Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1731
Статья научная
Фитопатогенные пектобактерии (род Pectobacterium ) известны как возбудители мягких (мокрых) гнилей. Симптомы мягких гнилей связаны с обширной мацерацией растительных тканей вследствие продукции микроорганизмами ферментов, разрушающих компоненты растительных клеточных стенок. Большинство ферментов, секретируемых пектобактериями, катализируют расщепление гомогалактуронана. Этот полисахарид, представляющий собой линейный гомополимер, состоит из остатков галактуроновой кислоты и является основным (по массе) пектиновым полисахаридом растительных клеточных стенок. Известно, что нокаут генов ферментов деградации гомогалактуронана приводит к снижению вирулентности пектобактерий. В то же время при инфекции, вызываемой пектобактериями, происходит модификация другого типа пектинов - рамногалактуронана I. Это разветвленный гетерополимер, остов которого построен из чередующихся остатков рамнозы и галактуроновой кислоты, а боковые цепи - из остатков галактозы или арабинозы. Однако роль пектобактериальных ферментов, разрушающих рамногалактуронан I, в развитии мягких гнилей не выявлена...
Бесплатно
Фертильность сперматозоидов и состояние хроматина: методы контроля (обзор)
Статья обзорная
Повышение уровня воспроизведения в современном животноводстве составляет значительный резерв роста эффективности, а в молочном скотоводстве представляет собой задачу, от решения которой зависит существование самой подотрасли в ее интенсивной форме. Уровень воспроизведения обусловлен репродуктивным потенциалом как самок, так и самцов, однако если низкая воспроизводительная способность матки - это потери только от бесплодного осеменения ее самой, то ущерб от субфертильности производителя возрастает пропорционально числу самок, подвергшихся искусственному осеменению, то есть контроль биологической полноценности используемой спермы целесообразно отнести к числу приоритетов. Одной из причин субфертильности производителей может быть аномальное состояние хроматина в сперматозоидах. К наиболее частым из таких нарушений, снижающих оплодотворяемость и эмбриональную выживаемость, относятся фрагментация ДНК, недостаточная конденсация нуклеопротеидов и др. В обзоре обсуждаются различные тесты, применяемые для оценки состояния хроматина в сперматозоидах (и, как следствие, репродуктивного потенциала производителя): SCSA (sperm chromatin structure assay; определяет устойчивость хроматина к денатурации ДНК); TUNEL (terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUtp nick end labeling; осуществляет визуализацию фрагментации ДНК посредством мечения разрывов); Comet Assay (с использованием микроэлекрофореза выявляются фрагменты ДНК в сперматозоиде); соотношения -S-S- и -S-Н групп в хроматине сперматозоидов (определяет степень его конденсации) и т.д.
Бесплатно
Физико-химические свойства и биологические особенности штаммов вируса мозаики сои на Дальнем Востоке
Статья научная
Изучали разнообразие штаммов вируса мозаики сои на Дальнем Востоке России. Определяли биологические и физико-химические свойства 10 изолятов вирусов, выявленных на растениях с различными симптомами поражения, с целью оценки патогенности и вирулентности штаммов.
Бесплатно
Физико-химические, биохимические и антиалиментарные свойства зерновок риса при парбойлинге
Статья научная
Оценивали физико-химические, биохимические и антиалиментарные признаки зерновок риса различных сортов до и после парбойлинга. Определяли водопоглотительную способность, температуру клейстеризации, содержание амилозы и декстринов, активность протеолитических ферментов, белковых ингибиторов протеаз и лектинов в зерновках риса.
Бесплатно
Физиологическая роль микробиоты в рубцовом пищеварении (обзор)
Статья обзорная
Представлен обзор отечественной и зарубежной литературы, посвященной роли и участию микробиоты рубца жвачных животных в процессе превращения питательных веществ корма. Особое внимание уделено целлюлозолитическим бактериям как основным источникам рубцовой ферментации растительных кормов, содержащих большое количество клетчатки. Показана роль адгезии микроорганизмов с кормовыми субстратами и значение гликокаликса в процессе рубцового пищеварения.
