Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1833
Факторы, влияющие на содержание каннабидиола в растениях конопли (Cannabis sativa L.)
Статья научная
Производство промышленной конопли и продуктов ее переработки (текстиля, семян и масла для функционального питания, фармацевтических препаратов) - интенсивно развивающиеся отрасли мирового сельскохозяйственного производства. В Российской Федерации в Государственном реестре селекционных достижений, допущенных к использованию, зарегистрированы 27 сортов и гибридов конопли универсального направления продуктивности, однако нет сортов для получения каннабидиола (КБД) - фитоканнабиноида, который не обладает наркотической активностью, не относится к наркотическим средствам, не внесен в список наркотических средств Единой Конвенции ООН о наркотиках, но востребован для производства медицинских препаратов. В настоящее время существует необходимость в сортах фармацевтической специализации (КБД-сортах). В своем исследовании мы впервые выделили формы конопли с признаками контрастно высокого содержания КБД (более 9 %) и следовых количеств Δ9-тетрагидроканнабинола (ТГК) - основного психотропного каннабиноида...
Бесплатно
Федеральный научный центр овощеводства: вековая история как фундамент развития (обзор)
Статья обзорная
Был создан Всероссийский НИИ селекции и семеноводства овощных культур, впоследствии реорганизованный в Федеральный научный центр овощеводства (ФГБНУ ФНЦО). Деятельность центра берет начало с 1920 года, когда под руководством профессора С.И. Жегалова на Грибовской опытной станции была заложена теоретическая и практическая база для развития отечественной селекции. В последующие годы значительное внимание ученых было уделено разработке и совершенствованию методов селекции, повышающих эффективность отбора, а также ускорению селекционного процесса по созданию адресных сортов и гибридов. Применительно к основным овощным культурам разработаны методы межвидовой гибридизации (Н.И. Тимин с соавт., 2013; А.Ф. Агафонов с соавт., 2018), молекулярного маркирования (Т.П. Супрунова с соавт., 2011; Е.А. Домблидес с соавт., 2015), клонального микроразмножения и получения удвоенных гаплоидов, успешно использованные в селекции (М.С. Бунин с соавт., 2004). Предложены базовые протоколы культуры микроспор in vitro для большинства капустных культур (Е.А. Домблидес с соавт., 2016), культуры неопыленных семяпочек - для тыквенных культур (Н.А. Шмыкова с соавт., 2015). Разработана технология получения удвоенных гаплоидов моркови столовой в культурах пыльников, неопыленных семяпочек и микроспор in vitro (Т.С. Вюртц с соавт., 2016). Доказана экономическая выгода использования современных биотехнологических методов in vitro при создании гибридов: сроки создания гибридов сокращаются с 12 до 6 лет, финансовые затраты снижаются в 2 раза (A. Mineikina с соавт., 2019; T. Vurtz с соавт., 2019). Показано ухудшение фитопатологической обстановки и расширение ареалов новых вредоносных возбудителей на овощных культурах. На основе иммунологической, молекулярно-генетической, морфофизиологической оценки селекционного материала овощных культур в условиях искусственного заражения, провокационного и естественного инфекционных фонов выделены источники резистентности к экономически значимым болезням: капусты - к киле, свеклы столовой - к церкоспорозу, фасоли овощной - к вирусным болезням, лука - к пероноспорозу (И.А. Енгалычева с соавт., 2019). При создании сортов с высоким содержанием биологически активных веществ и антиоксидантов широко применяются физиологические и биохимические методы. С использованием созданных сортов овощебахчевых культур разработаны технологии получения функциональных продуктов питания, включая новые виды чая лечебно-профилактического действия, безалкогольные напитки, пищевые красители, и кондитерские изделия (М.С. Гинс с соавт., 2017). Предложены рецептуры безглютеновых хлебобулочных изделий с применением интродуцированных культур якона, амаранта и дайкона. Разработаны технологии обогащения селеном овощных культур для употребления в свежем виде и в качестве сырья для функциональных продуктов (Н.А. Голубкина с соавт., 2018). ФНЦО осуществляет координацию научных исследований по селекции, производству и переработке овощных и бахчевых культур в России в рамках государственных программ по развитию отрасли и обеспечению продовольственной безопасности.
