Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1731
Статья научная
Массовые кожные заболевания у промысловых соболей (Martes zibellina L. 1758) на территории Сибири известны с XVIII века, однако их этиология до сих пор недостаточно изучена. Заболевание поражает до 62 % промысловых соболей, вызывая повреждения кожного покрова, и наносит серьезный экономический ущерб. В настоящей работе впервые установлено, что в этиологии кожного заболевания соболей участвуют кератинофильные грибы-дерматофиты различных видов, часть из которых впервые обнаружена на территории Российской Федерации. Целью работы было выявление и идентификация клинически значимых микроскопических грибов у соболей с проявлениями кожных заболеваний. Патологический материал (волосы, корочки), отбирали с пораженных участков шкур диких соболей ( Martes zibellina ), добытых при пушном промысле сезона 2018-2019 годов в разных районах Томской области. Всего было изучено 28 образцов патологического материала. Микологическое исследование включало тест с лампой Вуда, прямую микроскопию патологического материала, посев на микологические среды с последующей идентификацией выделенных культур грибов. Посев проводили на дифференциально-диагностическую среду для дерматофитов ДТМ-Эксперт (ФНЦ ВИЭВ РАН, Россия) и на среду Сабуро с хлорамфениколом («HiMedia Laboratories Pvt. Ltd.», Индия). Посевы инкубировали в аэробных условиях при 26-28 °С, срок инкубирования - до 21 сут. Для изучения культурально-морфологических признаков делали пересев культур уколом на агар Сабуро в чашках Петри, инкубировали 10-14 сут. Для молекулярно-генетической идентификации отбирали изолированные колонии грибов, выращенных на среде Сабуро в течение 10 сут при 26-28 °С. ДНК выделяли с помощью набора GeneJET Plant Genomic DNA Purification Kit («Thermo Fisher Scientific», США) в соответствии с инструкцией изготовителя. Полученную ДНК использовали для проведения полимеразной цепной реакции (ПЦР). Секвенировали участки внутреннего транскрибируемого спейсера гена рибосомальной РНК (ITS). Филогенетический анализ полученных нуклеотидных последовательностей проводили с помощью приложения SeqMan (DNASTAR Lasergene v.7.1.0, https://www.dnastar.com/software/lasergene/). Выравнивание последовательностей с имеющимися в базе данных GenBank выполняли с использованием пакета программ Standard Nucleotide BLAST (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/). Нуклеотидные последовательности, представляющие особый интерес, депонированы в базе данных GenBank NCBI. При осмотре шкур соболей были обнаружены кожные поражения, которые локализовались в основном в области спины, поясницы, боков и характеризовались выпадением остевых волос, алопециями, образованием корочек и струпьев. Часто в области поражений со стороны мездры имелись темные пятна. Поражения наблюдали как у самцов, так и у самок, преимущественно у молодняка. Образцы патологического материала представляли собой слипшиеся пучки волос (пуховые, реже остевые) с засохшими корочками и чешуйками у основания. Результат люминесцентного теста с лампой Вуда во всех образцах был отрицательным. При микроскопии наблюдали пучки слипшихся пуховых волос и большое количество гнойного дебриса, затрудняющего обнаружение грибных элементов. В результате культурального микологического анализа была выделена 51 культура, идентифицировано 18 таксонов (видов и родов) грибов. При этом из 12 % образцов были изолированы кератинофильные грибы-дерматофиты ( Arthroderma cuniculi , Chryso-sporium carmichaelii , Chrysosporium spp.), вероятно, выступающие в качестве этиологических агентов дерматоза. Рост дерматофитов наблюдался только на селективной дифференциально-диагностической среде ДТМ-Эксперт, на обычных средах росли быстрорастущие недерматофитные грибы. Также были изолированы недерматофитные грибы с кератинолитическим свойствами - Scopulariopsis brevicaulis (16 %), Acremonium spp. (14 %), Aspergillus spp. (36 %), которые могут выступать в качестве вторичных оппортунистических патогенов.
Бесплатно
Роль интродукции в повышении качества сортов и гибридов капустных культур
Статья научная
Представлены результаты исследований биохимического состава растений капусты восточно-азиатских видов. У растений пекинской и китайской капусты определяли содержание различных элементов, аскорбиновой кислоты, хлорофилла, β-каротина, нитратов и других показателей. Обсуждается возможность оценки нитрат-аккумулирующей способности по содержанию витамина С. Показано, что восточно-азиатские виды капусты имеют большие перспективы для возделывания в регионах России.
Бесплатно
Статья научная
Естественное обогащение пищевых продуктов растительного и животного происхождения необходимыми для человека нутриентами (биофртификация) рассматривается в современной диетологии как альтернатива применению химически синтезируемых пищевых добавок. При получении биофортифицированных яиц кур корма в основном обогащают одним или двумя микронутриентами. Однако для большей части взрослого и детского населения планеты характерен одновременный недостаток сразу нескольких микронутриентов (витаминов, каротиноидов, минеральных веществ) и полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК). Кроме того, комплексное обогащение продуктов питания сбалансированным набором нутриентов позволяет не только компенсировать существующий дефицит, но и контролировать вторичные дефициты по тем веществам, потребность которых в организме может возрастать в результате изменения диеты. В настоящей работе нами выполнена биофортификация куриных яиц одновременно по четырем дефицитным микронутриентам, которые к тому же имеют неодинаковую химическую природу и обладают разными физиологическими свойствами. В рационе кур-несушек (порода Леггорн, кросс СП 789, 4 группы по n = 30, содержание в клеточных батареях, длительность эксперимента 60 сут, 2019 год) во всех группах содержание ω-6 и ω-3-ПНЖК (источники - льняное масло и льняной жмых) составляло соответственно 2,18 и 1,97 %, а их соотношение 1,11:1; витамина Е (D-альфа-токоферол, концентрат) - 150 г, селена - 0,5 г/т (органический и неорганический 1:1, в форме Sel-Pleх® и селенита натрия). В комбикорм опытных II, III и IV групп дополнительно вводили каротиноиды - соответственно 10, 14 и 18 г/т (в виде экстракта цветков бархатцев Tagetes erecta ), а в контрольной I группе их фоновое содержание составляло 7,5 г/т. Введение в корм каротиноидов (на фоне постоянного состава трех остальных микронутриентов, испытанных нами ранее) существенно не отражалось на яичной продуктивности птицы (45,1-46,9 шт.), конверсии корма в продукцию (1,58-1,63 кг на 10 яиц и 2,43-2,50 кг на 1 кг яичной массы), морфологических качествах яиц (масса яйца - 65,0-65,2 г, желтка - 18,1-18,3 г, белка - 39,3-39,7 г, скорлупы - 7,0-7,1 г). Яйца, обогащенные одновременно четырьмя микронутриентами, не только представляют собой ценный пищевой продукт - источник лютеина, селена, ПНЖК и витамина Е, но и могут использоваться в качестве компонента при создании функциональных пищевых продуктов. Количество каротиноидов в яйце зависело от их уровня в корме птицы. За счет увеличения концентрации каротиноидов в желтке повышалась интенсивность его окраски в 1,66-1,84 раза, что улучшило товарный вид и потребительские качества яиц. В лучшей группе содержание каротиноидов в 100 г съедобной части яйца составило 0,7 мг, селена - 62 мкг, витамина Е - 10 мг, ω-3 ПНЖК - 417 мг (при соотношении ω-6:ω-3 - 3,1:1), что соответственно в 3,96; 1,62; 4,37 и 2,42 раза выше, чем в необогащенных яйцах. Употребление одного яйца в сутки обеспечит дополнительное поступление в организм человека соответственно 7,5 и 12 % ω-6 и ω-3 ПНЖК; 9, 39, 51 и 8 % витаминов А, Е, селена и легкоусвояемых каротиноидов (преимущественно лютеина) от рекомендуемого количества.
