Проблемы, обзоры. Рубрика в журнале - Сельскохозяйственная биология
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 научная
С устойчивым изменением климата возрастают риски развития погодных аномалий - участились засухи, лесные пожары, сильные морозы, что влияет на обилие и разнообразие животных, включая охотничье-промысловые виды и вредителей сельскохозяйственных культур. Отклонение сроков наступления фаз онтогенеза от средних многолетних служит чувствительным индикатором состояния и функционирования экосистем. С целью выявления особенностей отклика биоты на экстремальные погодные условия исследовали реакции животных востока Русской равнины (Кировская обл.) на погодные аномалии холодной зимы (2009-2010 годы) и жаркого лета (2010 год) по данным фенологического (1890-2013 годы) и фитосанитарного (2000-2013 годы) мониторинга 52 видов Clitellata, Bivalvia, Gastropoda, Arachnida, Insecta, Actinopterygii, Aves, Mammalia. Наблюдения проводились на территории вятско-верхнекамского участка лесного Поволжья в пределах бореального экотона с характерным для него увеличенным градиентом изменения гидротермических параметров. Фенологический мониторинг осуществлялся по общепринятой методике с привлечением постоянной сети добровольных фенокорреспондентов. Анализировали даты наступления сезонных фаз развития: окончание зимней диапаузы, начало яйцекладки, выплод личинок, появление имаго у насекомых; весенний прилет, начало гнездового цикла, осенний отлет птиц и др. Сбор дополнительной информации по состоянию биологических объектов в 2010 году проводился методом анкетирования постоянных фенологов-наблюдателей в 23 географических пунктах Кировской области. Влияние агроклиматических условий на развитие сельскохозяйственных вредителей исследовали в агроценозах на постоянных контрольных участках стационара Куменского районного отдела Федеральной фитосанитарной службы при ежепентадном обследовании в течение вегетационного периода. Продолжительные морозы ниже -35 °С оказались пессимальными и сублетальными для разных стадий онтогенеза у многих насекомых: Leptinotarsa decemlineata, Aelia acuminata, Agrotis segetum, Oscinnella frit и др. Экстремальная летняя жара (выше +30 °С) и засуха были пессимальными для Phyllotreta vittula, Leptinotarsa decemlineata и сублетальными для яиц и личинок Oscinnella frit, Aelia acuminata, Elateridae, но способствовали раннему выходу имаго Apion apricans. Превышение среднемесячной температуры воздуха на 1 °С вызывало опережение средних сроков по регистрируемым показателям. Так, в апреле у беспозвоночных микротермической группы начало фенофаз онтогенеза наступало на 1,9 сут раньше, прилет птиц из числа ближних мигрантов наблюдался на 1,0 сут раньше средних дат. В мае сроки развития беспозвоночных мезотермической группы сдвигались на 1,3 сут в сторону ускорения, прилет птиц из группы дальних мигрантов отмечали на 1,4 сут раньше средних дат. Превышение суммы эффективных температур на 100 °С вызывало опережение средних сроков фенофаз: в мае для появления имаго ( Oscinnella frit, Leptinotarsa decemlineata, Pieris brassicae ) оно составило 2,9-3,8 сут, в июне для выплода личинок - 2,7-4,8 сут, в июле для вылета летнего поколения имаго этих видов - 1,6-1,7 сут. Снижение негативного воздействия сельскохозяйственных вредителей на зерновые культуры в аномальные сезоны возможно при проведении сева яровых в ранние и сжатые сроки, сева озимой ржи - в оптимально поздние сроки. В условиях средних широт европейского Востока морозы до -40 °С зимой и продолжительная жара до +40 °С с засухой летом находятся в пределах адаптационных возможностей региональной биоты. Их влияние не вызывает необратимых последствий для живой природы, в частности животных, включая сельскохозяйственных вредителей.
Бесплатно
Концепция «идеальный рацион» и перспективыее практического применения
Статья научная
Обсуждается вопрос о своевременности и целесообразности оперирования понятием «идеальный рацион», которое рассматривается авторами как возникшее в результате естественного эволюционного развития общепринятой в настоящее время в мировой науке концепции «идеальный протеин». По современным представлениям об адекватном питании последнее, по существу, не что иное как «идеальное питание», то есть питание, отвечающее метаболически детерминированным потребностям во всех питательных, структурных и биологически активных веществах для обеспечения оптимального функционирования организма животного и получения от него высококачественной продукции. По мнению авторов, конструирование «идеальных рационов» в комплексе с решением селекционно-генетических задач позволит целенаправленно приступить к созданию «идеальных животных», производящих в «идеальных режимах» «идеальные продукты питания» для человека.
