Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1632
Биохимические маркеры в генетических исследованиях культурных растений: применимость и ограничения
Статья обзорная
На основе данных литературы и результатов собственных исследований рассмотрены возможности использования запасных белков семян растений, аллоферментов и изоферментов в качестве биохимических генетических маркеров. Показано, что их применение имеет значительный потенциал, так как позволяет отличать один генотип от другого в сравнительно короткие сроки, к тому же биохимические маркеры, как правило, ткане- и органоспецифичны. Обсуждаются преимущества этого класса генетических маркеров перед обычными морфологическими маркерами. Так, биохимические маркеры можно использовать на значительно большем числе экспериментальных объектов, чем морфологические. Для белковых маркеров обычно характерно большее соответствие между генотипом и фенотипом, к тому же путь реализации генетических различий в фенотипические для белковых маркеров значительно короче, чем для морфологических. Кроме того, к биохимическим генетическим маркерам относят и метаболиты (сахара, углеводы, вторичные метаболиты и др.), которые идентифицируют биохимически после выделения из органов или тканей исследуемого организма и очистки. Несмотря на то, что с момента описания биохимических маркеров прошло более полувека, физико-химические подходы к их выявлению и идентификации методически почти не изменились, что накладывает определенные ограничения на использование таких маркеров в генетических исследованиях. Показано, что полиморфизм белков, выявляемый одномерным электрофорезом, может быть подвержен как качественному, так и количественному изменению из-за воздействия на растения экологического стресса, обусловленного, например, недостатком элементов питания или сменой температуры воздуха. Необходимо учитывать возможность нарушения структуры и целостности анализируемых молекул в силу разных причин, в том числе из-за несоблюдения стандартных условий экстракции белков и полипептидов при выделении и очистке, а также при электрофоретическом разделении, что может приводить к появлению неспецифических электрофоретических спектров. Поскольку во всех живых организмах существует вырожденность генетического кода и не каждая замена аминокислоты приводит к изменению заряда молекулы (как и к существенному изменению молекулярной массы белка), всего 30 % нуклеотидных замен могут вызывать белковый полиморфизм, выявляемый при электрофорезе. Только при строгом учете всех без исключения факторов, накладывающих методические, биологические и иные ограничения, и соблюдении установленных требований биохимические маркеры могут быть корректно и квалифицированно использованы в генетических исследованиях.
Бесплатно
Биохимические маркеры качества спермы жеребцов (обзор)
Статья обзорная
Семенная плазма представляет собой многокомпонентную жидкость, служащую средством доставки сперматозоидов к ооциту. Она не только транспортирует мужские гаметы, но и обеспечивает их защиту и питание во время дальнейшего движения в женских половых путях (T.R. Talluri с соавт., 2017). Сведения о воздействии компонентов семенной плазмы на половые клетки, а также поиск маркеров криоустойчивости и фертильности спермы представляет несомненный интерес для исследователей. Поскольку продолжительность жизни сперматозоидов жеребцов, их способность к капацитации и фертильность сильно различаются у разных особей, для коневодства важно исследовать факторы, влияющие на эти показатели. Цель нашего обзора - проанализировать актуальные публикации по исследованию биохимических маркеров, характеризующих качество спермы, рассмотреть методы определения активных форм кислорода и продуктов окислительного стресса в сперматозоидах и семенной плазме. Биохимическими маркерами качества спермы могут служить метаболиты семенной плазмы, активность ферментов в ней, показатели оксидативного стресса и системы антиоксидантной защиты (S. Pesch с соавт., 2006). Для обеспечения подвижности сперматозоидам необходимо большое количество АТФ. Хорошими энергетическими субстратами для этих клеток служат моносахариды и органические кислоты, такие как лактат, пируват, цитрат, сукцинат. Это обусловливает интерес к ним как к маркерам фертильности (C.R. Darr с соавт., 2016; E.B. Menezes с соавт., 2019; M.F. Lay с соавт., 2001). Еще один перспективный показатель для оценки качества спермы жеребцов - концентрация метаболитов оксида азота (II), который играет важную роль в регуляции подвижности и капацитации сперматозоидов и в процессе оплодотворения (M.B. Herrero с соавт., 2000; P.T. Goud с соавт., 2008; F. Francavilla с соавт., 2000). Среди ферментов семенной плазмы интерес представляют лактатдегидрогеназа, аланин- и аспартатаминострасферазы, гамма-глутамилтранспептидаза. Несмотря на то, что анализ спермы считается золотым стандартом для диагностики мужской фертильности, он не может обнаружить аномалии на молекулярном уровне, которые ответственны за необъяснимые случаи мужского бесплодия. В настоящее время одной из основных причин таких явлений считается оксидативный стресс. Он приводит к повреждению белков, липидов и ДНК сперматозоидов, что, в свою очередь, становится причиной плохой имплантации эмбриона и снижения частоты наступления беременности (A. Agarwal с соавт., 2003; S. Bisht с соавт., 2017; H. Sies, 2018). В настоящем обзоре рассмотрены основные продуценты свободных радикалов в сперме и система антиоксидантной защиты мужских гамет, а также описаны методы определения активных форм кислорода и конечных продуктов оксидативного стресса в сперматозоидах и семенной плазме. На основании данных литературы сделан вывод о том, что биохимические маркеры, такие как концентрация метаболитов семенной плазмы, активность ферментов в ней и показатели оксидативного стресса, обладают значительным потенциалом для характеристики качества спермы жеребцов.