Бесплатно
Статья научная
В современных условиях постоянного стресса возрастает актуальность эффективных стратегий защиты организма человека от деструктивного воздействия активных форм кислорода, повышающих риск развития сердечно-сосудистых, нейродегенеративных и аутоиммунных заболеваний. Использование природных антиоксидантов, полученных из растительного сырья, с одной стороны, может способствовать профилактике заболеваний, с другой — служит важным фактором сохранения окружающей среды за счет снижения количества вносимых в почву минеральных удобрений в интенсивном плодоводстве. Одно из перспективных направлений экологически безопасного земледелия — создание технологий выращивания плодов с использованием органических препаратов адаптогенного действия, произведенных на основе отходов растениеводства и пищевой промышленности. Значительный адаптогенный потенциал выявлен у Si-содержащих препаратов, в состав которых входит биогенный Si в хелатной форме. В настоящей работе впервые выявлен положительный эффект механокомпозита (МК) из шелухи риса и отходов зеленого чая на содержание и состав фенольных соединений в плодах, листьях и корнях земляники, а также созданы основы экологически безопасной технологии выращивания растений земляники, обогащенных комплексом биологически активных полифенолов. Целью работы была оценка влияния механокомпозита, обогащенного хелатами кремния, на состав и содержание фенольных соединений в органах растений земляники садовой (в листьях, корнях и плодах) в разные фазы развития в условиях in vivo (открытый грунт). Для экспериментов использовали свежий водный раствор МК без фильтрации, приготовленный посредством перемешивания МК в концентрации 0,3 г/л с водой комнатной температуры и последующего настаивания в течение 1 ч при комнатной температуре. В контрольном варианте растения поливали водой (-МК), в опытном — водным раствором МК в концентрации 0,3 г/л (+МК). В качестве объекта исследования использовали растения F. × ananassa сорта Солнечная полянка из коллекции культур высших растений in vitro USU_440534 Центрального сибирского ботанического сада СО РАН (ЦСБС СО РАН). Рассаду высаживали в открытый грунт в третьей декаде мая 2022 года на экспериментальном участке ЦСБС СО РАН (54°49'9.87"N, 83°6'6.95"E). В 2022 году корневые обработки проводили через 2 нед после посадки (14 июня), последующие — с интервалом 30 сут (15 июля и 14 августа). В 2023 году обработки осуществляли 25 апреля (начало отрастания листьев), 25 мая (бутонизация—начало цветения) и 25 июля (окончание плодоношения—начало активного столонообразования). Состав и содержания фенольных соединений (ФС) в органах растений определяли на второй год вегетации (2023 год). Образцы листьев, корней и плодов отбирали раздельно для контрольных и опытных вариантов не раньше, чем через 1 нед после обработки. Листья отбирали в четыре фазы развития: отрастания листьев, цветения, плодоношения и столонообразования; корни — в фазу столонообразования. Плоды отбирали на двух стадиях созревания: зеленой и полностью зрелой. Зеленые плоды соответствовали сортовым признакам, характеризовались плотной консистенцией и не имели типичной для сорта окраски. Анализ состава и содержания фенольных соединений проводили с помощью жидкостного хроматографа Agilent 1200 («Agilent Technologies», США) с диодно-матричным детектором и программы для обработки хроматографических данных ChemStation (Version Rev. B.04.01. SP1 [647]). Концентрацию веществ определяли методом внешнего стандарта. Установлено, что листья характеризовались максимальным содержанием ФС (до 3,5 %). МК способствовал понижению их количества на протяжении всех фаз развития, кроме столонообразования, когда он вызывал увеличение содержания ФС на 10 %. При этом максимальное увеличение содержания в 1,6 и 1,5 раза (p ≤ 0,05) показали сиреневая кислота и производное эллаговой кислоты 6. Корни уступали листьям по суммарному содержанию ФС (до 2,3 %), но обладали повышенным количеством катехинов (до 226,0 мг/100 г абсолютно сухой массы) по сравнению с листьями (до 105,8 мг/100 г). В фазе столонообразования под действием МК содержание ФС в них увеличивалось на 16 %. Наибольший положительный эффект был оказан на содержание феруловой кислоты, производного эллаговой кислоты 6 и эпигаллокатехин галлата (увеличение в 2,4, 1,6 и 1,5 раза, p ≤ 0,05). В плодах были значительно представлены гидроксибензойные (15,4 мг в 100 г сырой массы), гидроксикоричные кислоты (18,5 мг/100 г), гликозиды флавоноидов (9,4 мг/100 г) и эллаговые соединения (17,3 мг/100 г). Зрелые плоды превосходили зеленые по количеству ФС в 1,6 раза. Влияние МК на содержание ФС в зеленых плодах F. × ananassa было положительным и более выраженным (39 %) по сравнению с эффектом, выявленным на зрелых плодах (15 %) и других органах растения. В зеленых плодах значительно увеличивалось содержание большинства групп соединений, тогда как в зрелых наиболее существенно возросло содержание только катехинов и гидроксибензойных кислот (в 2 и 1,5 раза, p ≤ 0,05).
Бесплатно
Статья научная
Пшеница - основная продовольственнаяи экономически значимоая культура в Российской Федерации. Использование в селекционной работе диких сородичей пшеницы, несущих новые гены и аллели, позволит расширить генетическое разнообразие сортов для получения высоких и стабильных урожаев. В настоящей работе мы представлеям результаты изучения морфометрических параметров зерновки и генотипирования по 47 SNP (single nucleotide polymorphisms), в том числе по 13 маркерам, сцепленными с генами, контролирующими размер и массу зерновки. Такие данные для набора генотипов синтетической гексаплоидной пшеницы (геном AABBDD), у которых D геном перенесен из образцов Aegilops tauschii , происходящих из районов с наибольшим генетическим разнообразием этого вида, в условиях Западной Сибири получены впервые. Изучение 47 линий синтетической гексаплоидной пшеницы проводили на опытном поле Омского ГАУ в 2016-2018 годах (г. Омск). Синтетические линии селекции СIMMYT были созданы посредством скрещивания сортов твердой пшеницы селекции Селекционно-генетического института (г...
