Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1718
Статья научная
Болезни листьев, вызванные патогенными грибами рода Alternaria, значительно снижают качество и продуктивность корнеплодов сахарной свеклы ( Beta vulgaris L.). К перспективным агентам биоконтроля болезней растений относятся биопрепараты на основе бактерий Bacillus subtilis в связи с их способностью стимулировать рост и активировать иммунитет растений к биотическим стрессорам. К началу исследования мы не располагали сведениями о влиянии B. subtilis на физиологические характеристики растений сахарной свеклы, пораженных альтернариозом. Нами впервые представлены данные, которые свидетельствуют, что такие биопрепараты препятствуют снижению фотосинтеза, индуцированному возбудителем альтернариоза, и инициируют защитные реакции у растений сахарной свеклы, включая синтез ингибиторов гидролитических ферментов и при этом уменьшая количество пролина. Высокую эффективность проявил испытанный впервые новый штамм B. subtilis 10-4, выделенный из почв в Республике Башкортостан. Цель работы заключалась в оценке влияния биопрепаратов фитоспорин-М, витаплан и штамма B...
Бесплатно
Физиолого-биохимические свойства лабораторных мутантов грибов Fusarium, резистентных к флудиоксонилу
Статья научная
Фузариоз зерновых культур - вредоносное заболевание, вызываемое несколькими видами грибов Fusarium . Один из наиболее распространенных патогенов - гриб Fusarium graminearum , поражение которым приводит к загрязнению зерна микотоксинами, в том числе дезоксиниваленолом (ДОН) и зеараленоном (ЗЕН), опасными для здоровья человека и животных. В последнее время все чаще в возделываемом зерне обнаруживают гриб F. proliferatum , продуцирующий фумонизины (ФУМ). Обычно при защите растений от патогенов используются фунгициды, однако они могут приводить к развитию резистентности у грибов Fusarium и изменению их свойств, что увеличивает риск снижения эффективности защитных мероприятий и, как следствие, загрязнения зерна микотоксинами. В представленной работе впервые определена чувствительность генетически охарактеризованных штаммов двух видов F. graminearum и F. proliferatum , выделенных из зерна, к флудиоксонилу (ФДО) и получены лабораторные мутанты грибов, резистентные к этому действующему веществу (д.в.). Также впервые установлены достоверные отличия лабораторных мутантов F. graminearum и F. proliferatum от исходных штаммов по скорости роста, патогенности для пшеницы и токсинопродуцирующей способности. Целью работы был сравнительный анализ физиолого-биохимических свойств коллекционных штаммов грибов Fusarium graminearum и F. pro-liferatum и полученных из них в лабораторных условиях мутантов, резистентных к ФДО. Объектами исследования стали 16 моноконидиальных штаммов грибов Fusarium различного происхождения, идентифицированных по морфологическим признакам как F. graminearum и F. proliferatum , из коллекции Всероссийского НИИ защиты растений (MFG) (ВИЗР, г. Санкт-Петербург, Россия). Для проведения экспериментов штаммы предварительно выращивали на картофельно-сахарозной агаризованной среде (КСА) при 25 °С в темноте. Для молекулярно-генетической идентификации грибов секвенировали фрагмент гена фактора элонгации трансляции EF-1a (tef). В исследовании использовали фунгицид Максим, КС («Syngenta AG», Швейцария), содержащий 25 г/л ФДО, который разводили в стерильной воде до концентрации 5 г/л д.в. Для получения мутантов исходные штаммы Fusarium последовательно культивировали на КСА, содержащем увеличивающиеся концентрации фунгицида. При определении чувствительности грибов к ФДО его концентрации в питательной среде для исходных штаммов составляли 5; 0,5; 0,05 и 0,005 мг/л, для мутантов - 250; 50; 5 и 0,5 мг/л. Из колоний штаммов, выращенных на КСА, вырезали диски диаметром 4 мм и помещали на поверхность питательной среды в центр пластиковой чашки Петри диаметром 85 мм. В контрольном варианте диск помещали на поверхность КСА без добавления фунгицида. Через 3 и 5 сут инкубации соответственно штаммов F. graminearum и F. proliferatum определяли средний диаметр колонии гриба, вычитая диаметр инокуляционного диска. Концентрацию фунгицида, приводящую к 50 % подавлению роста (полумаксимальное ингибирование; IC50) рассчитывали с помощью программы Quest Graph™ IC50 Calculator. Для оценки влияния температуры на скорость роста грибы культивировали при 25 °С и 35 °С в темноте в термостате Innova 44R («Eppendorf», Германия), измеряя диаметр колоний: для F. graminearum соответственно на 3-и и 7-е сут, для F. proliferatum - на 5-е и 7-е сут. Скорость роста определяли как отношение диаметра колонии к числу суток культивирования (мм/сут). Патогенность штаммов оценивали посредством инокуляции отрезков листьев пшеницы (Triticum aestivum L.) сорта Васса. Для изучения токсинообразования штаммы грибов выращивали на автокловированном зерне пшеницы. Количество ДОН и ЗЕН в культурах F. graminearum и ФУМ в культурах F. proliferatum определяли с помощью аттестованных коммерческих иммуноферментных тест-систем (ВНИИВСГЭ, Россия). При культивировании на КСА без фунгицида диаметр колоний исходных штаммов F. graminearum варьировал от 34 до 52 мм на 3-и сут, а исходных штаммов F. proliferatum - от 48 до 64 мм на 5-е сут. Концентрации флудиоксонила (IC50), приводящие к полумаксимальному ингибированию роста мутантов F. graminearum и F. proliferatum , оказались соответственно в 900-60000 и 6-458 раз выше значений IC50 для исходных штаммов. Два штамма F. proliferatum изначально показали высокую резистентностью к ФДО и образовывали ФУМ в количестве, которое в 6 и 22 раза превышало средний показатель для исходных штаммов этого вида. Средняя скорость роста у лабораторных мутантов F. graminearum и F. proliferatum при 25 °С составила соответственно 17,2±1,0 и 12,8±0,2 мм/сут и оказалась на 2,6 и 1,6 мм/сут больше, чем средние показатели у исходных штаммов этих видов грибов. Шесть лабораторных мутантов F. graminearum были патогенными для пшеницы, и при инокуляции на отрезках листьев появлялись некрозы длиной от 14±3 до 44±1 мм, что оказалось в среднем в 1,6 раза меньше, чем у исходных штаммов гриба, тогда как два мутанта F. graminearum не вызывали некрозы в отличие от исходных культур.
