В условиях возрастающей урбанизации имеющийся на Черноморском побережье Кавказа ассортимент декоративных растений можно и необходимо расширять, привлекая местные дикорастущие виды, в частности из богатейшей флоры Абхазии. Первостепенную значимость при этом представляют редкие и исчезающие виды. Разведение их в контролируемых условиях и введение в культуру соответствует современным направлениям ландшафтного дизайна и будет способствовать сохранению биоразнообразия благодаря предотвращению исчезновения природных форм. Наши исследования проводились на территории Республики Абхазия, в Гагрском и Сухумском районах, в бассейнах рек Жаюапсы (старое название Жоэквара), Гумиста и Бзыбь (в окрестностях Голубого озера, села Бзыбь, в Пицундско-Мюсерском заповеднике). Описаны места произрастания in situ шести перспективных для введения в культуру видов кавказских колокольчиков — C. alliariifolia Willd., C. bzybica Jabr.-Kolak., C. соrdifolia C. Koch., C. leskovii Fed., С. longistyla Fom., C. mirabilis Alb. Проведен анализ экологических и геоботанических показателей (обилие вида, высота места его произрастания над уровнем моря, характер уклона и экспозиция склона, освещенность, почвенный слой основного залегания корней, характеристика почв). Все изучаемые виды по экологии произрастания in situ можно разделить на две группы: первая — обитающие на крутых восточных склонах (их следует возделывать в освещенных каменистых садиках и в контейнерах с хорошим дренажем); вторая — занимающие западные крутые и покатые склоны (предпочтительны условия полутени в садах и парковых зонах).

Бесплатно

Экологическая характеристика саранчовых (Orthoptera: Acridoidea) равнин Предкавказья

Калачева О.А.

Статья

На основе данных литературы и результатов собственных исследований автора дана оценка видового состава, численности жизненных форм и распределения саранчовых в различных районах Предкавказья.

Бесплатно

Эколого-генетическая оценка морфологических и биохимических признаков качества у образцов коллекции Brassica rapa L. ВИР

Артемьева А.М., Соловьева А.Е., Беренсен Ф.А., Кочерина Н.В., Чесноков Ю.В.

Статья научная

Особенность химического состава культур вида Brassica rapa L. (высокое содержание воды и низкое - жиров) обусловливает низкую калорийность капустных растений. Для них характерно высокое содержание углеводов и белков, включающих все незаменимые аминокислоты. Биохимический состав растений в пределах вида B. rapa сильно варьирует. Нами впервые проведена многофакторная комплексная оценка морфологических и биохимических признаков качества, обусловливающих потребительскую ценность растений из стержневой коллекции Brassica rapa L. Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова (ВИР, 96 образцов) в разных эколого-географических зонах (Южный Китай и Ленинградская обл.) в полевых условиях и в теплице. С помощью отобранных SSR (simple sequence repeats) маркеров, находящихся в неравновесном сцеплении с QTL морфологических и биохимических признаков, впервые осуществлен молекулярно-генетический анализ геномов различных (листовых, корнеплодных и масличных) форм у образцов из стержневой коллекции B. rapa ВИР, в результате чего среди культур вида выявлены новые генетические источники признаков качества. При изучении особенностей проявления некоторых признаков, обусловливающих потребительскую ценность растений вида B. rapa, установлено, что различия по морфометрическим показателям образцов (длина и ширина листовой платинки, размер черешка, опушенность, окраска) при выращивании в полевых условиях Южного Китая и Ленинградской области в среднем невелики, в то время как в теплице при загущенной посадке размеры листовой пластинки уменьшаются (у пекинской, китайской, ноздреватой капусты, репы, культурной сурепицы в полевых условиях листья были на 5-12 см длиннее и шире). По биохимическим признакам в полевых условиях обнаружены значимые и высокозначимые корреляции сухое вещество (СВ)-аскорбиновая кислота (АК) ( r = 0,51, p

Бесплатно

Эколого-генетические основы ускоренной интродукции культурных растений

Кочетов А.А., Драгавцев В.А., Макарова Г.А.

Статья научная

Предложена концепция и методология ускоренной интродукции культурных растений, базирующаяся на теории эколого-генетической организации сложных количественных признаков и получении трансгрессий по хозяйственно ценным признакам при объединении генетических систем адаптивности и продуктивности. Методология реализована при интродукции дайкона в Северо-Западный регион России.

Бесплатно

Эколого-генетические принципы селекции растений на повышение эффективности взаимодействия с микроорганизмами

Проворов Н.А., Тихонович И.А.

Статья научная

Рассматриваются проблемы создания экологически сбалансированных сельскохозяйственных систем на основе повышения эффективности взаимодействия между растениями и симбиотическими микроорганизмами (клубеньковыми бактериями, ростстимулирующими ризобактериями, микоризными грибами), что позволит существенно снизить объемы применяемых удобрений и средств защиты растений. Обоснована необходимость использования дикорастущих форм растений в качестве доноров хозяйственно ценных генов симбиоза, так как современные сорта интенсивного типа обеднены наследственными факторами, контролирующими эффективное взаимодействие с микроорганизмами. Изложены принципы координированной селекции растений и микроорганизмов, направленной на создание комплементарных сочетаний их генотипов с целью наиболее полного использования симбиотического потенциала. На примере бобовых культур показана высокая наследуемость количественных признаков симбиоза (нитрогеназная активность, продуктивность растений при симбиотрофном питании азотом, их предпочтительная заражаемость эффективными штаммами ризобий), а также возможность использования широкого спектра методов селекции для повышения симбиотического потенциала растений.

Бесплатно

Эколого-географическая оценка биологического потенциала скороспелых сортов и осеверение сои

Сеферова И.В., Мисюрина Т.В., Никишкина М.а

Другой

В условиях Ленинградской области (59o44 o с.ш.) и Краснодарского края (45 o 18 o с.ш.) в полевом посеве изучали показатели развития и продуктивности растений у 17 скороспелых сортов сои из коллекции Всероссийского НИИ растениеводства (ВИР), способных формировать семена при выращивании в северо-западном регионе России. Показано, что для основной части скороспелых сортов в условиях Ленинградской области были характерны ббльшая семенная продуктивность, высота растений и высота расположения нижнего боба; наибольшую продуктивностью отмечали у сортов Fiskeby 840-5-3, Fiskeby 1040-4-2 и Магева.