Бесплатно
Статья научная
Исследовали влияние комплексного антибиотика тилоколина, антиоксиданта селедант-300 и тканевого препарата липотон-100 на метаболизм и репродуктивную функцию у вакцинированных свиноматок крупной белой породы. Установили, что иммуномодуляторы оптимизируют изученные показатели, репродуктивную функцию у свиноматок и стимулируют прирост живой массы у полученных от них поросят. Наиболее эффективым оказался антиоксидант селедант-300.
Бесплатно
Биохимические показатели крови лосей (Alces alces linnaeus, 1758) из разных половозрастных групп
Статья научная
Лось - перспективный вид для фермерского охотничьего хозяйства, отличающийся высокой скоростью роста, а также широкими возможностями хозяйственного использования для получения мяса и молока. В России и мире существуют единичные исследования биохимических показателей крови лосей (S.A. Becker с соавт., 2010; A.W. Franzmann с соавт., 1978; M.A. Keech с соавт., 1998; V. Reshetnyak с соавт., 2021; M.K. Rostal с соавт., 2012). Составление их референсного диапазона необходимо для оценки физического состояния животных, качества питания, среды обитания, воздействия стрессоров, влияния инфекционных и инвазионных заболеваний (A.A. Cunningham с соавт., 1998; P. Daszak с соавт., 1999; W.F. Frick с соавт., 2010). В настоящей работе впервые установлены биохимические показатели крови лосей из разных половозрастных групп. Цель работы - определение биохимических показателей крови у лосей разного пола и возраста, обитающих на территории Кировской области. Цельную кровь брали у животных ( n = 90), добытых в сезоны охоты 2006-2020 годов. Отбор проб проводили с октября по декабрь в научно-опытном охотничьем хозяйстве ФГБНУ Всероссийского НИИ охотничьего хозяйства и звероводства им. профессора Б.М. Житкова (Кировская обл.). Все животные были дикими и свободно передвигались, питаясь местной растительностью . Исследовали цельную кровь от следующих половозрастных групп: 20 молодых самок в возрасте 6-7 мес; 20 взрослых самок в возрасте 2,5-7 лет; 20 молодых самцов в возрасте 6-7 мес; 30 взрослых самцов в возрасте 2,5-7 лет. Все животные считались клинически здоровыми. Образцы крови брали из яремной вены, которую перерезали сразу после отстрела животного. Исследования сыворотки крови проводили на полуавтоматическом биохимическом анализаторе Biochеm SA («High Technology, Inc.», США). Анализ включал определение активности аспартатаминотрансферазы (AСT), аланинаминотрансферазы (АЛТ), щелочной фосфатазы, лактатдегидрогеназы (ЛДГ), альфа-амилазы, содержания общего белка, альбумина, общего билирубина, прямого билирубина, креатинина, мочевины, холестерина, глюкозы. В сыворотке крови взрослых лосей отмечали высокую активность АСТ (у самок и самцов соответственно 253,8±52,38 и 250,9±47,52 Ед/л) и альфа-амилазы (29,2±7,20 и 32,0±8,77 Ед/л), высокое содержание креатинина (183,9±18,59 и 182,1±23,66 ммоль/л), мочевины (6,2±0,82 и 5,9±0,87 ммоль/л). У молодых особей показатели по АСТ (161,2±28,30 и 160,0±30,92 Ед/л), альфа-амилазе (24,6±4,91 и 23,2±5,46 Ед/л), содержанию креатинина (152,8±20,32 и 149,1±23,78 ммоль/л), мочевины (2,4±0,63 и 2,6±0,98 ммоль/л) были значительно ниже, но активность АЛТ (60,8±6,42 и 58,7±6,74 Ед/л), щелочной фосфатазы (230,4±40,79 и 222,2±31,14 Ед/л), ЛДГ (805,2±185,57 и 822,9±237,13 Ед/л) и содержание глюкозы (6,3±1,01 и 6,3±1,03 ммоль/л) были выше. Взрослые животные характеризовались меньшими показателями по АЛТ (43,6±7,35 и 41,9±6,33 Ед/л), щелочной фосфатазе (69,3±12,62 и 69,9±11,31 Ед/л), ЛДГ (614,1±98,11 и 598,2±129,37 Ед/л), глюкозе (5,3±1,02 и 5,3±1,14 ммоль/л). Установлены статистически значимые (р function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }
Бесплатно
Биохимические показатели крови у резервуарных хозяев при иксодовых клещевых боррелиозах
Статья научная
В настоящее время наблюдается широкое распространение природных очагов иксодовых клещевых боррелиозов (ИКБ, болезнь Лайма) в странах Европы, Азии, Австралии и Америки, а также высокая зараженность людей и животных. Исследования показали, что эта новая природноочаговая инфекция занимает ведущее место по заболеваемости и социально-экономическому ущербу. Многие патогенные микроорганизмы, включая Вorrelia burgdorferi , вызывающие заболевания у людей и животных, сохраняются в определенных природных очагах. На различных стадиях развития клещи питаются на разных животных. Размер популяции клещей главным образом зависит от количества резервуарных хозяев взрослых особей. В представленной работе впервые установлены биохимические показатели сыворотки крови у резервуарных хозяев ИКБ, имеющих диагностически значимые титры антител к В. burgdorferi, которые свидетельствует о патологическом влиянии возбудителя на организм диких животных, развитии полиорганной недостаточности и нанесении вреда их здоровью. Нашей целью было изучение природных очагов иксодовых клещевых боррелиозов и получение новых данных об эпизоотологии заболевания, включая оценку влияния паразитизма иксодовых клещей, инфицированных В. burgdorferi , на химический состав крови резервуарных хозяев - зайца-беляка и лося. В качестве материала для исследования использовали сыворотку крови