Бесплатно
Статья научная
Для обеспечения высокой продуктивности бройлеров необходимы полнорационные комбикорма, сбалансированные по всем лимитирующим питательным веществам. Жиры - один из важных незаменимых компонентов питания животных, энергетический и пластический материал, источник эссенциальных полиненасыщенных кислот, жирорастворимых витаминов и других биологически активных соединений. Физиологическая роль жиров в питании обусловлена их многофункциональностью. В состав растительных масел (в отличие от животных жиров) входит богатый набор полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК), биологическое значение которых определяется их ролью структурных компонентов клеточных мембран. Известно, что жирнокислотный состав индивидуальных растительных масел не отвечает соотношению насыщенных, ненасыщенных и полиненасыщенных жирных кислот, необходимому для полного обеспечения физиологических потребностей животных и человека. Оптимизация рецептур растительных масел с целью улучшения их физиологических свойств широко обсуждается в связи с вопросами питания человека, но этот аспект не всегда учитывается при создании рационов птицы. Нами впервые получены результаты, которые указывают на корреляцию между активностью пищеварительных ферментов в кишечнике и крови птицы. Целью работы была оценка связи между продуктивностью, переваримостью корма, биохимическими показателями крови растущих цыплят-бройлеров и липидным компонентом их рациона. Опыты проводили в виварии СГЦ «Загорское» ФНЦ ВНИТИП РАН (Московская обл., 2019 год) на четырех группах цыплят-бройлеров ( Gallus gallus L.) кросса Смена 8 с 1- до 35-суточного возраста. В базовый корм добавляли нерафинированные масла: подсолнечное (контроль), соевое, льняное и рапсовое (до 21-суточного возраста в количестве 3,1 %, с 22- до 35-суточного возраста - 6,0 % от массы корма). Учитывали основные зоотехнические показатели: живую массу птицы в возрасте 1, 7, 14, 21, 28 и 35 сут (индивидуальное взвешивание всего поголовья), сохранность, среднесуточный прирост живой массы, потребление и затраты корма на 1 кг прироста живой массы. В возрасте 30-35 сут выполняли физиологические опыты по определению переваримости и утилизации питательных веществ из комбикормов. Определяли биохимические показатели крови и активность пищеварительных ферментов в ткани поджелудочной железы. Полученные результаты показали, что рапсовое масло в составе комбикорма способствует достоверному (р function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }
Бесплатно
Статья научная
Современные системы нормированного кормления крупного рогатого скота базируются на положении, что различные технологии скармливания не оказывают влияния на процессы переваривания и всасывания питательных веществ одного и того же рациона. В наших исследованиях впервые получены данные, свидетельствующие об изменениях параметров процесса переваривания рациона в сложном желудке крупного рогатого скота в зависимости от способа скармливания - раздельной выдачи каждого из кормов и их одновременной выдачи в виде полносмешанного рациона. Цель работы состояла в изучении динамики суточного потока химуса, его химического состава и переваримости основных групп питательных веществ у бычков при переходе на полносмешанный рацион. Опыты проводили на физиологическом дворе Института животноводства Украинской академии аграрных наук в 2015-2016 годах. Объектом исследований были кастрированные бычки ( Bos taurus taurus ) украинской красно-пестрой породы (живая масса 300 кг) с дуоденальными канюлями, установленными в начале 12-перстной кишки (ДПК)...
Бесплатно
Статья обзорная
Основной лимитирующий фактор выращивания чайного растения - засуха. Она снижает продуктивность плантаций на 15-45 % (R.M. Bhagat с соавт., 2010; R.D. Baruah с соавт., 2012) и может приводить к гибели растений (E.K. Cheruiyot с соавт., 2009). Этим обусловлен интерес исследователей к физиолого-биохимическим (M. Mukhopadhyay с соавт., 2014; T.K. Maritim с соавт., 2015) и молекулярным (W.D. Wang с соавт., 2016; Y. Guo с соавт., 2017) механизмам устойчивости растений чая к засухе. Целью настоящего обзора стало обобщение международного опыта фенотипирования и генотипирования чайного растения по признаку устойчивости к стресс-фактору для составления целостной картины реакции растения на осмотический стресс и понимания воспроизводимости механизмов ответа в разных климатических зонах. Основную сигнальную роль в этих процессах играют абсцизовая, жасмоновая и салициловая кислоты, а также этилен (S.C. Liu с соавт., 2016), метаболический путь которых включает каскады физиологических реакций и генов ответа (T...