Бесплатно
Роль метаболических гормонов в регуляции функции яичников у коров (обзор)
Статья обзорная
Освещена роль метаболических гормонов в опосредовании регуляторного влияния рационов и режима питания на овариальную функцию у коров. Дана оценка действия гормонов на созревание фолликулов in vivo и функциональную активность овариальных клеток in vitro. Рассматривается участие эндогенных соматотропина, инсулин-подобного фактора роста I, инсулина и лептина в регуляции активности яичников у коров. Обсуждается влияние метаболического состояния коров с высокой молочной продуктивностью на репродуктивные параметры и связь последних с концентрацией метаболических гормонов в крови.
Бесплатно
Статья научная
Кукурузный мотылек Ostrinia nubilalis Hbn. - один из наиболее опасных вредителей кукурузы. Хотя важная роль метеорологических условий, в первую очередь температуры и влажности воздуха, многократно продемонстрирована в отношении распространения, численности и сроков развития кукурузного мотылька, точность существующих моделей прогноза размножения вредителя остается невысокой. Цель нашей работы состояла в сопоставлении метеорологических данных с демографическими показателями, характеризующими многолетние колебания численности локальной популяции кукурузного мотылька, и выявлении наиболее значимых критериев метеорологической информации для прогноза динамики численности вредителя. Наблюдения за динамикой численности кукурузного мотылька проводили в окрестностях пос. Ботаника (Краснодарский край, Гулькевичский р-н; 45°12′51″ с.ш. и 40°47′41″ в.д.) в 1994-2018 годах, причем полученные за сезон 2018 года материалы были использованы исключительно для верификации зависимости, установленной на массиве данных за 1994-2017 годы...
Бесплатно
Статья обзорная
Моноциты и макрофаги служат мишенями для многих лентивирусов животных, в том числе вируса инфекционной анемии лошадей (И.П. Савченкова с соавт., 2017). Сложность патогенеза и недостаточная изученность ретровирусных инфекций обусловливают необходимость поиска адекватной клеточной модели для их изучения in vitro. В связи с этим получение макрофагов в процессе направленной дифференцировки эмбриональных стволовых клеток (ЭСК), в том числе генетически трансформированных генами лошади, представляет интерес для ветеринарии (И.П. Савченкова с соавт., 2016). Мышиные ЭСК, выделенные из предымплантационных эмбрионов (M.J. Evans с соавт., 1981; G.R. Martin, 1981), имеют уникальные свойства по сравнению с другими типами клеток (T.C. Doetschman с соавт., 1985; И.П. Савченкова с соавт., 1996; A.M. Wobus с соавт., 2003), что выражается в их неограниченной способности пролиферировать и формировать при индукции in vitro все типы клеток эмбриона и взрослого организма. Они могут быть ценным источником для получения in vitro всех видов тканей и органов млекопитающих для экспериментального анализа, в том числе для изучения и моделирования раннего гемопоэза в культуре. В обзоре обсуждаются вопросы, связанные с дифференцировкой ЭСК в направлении гемопоэза in vitro (A.L. Olsen с соавт., 2006; I. Orlovskaya с соавт., 2008; J.A. Briggs с соавт., 2017). Для этого используют различные методические подходы, которые имеют свои преимущества и недостатки. Рассматривается влияние цитокинов, факторов роста гемопоэза и фидерных слоев, представленных монослоем стромальных клеток, на дифференцировку ЭСК in vitro. Уделяется внимание непрямому методу дифференцировки посредством создания эмбриональных телец (ЭТ) in vitro и имитации микросреды. Показано влияние микроокружения в процессе цитодифференцировки ЭСК мыши в направлении гемопоэза. Продемонстрировано, что максимальное приближение условий культивирования и дифференцировки in vitro к условиям развития гемопоэза in vivo повышает эффективность гемопоэтической дифференцировки ЭСК. Необходимо продолжать поиск панели факторов, которые избирательно направляют развитие ЭСК в мезодерму и препятствуют их дифференцировке в эктодерму и энтодерму. В настоящее время развиваются методы, позволяющие получать макрофаги в культуре из ЭСК (A. Subramanian с соавт., 2009; L. Zhuang с соавт., 2012; M. Pittet с соавт., 2014). Приведены данные, в том числе полученные автором настоящего обзора, о роли микроокружения в дифференцировке ЭСК в макрофаги in vitro. Непрямой метод дифференцировки ЭСК посредством создания ЭТ in vitro и имитации микросреды (добавление рекомбинантных цитокинов - интерлейкина 3 и гранулоцитарного макрофагового колониестимулирующего фактора) может рассматриваться как более перспективный подход для получения макрофагов в культуре in vitro. Понимание регуляторных механизмов, управляющих врожденной иммунной системой, сделает изучение лентивирусов, которые обладают тропностью к этим клеткам, более эффективным. Получение из ЭСК в культуре гомогенной клеточной популяции моноцитов и макрофагов открывает новые возможности для изучения зависимости репликации лентивирусов от степени клеточной дифференцировки.