Бесплатно

Эколого-физиологические и биохимические основы формирования зеленого криокорма в Якутии

Петров К.А., Перк А.А., Чепалов В.А., Софронова В.Е., Ильин А.Н., Иванов Р.В.

Статья обзорная

Корм, выращенный в условиях Якутии, может быть дополнением к рациону многих сельскохозяйственных животных в Сибири, на Дальнем Востоке и Европейском Севере. Понимание механизмов адаптации растений к холоду, кроме общебиологического значения, имеет и прикладное, связанное с использованием этого практически неограниченного естественного кормового ресурса. В обзоре рассмотрены эколого-физиологические и биохимические аспекты формирования питательной ценности у замороженных естественным холодом осенневегетирующих травянистых растений, являющихся высокопитательным осенне-зимним нажировочным кормом (зеленый криокорм) для травоядных животных в крайне суровых условиях Севера. Наиболее полно результаты исследования физиологических основ адаптации растений к низкотемпературному стрессу представлены в ряде обзоров (Т.И. Трунова, 2007; L.V. Gusta с соавт., 2013; K. Miura с соавт., 2013). Приводятся данные по реакции растений на действие низких температур и адаптации к ним. В результате обобщения собственных многолетних исследований (А.Я. Перк с соавт., 1987; K.A. Petrov с соавт., 2010; А.Н. Ильин с соавт., 2015) и данных литературы разработана общая теория механизмов устойчивости растений и животных к длительной гипотермии в условиях многолетней мерзлоты (криолитозоны) Якутии. Предполагается, что адаптация растений к длительному низкотемпературному стрессу теснейшим образом связана с основным источником их энергии (липидами, полиеновыми жирными кислотами), играющим основную роль в формировании высокой питательной ценности замороженной естественным холодом осенневегетирующей растительности криолитозоны. Одна из особенностей холодового закаливания многолетних травянистых растений в криолитозоне Якутии, очевидно, заключается в высоком накоплении в клетках первичных и вторичных каротиноидов с наиболее выраженными антиоксидантными свойствами (B. Demmig-Adams с соавт., 2006). Зеленый криокорм обеспечивает жизнедеятельность травоядных животных, в том числе сельскохозяйственных (якутская лошадь, северный олень и др.), в условиях длительного и экстремально холодного зимнего периода. Технология производства зеленого криокорма позволяет удовлетворить потребность животных в белке, жирных маслах, углеводах и витаминах в течение всей зимовки. В результате научно-производственных опытов показана высокая питательная ценность зеленого криокорма, например, для табунного коневодства, что позволяет рекомендовать его для широкого внедрения в сельскохозяйственную практику регионов, где имеются фактически неограниченные холодовые ресурсы.

Бесплатно

Экспериментальные подходы к диагностике стрессов в птицеводстве (обзор)

Мифтахутдинов А.В.

Статья обзорная

Обобщены данные литературы о методах диагностики стрессов у кур в лабораторных и производственных условиях. В настоящее время разработаны многочисленные методы, позволяющие диагностировать состояние адаптационных механизмов и индивидуальной стрессовой чувствительности у кур. В то же время следует отметить, что использование тех из предложенных подходов, которые основаны на определении биохимических маркеров стресса в крови, в производственных условиях представляет собой непростую задачу из-за необходимости применять специальное оборудование, привлекать высококвалифицированный персонал, а также вследствие неоднозначной интерпретации результатов. Весьма информативным и менее сложным приемом при диагностике стрессового состояния у кур может быть изучение количественного соотношения гетерофилов и лимфоцитов в крови. Высокую диагностическую ценность в случае хронических стрессов имеют показатели общего оперения. В дополнение к ним целесообразно учитывать концентрацию стрессовых гормонов в крови и время тонической неподвижности кур. Однако и в этих случаях процедуры, которым подвергается птица, сами по себе служат факторами стресса, тогда как одно из важнейших условий достоверности результатов при его диагностике - минимальное воздействие на объект исследования. Для этих целей нами разработан способ, позволяющий диагностировать состояние стресса у кур родительского стада мясного направления продуктивности с помощью определения кортикостерона в пробах помета. Предлагаемый способ может быть использован при оценке целесообразности применения схем антистрессовой терапии, для определения оптимальной плотности комплектования производственных площадей, для анализа степени воздействия на организм кур технологических факторов и ветеринарных обработок.

Бесплатно

Экспериментальный сочетанный микотоксикоз свиней на фоне инфекционной нагрузки

Семнов Э.И., Матросова Л.Е., Танасева С.А., Валиев А.Р., Потехина Р.М., Тарасова Е.Ю., Спиридонов Г.Н., Губеева Е.Г., Мишина Н.Н.