от взрослых самцов зайца-беляка ( n = 11), в том числе 5 образцов, которые в непрямой реакции иммунофлуоресценции (НРИФ) имели диагностически значимые титры антител к B. burgdorferi (1:40 и 1:80), и 6 образцов, которые не имели диагностически значимых титров антител к B. burgdorferi (контроль). Также исследовали сыворотку крови от лосей ( n = 114) различных половозрастных групп (молодняк в возрасте 6-7 мес и взрослые особи), в том числе 24 образца, которые имели диагностически значимые титры антител к B. burgdorferi , и 90 образцов, отобранных от клинически здоровых животных в Кировской области, включая особей, сыворотки которых в НРИФ не имели диагностически значимых титров антител к B. burgdorferi. Животных добывали при научном отстреле в сезоны осенней охоты 2005-2020 годов. Пробы крови для лабораторных исследований брали из яремной вены сразу после отстрела животного. Обнаружение противоборрелиозных антител в сыворотке крови осуществляли в НРИФ с использованием корпускулярного антигена B. afzelii (штамм Ip-21) и люминесцирующей иммунной сыворотки, меченной флуоресцеинизотиоцианатом (ФИТЦ), против глобулинов различных видов животных (кролик, собака, бык, свинья, курица). Биохимические исследования сыворотки крови проводили на полуавтоматическом анализаторе Biochеm SA («High Technology, Inc.», США) с набором реагентов («Эко-Сервис», Россия) для определения концентрации аспартатаминотрансферазы (AСT), аланинаминотрансферазы (АЛТ), щелочной фосфатазы, лактатдегидрогеназы (ЛДГ), альфа-амилазы, общего белка, альбумина, общего билирубина, прямого билирубина, креатинина и холестерина. Выявлено, что животные, в сыворотке крови которых в НРИФ были обнаружены диагностически значимые титры антител к B. burgdorferi , имели статистически значимые (p function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }
Бесплатно
Биохимические показатели крови у самцов и самок северных оленей эвенской породы
Статья научная
В условиях севера Дальнего Востока в научно-производственном опыте изучали физиологические нормы и корреляции биохимических показателей крови у взрослых северных оленей - важенок и хоров эвенской породы. Установлено, что матки статистически достоверно превосходят быков по активности амилазы, содержанию холестерина, липопротеидов и сумме β- и γ-глобулинов, но уступают по количеству общего белка. Корреляционные связи между признаками подтверждают существование различий в метаболизме самцов и самок, а также взаимозависимости между показателями азотистого, углеводного и липидного обмена в организме животных. Предлагается учитывать нормы и выявленные корреляции между проанализированными показателями при диагностике заболеваний и селекции оленей.
Бесплатно
Статья научная
Инфекционный ринит кур (гемофилез кур) - заболевание, зарегистрированное во многих странах мира. В Российской Федерации отсутствует информация о степени его распространения в птицеводческих хозяйствах, равно как и о серотиповом разнообразии возбудителя, циркулирующего в стране. В настоящей работе впервые приведены биохимические характеристики и определено антигенное родство новых изолятов Avibacterim paragallinarum , полученных от кур с респираторной патологией из ряда хозяйств, а также представлены результаты создания подраздела базы данных масс-спектров исследуемых микроорганизмов, используемых в качестве референтных при идентификации и белковом профилировании штаммов и изолятов возбудителя инфекционного ринита кур. Цель работы - определение биохимических и антигенных свойств изолятов Avibacterium paragallinarum , выявленных в Российской Федерации и Республике Беларусь, и получение специфичных для представителей вида масс-спектров с их последующим анализом и использованием для идентификации и внутривидовой дифференциации. Референтный штамм A. pa-ragallinarum № 29545 АТСС (серотип А1) был получен из коллекции штаммов микроорганизмов ФГБУ Федеральный центр охраны здоровья животных (ФГБУ ВНИИЗЖ). В исследовании использовали 13 изолятов бактерий A. paragallinarum , выделенных из патологического материала (содержимого подглазничных синусов и конъюнктивального мешка, экссудата из носовой полости, ткани легкого) от кур с респираторной патологией при обследовании птицеводческих хозяйств в 2015 году. Изоляты высевали на агар Columbia, содержащий 5 % дефибринированной крови барана, с посевом штамма Staphylococcus epidermidis в качестве баккормилки. Чистые культуры возбудителя выращивали на сывороточном агаре, содержащем 20 мкг/см3 НАДФ и 5 % сыворотки крови лошади. Бактерии культивировали 24-72 ч при 37 °С в условиях повышенного содержания углекислого газа. Двустороннее антигенное родство референтного штамма АТСС № 29545 и изолятов A. paragallinarum определяли в реакции агглютинации на стекле. Гемагглютинирующую активность оценивали в реакции торможения гемагглютинации. Гомогенность серогруппы исследуемых изолятов подтверждали методом ПЦР. Присутствие амплифицированных фрагментов ДНК размером 800 п.н. указывало на наличие генома A. paragallinarum серогруппы А, 1000-1100 п.н. - серогруппы В, 1500-1600 п.