Бесплатно
Статья научная
Внедрение защитных мероприятий на радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных территориях, пострадавших в результате аварии на Чернобыльской АЭС, снижает производство сельскохозяйственной продукции, не соответствующей нормативам по радиационной безопасности, и дозу общего облучения. На естественных кормовых угодьях в условиях юго-запада Брянской области мы изучали эффективность использования минерального питания и доли в нем калийного удобрения для получения продукции кормопроизводства, соответствующей нормативу по удельной активности. Почва опытного участка - аллювиальная дерново-оглеенная песчаная с содержанием гумуса 3,08-3,33 %, P2O5 - 620-840 мг/кг, K2O - 133-180 мг/кг, рНКСl 5,2-5,6. Плотность загрязнения почвы 137Cs в результате Чернобыльской катастрофы в 2000-2008 годах составляла 1221-1554 кБк/м2, в 2009-2014 годах - 559-867 кБк/м2. В 2000-2008 годах высевали смесь многолетних мятликовых трав в составе кострец безостый Brоmus inеrmis (8 кг/га), овсяница луговая Festuca pratensis (8 кг/га), тимофеевка луговая Phleum pratens e (5 кг/га), канареечник тростниковидный Phalaris arundinacea (5 кг/га), лисохвост луговой Alopecurus pratensis (5 кг/га); в 2009-2014 годах смесь включала овсяницу луговую Festucapratensis (6 кг/га), лисохвост луговой Alopecurus pratensis (5 кг/га), двукисточник тростниковый Phalaris arundinacea (7 кг/га). В качестве удобрений применяли аммиачную селитру, суперфосфат простой гранулированный, хлористый калий. Система применения удобрений в экспериментах предусматривала внесение 1/2 дозы азотных и калийных и всей дозы фосфорных удобрений под первый укос и 1/2 дозы азотных и калийных удобрений после проведения укоса. Минимальная урожайность зеленой массы с наибольшей удельной активностью корма была получена в варианте без применения минеральных удобрений. Максимальная урожайность 30,9 т/га в первый период исследований получена при внесении полного минерального удобрения в дозе N60P90K60. Увеличение доз элементов питания и их соотношений не приводило к значимой прибавке урожайности. При этом азотные удобрения увеличили удельную активность корма, который при дозе N60P90K60 и соотношении N:K, равном 1:1, не соответствовал нормативу. Поэтому для получения высоких урожаев зеленой массы многолетних трав с удельной активностью, не превышающей допустимые значения, в зоне с плотностью загрязнения 1221-1554 кБк/м2 мы рекомендуем применять полное минеральное удобрение с соотношением N:K, равным 1:1,5. Во второй период исследований оптимальным для получения высокой урожайности зеленой массы надлежащего качества было использование полного минерального удобрения в дозе N45P60K75. Без применения удобрений связь между урожайностью и удельной активностью зеленой массы трав оказалась слабой положительной, использование удобрений при соотношении N:K, равном 1:1, делало связь слабой, но отрицательной. Дальнейшее увеличение доли калия усиливало связь. Полученные данные о снижении удельной активности 137Cs в зеленом корме подтвердили, что именно калийные удобрения наиболее эффективны при реабилитации радиоактивно загрязненных кормовых угодий. Проведен расчет миграции 137Cs из кормов в продукцию животноводства. Главным фактором, ограничивающим переход 137Cs из почвы в растения и далее по пищевой цепи, оказалось использование калийных удобрений, позволяющих снизить удельную активность 137Cs в продукции животноводства и внутреннюю дозу облучения человека.
Бесплатно
Роль оксида азота в эмбриогенезе кур с разным типом продуктивности
Статья научная
Оксид азота (NO) в тканях человека и животных служит универсальным медиатором, опосредующим тонус гладкой мускулатуры сосудов и желудочно-кишечного тракта, деятельность центральной и вегетативной нервной системы, дифференциацию тканей и апоптоз, иммунный ответ, регуляцию экспрессии ряда генов. Это короткоживущее соединение, быстро окисляющееся до нитрата и нитрита. Известно, что эмбриогенез сопряжен с синтезом оксида азота и накоплением его метаболитов в эмбрионе. В настоящей работе мы изучали динамику содержания метаболитов NO в разных отделах куриного эмбриона и в зародыше в целом в процессе эмбриогенеза. В экспериментах использовали оплодотворенные яйца кур пород андалузская голубая, юрловская голосистая, голубая мясояичная, кохинхины белые, брама темная, брама палевая, П-11, корниш, плимутрок, малайская бойцовая, куланги; линий Х1, Х2, Х12, Х34 кросса Хайсекс белый, Б5, Б6, Б56 породы корниш, Б7, Б9, Б79 породы плимутрок; кроссов СП 789, Хайсекс белый, Смена 8, Кобб 500. Содержание метаболитов NO в образцах определяли, используя разработанный ферментный сенсор, основанный на свойстве нитрита, нитрозотиолов (RSNO), динитрозильных комплексов железа (ДНКЖ) и нитропроизводных высокомолекулярных соединений (RNO 2) ингибировать фермент каталазу в присутствии галоид-ионов и на утрате ими этого свойства под действием определенных факторов, различных для каждой группы соединений. Выявлена тесная корреляция между мясной продуктивностью взрослых птиц и интенсивностью накопления метаболитов NO в разных отделах эмбриона. Различие между эмбрионами мясных и яичных форм по этому показателю могут достигать двух порядков. Эмбрионы кур мясояичного направления и мини-кур занимают промежуточное положение. Установлено, что нитрат, конечный продукт метаболизма, накапливается преимущественно в мышцах эмбриона. Время наиболее интенсивного метаболизма (первые 3 сут развития) дает основание предположить, что главным потребителем NO служит не сама мышечная ткань, а некий фактор, влияющий на ее гистогенез. NO либо активирует этот фактор, либо влияет на его синтез.