Статья научная

Микотоксикозы - это отравления животных и человека, вызванные поступлением в организм метаболитов токсигенных микроскопических грибов. Токсическое действие возрастает при одновременном воздействии нескольких микотоксинов, а также при их совместном поступлении с другими экотоксикантами и биологическими агентами. В настоящей работе впервые показано влияние инфекционной нагрузки Clostridium perfringes и комбинированного воздействия микотоксинов Т-2 токсина, зеараленона и дезоксиниваленола в малых дозах на свиней. Нашей целью было изучение хронической формы сочетанного микотоксикоза у поросят-отъемышей на фоне персистирующей в стаде инфекции с учетом продуктивности животных, морфо-биохимических, иммунологических показателей крови, патологоанатомической картины органов и тканей. Экспериментальный сочетанный микотоксикоз на фоне инфекционной нагрузки моделировали в условиях виварного комплекса Федерального центра токсикологической, радиационной и биологической безопасности (ФГБНУ ФЦТРБ-ВНИВИ) в 2018 году на поросятах ( Sus scrofa domesticus ) отъемного возраста крупной белой породы, разделенных на три группы по 3 свинки в каждой. Животные из I группы получали рацион, не содержащий микотоксины, свинки II группы получали корм, контаминированный Т-2 токсином (70 мкг/кг рациона), поросята III группы - корм, загрязненный тремя микотоксинами (ДОН - 1000 мкг/кг, ЗЕН - 50 мкг/кг и Т-2 - 70 мкг/кг рациона). Всем животным перорально вводили суспензию Clostridium perfringes № 392 тип С в объеме 2 мл (1×106 КОЕ/мл). На 15-е сут животных вакцинировали ассоциированной вакциной (1 мл) против рота-, коронавирусной и эшерихиозной диареи новорожденных поросят (ФЦТРБ-ВНИВИ) внутримышечно в заднюю поверхность бедра. Животных I группы считали клинически здоровыми, и с их показателями сравнивали результаты, полученные для остальных поросят. Оценивали признаки интоксикации свинок, биохимические параметры (общий белок, общий билирубин, уровень глюкозы, малонового диальдегида, активность щелочной фосфатазы, аспартатаминотрансферазы, аланинаминтрансферазы) в сыворотке крови, гематологические характеристики (число эритроцитов, лейкоцитов, содержание гемоглобина) и иммунологические показатели (Т-, В-лимфоциты, титр антител к вакцинным антигенам) на 10-е, 20-е и 30-е сут опыта. Титры антител к вакцинному штамму Escherichia coli определяли в реакции агглютинации, к короновирусному антигену вакцины - при помощи иммуноферментного анализа на фотометре Multiscan FC («Thermo Scientific», США), к ротавирусному антигену - в реакции непрямой гемагглютинации. В конце опыта брали образцы органов для гистологических исследований, фиксировали их в 10 % нейтральном формалине, далее осуществляли проводку общепринятыми в патоморфологии методами. Гистопрепараты окрашивали гематоксилином и эозином. Потребление поросятами корма, содержащего микотоксины, на фоне клостридиоза оказывало неблагоприятное влияние на клинический и иммунный статус, морфо-биохимические показатели крови, патологоанатомическую картину. Изменения были более выражены при совместном поступлении экотоксикантов. Среднесуточный прирост массы тела у поросят из II группы был ниже контроля на 20,5 % (р ≥ 0,05), из III группы - на 39,2 % (р ≤ 0,05). У животных из III группы к концу эксперимента регистрировали уменьшение количества эритроцитов на 40 % (р ≤ 0,001), гемоглобина - на 20 % (р ≤ 0,01), глюкозы - на 57 % (р ≤ 0,001), общего белка - на 13 % (р ≤ 0,05). Выявлено увеличение содержания билирубина в 5,1 раза (р ≤ 0,001), активности аланинаминотрансферазы и аспартатаминотрансферазы в 2,2 и 1,8 раза (р ≤ 0,001), концентрации малонового диальдегида в 2,8 раза (р ≤ 0,001), снижение активности щелочной фосфатазы на 41,5 % (р ≤ 0,001). При сочетанном микотоксикозе на фоне инфекционной нагрузки мы регистрировали изменение иммунологических показателей. Титры специфических антител к ротавирусу были ниже в 8 раз, к коронавирусу - в 6,4 раза (р ≤ 0,05), к эшерихиям - в 5 раз (р ≤ 0,05) относительно контроля. Отмечали и выраженные патологоанатомические изменения во внутренних органах. Таким образом, потребление поросятами корма, содержащего Т-2 токсин, дезоксиниваленол и зеараленон, в сочетании с персистенцией в организме возбудителя кишечной инфекции C. perfringens сопровождается угнетением иммунного статуса (снижение титра специфических защитных антител, количества Т- и В- лимфоцитов), активацией перекисного окисления липидов, развитием в тканях и органах патологических процессов.

Бесплатно

Экспрессия гена а-амилазы Stamy23 в фотосинтезирующих и нефотосинтезирующих тканях растений у сортов картофеля Solanum tuberosum L

Кулакова А.В., Мелешин А.А., Щенникова А.В., Кочиева Е.З.

Статья научная

Картофель ( Solanum tuberosum L.) - четвертая по значимости сельскохозяйственная культура после зерновых. У растения картофеля почти в каждой ткани содержится крахмал, регуляция метаболизма и физиологическая роль которого зависят от типа ткани, стадии развития растения и внешних факторов. Гидролиз крахмала катализируется α- (AMY) и β- (BAM) амилазами. Посредством деградации цитозольного фитогликогена амилаза StAmy23 регулирует холодовое осахаривание и состояние физиологического покоя клубней картофеля. Немногочисленные имеющиеся исследования StAmy23 сосредоточены на активности гена в клубнях картофеля, в том числе в ответ на холодовой стресс. В настоящей работе впервые определен паттерн экспрессии гена StAmy23 в фотосинтезирующих и нефотосинтезирующих органах растений картофеля трех сортов, различающихся содержанием крахмала в клубнях, - Gala (среднеранний) и Saturna (среднепоздний) (сорта зарубежной селекции) и Барин (среднеспелый российский сорт). Структурно-филогенетический анализ выявил, что ближайшими гомологами StAmy23 являются α-амилазы разных сортов картофеля и томата. Определение количества углеводов в свежесобранных клубнях исследуемых сортов выявило сходное высокое содержание крахмала у сортов Gala и Saturna, в клубнях сорта Барин этот показатель был почти в 2 раза ниже (6,3 против 11,34 мг/г ткани). Наибольшее количество редуцирующих сахаров в клубнях мы обнаружили у сорта Saturna; клубни сорта Gala содержали соответственно в 4,5 и в 24,5 раза меньше глюкозы/фруктозы, чем клубни сортов Барин и Saturna (0,016/0,000 против 0,056/0,016 и 0,217/0,175 мг/г ткани). Нами впервые определен профиль экспрессии StAmy23 не только в клубнях, стеблях и листьях, но и в других органах и тканях растения картофеля. Показан высокий уровень экспрессии гена в стеблях и ягодах. Уровень транскрипции StAmy23 в нефотосинтезирующих корнях и столонах либо соответствовал таковому в клубнях (Saturna), либо значительно превышал его (Барин и Gala). В стеблях наибольшую и наименьшую активность транскрипции StAmy23 отмечали соответственно у сортов Gala и Saturna (0,58 и 0,13). Листья и кожура характеризовались сходным и сравнительно низким уровнем экспрессии StAmy23 . Самый высокий уровень экспрессии гена StAmy23 в ягодах выявили у сорта Барин (0,29), в корнях и клубнях у сорта Gala (0,55 и 0,17) и в столонах у сортов Барин и Gala (0,31 и 0,33). Между уровнем транскрипции StAmy23 и содержанием крахмала (но не содержанием редуцирующих сахаров) в клубнях наблюдалась явная положительная зависимость. Транскрипционная активность гена StAmy23 в фотосинтезирующих тканях растений картофеля предполагает участие кодируемой им α-амилазы в гидролизе крахмала не только в запасающих, но и в вегетативных органах для поддержания физиологических процессов роста и ответа растений на стресс.