Бесплатно
Статья научная
Мета-хлорбензгидрилмочевина (МХБМ) - индуктор монооксигеназной системы человека, ключевые ферменты которой относятся к суперсемейству цитохромов Р-450 (CYP). В настоящее время отсутствуют сведения о роли МХБМ в регуляции жизнедеятельности растений, однако показано участие CYP в превращении вторичных метаболитов, например флавоноидов (Фл), и большинства фитогормонов. Горькуша оргадаай ( Saussurea orgaadayi V. Khan. and Krasnob.) - малоизученный вид растений. Ее клеточная культура, в соответствии с нашими данными, 2-кратно увеличивает суммарное количество эндогенных Фл при переходе от экспоненциального роста в стационарную фазу. В настоящем исследовании впервые показаны статистически значимые (p £ 0,05) различия в ответных ростовых реакциях каллусной культуры S. orgaadayi на действие МХБМ в разных концентрациях. Выявлено, что изменение ростового индекса по сырой и сухой массе обусловлено изменением объема и формы клеток, а также частоты встречаемости разных групп клеток. Впервые исследована динамика содержания флавоноидов, сопровождающая изменения роста культуры под влиянием МХБМ. Целью работы было определение роли мета-хлорбензгидрилмочевины в накоплении флавоноидов и изменчивости цитоморфологических характеристик (линейных размеров, объема и формы клеток, частоты встречаемости разных групп клеток, ростового индекса по сырой и сухой биомассе каллуса) каллусной культуры горькуши оргадаай. Каллусную культуру, полученную на основе семядольных эксплантов из стерильных проростков, многократно пассировали на модифицированной агаризованной питательной среде Мурасиге-Скуга (МС) с добавлением сахарозы, витаминов и регуляторов роста (0,8 мг/л 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты и 0,5 мг/л 6-бензинаминопурина). Культуру выращивали в темноте при температуре 22-24 °С на среде МС с добавлением регуляторов роста и МХБМ (ООО «Синтегал», Россия) в концентрациях 0,01; 0,1; 1; 10; 100 мкМ. В контроле МХБМ не вносили. Продолжительность субкультивирования составила 30 сут, 2/3 растительного материала использовали для определения сырой и сухой биомассы с последующим выделением флавоноидов, 1/3 материала фиксировали в растворе Кларка в течение 2 сут. Для приготовления микропрепаратов каллусную культуру мацерировали в 3 н. растворе соляной кислоты при постоянном встряхивании до получения однородной суспензии клеток. Цитофотометрический анализ осуществляли с помощью световой микроскопии (видеокамера Moticam 2300, «Motic», Испания) с программным обеспечением. Определяли размеры 100 клеток для каждого варианта, оценивали их форму, вычисляли объем. Для расчета ростового индекса (РИ) определяли начальную (начало субкультивирования, М0) и конечную сырую или сухую массу каллусов (на 30-е сут субкультивирования, М30) и выражали в процентах к контролю: РИ = (М30 - М0)/М0. Количественное определение содержания суммы Фл в каллусной культуре осуществляли на основе их комплексообразования с хлоридом алюминия и последующего измерения оптической плотности окрашенных растворов (спектрофотометр UV-1650, «Shimadzu Corp.», Япония). В результате исследований установлено дозозависимое действие МХБМ на рост клеток за счет их деления (при 0,1 мкМ) и растяжения (1-100 мкМ), которое сопровождалось увеличением РИсыр и РИсух каллусной культуры соответственно в 2,1-3,5 и 1,5-2,9 раза (р сыр, отмеченное на среде с 1 мкМ МХБМ, происходило на фоне снижения суммы Фл на 83 %. Препарат МХБМ можно использовать в растительной биотехнологии в качестве модулятора роста клеток каллусных культур за счет снижения содержания ингибирующих рост метаболитов. Для активации клеточного деления наиболее предпочтительна доза 0,1 мкм МХБМ, тогда как для изменения содержания Фл, 2-кратно увеличивающих биомассу культуры, следует применять 100 мкМ МХБМ.