н. - серогруппы С. Идентификацию бактерий A. paragallinarum осуществляли на масс-спектрометре MALDI Autoflex III Biotyper («Bruker Daltonik GmbH», Германия). Запись, обработку и анализ полученных масс-спектров проводили в программе FlexControl 3.4 («Bruker Daltonik GmbH», Германия) в соответствии с MALDIBiotyper 2.0. UserManual, Version 2.0 SR1 (Germany, 2008). При определении биохимических свойств было установлено, что изоляты A. paragallinarum представляют собой неоднородную группу. Зависимость роста изолятов A. paragallinarum от присутствия в питательной среде сыворотки крови была абсолютной. Сахаролитическая активность изолятов различалась. Все изоляты и референтный штамм ферментировали сахарозу и глюкозу, но не трегалозу, лактозу и галактозу. Вариабельность признака наблюдали в отношении маннита и маннозы. По антигенным свойствам все исследуемые изоляты принадлежали к одной серогруппе В, что также подтвердили методом ПЦР в реальном времени. При изучении протеомических свойств штаммов изолятов A. paragallinarum были определены характерные пики m/z 4768-4770 и 5347-5349 масс-спектров, аналогичные таковым для референтного штамма A. paragallinarum ATCC № 29545. Масс-спектры белковых профилей изучаемых изолятов и штаммов включены в базу данных масс-спектрометра MALDI Autoflex III Biotyper, что позволило повысить степень достоверности видовой идентификации A. paragallinarum . На основании изученных биохимических, антигенных и протеомных характеристик три изолята депонированы в Государственную коллекцию штаммов микроорганизмов ФГБУ Федеральный центр охраны здоровья животных как A. paragallinarum штамм № 1818, A. paragallinarum штамм № 5111 и A. paragallinarum штамм № 1116.
Бесплатно
Биохимический мониторинг морозоустойчивости растений озимого рыжика
Краткое сообщение
Изучали влияние отдельных элементов технологии возделывания (норма высева и сроки посева семян) на формирование морозоустойчивости растений озимого рыжика в условиях лесостепной зоны Поволжья. Оценивали динамику содержания свободного пролина в розеточных листьях в процессе перезимовки растений и возможность использования этого показателя в качестве диагностического теста при определении влияния агроприемов на состояние зимующих растений.
Бесплатно
Биохимический состав крови первотелок под воздействием стимуляции молочной железы
Статья научная
Изучали влияние механотеплоэлектростатической стимуляции вымени в период подготовки к отелу на биохимический состав крови и молочную продуктивность первотелок айрширской породы и помесей F1 (красная степная × голштинская порода).
Бесплатно
Биохимический состав листьев у дикорастущих видов лука в Республике Башкортостан
Статья научная
Исследовали биохимический состав листьев у 9 видов дикорастущего лука на территории Республики Башкортостан: Allium flavescens Bess., A. oleraceum L., A. globosum Bieb. ex Redoute, A. hymenorhizum Ledeb., A. obliquum L., A. angulosum L., A. nutans L., A. lineare L., A. strictum Schrad. У растений определяли содержание макро- и микроэлементов, аскорбиновой кислоты, каротина, крахмала, протеина, жира и других показателей. Выявлено высокое содержание в листьях витамина С, макро- и микроэлементов и других биологически активных веществ, свидетельствующее о высокой питательной и витаминной ценности и перспективности указанных видов для возделывания в культуре.
Бесплатно
Статья научная
Одна из особенностей живого организма - его способность сохранять постоянство внутренней среды с помощью механизмов саморегуляции. У высших животных функции управления и регуляции биохимических реакций выполняет нервно-эндокринная система. С ее помощью организм воспринимает различные воздействия внешней и внутренней среды и реагирует на них посредством гормонов. В связи с этим биомаркерами уровня стресса служит в первую очередь содержание гормонов, а также концентрации в крови метаболитов и их соотношения. Использование в питании дигидрокверцетина, витаминов С и Е может способствовать снижению негативного влияния стресса. В настоящей работе впервые установлено положительное влияние дополнительного скармливания комплекса антиоксидантов (дигидрокверцетин и витамины Е, С) на адаптацию организма свиней к условиям стресса посредством оптимизации метаболических процессов и гормонального статуса при усилении антиоксидантной защиты, что способствовало получению мяса более высокого качества. Цель работы - оценка влияния скармливания комплекса адаптогенов ДКВЕС (дигидрокверцетин и витамины Е, С) на биохимический статус и продуктивные качества свиней при моделировании стресса. Опыты проводили в 2022-2023 годах в Федеральном исследовательском центре животноводства - ВИЖ им. академика Л.