Бесплатно

Экспрессия гена капсидного белка Х-вируса шалота в различных органах растений Allium cepa var. aggregatum

Вишниченко В.К., Рязанцев Д.Ю., Завриев С.К.

Статья научная

Методом иммуноблоттинга исследовали синтез двух форм капсидного белка Х-вируса шалота (ХВШ) в корнях и листьях растений шалота. Обсуждается механизм феномена альтернативной экспрессии гена капсидного белка ХВШ.

Бесплатно

Экспрессия генов NK-lysin, blvr, ifn-a и клеточные популяции периферической крови при инфицировании коров вирусом бычьего лейкоза

Косовский Г.Ю., Глазко В.И., Ковальчук С.Н., Архипова А.Л., Глазко Т.Т.

Статья научная

Распространение ретровирусных инфекций, в частности вируса бычьего лейкоза (BLV), до сих пор не удается ни предупредить, ни контролировать. Недостаточно эффективными остаются методы вакцинации (G. Gutiérrez c соавт., 2014) и выявления инфицированных животных (M. Nishiike c соавт., 2016), что приводит к необходимости углубленного исследования взаимодействий патогена с организмом хозяина. Ранее нами были получены данные о том, что общей характеристикой для инфицированных BLV животных с умеренным и высоким лейкоцитозом является повышение количества тромбоцитов, тогда как у коров с выраженным лейкоцитозом наблюдается снижение числа нейтрофилов (Г.Ю. Косовский c соавт., 2017). Для того чтобы оценить взаимосвязи между инфицированностью животных BLV, соотношением клеточных популяций периферической крови и экспрессией генов, кодирующих рецептор BLV (ген blvr ), белок антивирусной защиты интерферон альфа ( ifn- a) и эффекторный белок врожденного иммунитета NK-лизин (NK-lysin), в настоящей работе выполнен сравнительный анализ перечисленных показателей у двух групп коров неодинакового происхождения - черно-пестрых голштинизированных (n = 57) и помеси симменталы × голштины (n = 60) (группы были сформированы в хозяйствах в Московской и Пензенской областях). В результате получены данные о том, что коровы из разных хозяйств, не инфицированные BLV, различались в основном по содержанию в периферической крови нейтрофилов и тромбоцитов. Тем не менее, в обоих хозяйствах у инфицированных BLV животных наблюдалась сниженная экспрессия гена NK-lysin и увеличенное количество тромбоцитов по сравнению с коровами, свободными от инфекции. У инфицированных BLV коров отмечалась относительно повышенная экспрессия blvr, отражающая, по-видимому, увеличение доли юных форм В-лимфоцитов (M. Lavanya c соавт., 2008). На основании полученных нами результатов и данных литературы предложена следующая схема влияния BLV на экспрессию NK-lysin и подавление апоптоза: вирусный белок Tax (активатор транскрипции провирусной ДНК BLV) также индуцирует у хозяина экспрессию гена tnf- a, кодирующего фактор некроза опухолей альфа (M. Arainga c соавт., 2012), тот, в свою очередь, индуцирует активацию регуляторов иммунного гомеостаза - клеток Treg (L.Y. Chang c соавт., 2015), маркерный признак которых - продукция TGF-β (трансформирующий фактор роста бета), а TGF-β ингибирует пролиферацию и активность Т-киллеров и NK-клеток - продуцентов NK-лизинов и увеличивает количество и активность тромбоцитов, в частности тромбоцитарную антиапоптозную активность (K. Ohira c соавт., 2016; S.C. Tao c соавт., 2016). Предложенная схема свидетельствует о том, что влияние на системы врожденного иммунитета представляет собой ключевое событие индуцируемого BLV патогенеза.

Бесплатно

Экспрессия генов иммунитета и адаптации и состав микробиома у родительского поголовья кур и петухов (Gallus gallus L.) линий СМ5 и СМ9 кросса Смена 9

Лаптев Г.Ю., Йылдырым Е.А., Ильина Л.А., Филиппова В.А., Калиткина К.А., Пономарева Е.С., Дубровин А.В., Тюрина Д.Г., Фисинин В.И., Егоров И.А., Егорова Т.А., Манукян В.А., Ленкова Т.Н.

