посевах белого и узколистного люпина в зависимости от погодных условий вегетационного периода и вида посева в условиях Брянской области. Исследования проводили в 2008-2012, 2014 и 2016 годах в северо-восточной части Брянской области (опытное поле Всероссийского НИИ люпина). Люпин узколистный сорта Белозерный 110 и белый сорта Дега выращивали в одновидовых посевах и в смеси с яровой пшеницей сорта Ирень. В 2009 и 2011 годах части растений люпина заражали мицелием возбудителя белой гнили методом влажной камеры. Поражение растений наблюдали на протяжении вегетационного периода. Урожай семян с каждой делянки определяли при сплошном обмолоте посевов комбайном Sampo-500 («Sampo Rosenlew», Финляндия). Интенсивное развитие патогена на изученных видах люпина в одновидовом и смешанном посевах происходило в июне-августе, когда наступала дождливая и теплая погода, а влажность воздуха составляла 66,2-80,3 %. В условиях дождливой, теплой и ветреной погоды возбудитель белой гнили распространялся в посеве между растениями люпина как аскоспорами, так и частичками грибницы. Первые очаги болезни были выявлены на стеблях растений на пониженных участках поля и в загущенных посевах. Депрессивное развитие болезни происходило при влажности воздуха от 54,1 до 60,3 %. Наибольшее поражение отмечалось на люпине белом, что было связано с морфологическими особенностями растений этого вида. При благоприятных для развития болезни условиях поражение бобов люпина белого и узколистного в одновидовом посеве составляло соответственно 15,3-34,8 и 8,4-34,7 %, потери урожая семян - 14,3-39,2 и 3,0-34,7 %. В засушливых условиях 2010 года поражение растений люпина белого в смешанном посеве составило 0,3 %, поражение люпина узколистного в таком же посеве не наблюдали. В одновидовом посеве поражение люпина узколистного и белого составляло соответственно 0,1 и 1,3 %. Наибольший вред посевам люпина белая гниль наносила при сочетании достаточного или избыточного увлажнения с оптимальными температурами во второй половине вегетации. В этот период формировались бобы на главном и боковых побегах. При этом растения были максимально облиствены, что создавало благоприятные условия для сохранения влаги и активного развития патогена внутри посева. В смешанном посеве со злаковой культурой поражение бобов люпина оказалось значительно меньше: у люпина белого в 1,4-1,6, а у узколистного в 1,3-2,3 раза. То есть в смешанном посеве люпина со злаковой культурой создаются условия, которые менее благоприятны для развития и распространения патогена, что снижает поражение растений и бобов люпина. Получены высокие достоверные коэффициенты корреляции между влажностью воздуха и поражением бобов люпина узколистного в июне ( r = 0,95, р = 0,001) и люпина белого в июне и июле ( r = 0,90, р = 0,006; r = 0,81, р = 0,026), а также высокие отрицательные достоверные коэффициенты корреляции между урожайностью и поражением бобов в одновидовом и смешанном посеве люпина узколистного ( r = -0,92, р = 0,003; r = -1,00, р = 0,002) и люпина белого ( r = -0,97, р = 0,000; r = -0,88, р = 0,122).