К. Эрнста. В эксперимент отобрали 34 боровка ( Sus scrofa domesticus ) F2 [(крупная белая ½ ландрас) ½ дюрок] в период откорма. Живая масса поросят на начало эксперимента составляла 40,7-41,0 кг, возраст - 99 сут. Период откорма длился 90 сут. В предварительный период поросята были распределены в четыре группы методом пар-аналогов: I контрольная (С-, без скармливания ДКВЕС) (9 гол.), II контрольная (С+, скармливание ДКВЕС) (9 гол.), III опытная (Е-, без скармливания ДКВЕС) (8 гол.), IV опытная (Е+, скармливание ДКВЕС) (8 гол.). Размер каждого станка составлял 2,40½2,25 м (площадь 5,4 м2), фронт кормления - 1,05 м. То есть при размещении свиней в станках по 4 гол. (группы Е- и Е+) вместо 3 гол. (группы С- и С+) происходило снижение площади станка в расчете на 1 гол. с 1,80 до 1,35 м2, а фронта кормления - с 0,35 м до 0,26 м (при норме не менее 0,3 м/гол. согласно ГОСТ 28839-2017). ДКВЕС содержал ДКВ (Экостимул-2, «АО Аметис», Россия; ДКВ 72-73 %) в дозе 32 мг/кг корма, витамин Е (ИННОВИТ Е60, ГК «МЕГАМИКС», Россия) - 10 мг/кг корма, витамин С (Тайгер С 35, «Anhui Tiger Biotech Co., Ltd.», Китай) - 35 мг/кг корма. Животные из групп С+ и Е+ дополнительно к рациону получали ДКВЕС в количестве 0,025 % по массе комбикорма на протяжении всего времени испытаний. Молодняк взвешивали индивидуально каждую декаду. Для оценки клинико-физиологического и метаболического статуса в конце периода доращивания, а также при переводе на заключительный откорм и перед убоем у животных брали кровь из яремной вены утром до кормления для анализа. В сыворотке крови определяли содержание кальция, фосфора, магния, активность аспартатаминотрансферазы, аланинаминотрансферазы, количество щелочной фосфатазы, общего билирубина, креатинина, холестерина, глюкозы, общего белка, альбумина, хлоридов и мочевины. Для оценки антиоксидантного статуса определяли в пробах сыворотки крови общее количество свободных водорастворимых антиоксидантов с помощью амперометрического метода. Также определяли концентрации в сыворотке крови тиреоидных гормонов - общего и свободного тироксина (Т4общ. и Т4св.) и трийодтиронина (Т3общ. и Т3св.), тиреотропного гормона, кортизола, адреналина, инсулиноподобного фактора роста 1, мелатонина методом твердофазного иммуноферментного анализа. Непосредственно перед убоем измеряли живую массу (ЖМ) свиней после голодной выдержки. После убоя определяли массу парной туши, а также убойный выход, толщину шпика, площадь мышечного глазка, рН через 45 мин после убоя и через 24 ч хранения. Установлено, что на фоне усиления конкуренции за кормовой стол скармливание ДКВЕС приводило к существенному снижению содержания кортизола (р = 0,014) и адреналина (p = 0,09) у поросят в заключительный период откорма. Вследствие конкуренции за корм снижалась концентрация мелатонина (р = 0,01), а скармливание ДКВЕС в группе Е+ нормализовало ее до значений, полученных при 1-м и 2-м взятиях крови. Стресс негативно сказывался на метаболических процессах, индикаторами которых служат биохимические показатели крови (концентрация в сыворотке крови триглицеридов, холестерина, билирубина). В заключительный период откорма произошли существенные сдвиги в гормональном статусе животных. У поросят в группах С по сравнению с Е снижалась концентрация Т4общ. (p = 0,02), Т3общ. (p = 0,05), Т3своб. (p = 0,004), что сопровождалось усилением выработки ТТГ (p = 0,05). Скармливание ДКВЕС несколько сглаживало отрицательное влияние моделируемого фактора. Самые низкие значения Т4общ., Т4своб., Т3общ., Т3своб. наблюдались в группе Е+.
Бесплатно
Статья научная
Вишневая муха Rhagoletis cerasi (L. 1758) ( Diptera : Tephritidae ) в Центрально-Нечер-ноземной зоне (ЦНЗ) России появилась в конце 1990-х-начале 2000-х годов, что связано с глобальным потеплением и значительным расширением площадей возделывания вишни и черешни в регионе. Благодаря экологической пластичности R. cerasi быстро адаптировалась к местным условиям и ежегодно встречается в большом количестве. В настоящей работе впервые определены даты начала вылета, динамика и продолжительность лета мухи в зависимости от погодных условий, периоды откладки яиц, отрождения и питания личинок, ухода их в почву на коконирование, а также особенности диапаузы вредителя в условиях ЦНЗ. Проведена оценка повреждаемости плодов у сортов вишни разного срока созревания. Предложены эффективные методы мониторинга фитофага. Целью работы было изучение фенологических и экологических особенностей развития вишневой мухи на сортах вишни разного срока созревания в Центрально-Нечерноземной зоне России для усовершенствования методов мониторинга, повышения эффективности и экологической безопасности защитных мероприятий...
Бесплатно
Статья научная
Изменение климата, в том числе устойчивое повышение температуры в северных широтах, приводит к существенным изменениям в экосистемах. В северном направлении расширяются ареалы сельскохозяйственных культур, выращиваемых ранее в южной и средней зоне России. Вместе с ними на новые территории проникают опасные вредители, например сливовая плодожорка Grapholitha funebrana Tr. При массовом повреждении растений сливы этим вредителем потери урожая достигает 80 % и более. Для обеспечения рентабельности производства требуется проводить не менее 3-4 обработок за вегетационный сезон. Применяют как химические, так и экологически безопасные методы защиты, в том числе половые феромоны фитофага. Для успешной защиты сливы от плодожорки необходимо подробно изучить биологические и экологические особенности развития вредителя в конкретной зоне его распространения. В Центрально-Нечер-ноземной зоне такие исследования ранее не проводились. Мы впервые установили, что сливовая плодожорка широко распространилась в Центрально-Нечерноземной зоне и развивается здесь в двух поколениях...