Бесплатно
Статья обзорная
Проблема повышения естественной резистентности высокопродуктивного крупного рогатого скота (КРС) в условиях промышленного содержания приобретает все большую актуальность. Инфекции молочных желез, органов репродуктивной системы, вирусные заболевания КРС влекут за собой экономические потери, связанные со снижением мясной продуктивности, продукции молока, увеличением затрат на ветеринарное обслуживание и выбраковку больных животных. Ключом к поддержанию гомеостаза в организме и сохранению здоровья животного служит своевременное распознавание патогенов клетками врожденной иммунной системы. В настоящее время на модели человека и мышей установлены многие молекулярные механизмы активации клеток иммунной системы, показана роль паттерн-распознающих рецепторов (ПРР) (J. Xu с соавт., 2011; I.F. Moretti с соавт., 2018), адапторных белков, факторов транскрипции в формировании иммунного ответа (T. Kawai с соавт., 2008), который включает в себя не только распознавание и удаление чужеродных патогенов, но и элиминацию поврежденных клеток собственного организма (O. Takeuchi с соавт., 2010; N. Kano с соавт., 2022). В представленном обзоре собраны современные данные о роли ПРР в распознавании патогенов и активации клеток врожденной иммунной системы КРС: описаны основные иммуногенные структуры (PAMP и DAMP), оказывающие влияние на клетки врожденной иммунной системы КРС, дана информация по строению, функциям основных групп ПРР, включая Толл-подобные (TLR), NOD-подобные (NLR), лектиноподобные рецепторы С-типа (CLR) и RIG-1-подобные (RLR) рецепторы, показаны особенности строения этих рецепторов у КРС (Z. Sladek с соавт., 2009; S.K. Mishra с соавт., 2019). У КРС выявлено и картировано 10 функциональных TLR (от TLR1 до TLR10), каждый из которых распознает специфические молекулярные паттерны, ассоциированные с патогенами (M. Maurić Maljković с соавт., 2023), 32 типа молекул CLR, большинство из которых можно идентифицировать как ортологи белков человека и мыши (A. Holder с соавт., 2023). Семейство NOD-подобных рецепторов состоит из 4 подсемейств. NOD1 и NOD2 играют ауторегулирующую роль (N. Inohara с соавт., 1999) и участвуют в передаче сигнала адапторным белкам (G. Magnuson с соавт., 2010). RLRs включает три рецептора: RIG-I, MDA5 и LGP2 (K. Wicherska-Pawłowska с соавт., 2021). RIG-I-подобные рецепторы представляют собой цитоплазматические рецепторы нуклеиновых кислот для РНК вирионов. Установлена их роль в индукции врожденного иммунного ответа при защите от ротавирусной инфекции (P.S. Paul с соавт., 1993; K. de Verdier Klingenberg с соавт., 1998) и распознавании вируса диареи у КРС (Y. Ma с соавт., 2022). Для лучшего понимания роли ПРР в активации клетки отображены пути внутриклеточной передачи сигнала от рецепторов при их активации (J. Napetschnig с соавт., 2013; T. Kawai с соавт., 2008). Показано значение ПРР в формировании воспалительных заболеваний КРС (M. Maurić Maljković с соавт., 2023). Отдельно уделено внимание влиянию полиморфизма генов ПРР на устойчивость КРС к инфекционным заболеваниям, таким как мастит (A.Q. de Mesquita с соавт., 2012), туберкулез (A. Bhaladhare с соавт., 2016), паратуберкулез (R. Mucha с соавт., 2009; J.B. Okuni с соавт., 2021) и другим болезням (M. Bjelka с соавт., 2020). Идентификация однонуклеотидных полиморфизмов ПРР открывает перспективы для селекционных стратегий на основе маркеров, скрининга рисков заболеваний и повышения генетической резистентности молочного скота к болезням (M. Maurić Maljković с соавт., 2023).
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются проблемы интенсификации продукционного процесса сельскохозяйственных растений в условиях возросшей антропогенной нагрузки на агрофитоценозы. По данным многолетних экспериментов, проанализирована роль почвенных ресурсов в мобилизации азота, фосфора и калия растениями зерновых культур. Приведены результаты исследований зависимости продуктивности растений зерновых культур от типа почвы. Дана оценка интенсивности иммобилизации азота при заделывании в почву растительных остатков под посевы зерновых и овощных культур. Охарактеризован фракционный состав фосфора почвы под влиянием внесения различных форм фосфорных удобрений. Описана роль генотипа макросимбионта в улучшении азотного питания растений. Обсуждается возможность использования в качестве удобрений суперфосфата и фосфоритной муки сибирских месторождений.