Бесплатно
Статья научная
К важным факторам, определяющим продуктивность растений, относится их устойчивость к стрессовым воздействиям, в том числе к засухе, гипотермии, минеральной недостаточности и засолению. Решению этих проблем, актуальных в связи со всеобщей аридизацией климата, посвящена серия исследований на различных сельскохозяйственных культурах (J.K. Zhu, 2016; E. Fleta-Soriano, S. Munné-Bosch, 2016), в том числе на чае (Camellia sinensis L.) (T.K. Maritim с соавт., 2015; Л.С. Самарина с соавт., 2019). При достаточно детальном изучении физиолого-биохимических и молекулярных механизмов устойчивости чая к засухе практически не охвачена тема их экзогенной регуляции на основе использования химических и биологических веществ. При этом на многих культурах показана важная роль ионов кальция (Ca2+) в распознавании клеткой внешнего стрессорного воздействия и запуске системы трансдукции ответного сигнала (M.C. Kim, 2009; Е.Г Рихванов с соавт., 2014). При исследовании этих аспектов достаточно часто в качестве «моделей засухи» используют агаризованные питательные среды с добавлением в них осмотически активных веществ (R.M. Pérez-Clemente с соавт., 2012; M.K. Rai с соавт., 2011) и модельные биосистемы (микропобеги и ткани in vitro), позволяющие раскрыть клеточные механизмы адаптации. Однако в отношении растений чая число подобных исследований невелико (Л.С. Самарина с соавт., 2018; М.В. Гвасалия с соавт., 2019), и они направлены на расшифровку биохимических и молекулярных ответов растений на стрессы. В настоящем сообщении мы впервые на основе отечественных методик получения микропобегов чая в культуре in vitro (М.В. Гвасалия, 2013) и протоколов моделирования осмотического стресса исследовали роль кальция в адаптации растений к стрессовым условиям, вызванным длительным культивированием и осмотическим стрессом, а также продемонстрировали перспективу изучения роли экзогенных индукторов в повышении устойчивости растений на такого рода «моделях засухи». Целью работы было выявление особенностей функционального состояния культивируемых in vitro микропобегов чая, выращиваемых в оптимальных условиях и при моделировании слабого осмотического стресса, обусловленного действием маннита, на фоне разных концентраций кальция (Ca2+) в питательной среде. Оценивали морфофизиологическое состояние листьев, их оводненность, проницаемость мембран растительных клеток, содержание малонового диальдегида, пролина и фотосинтетических пигментов. Установлено, что при повышении концентрации Ca2+ в питательной среде (с 440 до 880 мг/л) при длительном культивировании микропобегов чая in vitro (4 мес) происходит замедление формирования и развития их листьев, а также достоверное снижение содержания малонового диальдегида и проницаемости мембран растительных клеток (в среднем на 50 %, р ≤ 0,05), свидетельствующее о менее выраженном развитии процессов липопероксидации. Добавление в питательную среду маннита (40 г/л) снижало оводненность побегов (в среднем на 2 %, р ≤ 0,05), формируя тем самым незначительный осмотический стресс, что приводило к накоплению пролина (увеличение на 30-40 %, р ≤ 0,05), а также к структурно-функциональной перестройке фотосинтетического аппарата (уменьшение количества фотосинтетических пигментов в среднем на 35-40 %). При этом отмечали достоверное снижение содержания малонового альдегида (на 50-70 %, р ≤ 0,05) и интенсивности выхода электролитов из тканей листьев (в среднем на 50 %, р ≤ 0,05), что указывало на менее выраженный окислительный стресс в сравнении с контролем (без добавления маннита). Повышение концентрации Ca2+ в питательной среде (с 440 до 880 мг/л) (на фоне добавления маннита) не оказывало достоверного влияния на оводненность тканей и структуру фотосинтетического аппарата (содержание и соотношение хлорофиллов/каротиноидов). Незначительное воздействие кальция (на фоне маннита) проявилось в достоверном уменьшении содержания малонового диальдегида на 20 мкмоль/г сухой массы. Следовательно, добавление в питательную среду повышенной концентрации кальция (660-880 мг/л) обеспечивает улучшение функционального состояния длительно культивируемых микропобегов чая in vitro (4 мес) за счет снижения активности липопероксидации в мембранах и повышения их стабильности. Выявленные закономерности доказывают положительную роль ионов кальция в снижении комбинированного окислительного стресса, вызванного длительным культивированием растений in vitro в сочетании с осмотическим стрессом.
Бесплатно
Статья научная
Условия интенсивного животноводства во многом не соответствуют физиологии сельскохозяйственных видов, сложившейся в процессе эволюции, что наиболее негативно сказывается на высокопродуктивных особях с напряженным обменом веществ. Одно из решений проблемы - использование кормовых антиоксидантов для улучшения продуктивного здоровья, повышения адаптационных возможностей и стрессоустойчивости поголовья. Эффективность применения таких адаптогенов зависит от того, насколько детально изучены механизмы их воздействия на физиолого-биохимические процессы в организме. Мы сравнили эффекты антиоксидантных корригирующих препаратов при моделировании одного из самых распространенных технологических стрессов - социального на 36 помесных боровках F2 (крупная белая × ландрас) × дюрок (масса в начале опыта 35 кг), из которых сформировали 4 группы по 9 особей: I группа - контрольная без модельного стресса (МС), II - контрольная с МС без коррекции, III и IV группы - МС с коррекцией адаптогенами (соответственно протеинат Se - ПSe и дигидрокверцетин - ДКВ; 0,2 и 32 мг по д.в. на 1 кг корма). Кровь для исследований брали в начале, середине и в конце эксперимента у 5 особей из каждой группы. Установлено, что с возрастом содержание кортизола в сыворотке крови всех свиней по группам снижалось на 36,8; 22,5; 41,3 и 52,8 % относительно исходных значений, повышаясь к завершению откорма соответственно на 46,4; 37,4; 8,1 и 60,4 %. Наибольшую концентрацию кортизола наблюдали в III группе (с ПSe) в период интенсивного роста (282 нмоль/л против 211 и 214 нмоль/л в I и II контрольных группах), к концу откорма в первых трех группах показатель составил 309, 294 и 305 нмоль/л, а наименьшим он был в IV группе (с ДКВ) - 134 нмоль/л (p = 0,07 по сравнению со II контрольной группой) в период интенсивного роста и 215 нмоль/л при заключительном откорме, что корреспондируется с данными по ТБК АП (активные продукты, реагирующие с тиобарбитуровой кислотой), которых тоже было меньше соответственно на 6,7 и 12,3 %. В I группе активность ЛДГ в течение опыта снижалась с 459,4 до 377,5 ед/л, то же отмечали в IV группе (с ДКВ). Во II и III (ПSe) группах к концу откорма показатель по ЛДГ снизился до 317,0 и 289,3 ед/л и стал меньше, чем в I группе, на 16,0 (р 0,05) по большинству изученных биохимических показателей (что свидетельствует о сбалансированности рационов) выделялись изменения, характеризующие воздействие используемых адаптогенов при МС. Во II-IV группах содержание фосфора в крови было выше, чем в I: 4,42 (p = 0,07), 4,52 (p = 0,1) и 4,64 ммоль/л (p 2 (крупная белая ½ ландрас) ½ дюрок: в среднем по группам 1047, 1035, 1003 и 1042 г (наибольший - в отсутствие МС и при коррекции ДКВ). Выявленные нами эффекты указывают на перспективность применения ПSe и ДКВ в интенсивном свиноводстве, поэтому необходимо продолжить изучение механизмов действия этих кормовых адаптогенов.