Бесплатно
Статья обзорная
Кровососущие мокрецы рода Culicoides играют важную роль в трансмиссии арбовирусных инфекций животных и человека. Блютанг и болезнь Шмалленберга - арбовирусные инфекции жвачных животных, основными переносчиками которых служат кровососущие насекомые рода Culicoides, представленные на территории Российской Федерации более чем 80 видами (В.М. Глухова, 1989) и распространенные практически во всех ландшафтно-климатических зонах, включая районы Крайнего Севера. Разнообразие мест выплода в виде многочисленных водоемов, лужиц, болотистых участков, а также лесная подстилка с гниющими растительными остатками создает благоприятные условия для развития этих насекомых. Беспрецедентное распространение вируса блютанга (РНК-содержащий вирус рода Orbivirus семейства Reoviridae ) в Европе (6 серотипов в 12 странах Евросоюза с 1998 года) (B.V. Purse et al., 2005), а также вспышки эмерджентной болезни Шмалленберга (B. Hoffman et al., 2012), вызываемой неизвестным ранее вирусом (предварительно отнесен к роду Orthobunyavirus семейства Bunyaviridae ), причинами которых стало потепление климата, заставили по-новому взглянуть на эпизоотологию и эпидемиологию арбовирусных инфекций, переносимых кровососущими мокрецами Culicoides. Накапливаются данные, свидетельствующие о необходимости в постоянном, более глубоком анализе и обновлении сведений по экологическим характеристикам и биоразнообразию этих насекомых - векторов трансмиссивных инфекций крупного рогатого скота. В настоящее время систематическое изучение ареалов и плотности популяции основных переносчиков трансмиссивных инфекций на территории Российской Федерации, к сожалению, не проводится или проводится, но в рамках узких исследований и только в некоторых регионах, что значительно затрудняет оценку риска заноса и распространения трансмиссивных инфекций в современных условиях. Нами предпринята попытка обобщить доступные в настоящее время материалы публикаций по мокрецам и рассмотреть их роль в качестве элемента системы «вирус-вектор» в климатических условиях России. В работе приведены данные о видовом разнообразии мокрецов рода Culicoides по регионам, затронут вопрос об экологических свойствах насекомых в зависимости от природно-климатических особенностей мест обитания, а также рассматриваются эндогенные механизмы взаимодействия вируса и переносчика. На основе обобщенных данных о механизмах перезимовки и трансмиссии обсуждается возможность заноса и сохранения вируса у местного поголовья на территории Российской Федерации.
Бесплатно
Рапс ( Brassica napus L.) и перспективы его использования в кормлении птицы
Статья обзорная
В последние годы в мировом земледелии повышается интенсивность возделывания масличных культур - основного сырья для производства растительных масел и ценного источника кормового белка. Для России с ее почвенно-климатическими условиями рапс - одна из перспективных культур, которую можно возделывать практически во всех регионах страны. Содержание обменной энергии в рапсе в 1,7-2,0 раза больше, чем в зерновых, и в 1,3-1,7 раза - чем в бобовых. Белки рапса хорошо сбалансированы по аминокислотному составу, по содержанию лизина приближаются к сое, а по метионину и цистину, кальцию и фосфору значительно превосходят ее. В кормлении сельскохозяйственных животных, в том числе птицы, используются как семена рапса, так и продукты переработки - жмых, шрот и растительное масло. В семенах рапса количество жира достигает 40 %, сырого протеина - 23 %, клетчатки - 4 %, однако их включение в рационы кур ограничено в связи с плохой переваримостью оболочек семян и спецификой состава. В рапсовом масле высока концентрация ненасыщенных жирных кислот (олеиновой - 60,0-70,0 %, линолевой - 23,3 %, линоленовой - 10,5 %), которые регулируют биосинтез простагландинов и оказывают положительное влияние на воспроизводительные функции животных. Мука из семян рапса обладает высокой энергетической, протеиновой и биологической ценностью и ненамного уступает высокобелковым кормам животного происхождения. В рапсовом шроте содержится в среднем 35,5 % сырого протеина, 2,5 % сырого жира и 12,0 % клетчатки, аминокислотный состав аналогичен другим видам шротов. По