Статья научная

Породы корниш и плимутрок составляют основу современных специализированных мясных кроссов кур. Селекция отцовской линия породы корниш СМ5 нового российского кросса мясных кур Смена 9 ведется в основном по признакам мясной продуктивности, тогда как материнская линия породы плимутрок СМ9 - прежде всего на эффективность репродукции и жизнеспособность при более низкой, чем у линии СМ5, скорости роста живой массы. В настоящем исследовании мы впервые выявили у кур и петухов родительского поголвья линий СМ5 и СМ9 нового кросса Смена 9 различия, связанные с генотипом и полом, в экспрессии некоторых генов иммунитета и генов, связанных с адаптационным потенциалом, а также в составе и прогнозируемом функциональном потенциале микробиома. Целью работы было сравнение уровня экспрессии генов иммунитета и генов, связанных с адаптационным потенциалом, соответственно в тканях бурсы в печени, а также состава и функций микробиома слепых отростков кишечника у кур и петухов линий СМ5 и СМ9. Эксперименты проводили в виварии СГЦ «Загорское ЭПХ» (Московская обл., 2022 год) на родительском поголовье кур и петухов линий СМ5 и СМ9 39-недельного возраста, содержавшихся в идентичных условиях и получавших одинаковый рацион. От каждой линии и пола отбирали образцы тканей у 5 особей с близкой живой массой. Анализ экспрессии генов в образцах тканей проводили с помощью количественной ПЦР с обратной транскрипцией (RT-qPCR). Тотальную РНК выделяли с помощью мини-набора Aurum™ Total RNA («Bio-Rad», США). ПЦР-амплификацию проводили с использованием SsoAdvanced™ Universal SYBR® Green Supermix («Bio-Rad», США) и детектирующего амплификатора ДТлайт (НПО «ДНК-Технология», Россия). В тканях печени проводили анализ экспрессии генов, связанных с адаптационным потенциалом: гены CAT1 транспортера катионных аминокислот 1, HSF1 и HSF 2 - факторов транскрипции белков теплового шока 1 и 2, SOD - супероксиддисмутазы, Gpx1 - глутатионпероксидазы, HO-1 - гемоксигеназы-1. В тканях бурсы анализировали экспрессию генов, связанных с иммунитетом: гены IL8 - интерлейкина-8, IRF7 - регуляторного фактора интерферона 7, PTGS2 - простагландин-эндопероксидсинтазы, AvBD1 , AvBD2 , AvBD9 и AvBD10 - β-дефензины 1, 2, 9 и 10, Casp6 - каспазы 6. В качестве референсного контроля использовали праймер для гена β-актина ( ACTB ). Относительный уровень экспрессии оценивали методом 2-ΔΔCT. Тотальную ДНК для анализа состава микробиома выделяли с использованием набора Genomic DNA Purification Kit («Thermo Fisher Scientific, Inc.», США). Бактериальное сообщество слепой кишки оценивали методом NGS-секвенирования на платформе MiSeq («Illumina, Inc.», США) с праймерами для V3-V4 региона гена 16S рРНК. Реконструкцию и прогнозирование функционального содержания метагенома, семейств генов, ферментов осуществляли при помощи программного комплекса PICRUSt2 (v. 2.3.0). Математическую и статистическую обработку результатов осуществляли методом многофакторного дисперсионного анализа (ANOVA) в программах Microsoft Excel XP/2003 и R-Studio (v. 1.1.453). Полученные результаты показали увеличение экспрессии генов HSF1 и HSF2 у петухов линии СМ5 по сравнению с остальными группами (р ≤ 0,05), в часности, разница с петухами линии СМ9 составляла соответственно 68 и 218 % (р ≤ 0,05). Экспрессия генов HSF1 и HSF2 внутри линии СМ5 у петухов была выше соответственно в 1,6 и 3,0 раза, чем у кур (р ≤ 0,05). Наблюдалась существенная активация экспрессии генов антимикробных пептидов и провоспалительных генов у петухов линии СМ9 по сравнению с петухами и курами линии СМ5 (р ≤ 0,05). Так, экспрессия генов AvBD2 , AvBD9 , AvBD10 , IL8 и PTGS2 у петухов линии СМ9 по сравнению с петухами линии СМ5 усиливалась соответственно в 7,6; 5,3; 2,1; 6,3 и 1,5 раза (р ≤ 0,05). NGS-секвенирование показало, что в микробиоме слепых отростков кишечника у кур и петухов линии СМ9 присутствовали бактерии суперфилума Elusimicrobiota (соответственно 0,32±0,11 и 0,49±0,19 %), при этом у петухов линии СМ5 эти микроорганизмы не были выявлены, а у кур линии СМ5 их доля составляла 0,04±0,01 %. Между группами были обнаружены достоверные (р ≤ 0,05) различия по 25 родам, у части родов - в зависимости от генотипа, у части - от пола птицы. Например, у петухов линии СМ5 обилие микроорганизмов родов Barnesiella , Clostridia_UCG-014 и Frisingicoccus было соответственно в 17,2; 2,0 и 4,9 раза выше (р ≤ 0,05), чем у петухов линии СМ9. Представители рода Desulfovibrio присутствовали в кишечнике петухов линий СМ5 и СМ9 (0,25±0,08 и 0,73±5,6 %); при этом в кишечнике кур обеих линий этих микроорганизмов мы не обнаружили. По результатам биоинформатической реконструкции и функциональной аннотации данных NGS-секвенирования в микробном сообществе кишечника выявлены 357 прогнозируемых метаболических путей, по 65 из которых наблюдались различия (р ≤ 0,05) между группами. Специфические для генотипа и пола модуляции в экспрессии генов, а также в структуре и функциях кишечного микробиома могут обеспечивать адаптацию макроорганизма в изменяющихся условиях.

Бесплатно

Экспрессия генов, ассоциированных с иммунитетом, в тканях слепых отростков кишечника и поджелудочной железы цыплят-бройлеров (Gallus gallus L.) при экспериментальном Т-2 токсикозе

Йылдырым Е.А., Грозина А.А., Вертипрахов В.Г., Ильина Л.А., Филиппова В.А., Лаптев Г.Ю., Бражник Е.А., Калиткина К.А., Тарлавин Н.В., Дубровин А.В., Новикова Н.И., Тюрина Д.Г.