Бесплатно
Статья научная
В отдельные годы сосудистый бактериоз поражает до 80 % посевов капусты, репы, рапса, горчицы, в том числе в России. Предотвратить распространение сосудистого бактериоза трудно, а бороться с патогеном, проникшим в восприимчивое растение, практически невозможно. У Brassica rapa L. болезнь наиболее опасна для корнеплодных реп и листовых культур. Сведения о расположении локусов, определяющих расоспецифическую устойчивость растений B. rapa к сосудистому бактериозу, пока крайне ограничены. Нами впервые проведена оценка устойчивости линий удвоенных гаплоидов двух картирующих популяций B. rapa - DH38 (♀Р175 x ♂P143) и DH30 (♀P115 x ♂Р143) к штаммам четырех рас Xanthomonas campestris pv. campestris (Pam.) Dow. (PHW231, раса 1; HRI5212, раса 3; HRI1279а, раса 4; В-32, раса 6), вызывающих сосудистый бактериоз у растений семейства Brassicaceae, на основании чего идентифицированы и локализованы на хромосомах группы сцепления и QTL (quantitative trait loci), вовлеченные в формирование физиологической устойчивости B. rapa к четырем расам X. campestris pv. campestris, для трех из которых картирования QTL ранее не проводились. В результате исследований выявлены линии, показывающие устойчивость или реакцию сверхчувствительности к четырем различным расам возбудителя сосудистого бактериоза. Отмечено преимущественно моногенное несцепленное наследование признака устойчивости ко всем четырем расам X. campestris pv. campestris. Существенная корреляция была обнаружена между реакцией на индивидуальные штаммы и суммарной пораженностью растений. Проведенный QTL-анализ позволил найти для популяции DH30 13 QTL, контролирующих признаки устойчивости к четырем расам возбудителя сосудистого бактериоза, для популяции DH38 - 19 QTL. При этом в течение 2 лет наблюдений все выявленные локусы стабильно сохраняли свою позицию. Наиболее важные генетические локусы, отвечающие за проявление признака физиологической устойчивости к различным расам этого патогена у DH30 B. rapa, располагались в группах сцепления A01, А03 и А07, а наиболее существенные локусы устойчивости к сосудистому бактериозу у линий DH38 - в А03, А06 и А08. С помощью молекулярно-генетических маркеров, выявленных в группах сцепления, провели SSR-анализ контрастных по устойчивости к отдельным расам сосудистого бактериоза линий картирующих популяций, в результате которого были обнаружены микросателлитные маркеры локусов устойчивости к нескольким расам возбудителя сосудистого бактериоза. Выявлены эффективные молекулярно-генетические дескрипторы вида по устойчивости к сосудистому бактериозу (к каждой расе отдельно и к патогену в целом). Полученные данные представляют интерес для понимания основ физиолого-генетического взаимодействия «ген-на-ген» и механизмов устойчивости B. rapa к различным расам X. campestris pv. campestris, вызывающим сосудистый бактериоз.