Бесплатно
Статья обзорная
Биоэлектрохимические системы (БЭС) на основе электроактивных процессов в корнеобитаемой среде растений и сопутствующих микроорганизмов - новая перспективная экологически чистая технология получения возобновляемой энергии. Хотя возможность практического использования биоэнергетических ресурсов уже показана во многих исследованиях, природа электрогенеза и влияние на нее внешних факторов до конца не изучены. Возникновение разности потенциалов в живых системах обусловлено комплексом физико-химических процессов, обеспечивающих поддержание неравномерного распределения ионов на уровне клеток, тканей и организма (N. Higinbotham, 1970). В процессе развития растений вдоль всего организма возникает градиент электрического потенциалов, обусловленный диффузией ионов, концентрационными эффектами и различиями в интенсивности биохимических процессов (T.A. Tattar с соавт., 1976). Наряду с этим микроорганизмы ризосферы способны окислять органические вещества в составе экссудатов корней (L. De Schamphelaire с соавт., 2010). Образовавшиеся в процессе окислительно-восстановительных реакций ионы и электроны диффундируют по корнеобитаемой среде, приводя к разделению зарядов (B.E. Logan, 2008), в результате устанавливается градиент электропотенциалов, связанный с различиями в концентрациях заряженных веществ. Комплекс этих процессов преобразования энергии в виде химических связей органических веществ в электрическую энергию лежит в основе устройства растительно-микробного топливного элемента (РМТЭ). Наиболее распространенная конфигурация устройства РМТЭ состоит из анодной и катодной камер, ионоселективной мембраны (D.P. Strik с соавт., 2008), существуют также различные модификации в виде плоской пластины (M. Helder с соавт., 2013), трубки (R.A. Timmers с соавт., 2013), направленные на увеличение выходных электрических характеристик. Одной из важнейших составляющих БЭС выступают электродные системы, наиболее часто используют углеродные материалы, которые обладают большой удельной площадью поверхности, высокой электропроводностью, коррозионностойкостью. Производительность БЭС зависит от состава корнеобитаемой среды, наличия потенциалобразующих ионов, параметров световой среды, эффективности фотосинтеза. Один из вариантов эксплуатации РМТЭ - их комбинирование с значимыми производственными процессами, в частности внедрение в аграрное производство. Возможность применения БЭС показана на ряде культурных и технических растений с получением следующего выхода энергии малой мощности: при выращивании риса - 140 (N. Ueoka с соавт., 2016), салата - 54 (Т.Э. Кулешова с соавт., 2021), манника - 80 (R.A. Timmers с соавт., 2012), тростника - 42 (J. Villasenor с соавт., 2013), рогоза - 93 (Y.L. Oon с соавт., 2016), спартины - 679 мВт/м2 (K. Wetser с соавт., 2015). Использование БЭС перспективно для обеспечения электропитанием датчиков окружающей среды (A. Schievano с соавт., 2017), источников света (W. Apollon с соавт., 2020), беспроводных сенсорных сетей (E. Osorio-De-La-Rosa с соавт., 2021), интернета вещей (Jayaraman P.P. с соавт., 2016), систем фитомониторинга в естественных условиях и защищенном грунте, удаленных районах, частичное энергоснабжение устройств поддержки жизнедеятельности растений в искусственных агроэкосистемах (Т.Э. Кулешова с соавт., 2021), очистки сточных вод (L. Kook с соавт., 2016).
Бесплатно
Болезни Акабане и Шмалленберга: сходство и различия
Статья научная
Описаны характеристики вирусов болезней Шмалленберга и Акабане, которые вызывают патологию у крупного рогатого скота, овец и коз. Описаны клинические симптомы, вызванные указанными заболеваниями. Предлагаются мероприятия по профилактике, контролю и ликвидации болезней Шмалленберга и Акабане. Отмечается, что, несмотря на родство вирусов болезней Шмаленберга и Акабане, сходство клинической картины и патолого-анатомических изменений, существуют и различия: первое заболевание у овец и коз протекает тяжелее, чем у крупного рогатого скота (КРС), продолжительность виремии для вируса болезни Шмалленберга составляет 1-4 сут, Акабане — 1-9 сут (в основном 4-5 сут), при заражении вирусом болезни Акабане у взрослых особей КРС наблюдается энцефалит, а при болезни Шмалленберга такие случаи не зарегистрированы. Авторами разработаны тест-системы для выявления РНК вирусов болезней Акабане и Шмалленберга методом обратной транскрипции—полимеразной цепной реакции в реальном времени.