Статья научная

Значительная часть кормов для сельскохозяйственной птицы загрязнена Т-2 токсином. У птиц иммунная система представляет собой одну из мишеней для этого микотоксина. Однако результаты изучения действия Т-2 токсина на изменение функциональной активности генов, связанных с иммунной системы, у птиц крайне ограничены. В представляемом исследовании мы впервые показали, что активация в тканях поджелудочной железы генов регуляторных молекул развития воспалительной реакции ( IL6 и PTGS2 ), генов, связанных с клеточной гибелью ( Casp6 ), а также генов антимикробных факторов (прежде всего AvBD10 ) может служить ранним прогностическим маркером Т-2 токсикоза у бройлеров. Цель работы заключалась в оценке влияния Т-2 токсина на экспрессию вовлеченных в реакции иммунной системы генов в тканях слепых отростков кишечника и поджелудочной железы. Из бройлеров кросса Смена 8 сформировали четыре группы: I - контрольная, птица получала рацион без добавления Т-2 токсина, II - получала рацион с добавлением Т-2 токсина в количестве 100 мкг/кг (1ПДК), III - 200 мкг/кг (2ПДК), III опытная - 400 мкг/кг (4ПДК) (виварий ФНЦ ВНИТИП РАН, 2020 год). Длительность эксперимента - с 30- до 50-суточного возраста птицы, основной рацион соответствовал требованиям по кормлению кросса с учетом возраста. Анализировали активность генов, ассоциированных с воспалительной реакцией, апоптозом, а также с антимикробной и антивирусной защитой, - интерлейкина 6 IL6 , интерлейкина 8 IL8 , интерферона 7 IRF7 , простагландин-эндопероксид-синтазы 2 (циклооксигеназы) PTGS2 , β-дефензина 9 AvBD9 ( Gal9 ), β-дефензина 10 AvBD10 ( Gal10 ) и каспазы 6 Casp6 . Референсным служил ген белка бета-актина ACTB . Режим и условия ПЦР-амплификации соответствовали предложенным разработчиками праймеров. Относительный уровень экспрессии оценивали с использованием метода 2-∆∆Ct. Для сопоставления экспрессии генов и биохимических показателей крови применили метод анализа главных компонент (PCA). Полученные нами данные свидетельствуют о модуляции экспрессии генов, ассоциированных с иммунитетом, в изученных тканях под воздействием Т-2 токсина. При экспериментальном Т-2 токсикозе у бройлеров активировалась (р ≤ 0,05) экспрессия генов провоспалительного цитокина IL6 и гена PTGS2 циклооксигеназы, участвующей в регуляции воспаления. Это может иметь неблагоприятные последствия для здоровья и продуктивности птицы, поскольку гиперпродукция провоспалительных цитокинов вовлечена в патогенез ряда заболеваний. Усиление (до 41,7-кратного, р = 0,0005) экспрессии гена PTGS2 в поджелудочной железе по сравнению с контролем наблюдалось во всех опытных группах. Также во всех опытных группах в тканях слепых отростков кишечника экспрессия гена Casp6 , ассоциированного с фактором апоптоза, снижалась (максимально в 12,5 раза, р = 0,02) по сравнению с контролем. В тканях поджелудочной железы наблюдалось, наоборот, резкое повышение экспрессии гена Casp6 при увеличении концентрации Т-2 токсина в кормах (р ≤ 0,0008). Во II группе экспрессия повышалась в 22,4 раза (р = 0,0008), в III группе - в 715,8 раза (р = 0,0003), в IV - в 31288,3 раза (р = 0,0003) по сравнению с контролем. В тканях слепых отростков кишечника бройлеров из III и IV групп экспрессия генов AvBD9 и AvBD10 снижалась по сравнению с контролем в 2,1-5,3 раза (р ≤ 0,05). В тканях поджелудочной железы, напротив, экспрессия этих генов во всех опытных группах значительно активировалась по сравнению с контролем (р ≤ 0,04). AvBD9 и AvBD10 - это гены, ассоциированные у птиц с синтезом β-дефензинов, которые связаны с усилением бактериостатической активности в отношении многих патогенов. В слепых отростках кишечника бройлеров из II группы происходило 3-кратное (р = 0,03) угнетение экспрессии гена IRF7 по сравнению с контролем. Это может иметь негативные последствия для организма, поскольку ген IRF7 связан с синтезом регуляторного фактора интерферона 7, участвующего в противовирусной защите. В целом ткани поджелудочной железы оказались намного более чувствительны к воздействию Т-2 токсина, так как экспрессия практически всех исследованных генов значительно усиливалась по сравнению с таковой в тканях слепых отростков кишечника. Обращает на себя внимание повышение частоты апоптоза, с которым тесно связана активация каспазы, в тканях поджелудочной железы. Эта разница в выраженности иммунного ответа может быть обусловлена функциональным отличием кишечника от поджелудочной железы. C применением метода главных компонент (PCA) было продемонстрировано, что уровень экспрессии генов PTGS2 в поджелудочной железе, IL6 , PTGS2 , IL8 , IRF7 , AvBD9 , AvBD10 и Casp6 в слепых отростках кишечника бройлеров, а также содержание в крови общего белка, глюкозы, триглицеридов, активность щелочной фосфатазы и трипсина и соотношение активности этих ферментов находились в тесной взаимосвязи.

Бесплатно

Экспрессия генов, связанных с хозяйственно полезными признаками цыплят-бройлеров (Gallus gallus domesticus), под влиянием различных паратипических факторов (обзор)

Сизова Е.А., Лутковская Я.В.