количеству незаменимой аминокислоты лизина он уступает соевому, но превосходит подсолнечный. В рапсовом шроте количество холина, биотина, фолиевой кислоты, ниацина, рибофлавина и тиамина выше, чем в шроте сои. Он богаче минеральными солями, однако фитиновая кислота и клетчатка уменьшают доступность фосфора, кальция, магния, цинка и некоторых других минеральных веществ. Рапсовый жмых содержит в среднем 32,00 % протеина, 8,75 % жира и 12,00 % клетчатки. В состав протеина жмыха входит много незаменимых аминокислот. Он богат лизином (5,7 %), серосодержащими аминокислотами (5,0 %), по количеству магния, меди и марганца превосходит соевый шрот. Доступность кальция в нем составляет 68 %, фосфора - 75 %, магния - 62 %, марганца - 54 %, меди - 74 %, цинка - 44 %. Сдерживающий фактор использования семян рапса и продуктов его переработки - присутствие в них антипитательных веществ, главным образом эруковой кислоты и глюкозинолатов. В обзоре обсуждаются способы повышения питательной ценности рапса и продуктов его переработки, включающие селекцию семян, термообработку (пропаривание, проваривание, двухэтапная экстракция кипящей водой), а также использование ферментных препаратов. Рассмотрена классификация сортов и гибридов рапса по содержанию в семенах жирных кислот и глюкозинолатов. Предложен способ обогащения отечественным ферментным препаратом МЭК-КП-4 используемых для бройлеров комбикормов с рапсовым жмыхом, содержащим 0,41 % изотиоцианатов и 0,25 % эруковой кислоты. В целях повышения продуктивности птицы и эффективности применения комбикормов, содержащих 7,5; 10,0 и 15,0 % рапсового жмыха, рекомендовано обогащать их ферментным препаратом МЭК-КП-4 в количестве соответственно 500, 750 и 1000 г на 1 т корма.
Бесплатно
Статья обзорная
На основании данных зарубежной литературы рассмотрено целевое использование ячменя в зависимости от содержания β-глюканов в зерне. Проанализировано влияние генотипа, климатических условий выращивания растений и агрономических приемов на количество β-глюканов в зерне ячменя. Приводятся сведения о физиолого-биохимических показателях содержания β-глюканов, которые могут быть полезны при разработке способов косвенной оценки селекционного материала. Так, зафиксирована отрицательная корреляция между содержанием β-глюканов в зерне ячменя, с одной стороны, и значением массы 1000 зерен, содержанием амилозы, крахмала, процентом золы, величиной урожая зерна — с другой. Найдена сильная позитивная связь между количеством β-глюканов и липидов в зерне, содержанием в нем белка, а также натурой зерна и его твердостью. Наличие указанных корреляций делает возможной косвенную оценку при селекции ячменя на повышенное/пониженное содержание β-глюканов в зерне. Агрономически наиболее перспективны (особенно в засушливом климате) пленчатые безамилозные сорта, так как они способны к реализации значительного потенциала урожая при высоком содержании β-глюканов. Сделано заключение о существенности генотипической вариации в содержании β-глюканов в зерне ячменя для достижения прогресса в селекции на этот признак.
Бесплатно
Стратегия применения адаптогенов для стимуляции продуктивности у сельскохозяйственных животных
Статья научная
В постнатальном развитии организма имеются периоды, когда происходит существенная перестройка физиологического состояния определенных функциональных систем. В такие периоды животное обладает повышенной восприимчивостью к действию не только негативных факторов, но и стимулирующих агентов, поэтому применение последних приводит к более длительным положительным результатам с высокой экономической эффективностью. Доказано, что такой прием способен повышать степень реализации генетического потенциала продуктивности. Из известных биологически активных добавок для этой цели наиболее подходят препараты, обладающие адаптогенным действием, в частности разные формы элеутерококка колючего Eleutherococcus senticosus Maxsim. Обсуждаются схемы и результаты применения Eleutherococcus senticosus для повышения жизнеспособности молодняка и взрослых особей, а также продуктивности и репродуктивных качеств у крупного и мелкого рогатого скота, свиней, птицы (куры, утки, перепела), оленей, в пушном звероводстве.