Бесплатно
Физические и биологические методы улучшения питательности кормов (обзор)
Статья обзорная
Повышение продуктивности домашних животных на 20-30 % за последние 50 лет было достигнуто за счет успехов генетики, интенсификации обменных процессов и влияния на пищеварение (M. Georges с соавт., 2019), а также благодаря эффективной подготовке кормов к скармливанию и обеспечению большей доступности нутриентов для организма (M. Balehegn с соавт., 2020). Корм для животных должен обладать определенными качественными характеристиками: быть питательным, вкусным, чистым, легко перевариваться и хорошо усваиваться, не содержать примесей и веществ, вредных для здоровья и неблагоприятно влияющих на качество животноводческой продукции (M. Balehegn с соавт., 2020). Этим требованиям удовлетворяет лишь незначительная часть кормов, скармливаемых в естественном виде (Р.Ш. Фахрутдинова, 2009). Важным критерием служит конверсия корма, определяющая экономическую эффективность отрасли, поскольку 70 % расходов при выращивании животных приходится на корм. Организм животного перерабатывает в продукцию около 20-25 % энергии корма. Примерно 30-35 % энергии тратится на физиологические нужды, а остальная часть в неусвоенном виде выделяется с экскрементами. Задача подготовки кормов к употреблению заключается в уменьшении потерь энергии посредством изменения физико-химических свойств корма, повышения питательной ценности, доступности для организма, а именно переваримости и усвоения животными (Р.В. Картекенова с соавт., 2013). В российском и мировом производстве комбикормового сырья разработаны разные технологии повышения доступности питательных компонентов. Их можно условно разделить на две группы - физические и биологические методы повышения питательности и доступности кормов (А.И. Фицев, 1997). Цель настоящего обзора - обобщение информации об основных (физических и биологических) методах подготовки кормов к скармливанию, повышения их доступности, улучшения питательности и усвояемости для сельскохозяйственных животных и птицы, а также о принципах действия этих методов и их применения в исследованиях и практике. Физические методы предполагают воздействие температуры, давления или других факторов, а также их сочетание. К ним относятся как простые способы (например, замачивание с проращиванием и без него, жарка), так и технологически более сложные процессы - экструзия, экспандирование (кондиционирование под давлением), микронизация, воздействие сверхвысокочастотными волнами, кавитация (Е. Космынин с соавт., 2006; В.А. Чикулаев, 2020). Биологические методы включают в себя использование бактерий, дрожжей и других микроорганизмов или их метаболитов для расщепления сложных углеводов на более простые и легко усваиваемые формы (ферментация) и производства сопутствующих веществ, которые могут быть использованы животными (К.С. Крылов с соавт., 2000; N. Lau с соавт., 2022). Применение методов ферментации может увеличить эффективность использования корма, улучшить его питательную ценность и снизить количество отходов, что повышает производительность в отрасли и качество продукции (L. Yang с соавт., 2021; L. Yafetto с соавт., 2023). Рассмотренные физические и биологические методы воздействия на кормовые компоненты обеспечивают повышение их усвояемости и общей питательности за счет деградации факторов, препятствующих эффективному пищеварению. Среди ресурсосберегающих технологий в животноводстве подобная стратегия представляется достаточно выгодной. Однако перед выбором того или иного способа следует учитывать ряд важнейших факторов, включая энерго- и трудозатраты, степень разрушения биологически активных компонентов и рентабельность.
Бесплатно
Статья научная
Микробные сообщества почв - это сложные многокомпонентные системы, формирующиеся под влиянием широкого круга факторов, в том числе типа почвы, вида растения, климата, агротехники. До сих пор ведется дискуссия о специфическом характере действия различных растений на микробиом почвы, что важно для понимания механизма взаимодействия микроорганизмов и растений, построения оптимальных севооборотов, а также организации мероприятий по защите сельскохозяйственных культур от фитопатогенных микроорганизмов и вредителей. Озимая рожь - одна из немногих сельскохозяйственных культур, которая может выращиваться бессменно на протяжении десятилетий. Она имеет мощную корневую систему, которая по биомассе сопоставима с наземной частью растения. В настоящей работе представлены результаты анализа филотипической структуры и разнообразия прокариотических микроорганизмов в посевах ржи, выращиваемой в бессменной культуре и шестипольном севообороте на протяжении почти 100 лет. Нашей целью было выявление влияния различных агротехник (севооборот и известкование) на филогенетическую структуру прокариотических микроорганизмов в посевах ржи в условиях длительного полевого опыта...
Бесплатно
Статья научная
Инфекционная анемия лошадей (ИНАН) - болезнь однокопытных, вызываемая вирусом рода Lentivirus семейства Retroviridae. Заболевание широко распространено, и его эпизоотии зарегистрированы практически на всех континентах земного шара. В Российской Федерации из года в год при плановых исследованиях на присутствие антител к вирусу ИНАН выявляются животные, серопозитивные в реакции диффузионной преципитации (РДП). В настоящее время опасность распространения вируса ИНАН признается во всем мире, а его контролю уделяется большое внимание, в связи с чем проводятся многочисленные исследования по выявлению вируса, определению его молекулярно-генетических характеристик и происхождения. В настоящей работе представлены данные по разработке тест-системы на основе ПЦР, позволяющей не только выявлять геном вируса ИНАН в различных образцах биологического материала, но и проводить дальнейшее секвенирование фрагментов генома этого инфекционного агента. Геном вируса ИНАН состоит из трех основных генов - gag, pol, env (распложены в направлении 5'→3'), из которых наиболее полезным маркером для изучения генетического разнообразия и филогенетических взаимоотношений между различными штаммами вируса ИНАН считается gag-ген, необходимый для внутриклеточной сборки и выхода вируса из клетки. С целью проведения молекулярно-генетических исследований нами была оптимизирована двухраундовая ПЦР без этапа обратной транскрипции и рассчитаны специфические олигонуклеотидные праймеры для второго раунда реакции, фланкирующие участок gag-гена провирусной ДНК вируса ИНАН размером 1018 п.н. В результате проведенных изысканий также были определены нуклеотидные последовательности и филогенетические отношения ранее выделенного отечественного штамма вируса ИНАН и двух современных изолятов, выявленных на территории нашей страны. Полученные данные позволили отнести штамм 3-К-ВНИИТИБП-ВИЭВ к группе североамериканского происхождения (гомология 98 %), а изоляты Нижний Новгород-2011 и Омск-2012 - к группе европейских (гомология 82-83 %). Таким образом, разработанная нами система идентификации вируса ИНАН с помощью ПЦР и филогенетического анализа позволяет устанавливать принадлежность выделяемых изолятов к определенной геногруппе и, следовательно, предположить их географическое происхождение. Эта информация необходима для определения источника и путей распространения возбудителя с целью прогнозирования эпизоотической ситуации и планирования мер борьбы с болезнью.