Статья обзорная

Промышленное производство мяса цыплят-бройлеров ( Gallus gallus domesticus ) основывается на использовании скороспелых высокопродуктивных кроссов, создание которых стало возможным благодаря работе генетиков и селекционеров. Исходные линии современных цыплят-бройлеров были получены в результате искусственного отбора, прежде всего по эффективности кормления, конверсии корма и скорости роста (W. Fu, с соавт., 2016). Прогрессивные генетические исследования, селекционные технологии и кормление в сочетании с эффективным ветеринарным контролем дают возможность производить мясо птицы высокого качества (A.A. Grozina, 2014). С 1957 по 2001 год время достижения цыплятами-бройлерами рыночной массы снизилось в 3 раза, при этом сократилось потребление кормов (M. Georges, с соавт., 2019). Определение экспрессии мРНК генов, участвующих в росте и развитии бройлеров, усвоении питательных веществ и устойчивости к возбудителям заболеваний, необходимо для успешного отбора птицы с желательными качествами (K. Lassiter с соавт., 2019). Целью представленного обзора стал анализ многообразия генов и их активности при формировании хозяйственно полезных признаков у цыплят-бройлеров и факторов, влияющих на экспрессию этих генов. В статье представлены гены, продукты которых принимают участие в росте и развитии ( GH , IGF-1 , GHR , MYOD1 , MYOG , MSTN ), усвоении нутриентов ( SLC2A1 , SLC2A2 , SLC2A3 , SLC2A8 , SLC2A9 , SLC2A12 , SLC6A19 , SLC7A1 , SLC7A2 , SLC7A5-7 , SLC15A1 , SLC38A2 ), иммунном ответе ( IL1B , IL6 , IL8L2 , IL16 , IL17A , IL18 , TNF- a, AvBD1-AvBD14 ). Одним из путей регуляции скорости роста скелета и размеров тела служит соматотропная ось гормон роста (growth hormone, GH)-инсулиноподобный фактор роста 1 (insulin like growth factor 1, IGF-1)-рецептор гормона роста (growth hormone receptor, GHR) (L.E. Ellestad с соавт., 2019). Анализ экспрессии генов GH , GHR и IGF-1 и отбор по признаку высокой скорости роста у цыплят-бройлеров может повысить активность связывания гормона роста, синтез IGF-1 в печени и, следовательно, массу тела (S. Pech-Pool с соавт., 2020). Миогенез опосредован действием различных факторов и генов, в их числе миогенный регуляторный фактор ( myogenic regulatory factors, MRF ), фактор миогенной дифференцировки 1 ( myogenic differentiation 1, MYOD1 ), миогенин ( myogenin, MYOG ), экспрессия которых может меняться в зависимости от ингредиентного состава рациона и специфических добавок. Значительно увеличить экспрессию генов MYOD1 и MYOG в грудных мышцах и GH и IGF-1 в печени одновременно с улучшением показателей роста можно при добавлении в рацион протеазы (Y. Xiao с соавт., 2020). Гены, ассоциированные с усвоением питательных веществ и их экспрессия влияют на транспортные белки, приводя к ускоренному поступлению нутриентов в эпителий кишечника, систему кровообращения, а затем ко всем органам и тканям. В свою очередь, их экспрессия может быть зависима от кормовых добавок различного функционала. В транспорте аминокислот задействованы носители растворенных веществ (solute carrier family, SLC): SLC6A19 (B0AT1) и SLC38A2 (SNAT2) - натрий-зависимые переносчики нейтральных аминокислот; SLC7A1 и SLC7A2 - переносчики катионных аминокислот (cationic amino acid transporter, CAT: CAT1, CAT2); SLC7A5-7 - переносчики L-аминокислот (L-type amino acid transporter, LAT: LAT1, gLAT2) (J.A. Payne с соавт., 2019; C.N. Khwatenge с соавт., 2020; N.S. Fagundes с соавт., 2020). На экспрессию генов иммунитета ( IL1B , IL6 , IL8L2, IL16, IL17A, IL18 , TNF- a, AvBD1-AvBD14 ) цыплят-бройлеров, инициирующих синтез факторов иммунного ответа, оказывает влияние инфицирование микроорганизмами Escherichia coli , Salmonella spp., Pseudomonas aeruginosa , Clostridium perfringens , Listeria monocytogenes , Eimeria spp. и др. (G.Y. Laptev с соавт., 2019; T. Nii с соавт., 2019). Также выявлено модулирующее влияние температуры на экспрессию генов. Повышенная температура выращивания птицы (39 °С) ведет к значительному увеличению экспрессии мРНК генов IL6 , IL1b , TNF- a, TLR2 , TLR4 , NFkB50 , NFkB65 , Hsp70 и HSF3 в тканях селезенки и печени (M.B. Al-Zghoul с соавт., 2019). В настоящее время идет поиск кормовых добавок (пребиотиков, пробиотиков, синбиотиков, фитобиотиков и аминокислот), которые поддерживают физиологическое состояние птицы, предотвращают развитие заболеваний, способствуют ускорению роста без ущерба для здоровья и улучшают продуктивность посредством воздействия на экспрессию генов.

Бесплатно

Экспрессия рекомбинантных генов, кодирующих фрагменты протективно значимых белков вируса африканской чумы свиней, в эукариотических клетках

Иматдинов А.Р., Середа А.Д., Иматдинов И.Р., Казакова А.С., Дубровская О.А., Колбасов Д.В.

Статья научная

Контроль за африканской чумой свиней (АЧС) осложняется отсутствием средств специфической профилактики. Попытки получить живые вакцины традиционными методами оказались малоперспективными, а инактивированные и субъединичные - неудачными (N. Petuska, 1965; Д.В. Колбасов с соавт., 2014; V. Makarov с соавт., 2016). Исследования формирования протективного иммунитета при АЧС позволили определить решающую роль клеточных механизмов защиты и наиболее значимые участвующие в этом вирусные белки: р30, р54, CD2v (или ГП110-140) (P. Gomez-Puertas с соавт., 1998; J.M. Argilaguet с соавт., 2012; А.Д. Середа с соавт., 2015). В представляемой работе впервые созданы гибридные плазмиды, пригодные для протеомных исследований и разработки ДНК-вакцины против вируса АЧС III сероиммунотипа. Исследование выполнено с целью получения ДНК-конструкций, содержащих фрагменты генов CP204L, E183L, EP402R вируса АЧС аттенуированного штамма МК-200, и идентификации в трансфицированных ими эукариотических клетках соответствующих антигенно активных продуктов трансляции рекомбинантных белков rp30, rp54, rCD2v. Рекомбинантными плазмидами pCI-neo/ASFV/p30, pCI-neo/ASFV/p54 и pCI-neo/ASFV/CD2v трансфицировали культуру человеческих эмбриональных клеток почек, трансформированных геном Т-антигена вируса SV40 (HEK293T). Методом иммуноблоттинга в лизатах трансфицированных клеток определены и охарактеризованы по молекулярной массе экспрессированные рекомбинантные полипептиды. Среди полученных антигенно активных полипептидов одни по размеру соответствовали теоретически рассчитанным, другие - продуктам посттрансляционной модификации рекомбинантных белков. В лизатах клеток HEK293T, трансфицированных pCI-neo/ASFV/p30, выявлен полипептид с молекулярной массой 21,6 кДа, в содержащих pCI-neo/ASFV/p54 - мажорный полипептид 20,9 кДа и минорный 36,3 кДа, в клетках с pCI-neo/ASFV/CD2v - мажорные полипептиды с молекулярной массой 39,8 и 63,1 кДа, а также минорные 28,8 и 104,7 кДа. Полученные модели позволят исследовать иммуногенные и протективные свойства созданных ДНК-конструкций.