Бесплатно
Статья научная
Мягкая яровая пшеница - одна из широко возделываемых зерновых культур в Российской Федерации. Селекция яровой пшеницы направлена на создание сортов, характеризующихся высокой урожайностью и качеством зерна. Основное внимание при создании новых сортов обращают на устойчивость к климатическим факторам, которые отрицательно влияют на стабильность урожайности. Что касается скрещиваний озимых и яровых сортов пшеницы, то в настоящее время нет достаточной информации о проявлении и наследовании признаков продуктивности в более старших поколениях и в различных агроэкологических условиях. В представляемой работе мы изучили изменчивость элементов структуры урожая у 55 селекционных линий мягкой пшеницы ( Triticum aestivum L.) поколений F6-7, полученных от скрещивания озимых сортов мягкой пшеницы с яровыми донорами генов устойчивости к бурой ржавчине, с целью выделения генотипов, перспективных в качестве источников ценных агрономических признаков. Полевые исследования проводили в 2018 году в трех регионах - в Новосибирской и Омской областях и в Республике Татарстан. Оценивали следующие элементы структуры урожая: число продуктивных стеблей, число зерен с колоса, масса зерна с колоса, масса 1000 зерен и масса зерна с растения. Экологическую пластичность линий характеризовали с помощью показателей интенсивности и устойчивости индекса стабильности. Дисперсионный анализ, выполненный по результатам экологических испытаний, свидетельствует о достоверном (p function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }
Бесплатно
Статья научная
Из-за постоянного использования антимикробных препаратов в последние десятилетия резко обострилась проблема появления мультирезистентных штаммов. Инфекции, вызванные Staphylococcus aureus , наиболее распространены у высокопродуктивных животных молочного направления. Целью нашей работы было оценить фенотипическую устойчивость штаммов Staphylococcus aureus , выделенных из молока коров, к основным антибактериальным препаратам, используемым для лечения различных форм мастита на территории Российской Федерации, а также определить их минимальные ингибирующие концентрации (MIC, MIC50 и MIC90). Пробы молока отбирали в хозяйствах Центрального региона России в период с января по декабрь 2018 года от коров черно-пестрой голштинизированной породы. Всего было исследовано 314 образцов молока и выделено 447 потенциальных изолятов стафилококков. Все изоляты оценивали общепринятыми фенотипическими методами. Только 103 удовлетворяли всем критериям идентификации и использовались для последующего анализа. Тестирование чувствительности выделенных штаммов проводили диско-диффузным методом (ДДМ) к следующим антибиотикам: пенициллину (Pen, 10 ЕД), оксациллину (OX, 10 мкг), гентамицину (GN, 10 мкг), эритромицину (ER, 15 мкг), линкомицину (LN, 15 мкг), рифампицину (RF, 5 мкг), ципрофлоксацину (CP, 5 мкг), ванкомицину (VA, 30 мкг), фузидину (FZ, 10 мкг) (ЗАО «Научно-исследовательский центр фармакотерапии», Россия) на среде Mueller Hinton Agar («HiMedia Laboratories Pvt. Ltd.», Индия). Минимальные ингибирующие концентрации (MIC, MIC50, MIC90) и LD50 определяли методом 2-кратных (Log2) серийных разведений (от 64 до 0,125 мг/л) антибиотиков (пенициллин, эритромицин, гентамицин, ципрофлоксацин) в среде TSB с инокулюмом 5×105 КОЕ/мл. Инкубирование осуществляли при 37 °С в течение 20 ч на качалке (220 об/мин). Рост культур в среде TSB с антибиотиками оценивали при пересеве на среду Baird Parker Agar («HiMedia Laboratories Pvt. Ltd.», Индия). Результаты интерпретировали по рекомендации The European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST). Наивысшая степень устойчивости наблюдалась к эритромицину (82,5 %) и фузидину (75,7 %). Из 103 штаммов 7 были чувствительны ко всем исследуемым антибиотикам, 96 изолятов оказались устойчивы по крайней мере к одному из них. При оценке множественной устойчивости (MAR) 65 (63,1 %) штаммов оказались резистентны к четырем и более антибиотикам. Преобладающими фенотипами для выделенных изолятов были ER + LN + FZ и ER + CP (58,3 % и 47,6 % изолятов). Из 47 изолятов, устойчивых к пенициллину по ДДМ, 31 штамм продемонстрировал рост при концентрациях пенициллина ≥ 64 мг/л, при этом в диапазоне ≤ 1,0 мг/л рост наблюдался у 33,0 % штаммов. Из 85 изолятов, устойчивых к эритромицину, 15 проявляли рост при MIC ≥ 64 мг/л, в диапазон MIC ≤ 0,5 мг/л попали только 7 штаммов из 18 чувствительных по ДДМ. Из 103 исследуемых штаммов 29 (28,2 %) были устойчивы к гентамицину по ДДМ и 72 (60,2 %) проявляли рост при MIC ≥ 0,5 мг/л, а 5 штаммов - при MIC ≥ 64,0 мг/л. Из 49 устойчивых по результатам ДДМ штаммов только у двух наблюдался рост при MIC ≥ 64 мг/л. Важно отметить, что величина MIC50 не находилась в восприимчивом диапазоне ни для одного из исследуемых антибиотиков, а MIC90 показала восприимчивый диапазон для пенициллинов, аминогликозидов и фторхинолонов - соответственно > 0,5; > 0,25 и > 0,25 мг/л. Высокая фенотипической устойчивости изолятов S. aureus из молока коров в нашем исследовании подчеркивают важность рутинного скрининга изолятов S. aureus на индуцибельную фенотипическую резистентность.