Бесплатно
Статья обзорная
Долгое время преобладала концепция, согласно которой гипофизарный соматотропный гормон (СТГ) считался исключительно метаболическим гормоном, способствующим росту и развитию организма до завершения полового созревания. Однако исследования последних десятилетий показали, что область воздействия СТГ на организм значительно шире (K.L. Hull с соавт., 2001; M. Lu с соавт., 2019). Установлено, что помимо гипофиза СТГ продуцируется во многих клетках и тканях, включая нервные (C. Arámburo с соавт., 2014), иммунные (G. Mo с соавт., 2022) и репродуктивные (S. Harvey, 2010; M. Lunа с соавт., 2014), где он играет аутокринную/паракринную роль. В работах различных авторов показано, что СТГ участвует в регуляции разнообразных процессов, связанных с репродуктивной функцией у млекопитающих и человека, таких как половая дифференциация, половое созревание, стероидогенез, гаметогенез и овуляция, а также беременность и лактация (J.R. Silva с соавт., 2009; J. Devesa с соавт., 2019; C.W. Chang с соавт., 2022; X.Y. Zhou с соавт., 2023). Напротив, гораздо меньше известно об участии СТГ в регуляции функции репродуктивной системы у самок птиц. В представленной обзорной статье рассмотрены общие сведения о структурно-функциональных свойствах СТГ и его рецептора (G.P. Baumann, 2009; M.J. Waters, 2016). Представлены современные взгляды на механизмы активации сигнальных путей гормона, на ключевых молекулярных посредников, участвующих в передаче его внутриклеточного сигнала, а также на основные механизмы регуляции синтеза/секреции СТГ (F. Dehkhoda с соавт., 2018; S.J. Frank, 2020; Y. Chhabra с соавт., 2021). Приводится информация о внегипофизарной экспрессии СТГ и его рецептора в яичнике и яйцеводе домашней курицы (Gallus domesticus L.), представляющей удобную модель для изучения процессов, связанных с репродукцией у птиц (M. Luna с соавт., 2014; A. Hrabia, 2015). Рассмотрены взаимосвязи концентрации СТГ в крови и содержания соматотропных рецепторов в репродуктивных тканях с функциональной активностью и/или стадией развития последних, а также возрастом и репродуктивным статусом птиц (A. Hrabia с соавт., 2008; A. Hrabia с соавт., 2013; Smekalova с соавт., 2019). Систематизированы накопленные данные о роли СТГ в эндокринном и локальном контроле воспроизводительной функции кур, а именно влиянии на репродуктивные ткани при введении птицам in vivo (A. Hrabia с соавт., 2011; H. Mohammadi с соавт., 2016; A. Hrabia, 2022) и на стероидогенную активность фолликулярных клеток, их пролиферацию и апоптоз in vitro (A. Hrabia с соавт., 2012, 2014; A. Smekalova с соавт., 2020; А. Смекалова с соавт., 2021). Показано, что влияние СТГ на фолликулярные клетки яичника домашней курицы зависит от степени зрелости фолликула, взаимодействия слоев стенки фолликула, стадии овуляторного цикла и возраста птицы (A. Smekalova с соавт., 2020; O.V. Aleynikova с соавт., 2021). Также рассматриваются инсулиноподобные факторы роста как возможные медиаторы действия СТГ на репродуктивную систему кур (O. Onagbesan с соавт., 2009; S.M. Ahumada-Solórzano с соавт., 2016). Сделан вывод о том, что СТГ играет значительную роль в регуляции созревания фолликулов, их подготовки к овуляции и образования яичных компонентов, а также может выступать как фактор выживания клеток яйцевода.
Бесплатно
Статья обзорная
В обзоре обсуждаются результаты исследований по влиянию цитокининов на развитие азотфиксирующих клубеньков у бобовых растений, а также молекулярные механизмы такого влияния и взаимодействия с компонентами сигнального каскада, активируемого индукторами клубенькообразования - бактериальными сигналами Nod-факторами. Позитивная роль цитокининов при клубенькообразовании была впервые показана в экспериментах с экзогенным 6-бензиламинопурином (6-БАП), добавление которого вызывало образование клубенькоподобных структур на корнях бобовых растений (K.R. Libbenga, P.A.A. Harkers, 1973). В пользу предположения об участии цитокининов в контроле клубенькообразования свидетельствовали и эксперименты по инокуляции бобовых растений бактериальными штаммами, дефектными по синтезу Nod-факторов, но выделяющими транс-зеатин (J.B. Cooper, S.R. Long, 1994). В результате у растений формировались клубенькоподобные структуры, в которых наблюдали индукцию экспрессии генов ранних нодулинов, специфичных для симбиоза. На современном этапе исследований выявление у бобовых растений мутантов по генам, кодирующим рецепторы к цитокининам, позволило подтвердить предположение о вовлечении цитокининов в контроль клубенькообразования. У мутантов Medicago truncatula с нарушением функции гена рецептора цитокинина CRE1 ( cytokinin response1 ) и Lotus japonicus с нарушением функции гена LHK1 ( Lotus histidine kinase1 ) наблюдалось подавление развития клубеньков (S. Gonzalez-Rizzo и соавт., 2006; J.D. Murray и соавт., 2007). При этом подавление восприимчивости растений к цитокининам влияло как на развитие инфекционных нитей, так и на формирование клубеньков. Напротив, усиление функции генов LHK1 и CRE1 у L. japonicus и M. truncatula c использованием генно-инженерных подходов, приводило к образованию клубенькоподобных структур (L. Tirichine и соавт., 2007; E. Ovchinnikova и соавт., 2011). В статье рассмотрены пути биосинтеза и активации цитокининов, а также особенности рецепции и распространения ответа. Накопление цитокининов при развитии симбиоза может происходить за счет индукции экспрессии генов, контролирующих биосинтез/акти-вацию этих гормонов, но молекулярные механизмы такой активации еще предстоит выяснить. Анализ показал, что цитокинины вовлекаются в передачу сигнала от Nod-фактора после стадии, контролируемой одним из ключевых регуляторов сигнального пути - кальций-кальмодулин-зависимой киназой. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что активация рецептора к цитокининам зависит от Nod-факторов. Экспрессия генов, кодирующих транскрипционные факторы NSP2, ERN1 и NIN, была значительно снижена у мутантов cre1 и lhk1. Это позволяет сделать вывод, что активация рецептора к цитокининам предшествует вовлечению этих транскрипционных факторов в передачу сигнала (L. Tirichine и соавт., 2007; J. Plet и соавт., 2011). Проведенный анализ показывает, что цитокинины участвуют в регуляции ранних стадий органогенеза и контроле инфекционного процесса, но они также могут быть вовлечены в контроль дифференцировки клубеньков. Помимо локального контроля клубенькообразования, цитокинины участвуют и в системном контроле - в авторегуляции клубенькообразования. Таким образом, цитокинины могут играть различную роль в клубенькообразовании, в зависимости от времени и места их активации.