Бесплатно
Развитие большого мучного хрущака (Tenebrio molitor L.) под влиянием антибиотика цефтриаксона
Статья научная
Антибиотики, попадающие в почву с отходами, а из почвы в растения, способны оказывать влияние на насекомых в их естественной среде обитания. Кроме того, антибиотики часто содержатся в кормах, которые используются не только на животноводческих предприятиях, но и на фермах по выращиванию съедобных и кормовых насекомых. В отходах сельскохозяйственного производства может содержаться значительное количество антибиотиков, которые влияют на рост, развитие и микробиоту насекомых, используемых для их переработки. Цефтриаксон - это антибиотик цефалоспоринового ряда третьего поколения. Влияние антибиотиков цефалоспоринового ряда на насекомых мало изучено, при этом степень влияния зависит как от вида насекомого, так и от типа антибиотика. Большой мучной хрущак - съедобное насекомое, а также вредитель зерновой продукции, который чаще всего обитает в закромах мучных складов, пекарнях, на мельницах, комбикормовых заводах, также рассматривается его использование в биоконверсии отходов. В настоящей работе впервые показано воздействие различных концентраций антибиотика цефтриаксона в кормовом субстрате на массу и выживаемость личинок мучного хрущака, некоторые параметры состава личинок, метаморфоз и численность потомства. Впервые установлена способность T. molitor употреблять кормовой субстрат или перерабатывать отходы, содержащие цефтриаксон. Целью работы была оценка влияния антибиотика цефтриаксона на рост, развитие и размножение большого мучного хрущака. Опыты проводили в инсектарии Всероссийского НИИ пищевых добавок (г. Санкт-Петербург, Россия) с июля по октябрь 2022 года. До эксперимента насекомых выращивали при температуре 25±2 °C и относительной влажности воздуха 50±10 %. Для кормления использовали пшеничные отруби (пищевая ценность на 100 г продукта: белки - 16,0 г, жиры - 4,0 г, углеводы - 65,0 г; ГОСТ 7169-2017. М., 2018) с добавлением моркови в качестве источника влаги. Для исследования были выбраны следующие концентрации цефтриаксона («Биосинтез», Россия): 0; 0,1; 1; 10 и 100 мг/кг сухой массы корма. Для получения корма с определенным содержанием антибиотика готовили растворы цефтриаксона в воде с необходимой концентрацией, добавляли к пшеничным отрубям в соотношении 1:1 при перемешивании, затем отруби высушивали в конвекционном сушильном шкафу UF110plus («Memmert GmbH & Co.KG», Германия) при 40 °С в течение 1 сут при периодическом помешивании. Эксперимент включал три этапа: исследование скорости роста личинок, подсчет окуклившихся и превратившихся в имаго насекомых и оценку яйцекладущей активности T. molitor . Рассчитывали коэффициент конверсии корма (feed conversion ratio, FCR), коэффициент конверсии усвоенного корма (efficiency of conversion of digested food, ECD). Расчет FCR и ECD проводили с учетом влажного корма (моркови) и без учета (только по массе отрубей). Содержание воды в теле личинки определяли, высушивая навеску образцов насекомых на предварительно взвешенных алюминиевых чашечках в вакуумном сушильном шкафу Vacuum Oven OV-12 («Jeio Tech», Корея) при 40 °C до постоянной массы. Для определения зольности личинок высушенные образцы помещали в прокаленные до постоянной массы тигли и сжигали в муфельной печи SNOL 8,2/1100 («Umega Group, AB», Литва) при следующем режиме прокаливания: 60 мин при 250 °C + 6 ч при 550 °C. Жирнокислотный состав определяли методом газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием на газовом хроматографе Varian 450-GC («Varian Chromatography Systems», Нидерланды) с масс-спектрометрическим детектором Varian 240-MS («Varian, Inc.»,США). Метилирование и экстракцию жирных кислот из высушенных образцов (сушку проводили в вакуумном сушильном шкафу Vacuum Oven OV-12 при 40 °C) осуществляли с помощью 15 % раствора серной кислоты в метаноле и хлороформа. Было установлено, что добавление цефтриаксона в кормовой субстрат большого мучного хрущака в концентрации 100 мг/кг корма привело к небольшому ускорению набора массы личинками (р = 0,029). Зависимости между выживаемостью личинок T. molitor и концентрацией антибиотика не наблюдалось (р > 0,05). Не обнаружено статистически значимых различий между жирнокислотным составом, коэффициентами конверсии корма, зольностью и содержанием воды в теле личинок, питавшихся кормами с различным содержанием цефтриаксона (p > 0,05). Отсутствовала зависимость между концентрацией антибиотика (0-100 мг/кг) и продуктивностью большого мучного хрущака, а также не обнаружено изменений в процессах окукливания и превращения в имаго при добавлении антибиотика в кормовой субстрат (р > 0,05). Таким образом, T. molitor можно выращивать на кормах, в состав которых входит цефтриаксон, сохраняя при этом жизнеспособность и основные характеристики насекомых, необходимые для их дальнейшего использования в технологиях биоконверсии. Полученные данные также указывают на то, что присутствие антибиотика в естественных кормовых субстратах этого вредителя не препятствует его размножению.