Бесплатно
Фенотипические и генотипические особенности популяций северного оленя ненецкой породы
Статья научная
Оленеводство - ведущая отрасль животноводства в Ненецком автономном округе (НАО). В настоящее время племенная работа в оленеводстве ведется в основном традиционными методами, которые основаны на оценке фенотипа. Для дальнейшего развития оленеводства и повышения продуктивности необходимо усовершенствовать племенную работу, используя молекулярно-генетические методы. Нашей целью стало изучение экстерьерных и генетических особенностей ненецкой породы оленей в условиях НАО. Были проведены измерения экстерьерных характеристик (высота в холке, глубина груди, ширина груди, обхват груди за лопатками, обхват пясти, косая длина туловища, ширина в седалищных буграх, длина головы, живая масса) в трех хозяйствах: СПК коопхозе «Ерв» (ERV, n = 28), СПК «Индига» (IND, n = 34), СРО «Илебц» (ILB, n = 25). На основании полученных данных вычисляли индексы телосложения: массивность, сбитость, костистость, грудной индекс, растянутость, большеголовость. Для генетической характеристики провели анализ девяти микросателлитных локусов (NVHRT76, RT9, NVHRT24, RT30, RT1, RT6, RT27, NV21, RT7). Статистическая обработка данных выполняли с помощью программного обеспечения R и R пакетов adegenet и diveRsity. По большинству экстерьерных показателей наблюдалось значимое преимущество IND и ILB над ERV: высота в холке соответственно 99,2±0,42; 99,7±0,53 и 97,0±0,46 см (p st - 0,018, DJost - 0,017). Все три популяции характеризовались недостатком гетерозигот (Fis 0, ДИ 95 %). Показатели аллельного разнообразия (Ar) варьировали от 6,17±0,499 (IND) до 6,78±0,494 (ILB). Таким образом, популяции северного оленя, разводимые в НАО, имеют морфологические и генетические различия. При этом популяции, различающиеся генетически, отличаются друг от друга и по морфологическим характеристикам. Экстерьерные показатели в исследованных популяциях находятся в пределах стандарта породы либо превышают их.
Бесплатно
Статья научная
Исследовали влияние интеграции гена рилизинг-фактора гормона роста человека на интенсивность роста и развития трансгенных свиней в эмбриональный период развития. Определяли весовые и линейные характеристики роста трансгенных эмбрионов. Рассматриваются структурно-функциональные особенности железистых органов и характер накопления нуклеиновых кислот в клетках железистых органов
Бесплатно
Статья научная
Несмотря на то, что в Российской Федерации разработаны и достаточно широко внедрены эффективные меры по предупреждению возникновения и распространения сибирской язвы, в 2014-2016 годах было зарегистрировано семь ее очагов в Волгоградской, Ростовской, Белгородской, Саратовской областях, в Республике Татарстан и шесть вспышек в популяции северных оленей на территории двух районов Ямало-Ненецкого автономного округа (в последних пало 2657 оленей). В статье нами впервые описаны молекулярно-генетические, биологические свойства и филогенетические взаимоотношения изолятов возбудителя сибирской язвы, выделенных во время вспышек болезни в Волгоградской области, Ямало-Ненецком автономном округе и из почв захоронений в Республике Чувашия в последние три года. При проведении исследований использовали как общепринятые подходы, так и авторские методики. Изучали фенотипические свойства и диагностические признаки бактерий (морфология роста в бактериологических питательных средах, подвижность, окрашивание по Граму, капсулообразование in vivo и in vitro, спорообразование, протеолитическая, гемолитическая, лецитиназная, фосфатазная, гликолитическая активности, способность синтезировать протокатехоевую кислоту, сорбировать конго красный из среды, фагочувствительность, токсинообразование in vitro, плазмидный профиль, чувствительность к антибиотикам, рекомендованным для применения в ветеринарии, вирулентность для лабораторных животных). MLVA-типирование штаммов сибиреязвенного микроба проводили по 20 VNTR-локусам. Показано, что по основным фенотипическим и диагностическим признакам штаммы возбудителя сибирской язвы различались незначительно и в целом соответствовали типовому штамму Bacillus anthracis. Наиболее выраженные различия в фенотипических свойствах выявлены у аспорогенного и авирулентного штамма № 6017 B. anthracis, выделенного в 2016 году от лопарской оленегонной собаки. Штаммы, выделенные в течение одной вспышки, группировались в отдельные кластеры, а внутри кластера некоторые из них незначительно различались (по 1-2 локусам). Изоляты из почв захоронений в Республике Чувашия и выделенные от лопарской оленегонной собаки во время вспышки болезни в Ямало-Ненецком автономном округе, сформировали отдельные кластеры. При паспортизации изученных штаммов B. anthracis установлена их высокая эпизоотическая опасность, обусловленная факторами патогенности, экспрессирующимися in vitro. Показано наличие капсуло- и токсинообразования, высокий уровень синтеза гемолизинов, протеаз, продукция протокатехоевой кислоты, а также вирулентность для лабораторных мышей в дозах 6-1000 спор. Полученные результаты подтверждают необходимость постоянного мониторинга и оценки эпизоотической опасности сибиреязвенных захоронений и падежных мест (моровых полей), а также проведения эффективных профилактических мероприятий против сибирской язвы.