Бесплатно
Статья научная
Важное требование, которое предъявляется к возделываемым сортам, - это их адаптация к условиям выращивания. Смородина красная обладает высокой урожайностью, скороплодностью, хорошими пищевыми качествами ягод. В Центрально-Черноземном регионе к стрессорам, влияющим на ее урожай, относят засуху на фоне высоких температур. Целью настоящей работы было изучение основных показателей водного режима, фотосинтеза и продуктивности у представителей разных видов подрода Ribesia (Berl.) Jancz., а также выделение устойчивых к засухе и повышенным температурам сортов и отборных форм. Исследования проводили в 2011-2013 годах в Орловской области на 5 сортах и 3 отборных формах смородины красной (в том числе 6 образцов селекции Всероссийского НИИ селекции плодовых культур) разного эколого-географического и генетического происхождения, производных видов Ribes petraeum Wulf., R. vulgare Lam. и R. multiflorum Kit. Лист смородины красной имеет мезоморфную структуру, характерную для подрода Ribesia (Berl.) Jancz. Показано, что морфологические признаки (форма, жилкование) листьев определяются биологическими особенностями сорта, а условия произрастания влияют на анатомическую структуру. Выявлена положительная взаимосвязь между площадью листа и гидротермическим коэффициентом ( r = +0,99) и отрицательная - между площадью листа и температурой окружающей среды ( r = -0,97). Ответной реакцией на стрессовые факторы вегетационного периода становится увеличение толщины листа и разрастание клеток губчатой паренхимы (увеличение объема воздухоносных полостей), снижение содержания хлорофилла а, суммы хлорофиллов а + b и повышение количества каротиноидов. Одним из показателей адаптивности считается коэффициент отношения суммы хлорофиллов к каротиноидам; его высокие значения отмечали у сорта Hollandische Rote (5,14) и отборной формы 1426-21-80 (5,51). Выявлена взаимосвязь между суммой хлорофиллов и потерей воды ( r = -1,00), суммой хлорофиллов и количеством свободной воды ( r = +0,98). Содержание пигментов, фракционный состав воды, водоудерживающая способность листа были взаимосвязаны с развитием водного дефицита. Отмечена положительная корреляционная связь температуры воздуха и водного дефицита растений ( r = +0,84). Общее содержание воды в листьях смородины красной зависело от роста побегов, возраста листа, формирования ягод, сорта, метеоусловий и не было основным показателем устойчивости к повышенным температурам и засухе. Показатели соотношения связанной и свободной воды и водоудерживающая способность листьев варьировали в зависимости от метеорологических условий и водообеспеченности. В неблагоприятный по значениям гидротермического коэффициента 2012 год у всех генотипов смородины красной наблюдалось увеличение коэффициента соотношения связанной и свободной воды и снижение потери воды листом. Высокую адаптивность по показателям водного режима проявили образцы Hollandische Rote и 1426-21-80. Лабораторные методы диагностики согласовывались с полевыми данными устойчивости сортообразцов в условиях высокой температуры и дефицита влаги. Подтверждена перспективность использования физиологических экспресс-методов диагностики в селекции на адаптивность к деструктивным факторам в период вегетации. Комплексная оценка производные разных видов подрода Ribesia (Berl.) Jancz. показала их разную экологическую пластичность. Наибольшую устойчивость к засушливым условиям вегетационного периода Центрально-Черноземного региона проявили производные видов Ribes petraeum Wulf. (Hollandische Rote) и R. multiflorum Kit. (1426-21-80). Низкая засухоустойчивость отмечена у сортов и отборных форм R. vulgare Lam.
Бесплатно
Статья научная
Изучали влияние лектина пшеницы и его композиции с азотфиксирующими микроорганизмами Azotobacter chroococcum T79 на содержание хлорофилла и сахаров в листьях, формирование вегетативной массы и зерновую продуктивность растений, а также на численность и азотфиксирующую активность ризосферного комплекса микроорганизмов у яровой пшеницы. Установлено, что реакция растений на обработку семян лектином проявлялась в увеличении содержания хлорофилла и углеводов в листьях, активном формировании вегетативной массы, усилении азотфиксирующей активности ризосферного комплекса микроорганизмов и повышении зерновой продуктивности. У пшеницы сорта Ранняя 93 увеличение азотфиксирующей активности микроорганизмов ризосферы в 1,9-3,6 раза сопровождалось повышением содержания хлорофилла в листьях на 3-46 %. При этом отмечалось возрастание числа азотфиксирующих микроорганизмов в 1,2-5,9 раза по сравнению с контролем. Нитрогеназная активность ризосферных диазотрофов у пшеницы сорта Коллективная 3 в опытном варианте увеличивалась в 1,7 раза, содержание хлорофилла в листьях - на 14 %, численность азотфиксирующих микроорганизмов - в 1,6 раза. Анализ структуры урожая выявил увеличение показателей длины и массы колоса, числа и массы зерен в колосе, а также индекса урожая - отношения массы зерна к вегетативной массе растения.