Бесплатно
Статья обзорная
Обобщены представленные в специальной литературе современные данные по влиянию теплового стресса на метаболические изменения в организме птицы, его негативное воздействие на жизнеспособность, рост, развитие, продуктивность птицы (снижение на 19,3-28,8 %) и качество продукции (M.M. Mashaly с соавт., 2004; Ш. Имангулов с соавт., 2005). Степень изменений зависит от силы и продолжительности воздействия теплового стресса, возраста птицы, направления и уровня ее продуктивности, ветеринарного благополучия, качества кормления, комплекса технологических и генетических факторов и т.д. (J.O. Ayo с соавт., 2006; A. Кавтарашвили, Т. Колокольникова, 2010). Тепловой стресс вызывает у птицы широкий спектр поведенческих, физиологических и иммунологических изменений (J.O. Ayo с соавт., 2006; П.Ф. Сурай, Т.И. Фотина, 2013), что становится результатом сложного взаимодействия между уменьшением (до 34,7 %) потребления корма (M.M. Mashaly с соавт., 2004; Z. Abidin, A. Khatoon, 2013), сбоями в работе эндокринной системы (B.Y.L. Hai с соавт., 2000; Y.A. Attia с соавт., 2009), нарушением кислотно-щелочного равновесия (S.A. Borges с соавт., 2004), снижением антиоксидантного статуса, подавлением функций органов и физиологических механизмов (П. Сурай, Т. Фотина, 2010). Так, наблюдается повышенное образование кортикостерона, норадреналина и адреналина, которые сдерживают секрецию и распространение стероидных и гонадотропных гормонов, тем самым нарушая регуляцию физиологических процессов, имеющих основополагающее значение для стероидогенеза, развития и роста фолликулов и овуляции (A. Yakubu с соавт., 2007; Y. Song с соавт., 2009; A.O. Oguntunji, O.M. Alabi, 2010). Кроме того, происходит ослабление синтеза и высвобождения вителлогенина, необходимого для формирования желтка яйца (M. Ciftci с соавт., 2005). Уменьшается активность и эффективность работы лимфоидных органов (бурсы, селезенки и тимуса), увеличивается число моноцитов, лимфоцитов и гетерофилов (O. Altan с соавт., 2000; S.M. Naseem с соавт., 2005), в результате чего подавляется иммунный ответ (V. Savic с соавт., 1993). Снижается антиоксидантный статус, что приводит к увеличению оксидативного стресса, при котором у птицы нарушается баланс между продукцией свободных радикалов и уровнем нейтрализующих их антиоксидантов (L.T. Kadim с соавт., 2008). У птиц на 22-23 % уменьшается масса тонкого кишечника и на 19 % - всасывающая поверхность ворсинок (W.G. Bottie, P.C. Harrison, 1987; M.A. Mitchell, A.J. Carlisle, 1992). Снижается функция щитовидной железы, в частности продукция гормона Т 3, сокращается секреция ферментов поджелудочной железы (трипсина, химотрипсина и амилазы) (B.Y.L. Hai с соавт., 2000; Y.A. Attia с соавт., 2009). Кроме того, снижается кислотность и бактерицидная функция желудочного сока, желчевыделительная функция печени, изменяется баланс полезной и вредной микрофлоры кишечника (K. Suzuki с соавт., 1983; J.A. Tur, R.V. Rial, 1985), сокращается желудочно-кишечный кровоток, особенно в верхних отделах (D. Wolfenson с соавт., 1981). Расширяются кровеносные сосуды кожи, сережек и гребешков (R.U. Khan с соавт., 2012). Попытки птицы поддержать гомеостаз приводят к уменьшению глубины и увеличению (в 5-6 раз) частоты дыхания (M.K. Sabah Elkheffi с соавт., 2008; A.O. Oguntunji, O.M. Alabi, 2010). При этом усиливается выведение из организма углекислого газа, необходимого для образования карбоната кальция (компонент скорлупы), и, как следствие, увеличивается рН крови, что, в свою очередь, вызывает кислотно-щелочной дисбаланс (респираторный алкалоз) (R.G. Teeter с соавт., 1985; А.Ш. Кавтарашвили с соавт., 2003; S.A. Borges с соавт., 2004).