Бесплатно
Ферментативная активность и стабилизация органического углерода в агродерново-подзолистой почве
Статья научная
Полифенолоксидазы (ПФО) и пероксидазы (ПО) представляют собой почвенные внеклеточные ферменты, которые присутствуют в почве в свободном состоянии, а также могут быть связаны в органо-минерально-ферментные комплексы. ПФО участвуют в катализе синтеза гумусовых веществ, ПО - в катализе их распада. Накопление почвенного гумуса связано с активностью ПФО и ПО. В настоящей работе впервые установлено влияние активности ПФО, ПО на аккумуляцию органического углерода в агродерново-подзолистой почве и ее илистой фракции. Цель работы - изучение сезонной динамики ферментативной активности полифенолоксидаз и пероксидаз и ее влияния на стабилизацию органического углерода в агродерново-подзолистой почве. Полевые исследования проводили в вегетационные периоды 2020-2021 годов на территории экспериментальной опытной станции ФГБНУ АФИ (п. Меньково, Ленинградская обл., Гатчинский р-н) на участке агродерново-подзолистой почвы без внесения минеральных удобрений. Делянка 2×2 м в 2020-2021 годах была занята чистым паром, в 2019 году на ней выращивали вико-овсяную смесь ( Vicia sativa L., Avena sativa L.). Отбор почвенных образцов при помощи почвенного бура Эндельмана из слоя гумусового горизонта 0-10 см проводили методом конверта каждый месяц с мая по август. Содержание общего органического углерода (Сорг.) и углерода, ассоциированного с илистой фракцией (Сил.), определяли методом Тюрина. Влажность почвы оценивали термостатно-весовым методом, температуру - с использованием электронных датчиков iButton DS 1921 («Dallas Semiconductor», США), установленных на глубине 10 см. Процесс накопления углерода в почве оценивали с использованием коэффициента обогащения углеродом илистой фракции почвы (Esoc). Активность пероксидаз и полифенолоксидаз изучали фотоколориметрическим методом по Галстяну при λ = 440 и λ = 590 нм. Активность оксидаз в 2021 году была выше, чем в 2020 году: ПФО в среднем в 5 раз, ПО - в среднем в 3 раза. Активность ПФО была в среднем в 1,7 раза выше в 2020 году и в 2,6 раза выше в 2021 году, чем активность ПО, что отразилось на величине коэффициента гумификации (Кгум.), который рассчитывается по отношению ПФО к ПО. В 2021 году, когда в почве сформировались благоприятные гидротермические условия для процессов образования гумуса (средняя температура почвы - 20 °С, влажность - 16,4 %), Кгум. был выше на 47 %. С уменьшением температуры почвы наблюдалось статистически значимое (р ил. за аналогичный период увеличились на 4,78 % (p орг. и Сил. была сильнее (соответственно r = 0,66 и r = 0,90, р орг. и Сил. ( r = -0,43 и r = -0,73, р function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }
Бесплатно
Ферментативная активность и эмиссия закиси азота из дерново-подзолистой супесчаной почвы с биоуглем
Статья научная
В сельскохозяйственных исследованиях, связанных с применением биоугля, раскрытию механизмов его взаимодействия с почвой уделяется значительное внимание. Один из информативных подходов - анализ ферментативной активности почвы как наиболее чувствительного индикатора ее состояния. Для оценки влияния древесного биоугля на ферментативную активность дерново-подзолистой супесчаной почвы и кумулятивную эмиссию закиси азота (N2O) мы провели 90-суточный лабораторный эксперимент, сравнив в 9-кратной повторности показатели в контроле (почва, К), в почве с биоуглем (Б), с минеральным удобрением (нитроаммофоска N16P16K16, N90) и при сочетании минерального удобрения с биоуглем (N90 + Б). Исследовали катализирующей эффект уреазы (карбамид-амидогидролаза, КФ 3.5.1.5), каталазы (H2O2:Н2О2-оксидоредуктаза, КФ 1.11.1.6), пероксидазы (1,2,3-пирогаллол:Н2О2-оксидоредуктаза, КФ 1.11.1.7) и полифенолоксидазы (О-дифенол:кислород-оксидоредуктаза, КФ 1.10.3.1). Выбор этих ферментов обусловлен их высокой чувствительностью к различным воздействиям и значимой ролью в трансформации органического вещества, от которой зависит цикл азота. Результаты исследований показали, что внесение биоугля в дозе 10 т/га достоверно (p 2O из почвы в 1,4 раза по сравнению как с контролем, так и с вариантом N90. Наличие биоугля в почве не оказывало существенного влияния на уреазную активность. В то же время активность изучаемых оксидоредуктаз в почве с биоуглем достоверно (p 2O и каталазной активностью были установлены высокие корреляционные связи ( r = 0,85 и r = 0,87 соответственно для Б и N90 + Б). Расчет соотношения активности полифенолоксидазы и пероксидазы свидетельствовал об усилении (на 10-13 %) процессов минерализации гумусовых веществ в присутствии биоугля по сравнению с показателями в вариантах без биоугля. Таким образом, биоуголь достоверно обусловил смену окислительно-восстановительных условий в почве, что нашло отражение в изменении активности оксидоредуктаз, усилении минерализации гумусовых веществ, уменьшении эмиссии N2O. Изученные ферменты и эмиссия N2O оказались чувствительными биоиндикаторами состояния почвы с биоуглем и могут быть использованы для экологической оценки эмиссии парниковых газов в системах землепользования