Бесплатно
Статья научная
За последние годы среди плотоядных животных, в том числе серебристо-черных лисиц, участились случаи нематодозов, причиняющих существенный экономический ущерб. От глистных инвазий в наибольшей степени страдает молодняк. В современной ветеринарной мировой практике наиболее перспективными признают антгельминтики нового поколения, в частности средства на основе авермектинов. Ни в России, ни за рубежом до настоящего времени препараты кератина в сочетании с антгельминтиками при промышленном разведении пушных зверей не использовались. В представленной нами работе впервые экспериментально доказано, что применение антгельминтика нового поколения Ниацид-гранулы плюс в сочетании с серосодержащей кормовой добавкой Биоактивный кератин способствует повышению показателей качества волосяного покрова и улучшению товарных свойств шкурок серебристо-черной лисицы (сортность, размер, группа дефектности, густота меха). В производственных условиях (АО «Племенной зверосовхоз «Салтыковский», Московская обл., 2017-2018 годы) мы изучили физиологический эффект от сочетанного использования Биоактивного кератина и антгельминтика на основе авермектина при выращивании молодняка серебристо-черной лисицы с оценкой качества получаемой шкурковой продукции. Препарат Ниацид-гранулы плюс (ООО «НПО «Экобиовет», Россия; МГАВМиБ-МВА им. К.И. Скрябина, Россия) представляет собой гранулы коричневого цвета (масса на упаковку - 300-400 г) с содержанием абамектина В1а 85 % и абамектина В1b 15 %; срок хранения не менее 21 мес. Биоактивный кератин (МГАВМиБ-МВА им. К.И. Скрябина) - монопродукт, полученный из очеса шерсти и содержащий 98 % нативного белка, имеет вид однородной жидкой массы, цвет от светло серо-бежевого до темно серо-бежевого, со специфическим запахом, массовой долей сухого вещества 3-10 %, массовой долей кератина 95-98 % (допустимый срок хранения - не менее 2 лет). Препараты Ниацид-гранулы плюс и Биоактивный кератин относятся к IV классу токсичности. Показано, что сочетанное использование Ниацид-гранулы плюс и Биоактивного кератина достоверно усиливает эффект каждого препарата в отдельности. Установлено, что дегельминтизация молодняка серебристо-черной лисицы ( Vulpes vulpes L.) в возрасте 2 мес препаратом Ниацид-гранулы плюс и последующее применение биоактивного кератина в качестве серосодержащей кормовой добавки к основному рациону достоверно влияют на прирост живой массы. При комплексном использовании препаратов Ниацид-гранулы плюс и Биоактивный кератин масса щенков была на 9,1 % выше, чем в контроле (соответственно t факт. = 7,40 ≥ t табл .= 2,1 при р = 0,05 и t факт. = 0,81 ≤ t табл. = 2,1 при р = 0,05). Общеклинические показатели крови также улучшались. Следовательно, эти препараты способствуют ускоренной нормализации физиологического статуса молодняка серебристо-черной лисицы. При применении обоих препаратов масса молодняка увеличилась на 30,4 %, площадь полученных шкурок - на 18,4 %, густота волосяного покрова - на 24,6 % по сравнению с аналогичными показателями для интактных зверей, что служит подтверждением эффективности совместного применения изученных препаратов. Ниацид-гранулы плюс рекомендуется использовать 2-кратно с интервалом 10 сут в возрасте молодняка серебристо-черной лисицы 2 мес, кормовую добавку Биоактивный кератин - шестью циклами (5-суточные курсы с 10-суточными перерывами).
Бесплатно
Статья научная
Изучали влияние гербицидов и баковых смесей гербицидов и биостимуляторов на физиологические и биохимические показатели растений пшеницы и сорняков. Обсуждается возможность совместного применения антистрессовых препаратов и гербицидов при обработке семеноводческих и товарных посевов пшеницы с целью повышения урожайности культуры и экологизации использования гербицидов.
Бесплатно
Физиолого-биохимические критерии устойчивости яблони к абиотическим стрессам летнего периода
Статья научная
В Северо-Кавказском регионе Российской Федерации, где засуха - частое явление, яблоня стала одной из важнейших садовых культур. Физиолого-биохимические исследования необходимы для объективной оценки адаптационной устойчивости сортов яблони к стрессорам летнего периода, в частности к летней засухе. Цель настоящей работы - по физиолого-биохи-мическим и анатомическим параметрам листа изучить особенности водного режима, фотосинтетической деятельности яблони в условиях летнего периода, а также выделить наиболее засухоустойчивые сорта для возделывания в условиях Северо-Кавказского региона. Исследования проводили в 2011-2013 годах в промышленных плодоносящих насаждениях опытно-производствен-ного хозяйства «Центральное» (г. Краснодар). Объектами исследования служили сорта яблони разного эколого-географического происхождения и плоидности: Айдаред, Эрли Мак, Дейтон (США), Лигол (Польша), Прикубанское, Рассвет, Фортуна, Союз, Родничок (Россия); сорта Союз и Родничок триплоидные, остальные - диплоидные...
Бесплатно
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