Бесплатно
Третья изменчивость, типы наследственности и воспроизводства семян у растений
Статья обзорная
Рассмотрена идея Г. Менделя о наследственных факторах (генах) и возникшая на основе этой модели геноцентрическая парадигма, согласно которой гены контролируют не только наследование отдельных простых признаков растений и животных, но и определяют онтогенез, морфогенез и основные тенденции эволюции живого. В статье показано, что, наряду с открытием дискретной наследственности у Pisum sativum L., Г. Мендель фактически описал (в дополнение к известным генотипической и модификационной) иную (третью) изменчивость у растений рода Hieracium L., которую в настоящее время обозначают как эпигенетическую. Анализ данных литературы позволяет сформулировать представление о том, что реальный характер распределения генотипов в потомствах определяется не только правилами наследования по Менделю, но и структурой геномов (плоидностью), а также способом репродукции семян у растений (одно- или двуродительский). В частности, данные о способах воспроизводства семян у разных видов и родов свидетельствуют, что репродуктивные признаки по большей части трудно отнести к менделевским, и их наследование, как правило, носит эпигенетический характер. Различия в способах воспроизводства семян у гороха (двойное оплодотворение) и видов ястребинки (апогамия) иллюстрируют полиморфизм репродуктивных стратегий у двух ботанических родов и никак не обусловлены активностью постулируемых специфических «генов партеногенеза» или их отсутствием. По нашему мнению, партеногенетическое развитие эмбрионов у растений относится к эпигенетической изменчивости и связано с получением клетками зародышевых мешков или семяпочек цветка внешних или внутренних сигналов, позволяющих перейти от одной программы развития к другой. Множественность способов воспроизводства семян у ряда растительных видов ( Beta vulgaris L., Cannabis sativa L., Rosa canina L. и видов рода Fragaria L.) иллюстрирует как сходство, так и различия в их наследственных системах. Продемонстрирована решающая роль советских (российских, украинских) биологов в становлении новой (эпигенетической) парадигмы развития и наследственности.
Бесплатно
Эндогенная интоксикация и воспаление: последовательность реакций и информативность маркеров
Статья обзорная
Согласно современной филогенетической теории патологии (В.Н. Титов, 2003, 2013), воспаление - неспецифическая биологическая реакция, обеспечивающая удаление избыточного количества высокомолекулярных макромолекул и поддержание метаболического гомеостаза - эндоэкологии. Повышение концентрации любого метаболита выше физиологического интервала представляет собой загрязнение межклеточной среды. В таких случаях включаются две неспецифические биологические реакции: экскреции - для выведения «биологического мусора» с молекулярной массой менее 70 кД и воспаления - для удаления более крупных молекул и их комплексов с помощью нейтрофилов, резидентных макрофагов, эндотелиальных клеток. Многие десятилетия содержание лейкоцитов в крови используют для оценки воспаления и интоксикации. Однако на молекулярном уровне необходима четкая дифференциация метаболитов, активирующих лейкоциты, и метаболитов, в избытке образующихся в результате активации, так как последние нарушают молекулярный гомеостаз и могут повреждать клетки и ткани. Рассматривается информативность лейкоцитарного индекса интоксикации Я.Я. Кальф-Калифа, показателей концентрации веществ низкой и средней молекулярной массы, среднемолекулярных пептидов, общего и эффективного альбумина как маркеров эндогенной интоксикации (М.Я. Малахова, 2005). Показано, что первичным агентом, активирующим нейтрофилы и некоторые звенья гуморального иммунитета, служит липополисахарид (эндотоксин) грамотрицательной микрофлоры (M.Yu. Yakovlev, 2003; O.W. McIntyre, 2011). Избыточное поступление эндотоксина возможно при патологии кишечника, печени, активации симпатоадреналовой системы, а также с кормом и воздухом. Перегрузка систем и органов элиминации эндотоксина вызывает вторичную иммунную недостаточность, которая, в свою очередь, становится причиной острых и хронических воспалительных процессов различной локализации. Предлагается рассматривать липополисахарид грамотрицательной микрофлоры в качестве первичного агента эндогенной интоксикации, а все метаболиты, образующиеся в повышенных концентрациях в результате активации сегментоядерных нейтрофилов (активные формы кислорода, окисленные белки, продукты пероксидного окисления липидов и протеолиза) - как вторичные. Такой подход позволяет выделить разные точки приложения для терапии эндогенной интоксикации. Первой может быть устранение избыточной концентрации липополисахарида в крови за счет ограничения его образования и поступления из внутренних и внешних источников, а также с помощью различных методов активного связывания и выведения эндотоксина (С.В. Смирнов с соавт., 2003; K. Battenschoen с соавт., 2010). В качестве второй рассматривается снижение концентрации вторичных метаболитов в крови и тканях.
Бесплатно