Бесплатно
Статья научная
Известно, что у высокоудойных коров метаболические процессы в значительной степени модифицированы, что служит основной причиной различных нарушений репродуктивной функции. В то же время у высокопродуктивных молочных коз ( Capra hircus ) характер изменения обмена веществ и его влияние на воспроизводительную способность до сих пор не ясны. Целью настоящей работы было изучение активности метаболических ферментов в крови коз зааненской породы в зависимости от периода репродуктивного цикла и способности к поддержанию беременности. Нами впервые проанализированы изменения сывороточной активности ферментов, регулирующих интенсивность белково-углеводного и энергетического обмена, в том числе интеграцию обменных процессов, на разных стадиях беременности коз, а также перед случным сезоном у животных с негативным исходом последующей беременности. Ферментативный статус животных оценивали в предслучной период, в первую половину (1,5-2,5 мес) и вторую половину сукозности (3,5-4,0 мес). Коз разделили на две группы - с завершенным репродуктивным циклом (рождение жизнеспособного потомства, n = 15) и с прерванным репродуктивным циклом (аборты во вторую половину сукозности, n = 6). В пробах сыворотки крови определяли концентрацию общего белка и активность ряда ферментов: аспартатаминотрансферазы (АсАТ, ЕС 2.6.1.1), аланинаминотрансферазы (АлАТ, ЕС 2.6.1.2), g-глутамилтрансферазы (ГГТ, ЕС 2.3.2.2), креатинфосфокиназы (КФК, ЕС 2.7.3.2), щелочной фосфатазы (ЩФ, ЕС 3.1.3.1), лактатдегидрогеназы (ЛДГ, ЕС 1.1.1.27) и a-гидроксибутиратдегидрогеназы (изоферменты ЛДГ - ЛДГ-1 и ЛДГ-2). Обнаружено, что у коз с завершенным репродуктивным циклом активность АсАТ в крови во вторую половину сукозности в 1,2 раза ниже (p
Бесплатно
Статья научная
При совершенствовании состава рационов для жвачных необходимо учитывать все особенности утилизации компонентов корма и участие микробиоты в сложных процессах пищеварения в многокамерном желудке и кишечнике животных. Механизмы влияния высокобелковых соевых добавок (нативные бобы, соевые отходы — жмых, шрот) на пищеварение в рубце и кишечное. В настоящее время проблема актуализировалась в связи с поиском нетрадиционных белковых продуктов для кормления животных. Фистульные технологии позволяют определять активность ферментов и состав микробиоты в динамике в реальном времени при нейрогормональной регуляции, однако ранее такие исследования на жвачных не проводились. У овец процессы расщепления соевых продуктов в рубце и кишечнике изучены недостаточно. В настоящей работе с использованием фистульной технологии выявлено, что введение в рацион овец соевых добавок приводит к увеличению представленности в рубце и кишечнике микроорганизмовродов Prevotella, Bacteroides, Bifidobacterium, обладающих протеолитическими и целлюлозолитическими свойствами. Эксперимент проводили на трех овцах куйбышевской породы с фистулами рубца и 12-перстной кишки (зоостанция РГАУ—МСХА им. К.А. Тимирязева, 2025 год), используя метод периодов (10 сут). В рубце анализировали количественный состав микробиоты (метод ПЦР в реальном времени), концентрацию метаболитов (мочевина, общий азот), в дуоденальном химусе — активность трипсина, липазы и амилазы через 5 ч после кормления. Из использованных добавок соевые бобы содержат максимальное количество белка, доступного для микрофлоры рубца. Показано, что соевые добавки увеличивают число бактерий, обладающих протеолитической и целлюлозолитической активностью, — представителей родов Prevotella (в 1,71 раза в рубце и в 28,60 раза в дуоденуме, p < 0,05), Bacteroides (в 1,20 раза в рубце и в 75,50 раза в дуоденуме, p < 0,05); Bifidobacterium spp., (в5,45 раза в рубцеи в 20 раз в дуоденуме), а также инфузорий. Активность трипсина увеличилась в соответствии с протеиновой ценностью продуктов: на 28,7 % при добавке в корм соевого жмыха, на 21,3 % — шрота, на 12,9 % — соевых бобов. Активность липазы возрастала на 41,9 % при добавке соевых бобов. Установлена корреляция между активностью трипсина в рубцовой жидкости и дуоденальном химусе с количеством некоторых таксономических групп микроорганизмов. В частности, высокие положительные коэффициенты корреляции выявлены между активностью трипсина, амилазы и численностью бактерий с протеолитическими и целлюлозолитическими свойствами, отрицательные корреляции — с представленностью возбудителей инфекционных заболеваний человека и животных (в том числе родов Enterobacter, Acinetobacterи вида Escherichia coli) в рубце и химусе 12-перстной кишки. Обсуждается возможность использования сои и отходов производства продуктов из сои в кормлении жвачных животных (в частности, овец) для снижения дефицита белка в рационах и обеспечения экологического благополучия в регионах, производящих и перерабатывающих эту ценную культуру.