Бесплатно
Развитие воспроизводства популяций ценных видов промысловых рыб
Статья научная
Искусственному воспроизводству популяций осетровых и лососевых рыб присущи недостатки, приводящие к возврату производителей заводского происхождения, прежде всего вылов (заводская заготовка) производителей атлантического лосося на нерестилищах в ущерб естественному воспроизводству и низкая выживаемость заводской молоди в природе. Нашей целью была разработка новой биотехнологии для повышения эффективности заводского воспроизводства лосося Salmo salar (Linne, 1758) и севрюги Acipenser stellatus (Pallas, 1771). Результат оценивали в производственных испытаниях, сравнивая морфометрические и рыбоводно-биологические характеристики производителей и молоди. По итогам испытаний обоснованы три основных эффекта содержания и выращивания промысловых рыб в морской среде с соленостью 4-8 ‰, близкой к критической: наиболее высокая выживаемость, длительное сохранение высоких рыбоводных качеств производителей и акселерация развития и роста молоди. Физиолого-биохими-ческий анализ показал, что при критических показателях солености среды содержание гемоглобина и белка сыворотки крови уменьшается незначительно, в то время как удержание солей в крови и полостной жидкости максимально...
Бесплатно
Развитие защиты растений и ее научного обеспечения
Статья обзорная
Рассматриваются тенденции развития защиты растений, достижения и возможные побочные эффекты химического, биологического методов защиты, возделывания трансгенных сортов, устойчивых к вредным организмам и гербицидам. Обсуждаются перспективы развития защиты растений в России, возможности использования новейших достижений биотехнологии, генной инженерии и информационных технологий.
Бесплатно
Статья научная
Резюме. F 1, Флориан F 1, Фреска F 1), выращенных в открытом грунте, оценивали показатели семенной продуктивности и качества семян. Для большинства изученных сортов была отмечена высокая всхожесть семянок, выделенных из ягод, созревших в августе. У каждого сорта наблюдалось варьирование осемененности ягод в течение одного сезона плодоношения. Наиболее стабильными оказались сорта Флориан F 1, Грандиан F 1, Лоран F 1. Хорошей всхожестью семянок на протяжении всего периода плодоношения характеризовались сорта Грандиан F 1, Флориан F 1, Лоран F 1 и Сариан F 1.
Бесплатно
Статья научная
Технология получения клонированных эмбрионов крупного рогатого скота имеет широкие перспективы применения для решения задач, направленных на тиражирование высокопродуктивных и уникальных генотипов в племенном животноводстве, а также создание новых генотипов методами геномного редактирования. Известно, что основой успешного клонирования является способность донорского ядра соматической клетки перепрограммироваться в направлении тотипотентного состояния и что соответствующие трансформации ядра клетки (кариопласта) опосредуются факторами цитоплазмы ооцита (цитопласта) и начинаются с момента их объединения (слияния). При этом характер воздействия цитоплазмы зависит от многих факторов и является объектом направленного воздействия. В этой связи в рамках представляемой работы была поставлена цель оценить эффективность клонирования с точки зрения продолжительности воздействия цитоплазмы ооцита на донорское ядро до активации, возраста MII ооцитов на момент их активации в составе слившихся комплексов (цитогибридов), а также повторного электрослияния цитопласта и кариопласта. Изучали воздействие указанных факторов на формирование клонированных эмбрионов и их развитие до стадии бластоцисты. Выделенные post mortem ооцит-ку-мулюсные комплексы (ОКК) созревали в среде ТС-199, дополненной 10 % фетальной бычьей сыворотки, 10 мкг/мл фолликулостимулирующего (ФСГ) и 10 мкг/мл лютеинизирующего (ЛГ) гормонов. Через 20-24 ч созревания ОКК обрабатывали 0,1 % раствором гиалуронидазы, механически удаляли кумулюсные клетки и отбирали ооциты с первым полярным тельцем. Фетальные фибробласты (длительного срока хранения) культивировали до сформированного монослоя, контактно ингибировали в течение 2 сут и готовили к процедуре переноса в энуклеированный ооцит в виде суспензии. Для объединения ооцитов и перенесенных в их перивителлиновое пространство клеток применяли два последовательных прямоугольных импульса постоянного тока при напряжении 35 В продолжительностью 20 мкс (однократно или в случае отсутствия