Бесплатно
Статья научная
Из пяти родов трибы Fabeae самым малоизученным остается Vavilovia Fed., содержащий единственный вид Vavilovia formosa (Stev.) Fed. Ареал вавиловии прекрасной расположен на высокогорье Центрального и Восточного Кавказа, известны всего несколько популяций на территориях Армении, Дагестана и Северной Осетии, Азербайджана, Ирана, Ирака, Сирии и Турции, а ее произрастание ограничено условиями среды обитания. Единственное филогенетическое исследование изолятов ризобий из клубеньков вавиловии Североосетинской популяции показало достаточно широкое видовое и генетическое разнообразие как быстрорастущих, так и медленнорастущих микросимбионтов (V.I. Safronova с соавт., 2014). Было установлено, что все быстрорастущие изоляты, принадлежащие к виду Rhizobium leguminosarum, служат носителями гена nodX. Вавиловию прекрасную и ее микросимбионтов можно рассматривать как перспективные модельные объекты для исследования механизмов эволюции специфичности бобово-ризобиального симбиоза. В результате трех экспедиций в горные регионы Армении, Дагестана и Северной Осетии были найдены и собраны образцы эндемичного бобового растения Vavilovia formosa (Stev.) Fed. с клубеньками, из которых впоследствии получены изоляты клубеньковых бактерий (ризобий). Мы выбрали 19 штаммов быстрорастущих ризобий, выделенных из клубеньков 10 растений, чтобы определить их видовую принадлежность, выявить географическую изоляцию, а также охарактеризовать генетическую обособленность выделенных штаммов по отношению к ризобиям, имеющим других растений-хозяев из трибы Fabeae. Для этого были просеквенированы один из фрагментов ITS (internally transcribed spacer) длиной 1000-1300 п.н. и фрагмент гена nodA длиной 666 п.н., а также проведен скрининг штаммов на наличие гена nodX, контролирующего хозяйскую специфичность ризобий. На основании полученных последовательностей были рассчитаны генетические расстояния между группами ризобий: изолятами из разных регионов (Армения, Дагестан, Северная Осетия) и от разных растений-хозяев (вавиловия, горох, клевер). Результаты секвенирования фрагмента ITS показали, что все изученные штаммы принадлежат к виду Rhizobium leguminosarum (биовар viciae ). ITS-дендрограмма выявила относительно высокую гетерогенность внутри группы изолятов, однако на nodA -дендрограмме они, напротив, формировали очень компактную группу. Несовпадение этих дендрограмм позволяет предположить, что ген nodA, сцепленный с генами хозяйской специфичности у ризобий, может активно переноситься в популяциях R. leguminosarum, обеспечивая свободное комбинирование специфичности к вавиловии с различными вариантами бактериальной хромосомы. Сравнение генетических расстояний по ITS для изолятов из трех регионов указывает на дивергенцию микросимбионтов вавиловии, связанную с географической изоляцией. Данные по генетическим расстояниям для гена nodA, а также присутствие гена nodX у всех изученных штаммов R. leguminosarum указывают на наличие хозяйской обособленности изученных штаммов внутри биовара viciae. Полученные корреляции происхождения штаммов со структурой гена nodA, по всей видимости, отражают наличие высокоспецифичных взаимодействий каждой группы штаммов R. leguminosarum со своими растениями-хозяевами, тогда как корреляции со структурой локуса ITS свидетельствуют об адаптации ризобий к почвенной среде обитания.
Бесплатно
Фитобиотики в кормлении сельскохозяйственных животных
Статья обзорная
Полная реализация генетического потенциала продуктивности сельскохозяйственных животных в условиях промышленных технологий невозможна без введения в состав рационов различных биологически активных добавок, обеспечивающих повышение продуктивности и нормализацию показателей гомеостаза (Р.Р. Ахмедханова с соавт., 2010). Первыми такими добавками стали кормовые антибиотики, применявшиеся во второй половине XX века практически повсеместно и во всех отраслях животноводства (R.I. Castillo-Lopez с соавт., 2017). Однако оказалось, что чрезмерное и неконтролируемое использование антибиотических средств неблагоприятно воздействует на организм животных и птицы. Микроорганизмы, мутируя, приобретают устойчивость к антибиотикам, тем самым исключая положительный эффект препарата. Кроме того, имеют место кумулятивный и токсический эффекты (С.М. Алиева с соавт., 2017). В связи с этим в мире возникла и во многих странах последовательно реализуется тенденция к полному или частичному отказу от таких препаратов...