Бесплатно
Статья научная
Анализ активности ферментов сыворотки крови позволяет получать уникальную информацию о физиологическом состоянии сельскохозяйственной птицы при различных режимах кормления и содержания. Вместе с тем сравнительные исследования ферментативных профилей разных мясных кроссов в связи с их продуктивностью пока носят единичный характер. В настоящей работе впервые показано, что более высокие показатели продуктивности цыплят-бройлеров кросса Arbor Acres в сравнении с кроссом Смена 8 могут быть обусловлены высокой активностью ферментов энергетического и пластического метаболизма при минимальной значимости ферментов антиоксидантной защиты, в то время как различия внутри кроссов ассоциированы с активностью некоторых метаболических и пищеварительных ферментов. Нашей целью стал анализ основных метаболических, пищеварительных и антиоксидантных ферментов сыворотки крови, а также морфологических характеристик цыплят-бройлеров кроссов Смена 8 и Arbor Acres с определением наиболее значимых ассоциаций между биохимическими и производственными параметрами. Работа была выполнена в формате мета-анализа, интегрирующего результаты нескольких серий однотипных экспериментов. В мета-анализ были включены эксперименты, проведенные в 2016-2024 годах на базе вивария и Центра коллективного пользования БСТ РАН (https://ckp-rf.ru/cat-alog/ckp/77384/). Объектами изучения были цыплята-бройлеры (Gallus gallus domesticus) мясных кроссов Смена 8 и Arbor Acres, выращенные до возраста 42 сут. Для мета-анализа использовали данные, полученные для 12 групп кросса Смена 8 и 28 групп кросса Arbor Acres численностью 15-30 гол. каждая. Птицы 8 контрольных групп получали только двухфазный базовый рацион, рекомендуемый Всероссийским научно-исследовательским и технологическим институтом птицеводства. Рационы птицы 9 экспериментальных групп кросса Смена 8 и 23 групп кросса Arbor Acres включали пробиотические добавки на основе Bacillus cereus IP 5832 («Laboratoires AVENTIS», Франция) или Bifidobacterium adolescentis/Lactobacillus acidophilus (ООО Биотехнологическая фирма «Компонент», Россия), антибиотик хлортетрациклин (ООО ПО «Сиббиофарм», Россия), цельный растительный экстракт коры дуба Quercus cortex, а также химически синтезированные аналоги малых молекул растительного происхождения: гамма-лактон, производное кумарина, ванилин/ванилиновую кислоту, гексилрезорцинол и кверцетин с чистотой 95-98 % («Acros Organics B.V.B.A.», Бельгия). По окончании экспериментов из каждой группы случайным образом были отобраны по 10 птиц, у которых прижизненно из подкрыльцовой вены получали образцы крови для биохимического анализа. Активность метаболических и пищеварительных ферментов определяли на автоматическом анализаторе CS-T240 («DIRUI Industrial Co., Ltd», Китай). Активность аланинаминотрансферазы (АлАТ), аспартатаминотрансферазы (АсАТ), гамма-глутамилтрансферазы (ГГТ), лактатдегидрогеназы (ЛДГ), щелочной фосфатазы (ЩФ), альфа-амилазы, панкреатической амилазы и липазы исследовали с использованием коммерческих наборов для ветеринарии ДиаВетТест (ООО «ДИАКОН-ДС», Россия). Активность супероксиддисмутазы (СОД) количественно оценивали на биохимическом анализаторе Stat Fax 1904 Plus («Awareness Technology, Inc.», США) с помощью наборов реагентов производства «Randox Laboratories Ltd.» (Великобритания), активность каталазы определяли в тесте с молибдатом аммония. После забора крови птицу взвешивали на прецизионных электронных весах и гуманно забивали с последующей анатомической разделкой тушек. Определяли массу полупотрошеной и потрошеной тушки; массу грудных, бедренных и других мышц; массу внутренних органов (печень, селезенка, почки); массу костей. Дополнительно рассчитывали убойный выход, массу съедобной и несъедобной частей тушки, а также их соотношение. Установлено, что активность АлАТ, ЛДГ и ГГТ в сыворотке крови цыплят-бройлеров кросса Arbor Acres стабильно и выраженно превосходила таковую у кросса Смена 8 соответственно в 3,92; 1,53 и 1,26 раза. По результатам факторного анализа с позиционированием исследуемых групп в координатном пространстве Ф1 (фактор метаболических ферментов) х Ф2 (фактор пищеварительных ферментов) было зафиксировано принципиальное различие ферментативных профилей крови у исследованных кроссов. Сравнение морфологических параметров тушек цыплят-бройлеров также свидетельствовало о множественности различий, включающих повышенные абсолютные значения мясной продуктивности кросса Arbor Acres относительно кросса Смена 8. Последующий корреляционный анализ показал выраженные взаимосвязи (p < 0,001) в парах ЛДГ—предубойная живая масса (r = 0,699), АлАТ—масса съедобной части тушки» (r = 0,588) и ГГТ—масса печени (r = 0,586), однозначно объясняющие причины повышенной продуктивности кросса Arbor Acres высокой активностью генетически детерминированных ферментов энергетического и пластического метаболизма.