Бесплатно
Болезнь Шмалленберга: молекулярно-биологические особенности вируса и клиническая картина (обзор)
Статья обзорная
Вирус болезни Шмалленберга по генетической характеристике предварительно принадлежит к семейству Bunyaviridae, роду Orthobunyavirus, серогруппе Симбу. Вирусный геном представлен тремя сегментами: S (короткий), M (средний) и L (длинный), а передача вируса происходит через укусы насекомых, главным образом мокрецов Culicoides spp. Заболевание характеризуется желудочно-кишечными расстройствами, повышением температуры тела и снижениюем удоев у взрослых животных (коровы, овцы, козы), рождением молодняка с пороками развития, мертворождениями в результате заражения матерей в период беременности. Обсуждается происхождение вируса, генетические свойства, патогенез, методы диагностики болезни Шмалленберга, затронуты вопросы профилактики и эпизоотологической ситуации в странах ЕС
Бесплатно
Статья обзорная
Грипп лошадей - высокоинфекционное заболевание, характеризующееся тенденцией к быстрому распространению и высокой заболеваемостью среди чувствительного поголовья (К.П. Юров, 2009; S.P. Waghmare с соавт., 2010). Возбудитель гриппа лошадей - РНК-содержащий вирус, относящийся к семейству Orthomyxoviridaе , роду Influеnzavirus (Забережный А.Д. с соавт., 2017). На основании антигенных различий двух поверхностных гликопротеинов (HA и NA) выделяют два подтипа вируса гриппа лошадей (ВГЛ). Первый подтип (H7N7, equi-1), представленный прототипным штаммом A/equine/1/Prague/56, который впервые выделен в Чехословакии в 1956 году, менее вирулентный. Вспышки заболевания, вызванные им, не регистрируются с 1979 года. Второй подтип ВГЛ (H3N8, equi-2) циркулирует в большинстве стран мира, кроме Австралии, Новой Зеландии и Исландии, вызывая энзоотии в Америке и Европе (R. Paillot, 2014; B. Cowled с соавт., 2009; C.O. Perglione с соавт, 2016; A.I. Kydyrmanov с соавт., 2009). Вакцинация против гриппа лошадей, наряду с карантинными и ограничительными мерами, служит одним из основных инструментов по контролю заболевания (S.S...
Бесплатно
Статья научная
Особенности протекания африканской чумы свиней (АЧС, возбудитель - ДНК-со-держащий вирус семейства Asfarviridae, поражает как диких кабанов Sus scrofa, так и домашних свиней Sus scrofa domestica ) и ее формы следует учитывать для эффективного использования различных методов диагностики АЧС, направленных на выявление возбудителя или специфических антител. Особенно важна диагностика АЧС у диких кабанов. Восприимчивость к вирусу АЧС дикого кабана хорошо известна, заболевание неоднократно воспроизводилось в эксперименте, а также было установлено в естественных условиях у дикого европейского кабана. При отстреле диких кабанов очень часто в лаборатории доставляются только пробы органов, поэтому мы приняли решение изучить диагностическое значение антител, выявленных в тканях, и определить эффективность применения разработанной ранее тест-системы при таких исследованиях. В статье представлены результаты валидации непрямого варианта ИФА (коммерческий набор «ВНИИВВиМ АЧС-ИФА Ат/Аг») для обнаружения специфических антител против вируса АЧС в сыворотках крови и экстрактах тканей селезенки. В качестве метода сравнения использовали реакцию непрямой иммунофлуоресценции (РНИФ). Для оценки полученных данных применили ROC-анализ. Тестирование с помощью непрямого ИФА положительных ( n = 66) и отрицательных ( n = 410) проб сывороток крови свиней показало высокую чувствительность и специфичность ИФА относительно РНИФ. Из 476 проб сывороток, исследованных методом непрямого ИФА, только 8 (1,6 %) попали в область положительной/отрицательной отсечки. Самые высокие показатели чувствительности (100 %) и специфичности (99,27 %) непрямого ИФА при исследовании сывороток крови от домашних свиней и диких кабанов установлены при величине отсечки 0,264. Пробы экстрактов селезенки были отобраны после отстрела клинически здоровых диких кабанов из неблагополучной по АЧС Смоленской области (2013-2014 годы). С учетом характера течения острой формы болезни мы можем предположить у положительно реагировавших животных состояние, соответствующее инкубационному периоду развития патологии. При тестировании положительных ( n = 59) и отрицательных ( n = 678) проб экстрактов ткани селезенки мы также установили высокую чувствительность и специфичность непрямого ИФА относительно РНИФ. Из проверенных проб ( n = 737) 10 проб (1,3 %) попали в область положительной/отрицательной отсечки. Самая высокая чувствительность (100 %) и специфичность (98,82 %) установлены при величине отсечки 0,284. Таким образом, тестовый набор показал хорошие результаты при исследовании сывороток крови свиней - чувствительность 100 % (94,6-100 %) и специфичность 99,27 % (97,90-99,80 %), при исследовании проб экстрактов ткани селезенки - чувствительность 100 % (93,90-100 %), специфичность 98,82 % (97,70-99,50 %).