Бесплатно
Статья обзорная
В обзоре представлен анализ современных данных о роли ауксинов в регуляции развития азотфиксирующих клубеньков у бобовых растений. Обсуждается взаимодействие ауксинов с цитокининами и компонентами сигнального каскада, активируемого Nod-факторами, при органогенезе клубеньков у растений с разным типом клубенькообразования. Основное внимание уделено участию ауксинов в контроле инициации и начальных этапов развития клубеньков. В ранних работах при анализе трансгенных растений, которые содержали конструкции с регулируемыми ауксинами промоторами, слитыми с репортерными генами, было выявлено накопление ауксинов в местах закладки примордиев клубеньков, что свидетельствовало о непосредственном влиянии фитогормонов на этот процесс (U. Mathesius и соавт., 1998; C. Pacios-Bras и соавт., 2003). Сформировались представления о том, что появлению клубеньков предшествует создание максимумов содержания ауксинов в клетках, из которых в дальнейшем развиваются примордии этих органов. Создание таких максимумов зависит от Nod-факторов и активации цитокининового ответа, но по-разному контролируется у бобовых, формирующих клубеньки детерминированного (регуляция биосинтеза ауксинов) и недетерминированного (контроль транспорта ауксинов с участием флавоноидов) типа (A.P. Wasson и соавт., 2006; J. Plet и соавт., 2011; T. Suzaki и соавт., 2012). При этом влияние цитокининов на транспорт ауксинов (белки-транспортеры ауксина PIN) при формировании клубеньков имеет много общего с участием цитокининов в контроле программы развития боковых корней, что может свидетельствовать об эволюционном родстве двух морфогенетических программ. У бобовых растений программы развития клубеньков и боковых корней на начальных этапах имеют много общего, поскольку эти органы образуются в результате реактивации дифференцированных клеток корня и имеют черты структурного сходства. Однако в дальнейшем дивергенция приводит к формированию структурно и функционально различных органов, что может быть связано с неодинаковой ролью, которую играют цитокинины и ауксины в контроле описанных процессов. В обзоре также рассмотрена роль баланса ауксинов и цитокининов в определении программы развития клеток корня. Обсуждаются данные экспериментов с использованием экзогенных гормонов, показавшие что клетки-основательницы, которые дают начало боковым корням, характеризуются высокой пластичностью процессов развития, определяемой балансом ауксинов и цитокининов (L. Laplaze и соавт., 2007; Chatfield и соавт., 2013). Вместе с тем роль ауксинов в контроле более поздних этапов клубенькообразования у бобовых растений остается малоисследованной.
Бесплатно
Статья научная
Гетероморфизм широко распространен в природе и проявляется в варьировании различных параметров семян у отдельных особей и в пределах популяции. Для семян укропа ( Anethum graveolens L.) характерен гетероморфизм, обусловленный материнским фактором. Он влияет прежде всего на величину семян, при этом может наблюдаться варьирование размеров зародыша. Высокая температура - неблагоприятный абиотический фактор, воздействию которой могут подвергаться растения на разных стадиях развития. В настоящей работе в процессе проращивания интактных семян укропа впервые выявлена значительная термочувствительность зародышей из семян, сформированных в соцветиях второго порядка ветвления, к длительному действию супероптимальной температуры. При воздействии высокой температуры происходило угнетение роста зародышей и, как следствие, прорастания интактных семян укропа, полученных из соцветий второго порядка. Нашей целью было изучить влияние матрикального фактора, а также высокой температуры на рост зародыша и прорастание интактных семян укропа, сформированных в соцветиях разных порядков ветвления. Опыты проводили в 2015-2016 годах во Всероссийском НИИ овощеводства - филиал ФГБНУ Федеральный научный центр овощеводства. Объектом исследований служили семена укропа позднеспелого сорта Кентавр, сформированные в соцветиях первого (1п) и второго (2п) порядков ветвления. Семена получали с растений укропа, выращенных в открытом грунте. Уборку проводили на 50-е сут после цветения зонтиков первого порядка. Эксперименты проводили в термостате с контролируемой температурой. Чтобы определить критическую температуру для роста зародыша при проращивании и прорастании интактных семян, воздействовали широким диапазоном высоких температур: 20 °С (контроль) - среднеоптимальная температура для семян, не находящихся в состоянии покоя; 25, 30, 35 и 40 °C. Используя морфометрический метод анализа, изучили рост зародыша и динамику прорастания интактных семян. На основании полученных данных строили кривые роста зародыша и прорастания интактных семян. Логистическую регрессию использовали для расчета максимальной сверхоптимальной температуры, при которой возможен рост зародыша и прорастание семян. Показано, что зародыши, сформированные в семенах из зонтиков разных порядков ветвления, находились на разных стадиях развития. Начальные размеры зародышей 1п были на 30 % больше, чем зародышей 2п (р function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }
Бесплатно
Рост и антифунгальная активность стрептомицетов на фоне повышенной кислотности среды
Статья научная
Кислотность почвы - один из наиболее важных физико-химических факторов, оказывающих влияние на обитающие в ней организмы. Наряду с прямым угнетением роста растений, повышенная кислотность создает селективное преимущество для развития микроскопических грибов, более устойчивых к кислотности, чем большинство бактерий. В нашей работе изучено влияние кислотности питательной среды на рост и антифунгальную активность трех культур стрептомицетов (Streptomyces hygroscopicus A-4, S. felleus A-3 и Streptomyces sp. A-24), выделенных из ризосферы растений овса сорта Аргамак на кислой дерново-подзолистой почве. Установлено, что оптимум скорости роста штаммов S. hygroscopicus А-4 и Streptomyces sp. А-24 лежит в интервале рН 5,5-6,5, тогда как S. felleus A-3 наиболее активно развивается в области более высоких значений водородного показателя (рН > 7). Антифунгальная активность S. hygroscopicus А-4 проявляется в широком диапазоне рН - от 4,0 до 10,0 (с максимумом при рН 4,5), штаммы Streptomyces sp. А-24 и S. felleus A-3 подавляют рост грибов соответственно в интервалах рН 5,0-10,0 и 7,0-10,0. По признаку повышенной антифунгальной активности для производства средств защиты растений отобран штамм S. hygroscopicus A-4, биологическая эффективность которого в отношении фитопатогенных грибов исследована в отдельном эксперименте с растениями озимой ржи ( Secale cereale L.) сорта Вятка 2 и клевера лугового ( Trifolium pratense L.) сорта Трио. Штамм способен расти и подавлять рост грибов Fusarium sporotrichiella, F. oxysporum, F. avenaceum, Bipolaris sorokiniana, Alternaria sp. в условиях повышенной кислотности питательной среды и стерильной почвы (рН 4,0), а также в ризосфере и ризоплане растений, выращенных при повышенной почвенной кислотности (рН 4,5), снижая их заболеваемость и гибель от фитопатогенов. При этом доказано отсутствие токсического эффекта S. hygroscopicus А-4 на растения.