Бесплатно
Статья научная
Эффективность выращивания цыплят-бройлеров напрямую зависит от функционального состояния желудочно-кишечного тракта (N. Abdelli c соавт., 2021). Микробиом кишечника играет ключевую роль в модуляции иммунной системы и регуляции пищеварительной функции. Взаимосвязь между рационом и таксономическим профилем вызывает особый интерес к функциональным продуктам питания, положительно влияющим на микробиом (S. Khan c соавт., 2020). Метаболиты, синтезируемые микроорганизмами кишечника, служат основными модуляторами перекрестной коммуникации между хозяином и микробиомом. Среди таковых выделяют короткоцепочечные жирные кислоты, триптамин, конъюгированные линолевые кислоты, индол и его производные, а также желчные кислоты (S.A. Lee c соавт., 2017; S. Khan c соавт., 2020). Следовательно, микробиом - это основополагающее звено в поддержании продуктивных взаимодействий между хозяином и кишечником (S.A. Lee c соавт., 2017). Фитобиотики (ФБ) служат безопасной и эффективной альтернативой кормовым антибиотикам (M. Kikusato c соавт., 2021). Цель настоящего обзора - систематизация информации об эффективности ФБ как потенциальных регуляторов микробиома кишечника у цыплят-бройлеров. Полезные функции растительных экстрактов в основном зависят от их специфических биоактивных компонентов (органические кислоты, полисахариды, флавоны), которые синтезируются в качестве антимикробных средств против патогенных микроорганизмов (O.A. Багно c соавт., 2018; J.J. Flees c соавт., 2021). Известно, что механизм действия ФБ заключается в разрушении мембраны патогенных микроорганизмов, модификации поверхности клеток с изменением вирулентности, стимуляции иммунной системы (S. Diaz-Sanchez c соавт., 2015). Контакт микробиома и фитохимических веществ - это двусторонний процесс, в котором бактерии метаболизируют полифенолы в более простые метаболиты, в свою очередь, полифенолы оказывают влияние на популяцию кишечных микроорганизмов, приводя к сдвигу метаболической активности (Y. Iqbal c соавт., 2020). ФБ контролируют рост и таксономический состав микробиома кишечника, поскольку фитохимические вещества подобно пребиотикам положительно влияют на состояние желудочно-кишечного тракта даже при минимальном всасывании в тонком кишечнике (J. Martel c соавт., 2020). При скармливании фитохимических веществ повышаются показатели продуктивности птицы. Установлено, что дополнение рациона ФБ оказывает положительный эффект на метаболическую активность организма и повышает его адаптационный потенциал, что выражается в активации экспрессии некоторых генов ( IL6 и BPIFB3 ) как у зараженных, так и у незараженных птиц (G.Y. Laptev c соавт., 2021). Растительные соединения способны не только напрямую улучшать здоровье цыплят-бройлеров, но и модулировать микробиоту их желудочно-кишечного тракта, повышая продуктивность (O.A. Багно c соавт., 2018). Эксперименты, выполненные по этой тематике, демонстрируют противоречивые результаты, но в любом случае полученные к настоящему времени данные отражают сложный характер связей между окружающей средой, хозяином и микробиомом. Для выяснения механизмов модулирующего действия ФБ на экосистему желудочно-кишечного тракта бройлеров необходимы дальнейшие исследования.
Бесплатно
Фитоплазменные болезни: исторический обзор к 50-летию открытия фитоплазмозов
Статья обзорная
Фитоплазменные болезни были известны задолго до открытия их возбудителя. С начала 1930-х годов на постсоветском пространстве была признана инфекционная природа заболевания, известного под названием «столбур томатов». Предпринимались попытки найти переносчика этого заболевания (И.К. Корачевский, 1934; В.Л. Рыжков с соавт., 1934). В 1945 году был обнаружен вектор болезни - циксиида Hyalesthes obsoletus Sign. (К. Сухов с соавт., 1946). В течение нескольких десятилетий в нашей стране и за рубежом безуспешно велись поиски возбудителя инфекционных болезней растений с симптомами карликовости, пожелтения, изменений в листьях и генеративных органах, не способного расти на искусственных питательных средах. Открытие было сделано только в 1967 году японскими исследователями (Y. Doi с соавт., 1967). Возбудителем заболевания оказался ранее неизвестный фитопатоген из класса Molliсutes, сходный с патогенами микоплазмы животных. Позже было установлено, что жизненный цикл фитоплазм связан как с клетками флоэмы растений, в которых они размножаются, так и с насекомыми-пере-носчиками из отряда Hemiptera, которые питаются соком растений, а также способны поддерживать размножение фитоплазм в своем организме и даже передавать их потомству...
Бесплатно
Статья научная
Изучали видовой состав и обилие вредных видов, а также оценивали комплексную вредоносность фитосанитарных объектов на посевах гречихи сорта Дикуль на юго-востоке Центрально-Черноземной зоны. Установили, что в посевах этой культуры складывается в целом благоприятная фитосанитарная обстановка, осложняемая, тем не менее, высокой засоренностью. Сорная растительность была представлена 28 видами из 13 семейств и характеризовалась сходством видового состава по годам исследований. На многолетние сорняки приходилась большая часть потерь урожая (1,4 ц/га, или 13,8 %). Осот полевой причинял значительно больше вреда, чем бодяк щетинистый и вьюнок полевой. Из однолетних сорняков наименее вредоносными оказались щирица запрокинутая и злаковые, однако из-за высокой плотности в посевах гречихи причиняемый ими вред был довольно ощутим (0,5 ц/га, или 5,4 %). Остальные фитосанитарные объекты (фитофаги, болезни, мышевидные грызуны) не имели хозяйственного значения. Недобор урожая от всего комплекса вредных видов составил 2,4 ц/га, или 23,7 %.