признаков объединения клеток двукратно). Полученные цитогибриды активировали иономицином через 1,0 или 2,0 ч после слияния (23-25 или 26-28 ч с момента начала созревания ооцитов-реципиентов) и культивировали до стадии бластоцисты. Доля раздробившихся ооцитов не различалась между экспериментальными группами и варьировала от 60,7 до 70,4 %. Также не различалась доля развития бластоцист, когда использовалось однократное или двукратное слияние (соответственно 29,4±4,4 и 22,8±3,5 %). При интервале между слиянием и активацией 1,0 ч выход бластоцист составлял 17,4±2,6 %. Удлинение продолжительности указанного периода до 2,0 ч повышало этот показатель до 31,1±3,8 % (p function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }
Бесплатно
Статья обзорная
Химический метод до сих пор остается наиболее эффективным способом защиты урожая экономически значимых сельскохозяйственных культур и обеспечения его качества. В мировом сельском хозяйстве сейчас используется не менее 150 фунгицидных соединений с различными механизмами действия, а число разработанных на их основе и зарегистрированных продуктов в несколько раз больше. Триазолы и стробилурины относятся к тем фунгицидам, применение которых в 1980-1990-х годах обеспечило прорыв в борьбе с возбудителями наиболее вредоносных болезней (D. Fernández-Ortuño с соавт., 2008). Однако для надежной защиты растений от поражающих их грибов и оомицетов зачастую необходимы многократные обработки фунгицидами, повторяющиеся в течение каждого нового вегетационного сезона, что ухудшает экологическую ситуацию и повышает риск развития резистентности этих фитопатогенов к фунгицидам. Резистентность - наиболее трудно преодолимое последствие фунгицидных обработок (J.A. Lucas с соавт., 2015), которое делает их во многих случаях малоэффективными и экономически неоправданными (K.J. Brent с соавт., 2007; R.P. Oliver, 2014). Попытки борьбы с резистентными формами фитопатогенных грибов и оомицетов посредством увеличения дозировок фунгицидов и кратности обработок бесперспективны, так как вызывают распространение все более и более устойчивых популяций этих патогенов. Доминирующими в современном сельском хозяйстве тенденциями, направленными на его экологизацию, считают сокращение дозировок фунгицидов без снижения эффективности их защитного действия и преодоление резистентности фитопатогенов. В то же время отказ от современных фунгицидов из группы высокого и среднего риска резистентности, в том числе стробилуринов и триазолов, не представляется удачным с практической точки зрения, поскольку они обеспечивают высокоэффективный контроль широкого спектра заболеваний и имеют ряд других преимуществ (А.В. Филиппов с соавт., 2016). Одной из стратегий, способствующих преодолению многих из вышеуказанных противоречий, могла бы стать хемосенсибилизация фитопатогенов, то есть повышение их чувствительности к фунгицидам. Хемосенсибилизация может быть достигнута при сочетании коммерческого фунгицида с нефунгицидным или обладающим незначительной фунгитоксичностью природным соединением (B.C. Campbell с соавт., 2012; V.G. Dzhavakhiya с соавт., 2012). При этом используются концентрации, которые недостаточны для подавления патогена при раздельной обработке агентами, но при их совместном применении достигается синергетический фунгицидный эффект, в том числе значительно превышающий таковой при дозировках фунгицида, к которым нечувствительны резистентные штаммы. Вещества-хемосенсибилизаторы атакуют биохимические и структурные мишени, отличные от тех, на которых нацелено действие фунгицидов, и поэтому не способствуют отбору резистентных форм. В настоящем обзоре перспективность хемосенсибилизации как антирезистентной стратегии усиления защитного эффекта фунгицидов продемонстрирована на примере нескольких экономически значимых фитопатогенных грибов, чувствительность которых к стробилуринам и триазолам может быть многократно усилена при их совместном применении с метаболитами растений и микроорганизмов или с их аналогами. Кроме того, кратко обсуждается проблема развития резистентности фитопатогенных грибов и приемы, препятствующие ее распространению, приведены сведения о типах и основных механизмах резистентности, в частности о тех, которые ответственны за устойчивость к триазолам и стробилуринам, а также представлена информация о механизмах действия некоторых хемосенсибилизаторов.