Бесплатно

Электроэнцефалографические показатели поведенческих реакций молодняка крупного рогатого скота в зависимости от возраста и условий содержания

Кравайнис Ю.Я.

Статья научная

Оценивали поведенческие реакции и электроэнцефалографические показатели у молодняка крупного рогатого скота в зависимости от возраста и условий содержания. Обсуждается возможность прогнозирования пригодности животных к условиям промышленного содержания на основе показателей электроэнцефалограммы.

Бесплатно

Элементный статус и морфофункциональное состояние репродуктивных органов у кур и млекопитающих под влиянием кадмиевой нагрузки

Мирошников С.А., Лебедев С.В., Вишняков А.И.

Статья научная

На курах-несушках кросса Хайсекс-браун и лабораторных крысах в условиях экспериментально-биологической клиники (виварий) изучали влияние токсичных доз кадмия на метаболизм химических элементов (Mg, Са, Se, Zn, Ag, I, K, P, Sr, As, Al, Pb) в тканях желудочно-кишечного тракта, сердца, легких, печени, почек, селезенки, половых органов, в костной и нервной ткани, во внутреннем жире, а также на морфофункциональное состояние репродуктивных органов. Введение кадмия в рацион приводило к нарушению обмена химических элементов как в организме в целом, так и в репродуктивной системе, что сопровождалось уменьшением содержания селена и снижением функциональной активности органов репродукции.

Бесплатно

Эмбриогенез и регенерация растений в культуре пыльников гексаплоидной тритикале (x Triticosecale Wittmack) под влиянием цитокинина зеатина

Ержебаева Р.С., Абдурахманова М.А., Бастаубаева Ш.О., Таджибаев Д.

Статья научная

Ния и гаплоидная технология (культура пыльников и изолированных микроспор), которая позволяет получать гомозиготные линии из гибридов F1. Для селекции пшеницы и тритикале широко применяются методы андрогенеза (культура пыльников и изолированных микроспор). В настоящее время основная проблема андрогенеза тритикале заключается в низкой эффективности получения зеленых растений. В наших экспериментах по культуре пыльников тритикале впервые использован цитокинин зеатин как экзогенный фитогормон индукционной среды. Установлена его оптимальная концентрация, улучшен процесс формирования эмбриоидов и регенерация зеленых растений. Целью выполненного исследования было улучшение технологии культуры пыльников тритикале и изучение эффекта от добавления цитокинина зеатина в питательную среду для индукции эмбриогенеза и регенерации зеленых растений. В экспериментах были использованы линии ярового тритикале (ЯТХ-327-11 и Зернокормовое 5 - двуручка) и две линии озимого тритикале (Т-968 и Т-45). Донорные растения для гаплоидной технологии выращивали в условиях научного полевого стационара (орошаемый) ТОО Казахский НИИ земледелия и растениеводства (Казахстан, Алматинская обл.). На срезанные колосья воздействовали низкими температурами (4 °С в течение 14 сут), после изоляции пыльников их подвергли высокотемпературной обработке (при 32 °С в течение 3 сут). Стерилизацию колосьев проводили 0,1 % раствором дихлорида ртути. В качестве базовой питательной среды для индукции эмбриогенеза использовали модифицированную среду mW14. Сравнили пять вариантов с различными концентрациями зеатина («Sigma-Aldrich», Индия) в питательной среде (0,2; 0,4; 0,6; 0,8 и 1,0 мг/л), контролем служила среда без добавления зеатина. Пыльники выделяли из колоса в асептических условиях и помещали в пластиковые чашки Петри (100 пыльников на одну чашку с 6 мл жидкой питательной среды для индукции эмбриогенеза). В каждом варианте использовали 500 пыльников. Пыльники инкубировали в темноте при 32 °С в течение первых 3 сут, затем в термостате с температурой 25-28 °C до появления новообразований. Андрогенные структуры (АС), достигшие в длину 2,0-2,5 мм, пересаживали на питательную среду для регенерации. Их инкубировали при 16-часовом фотопериоде, освещении 10 тыс. лк и температуре 24-26 °С. Адаптацию растений-регенерантов к почве осуществляли в климатической камере KBWF 720 («Binder GmbH», Германия). Для растений-регенерантов озимого тритикале проводили яровизацию в холодильной камере в течение 6 нед при 3-4 °С и непрерывном освещении. Введение в питательную среду зеатина в концентрациях 0,2-0,8 мг/л приводило к увеличению формирования АС на 42,3-65,2 %. Наибольшее влияние на выход андрогенных структур зафиксировано при добавлении 0,4 мг/л зеатина: образовалось в среднем 112 АС/100 пыльников при значении в контрольном варианте 67,8 АС/100 пыльников. В питательной среде для индукции эмбриогенеза, где концентрация зеатина составляла 0,4-0,6 мг/л наблюдалось формирование большего количества эмбриоидов (на 16,9-24,1 % по сравнению с контролем, p £ 0,0001), имеющих биполярную структуру и дающих при регенерации побег и корни, что показывает положительное влияние зеатина на дифференцировку и органогенез делящихся клеток микроспор. Зафиксировано достоверное увеличение формирования зеленых растений во всех вариантах опыта по сравнению с контролем. Самую высокую частоту регенерации зеленых растений (6,3 шт/100 пыльников) отмечали у эмбриодов, которые были пересажены с питательной среды, содержащей зеатин в концентрации 0,6 мг/л. Добавление зеатина и влияние генотипа оказались статистически значимыми факторами при образовании андрогенных структур и регенерации. Эффективность спонтанного удвоения набора хромосом у тритикале составила 26,5 %, что позволило без болезненного этапа колхицинирования получить 97 дигаплоидных линий из перспективных линий тритикале.

Бесплатно

Эмбриогенез кишечника гибридных свиней семиреченской породы

Давлетова Л.В.

Статья научная

По динамике морфофункциональных показателей проводили сравнительную оценку развития тонкого и толстого кишечника у эмбрионов гибридных свиней семиреченской породы и исходных родительских форм - дикого кабана европейского подвида и домашних свиней породы ландрас. Обсуждается характер обменных и пищеварительных процессов в кишечнике, а также выраженность типа пищеварения у гибридных животных.

Бесплатно

Журнал