Бесплатно
Статья научная
Оптимальный рН, необходимый для функционирования протеаз у люцерны, более низкий, нежели у клевера лугового или злаковых трав, а в составе этой культуры много белка и пектина, что не способствует получению качественного корма. Подкисление сенажируемой люцерны рекомендуется ускорять за счет внесения препаратов молочнокислых бактерий. В настоящей работе впервые в России было выявлено разнообразие состава микроорганизмов при ферментации сенажа с применением NGS-секвенирования. Целью работы было изучение особенностей ферментации люцерны при ее обычном сенажировании и применении препарата молочнокислых бактерий Биотроф. Опыты проводили в 2018-2019 годах. В первом опыте исследовали особенности биохимических и микробиологических процессов, возникающих при сенажировании люцерны. В качестве сырья использовали люцерну изменчивую Medicago sativa L. nothosubsp. varia (Martyn) Arcang сорта Пастбищная 88 (экспериментальное поле ФНЦ кормопроизводства и агроэкологии им. В.Р. Вильямса, Московская обл.). Перед закладкой в стеклянные бутыли объемом 0,5 л люцерну подвяливали в прокосах в течение 7 ч до содержания сухого вещества 43,5 %. Динамику рН, содержание аммиака, сахаров и кислот брожения изучали при сенажировании люцерны в лабораторных сосудах обычным способом. Сенаж анализировали через 0, 4, 7, 14, 28, 60 и 90 сут хранения. Состав микробного сообщества исходной растительной массы и сенажа из люцерны анализировали в динамике с использованием молекулярно-биологического метода NGS-секвенирования по модифицированнной методике. Во второй серии опытов изучали влияние препарата молочнокислых бактерий Биотроф (ООО «Биотроф», Россия) на основе Lactobacillus plantarum № 60 на сохранность и биохимические показатели сенажа из люцерны сорта Пастбищная 88, провяленной до содержания сухого вещества 47,6 и 51,3 %. Сенаж заготавливали в лабораторных емкостях объемом 0,5 л, оснащенных устройствами для учета выделившихся газов, без внесения добавок и с введением препарата Биотроф в рекомендуемой заводом-изготовителем дозе (105 КОЕ/г зеленой массы). Было показано, что при кратковременном провяливании люцерны до сенажной влажности в сухом веществе растений образуется 0,03-0,04 % аммиака и 0,08 % масляной кислоты, содержание которых в начале сенажирования возрастает соответственно до 0,08-0,09 и 0,13-0,14 %. При провяливании и в начале сенажирования люцерны наблюдалось заметное увеличение содержания моносахаров в ее сухом веществе. Кроме того, при провяливании в сухом веществе люцерны накапливается до 3,7 % и более яблочной кислоты, которая, как и сахар, способна сбраживаться молочнокислыми бактериями. Продуценты масляной кислоты - бактерии семейства Clostridiaceae в процессе ферментации не обнаруживались. Среди бактерий класса Clostridia в сенаже при хранении были выявлены типичные обитатели рубца - бактерии семейств Eubacteriaceae , Lachnospiraceae , Peptostreptococcaceae и Ruminococcaceae . Мы выявили связь между возрастанием обилия бактерий рода Ruminococcus и увеличением количества яблочной кислоты ( r = 0,80 при p £ 0,05), а также между возрастанием количества яблочной кислоты и увеличением численности бактерий филума Bacteroides , присутствующих в сенаже ( r = 0,84 при p £ 0,05). Накопление яблочной кислоты улучшало сбраживаемость растений, обусловливая быстрое подкисление корма до рН 4,4-4,3 под влиянием внесенного препарата молочнокислых бактерий Биотроф. Этот прием улучшал биохимические показатели корма, способствуя снижению содержания в нем масляной кислоты, однако не приводил к заметному улучшению сохранности питательных веществ и повышению энергетической питательности сухого вещества полученного сенажа вследствие благоприятного процесса брожения в провяленной люцерне. Ускорение подкисления провяленной массы препаратом Биотроф не оказывало существенного влияния и на сокращение образования аммиака в процессе ферментации. До 4-14-х сут хранения в сенаже без добавок выживали микроорганизмы Staphylococcus arlettae , Salmonella subterranea ,
Бесплатно
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