Бесплатно
Рост и урожайность картофеля при обработке растений биологически активным веществом биогумуса
Статья научная
Испытание биологической активности препаратов на основе биогумуса проводили на картофеле сорта Жуковский ранний. Основой для получения биоактивных препаратов был вермикомпост — продукт жизнедеятельности элитной промышленной линии дождевых червей Владимирский гибрид Старатель. Биологически активные вещества вермикомпоста получали методом щелочной экстракции. Экстракты активного вещества биогумуса в концентрациях 1,5½10 -2 %, 1,5½10 -3 % и 1,5½10 -4 % использовали для предпосевной обработки клубней в сочетании с некорневой обработкой растений в разные периоды вегетации. Показано, что обработка посевного материала и опрыскивание растений раствором активного вещества биогумуса в концентрации 1,5½10 -4 % положительно влияют на развитие растений и повышают урожайность картофеля на 38 %. Кроме того, под влиянием препарата на основе биогумуса возрастала устойчивость картофеля сорта Жуковский ранний к поражению бактериальной гнилью, фитофторозом и фузариозом при хранении.
Бесплатно
Статья научная
Соевые бобы ( Glycine max L.) - важный источник масла и белка для большой части населения Азии и Америки. Известно, что у сои формирование арбскулярной микоризы и корневых клубеньков приводит к увеличению сырой массы, сухой массы и массы семян по сравнению с контролем. Однако в Пакистане, и особенно в провинции Balochistan, эффект обработки семян сои инокулятами крайне мало изучен. Мы провели свое исследование с целью оценить пригодность ризобии для инокуляции разных сортов сои в условиях региона (особенности рельефа почвы и окружающей среды). Эксперименты проводили на агрономической экспериментальной ферме Lasbela University of Agriculture, Water and Marine Sciences (Balochistan) в течение зимнего сезона 2018 года. Использовалась рандомизированная конструкция полного блока (RCBD) с факторным расположением и размером тестового участка 4,5×3,0 м (13,5 м2) в трех повторностях. Изучали два сорта сои (NARC I и NARC II) и три дозы Bradyrhizobium japonicum (200 г/акр, 400 г/акр и 600 г/акр). Результаты опыта показали, что наибольшие показатели (высота растения - 35,4 см, число стручков на растении - 24,7, длина стручка - 4,5 см, число клубеньков на растении - 64,5, длина корня - 13,2 см, семенной индекс - 31,8 г, содержание масла - 34,5 %, протеина - 37,7 %, урожайность семян - 1160,0 кг/га, биологическая урожайность - 2019,7 кг/га) имел сорт NARC II. Взаимодействие сорт×доза инокулята проявилось в максимальных показателях в варианте NARC I×600 г/акр (высота растения 41,3 см, 31,3 стручка на растении, длина стручка 4,8 см, 83,6 клубенька на растении, длина корня 15,3 см, индекс семян 40,2 г, содержание масла 38,0 %, протеина - 43,0 %, урожайность семян 1333,8 кг/га, биологическая урожайность 2325,0 кг/га и уборочный индекс 1,3 %), а минимальные показатели отмечали для варианта NARC I×200 г/акр дозы инокулята (высота растения 22,6 см, 15,0 стручков на растении, длина стручка 3,1 см, 42,3 клубенька на растении, длина корня 7,5 см, семенной индекс 18,5 г, содержание масла 29,8 %, белка - 30,5 %, урожайность семян 876,3 кг/га, биологическая урожайность 1448,3 кг/га и индекс урожая 1,1 %). Полученные результаты указывают на неодинаковое влияние разных доз инокулята на сорта сои в условиях опыта. Сорт сои NARC II давал максимальный урожай семян при дозе инокулята 600 г/акр, максимальное образование клубеньков также наблюдалось при дозе инокулята 600 г/акр.
Бесплатно
Статья научная
Гречиха обыкновенная ( Fagopyrum esculentum Moench) - важная сельскохозяйственная культура. Помимо уникальных пищевых характеристик, для нее характерно образование различных фенольных соединений, в том числе рутина, широко применяемого в медицине. Поскольку фенольные соединения обладают высокой биологической и антиоксидантной активностью, в том числе рассматриваются как потенциальные компоненты функционального питания, изучение их накопления на начальных этапах онтогенеза растений представляет практический интерес. В представленной работе мы показали регуляторное действие макро- и микроэлементов на рост растений и накопление первичных и вторичных метаболитов у гречихи. Впервые охарактеризовано образование первичных и вторичных метаболитов в надземных органах нового и перспективного российского сорта гречихи обыкновенной Даша, внесенного в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в Российской Федерации, в 2018 году. Целью работы было изучение начальных этапов онтогенеза проростков гречихи обыкновенной, включая оценку их морфофизиологических характеристик в условиях различной обеспеченности элементами минерального питания, а также накопления в семядольных листьях фотосинтетических пигментов, сахаров и фенольных соединений. Объектом исследования служили проростки гречихи обыкновенной сортов Девятка и Даша селекции ВНИИ зернобобовых культур (г. Орел), внесенных в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в Российской Федерации, соответственно в 2004 и 2018 году. Растения выращивали в лабораторных условиях рулонным способом на воде (контроль) и питательной среде Хогланда-Арнона (опыт) при 24 °C и 16-часовом освещении. Определяли высоту гипокотилей, длину корней и массу семядольных листьев проростков. Оводненность растительного материала анализировали после его высушивания до постоянной массы при температуре 70 °C. Спектрофотометрическим методом определяли количество хлорофиллов a и b (при λ = 665 нм и λ = 649 нм), каротиноидов (λ = 440 нм), сахаров (λ = 490 нм), суммы растворимых фенольных соединений (λ = 725 нм), флавоноидов (λ = 415 нм) и фенилпропаноидов (λ = 330 нм) в этанольных экстрактах, полученных из семядольных листьев проростков разного возраста. Выращивание гречихи на питательной среде Хогланда-Арнона способствовало более быстрому росту надземных органов по сравнению с выращиванием на воде. Рост подземных органов в обоих случаях был одинаковым. Выявлены различия в накоплении фотосинтетических пигментов (хлорофилла a и b, каротиноидов) и сахаров в семядольных листьях у проростков: в опытных вариантах в большинстве случаев эти показатели были выше, чем в контрольных. Накопления фенольных соединений не столь явно зависело от условий минерального питания. Исключением было содержание фенилпропаноидов, которое в семядольных листьях проростков, выращенных на питательной среде, изменялось в большей степени по сравнению с контролем и достигало высоких значений в конце периода исследования. Следует также отметить, что при выращивании проростков гречихи сорта Даша на питательной среде в их семядольных листьях на поздних этапах онтогенеза отмечалось более значительное накопление пигментов (на 20 %, р ≤ 0,05), сахаров (на 33 %, р ≤ 0,05) и фенольных соединений (на 35 %, р ≤ 0,05) по сравнению с сортом Девятка. Таким образом, количество минеральных элементов имеет важное значение для начальных этапов онтогенеза растений гречихи обыкновенной. Более быстрый рост проростков и накопление первичных и вторичных метаболитов в их листьях характерны для опытных вариантов по сравнению с контролем. Использование различных условий минерального питания дает возможность регулировать рост и развитие растений, а также накопление в них различных метаболитов.