Бесплатно
Статья научная
У бычков черно-пестрой породы в период от рождения до 18-месячного возраста исследовали изменения семенников при разной интенсивности выращивания и различных условиях содержания. У быков-производителей черно-пестрой породы оценивали показатели спермопродукции в возрасте от 16 до 100 мес. Показано, что в первые 10-12 мес жизни животных семенники растут наиболее активно. При умеренно высокой интенсивности выращивания быки-производители характеризуются низкими показателями спермопродукции, а при умеренно высокой и высбкой - сокращается продолжительность их использования.
Бесплатно
Статья обзорная
Трансплантация эмбрионов - это эффективный метод генетического совершенствования крупного рогатого скота, получивший широкое распространение во всем мире (C. Smith, 1988; Н.А. Зиновьева с соавт., 2020). В 2015 году производство эмбрионов, получаемых in vitro (IVP-эмбрионы), впервые превысило число эмбрионов, получаемых по традиционной технологии MOET (IVD-эмбрионы), после чего продолжило расти, достигнув в 2021 году 79,7 % от общего объема произведенных эмбрионов (J.H.M. Viana, 2022). При этом 98,6 % IVP-эмбрионов получают из ооцитов, извлеченных посредством трансвагфинальной УЗИ-ассистированной пункции фолликулов (Ovum Pick-Up, OPU) (Р.Ю. Чинаров с соавт., 2023). В этой связи особую актуальность приобретает повышение результативности OPU/IVP в отношении количественных и качественных характеристик извлекаемых ооцит-кумулюсных комплексов (ОКК) (L.B. Ferré с соавт., 2023). Для повышения результативности OPU находят применение различные подходы: оптимизация технических параметров проведения OPU; проведение OPU на определенной стадии роста и развития фолликулов; увеличение числа одновременно растущих и созревающих фолликулов с помощью гонадотропинов; применение биомаркеров для отбора коров-доноров. Целью настоящего обзора стало рассмотрение факторов и приемов, которые влияют на количественные и качественные характеристики ооцит-кумулюсных комплексов, получаемых посредством трансвагинальной УЗИ-ассистированной пункции фолликулов, для определения направлений и методических подходов совершенствования технологии OPU/IVP. Показано влияние на результативность OPU таких параметров, как диаметр аспирационной иглы и давление вакуума (В.К. Пестис с соавт., 2016; F.A. Ward с соавт. 2000; Р.Ю. Чинаров с соавт., 2022), при этом оптимальные значения параметров зависят от типа оборудования и особенностей проведения процедуры оператором. Установлено, что результативность OPU может быть повышена при извлечении ОКК непосредственно после проявления фолликулярной волны до селекции доминантного фолликула (O.J. Ginther с соавт., 1996), при этом отмечена тенденция повышения компетенции яйцеклеток к развитию с увеличением размера фолликулов (L.J. Hagemann с соавт., 1999). По мнению других авторов, качество ооцитов не зависит от размера фолликулов, а в большей степени определяется фолликулярной фазой донора (M.M. Seneda с соавт., 2001). К технологическим приемам, используемым для приведения коров-доноров в нужную стадию полового цикла, относятся проведение OPU с определенным интервалом между сессиями, удаление доминантного фолликула и гормональная синхронизации полового цикла (M. Qi с соавт., 2013). В качестве способа повышения эффективности OPU заслуживает внимания стимуляция одновременного роста и развития большего числа фолликулов с помощью экзогенных гонадотропинов - фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) и хорионического гонадотропина лошадей (лХГ) (G.A. Bó с соавт., 2014; L.B. Ferré с соавт., 2023), при этом ФСГ в большинстве случаев более эффективен (F. Rivera с соавт., 2011; Ongaratto F.L. с соавт., 2015; Г.Н. Сингина с соавт., 2019). Перспективным подходом повышения результативности OPU считается использование биомаркеров (G. Mazzoni с соавт., 2017; S. Umer с соавт., 2019; R. Kowsar с соавт., 2021). Таким образом, в настоящее время трансвагинальная пункция фолликулов под контролем УЗИ (OPU) - это основной источник яйцеклеток для коммерческого производства эмбрионов коров во всем мире, что обусловливает проведение исследований по повышению результативности OPU. Успехи в развитии технологии OPU/IVP значительны, но необходимо продолжить эксперименты с учетом генетических особенностей пород крупного рогатого скота для определения оптимальных значений технических и технологических параметров процедуры.
Бесплатно