Бесплатно
Статья обзорная
Вопрос улучшения вкусовых качеств говядины, от которых непосредственно зависит спрос и потребление этого вида мяса населением (L.N. Drey с соавт., 2017), достаточно давно заботит производителей и не теряет своей актуальности. Несмотря на очевидную пользу мяса крупного рогатого скота (КРС) для здоровья человека (D. Pighin с соавт., 2016), потребитель чаще покупает свинину или мясо птицы. Причина подобного выбора не только в том, что эти виды мяса дешевле, но и благодаря более приятным вкусовым ощущениям при их потреблении (J. Liu с соавт., 2022). В связи с этим, помимо необходимости увеличения производства говядины (Г.И. Шичкин с соавт., 2022), важно совершенствовать ее органолептические характеристики - как внешние, обусловливающие привлекательность при покупке, так и вкусо-ароматиче-ские, оцениваемые при приготовлении. Известно, что мясо КРС как пищевой продукт формируется за счет определенных химических реакций, происходящих в организме животного и в течение жизни, и после его смерти (A. Ouali с соавт., 2006; K.W. Braden, 2013; B. Abril с соавт., 2023), вследствие чего специалисты отрасли мясного скотоводства постоянно проводят анализ и выявление факторов, влияющих на качество готового продукта (D.L. Robinson c соавт., 2001; A. Ouali с соавт., 2006). В настоящем обзоре рассмотрены механизмы формирования основных свойств, определяющих вкус говядины. Описаны физиологические процессы, лежащие в основе превращения мышц в мясо, а также внешние и внутренние факторы, влияющие на формирование нежности и мраморности говядины (D.L. Robinson с соавт., 2001; C.L. Harris с соавт., 2018). Проанализированы известные гены с наибольшим влиянием на эти показатели, в частности детализированы полиморфизмы генов миостатина (MSTN), кальпаина 1 (CAPN1), кальпастатина (CAST), тиреоглобулина (TG5), лептина (LEP) и диацилглицерол О-ацилтрансферазы 1 (DGAT1), а также намечены новые стратегии молекулярно-генетических исследований по повышению мясной продуктивности КРС (S.H. Chu с соавт., 2019; L.S. de Almeida Camargo с соавт., 2022). Так, показано, что изучение только генотипа для понимания различных физиологических процессов в организме и проявления генетического потенциала животными недостаточно, в связи с чем большие надежды возлагаются на разработку и дальнейшее практическое применение постгеномных технологий (S.H. Chu с соавт., 2019), из которых легче всего реализуемым вариантом представляется изучение генной экспрессии в связи с окружающими (эпигенетическими) факторами - условиями кормления и содержания, климатом, стрессом, заболеваниями. Понимание механизмов формирования мясных качеств может дать ориентиры для поиска эффективных генетических маркеров мясной продуктивности, а использование современных научных разработок на основании геномных и постгеномных исследований даст возможность управлять интересующими потребителя качествами. В перспективе это ускорит селекцию лучших с точки зрения продуктивности животных, что будет способствовать росту производства и улучшению качества мяса КРС и, как следствие, сделает говядину более доступной и привлекательной для потребителя.
Бесплатно
Статья научная
В научно-хозяйственном опыте изучали рост, обмен веществ и формирование воспроизводительной функции у ремонтных бычков черно-пестрой породы, выращиваемых на разных рационах - с зерном гороха и зерном узколистного люпина.
Бесплатно
Формирование зерновой продуктивности раннеспелых гибридов кукурузы в условиях Среднего Поволжья
Статья научная
Изучали сортовые особенности роста, развития и фотосинтетической деятельности раннеспелых гибридов кукурузы при возделывании в лесостепной зоне Среднего Поволжья. Оценивали степень влияния различных факторов на урожайность гибридов кукурузы и формирование элементов структуры урожая.
Бесплатно
Формирование кишечного микробиоценоза у телят с синдромом гипотрофии в молочный период
Статья научная
У новорожденных основной причиной развития патологии служит несоответствие между адаптационной способностью особи и условиями внешней среды. В большей степени это проявляется у животных с врожденным морфофункциональным недоразвитием, поэтому их следует относить в группу риска и организовывать работу с ними с учетом метаболических и иммунологических свойств. У телят с синдромом гипотрофии и наиболее высокой степенью риска проявления патологии практически не изучены особенности формирования нормального кишечного микробиоза, защитные свойства которого многообразны. В условиях молочно-товарной фермы (Воронежская обл., 2012-2013 годы) мы провели бактериологические исследования фекалий телят, полученных от первотелок голштино-фризской породы немецкой селекции, маточно-вагинальных выделений коров в первые минуты после выведения плода, молозива (молока) на 1-е, 3-и и 7-е сут, смывов со стен и кормушек, а также воздуха. Установлено, что к основным источникам, формирующим микробоценоз кишечника у новорожденных, относится микрофлора родовых путей коров-матерей, молозива (молока) и окружающей среды. У телят с синдромом гипотрофии в отличие от животных-нормотрофиков на фоне относительно низкого содержания бифидобактерий и лактобацилл выявлены золотистый стафилококк, доминирование бактерий родов Proteus, Citrobacter, Enterobacter и Enterococcus, что свидетельствует о нарушении формирования нормобиоза.
Бесплатно
Статья научная
Изучали механизм воздействия глубокой одноярусной и двухъярусной плоскорезной обработок почвы, дискования, подсева семян и прикатывания на продление продуктивного долголетия старовозрастных посевов люцерны еще на 4 года.
Бесплатно
Статья научная
В полевых условиях (Сибирский НИИ сельского хозяйства, г. Омск, 2006 год) изучали продуктивность растений 6 сортов и 30 гибридов F2 ярового ячменя, полученных на основе диаллельных скрещиваний. Показано, что масса зерна с растения у гибридов определяется в основном генотипическими особенностями компонентов скрещиваний и ядерно-цитоплазматическими взаимоотношениями. Как правило, в более продуктивных популяциях коэффициент вариации ниже, а частота трансгрессий значительно выше. Селекционный интерес представляют гибриды многорядных сортов Омский 85 и Омский голозерный 2, двурядного - Омский 90.
Бесплатно