Бесплатно
Статья научная
Быстрое развитие молекулярно-генетических методов в селекции животных за последние десять лет привело к повышению интенсивности отбора в популяциях. Расширение перечня учитываемых хозяйственно полезных признаков молочного скота позволило увеличить возможности селекции по улучшению здоровья коров и изучению природы метаболического синтеза компонентов молока. Целью настоящей работы была валидация оценок геномной племенной ценности по признакам молочной продуктивности с использованием ядра популяции скота черно-пестрой и голштинской пород на основе полногеномных данных. Было проведено моделирование отбора в 124 стадах из Московской и Ленинградской областей на основании результатов геномной оценки племенной ценности в сравнении с оценкой по предкам и качеству потомства. Установлено, что отбор производителей на основе геномной информации корректирует оценку по родословной и уточняет прогноз племенной ценности животного, полученный по качеству потомства. Значения повторяемости геномных оценок племенной ценности были получены посредством валидации информации по родословной и геному для 100 быков с наличием данных как минимум по 300 дочерям. Выборка составила ядро создаваемой референтной региональной группы молочного скота. Для расчета аддитивной матрицы родства использовали 1050 предков. После контроля качества генотипирования в анализ было взято 39818 SNP. Процедура оценки животных основывалась на методах REML (restricted maximum likelihood estimation), BLUP SM (BLUP Sire Model), GBLUP (genomic BLUP). Среднегодовой генетический тренд по признакам молочной продуктивности в исследуемых популяциях составил за период с 1987 по 2006 год +60 кг молока по удою, +2,5 кг по количеству молочного жира, +1,5 кг по содержанию молочного белка. Повторяемость оценок, полученных по геному, ранжировалась от 0,371 до 0,606 для признаков молочной продуктивности, что в среднем превышало прогноз племенной ценности предков на 0,147. Точность оценки, полученной по качеству потомства, варьировала от 0,879 до 0,900 или была выше прогноза по геному на 0,405 ед. Изучены подходы по принципу формирования референтной популяции на основе анализа многомерного шкалирования и генетических дистанций, которые составили между региональными популяциями Fst = 0,0025. Показано разложение неравновесия по сцеплению между маркерами на дистанциях до 1000 т.п.н. Установлено, что на расстояниях от 5 до 70 т.п.н. степень сцепления достигала максимальных величин от 0,20 до 0,54. В рамках изучения метаболических путей синтеза компонентов молока получены селекционно-генетические параметры и MLS-оценки по расширенному составу молока: лактозе (h2 = 0,18), сухому веществу (h2 = 0,10), сухому обезжиренному молочному остатку (h2 = 0,19), точке замерзания молока (h2 = 0,06), оценке числа соматических клеток (h2 = 0,10) и концентрации мочевины (h2 = 0,04). По ряду признаков установлены значения аддитивной генетической изменчивости, указывающие на объективные возможности их использования в селекции молочного скота. Для получения достоверных полногеномных ассоциаций будет проводиться дальнейшее накопление базы компонентного состава молока коров по дополнительным спектрам. В процессе комплексных исследований обоснованы подходы по использованию геномных оценок, расширению референтной популяции и списка признаков количественного и качественного состава молока.
Бесплатно
Валидация панели SNP-маркеров для контроля происхождения локальных российских пород овец
Статья научная
Создание панелей для контроля происхождения овец на основе наиболее высокоинформативных SNP (single nucleotide polymorphism) с частотой минорных аллелей MAF ≥ 0,3 - актуальная проблема овцеводства. Международным обществом генетики животных (International Society for Animal Genetics, ISAG) предлагается использование панели происхождения из 88 аутосомных SNP, разработанной Международным консорциумом по геномике овец (International Sheep Genomics Consortium, ISGС). Однако эта панель базируется на результатах оценки ДНК-профилей только североамериканских, новозеландских и австралийских пород овец. Российские породы не были включены в исследование, и вопрос о возможности применения панели ISAG для подтверждения достоверности их происхождения остается открытым. Мы провели полногеномное исследование SNP у четырех аборигенных российских пород овец - романовской (ROM, n= 22), забайкальской тонкорунной (ZBL, n = 7), полугрубошерстной бурятской овцы Буубей (BUB, n= 15) и тувинской короткожирнохвостой (TUV, n = 16) с использованием Ovine SNP50k BeadChip. Обработку полученных данных проводили для общего числа маркеров (54241 SNP) и для 88 аутосомных SNP, рекомендованных ISAG. Для оценки информативности панели в контроле происхождения для каждой из пород и для всей выборки в целом определяли долю MAF≥ 0,3, среднюю частоту MAF, вероятность совпадения генотипов (PI) и вероятности исключения в качестве родителей (P1, P2, P3). Универсальность панели оценивали посредством сравнения степени генетической дифференциации пород на основании всего спектра SNP и панели ISAG, используя в качестве критериев значения индекса F st (AMOVA) при парном сравнении и результаты анализа главных компонент (PCA плот). Для расчетов использовали программное обеспечение Plink 1.09 и GenAlEx 6.5. По результатам контроля качества всей выборки было отобрано 47385 SNP со средним значением MAF = 0,292±0,131. Значение MAF для 88 SNP происхождения составило 0,380±0,091. Большая часть SNP (81,8 %) оказались информативными (MAF ≥ 0,3). Доля информативных SNP различалась между породами и составляла 56,8 % у ROM, 63,4 % - у ZBL, 71,6 % - у BUB и 72,7 % - y TUV. При этом 21 SNP (23,9 %) были высокоинформативны во всех четырех породах; 37 SNP (42,0 %), 17 SNP (19,3 %) и 10 SNP (11,4 %) оказались информативными соответственно в трех, двух или только в одной породе. Маркер DU196132_525.1 был мономорфен у овец TUV (MAF = 0). Три SNP с MAF st при использовании 88 SNP по сравнению с полногеномными SNP-профилями при сохранении характера выявленных связей подтвердили высокую универсальность панели ISAG. Низкая породная зависимость SNP панели подтверждалась формированием на PCA плоте слабо консолидированных перекрывающихся массивов, соответствующих отдельным породам. Вероятность совпадения генотипов по 88 SNP составила от 4,32×10 -33 у TUV до 7,48×10 -33 у BUB. Вероятность исключения в качестве родителя составила P1 ≥ 99,99 % для всех четырех пород. Значение P2 оказалось максимальным для TUV (P2 ≥ 99,99 %), для трех остальных пород - P2 ≥ 99,98 %, значение P3 для всех пород было A 99,99 %. Полученные нами данные, хотя и обнаруживают некоторую породную зависимость панели ISAG, в целом показывают ее пригодность для контроля достоверности происхождения четырех аборигенных российских пород овец.
Бесплатно