Бесплатно
Статья научная
Глобальное изменение климата Земли и вызванные им экологические, экономические и социальные риски связывают с накоплением в атмосфере парниковых газов, особенно СО2. В качестве эффективного способа снижения (секвестрации) содержания СО2 в воздухе рассматривается использование растений-суперпоглотителей СО2, из которых в последнее время наибольшее внимание привлекает техническая конопля Cannabis sativa L. Для этой культуры характерен быстрый рост, устойчивость к факторам окружающей среды, низкие затраты при культивировании и многоцелевое использование получаемой биомассы в качестве сырья для различных отраслей промышленности. В России в настоящее время отсутствуют программы и регламенты применения технической конопли для секвестрации СО2 атмосферы. При разработке таких программ следует учитывать способность растений изменять состав и функциональную активность почвенной микробиоты, что, в свою очередь, может повлиять на скорость роста растений, показатели почвенного плодородия, эмиссию СО2 почвенным покровом. Кроме того, важно определить, сохранится ли высокая эффективность секвестрации СО2 в экосистеме растения-почва-микроорганизмы в условиях глобального повышения температур и как при этом изменится состояние почвы и ее микробной компоненты. Для этих целей в модельном опыте в условиях вегетационного домика мы оценили воздействие температур (15 °С - характерна для вегетационного сезона в средней полосе России, тогда как 20 °С и 30 °С - повышенные температуры) на рост технической конопли и содержание хлорофилла, накопление углерода в почве под растениями, биоразнообразие и функциональную активность почвенной микробиоты, в частности на способность микроорганизмов разлагать углеродсодержащие субстраты, оцененное с помощью системы Biolog EcoPlates™. Все измерения, кроме количества углерода в почве, морфометрических характеристик растений конопли и содержания хлорофилла, выполняли в динамике - на 7-е, 28-е, 56-е и 98-е сут (в среднем продолжительность сезона вегетации в средней полосе России). Содержание углерода в почве под растениями определяли в 1-е и на 98-е сут, хлорофилла - на 28-е, 56-е и 98-е сут, морфометрические измерения выполняли на 98-е сут (окончание эксперимента). Исследования проводили с 14 марта по 19 июня в оранжерее ФГАОУ ВО К(II)ФУ (г. Казань) в 2023 году. Результаты исследования показали, что техническая конопля демонстрирует максимальный рост как надземной, так и подземной частей при температуре 30 °С, где высота растений составила 64,57 см, а корней - 25,27 см. В сравнении с температурой 20 °С, где наблюдались минимальные показатели (36,70 см и 14,36 см соответственно), рост при 30 °С оказался на 76 % выше (p 0,05). Установлено, что при одной и той же температуре образцы с почвой без конопли и с коноплей достоверно не различались по почвенной микробной биомассе: при 15 °С анализируемый показатель составил соответственно 0,92-0,64 и 0,96-0,62 мг/кг, при 20 °С - 1,92-0,84 и 1,74-1,03 мг/кг, при 30 °С - 3,58-2,06 и 3,08-2,24 мг/кг (p > 0,05). Повышение температуры приводит к увеличению микробной биомассы как при отсутствии, так и при наличии растений (3,58 и 3,08 мг/кг на 7-е сут, соответственно, р 0,05). Однако на 7-е сут повышение активности микроорганизмов отмечено в образцах с растениями, особенно при температуре 20 °С и 30 °С (1,23; 0,89; p общ. и Сорг. в почве изменялось в пределах ошибки и не зависело от присутствия растений или температуры (p > 0,05). Таким образом, показано, что у конопли при повышении температуры в период вегетации увеличивается длина надземных и подземных частей растения, что приводит к повышению эффективности секвестрации углерода атмосферы. При этом в почве изменяется количество микробной биомассы, а метаболическая активность микроорганизмов повышается уже на 7-е сут эксперимента. Представленная модельная система может использоваться для оценки эффективности секвестрации и состояния функциональных групп почвенного микробного сообщества при разработке программ выращивания технической конопли C. sativa в качестве растения-суперпоглотителя, в том числе при повышенных температурах, когда важно сохранить разнообразие почвенного микробиоты.
Бесплатно
Статья научная
Разработка новых эффективных субстратов для культивирования съедобных ксилотрофных грибов актуальна для получения высококачественной пищевой продукции и рационального использования природных ресурсов. В процессе химической предобработки лигноцеллюлозного сырья происходит модификация его химического состава и удаление ингибирующих рост компонентов, что влияет на физиологические и биохимические процессы у грибов. Цель настоящей работы состояла в установлении влияния способов предобработки лиственных и хвойных опилок на ростовые и биохимические характеристики лекарственного базидиомицета Ganoderma lucidum (Curtis) P. Karst. и съедобных базидиомицетов Flammulina velutipes (Curtis) Singer и Hericium erinaceus (Bull.) Persoon, также обладающих лекарственными свойствами. Использовали измельченные опилки сосны ( Pinus sylvestris L.) и бука ( Fagus orientalis Lipsky) с размером частиц 0,24-0,315 мм. Лигноцеллюлозное сырье обрабатывали 2 % растворами соляной кислоты, серной кислоты, гидроксида натрия и пероксида водорода в автоклаве при 120 °С в течение 60 мин...
Бесплатно
