Обзоры, проблемы. Рубрика в журнале - Сельскохозяйственная биология
Применение разделенной по полу спермы в современном животноводстве (обзор)
Статья обзорная
Развитие биотехнологий в молочном скотоводстве направлено на интенсификацию селекционного процесса, повышение продуктивности и экономической эффективности воспроизводства. Одна из ключевых технологий, позволяющих целенаправленно влиять на пол потомства и качество стада, - использование разделенной по полу (сексированной) спермы. Эта технология особенно актуальна в молочном направлении, где рождение телочек имеет решающее значение для формирования ремонтного молодняка и усиления генетического прогресса (G.E. Seidel Jr., 2003; Е.А. Олексиевич, 2020). Первая успешная технология определения пола сперматозоидов была основана на проточной цитометрии (B.L. Gledhill с соавт., 1982), позволившей разделять сперму по содержанию ДНК, окрашенной флуоресцентным красителем Hoechst 33342 (D.L. Garner, 2009). Позднее были разработаны усовершенствованные методы SexedULTRA™ и Sexcel™, направленные на снижение повреждающих факторов в процессе сортировки (G.E. Seidel с соавт., 2014; R.W. Lenz с соавт., 2017). Несмотря на высокую точность технологии, разделение спермы по полу оказывает негативное влияние на морфологию и физиологические характеристики сперматозоидов: увеличивается фрагментация ДНК, снижается содержание АТФ и подвижность (А.И. Абилов с соавт., 2021; М.И. Дунин, 2010). Было также выявлено, что краситель и лазер вызывают фототоксические и термические повреждения, нарушающие митохондриальную активность в сперматозоидах (D. Rath с соавт., 2013). Фертильность сексированной спермы существенно варьирует и зависит от целого ряда факторов: физиологического состояния животного, кратности осеменения, точности синхронизации овуляции, условий содержания и квалификации персонала. У телок при правильно подобранной схеме осеменения и соблюдении технологии частота стельности может достигать 55-60 % (G.E. Seidel Jr. с соавт., 1999; S. Diers с соавт., 2020), тогда как у дойных коров она, как правило, колеблется в пределах 21-45 % (D.L. Garner с соавт., 2013; K. Oikawa с соавт., 2019). Кроме того, в последние годы ведутся разработки альтернативных методов разделения спермы. Среди них иммунологический подход, основанный на различии белков поверхности X- и Y-сперматозоидов (E. Barsuren с соавт., 2018); метод с использованием наночастиц золота и магнитной сортировки; протеомный анализ мембран сперматозоидов для идентификации маркеров пола (J. Quelhas с соавт., 2021). Эти методы находятся на экспериментальной стадии, однако демонстрируют потенциал для повышения точности и снижения негативных последствий сортировки. Применение разделенной по полу спермы в сочетании с программами трансплантации эмбрионов расширяет возможности направленного воспроизводства, особенно при использовании высокопродуктивных доноров. Однако при производстве in vitro отмечено снижение процента дробления и выхода качественных бластоцист (R.D. Wilson с соавт., 2005). Тем не менее последние разработки позволяют успешно применять схемы трансплантации эмбрионов с использованием разделенного по полу семени, особенно при четком соблюдении технологических регламентов (Н.А. Зиновьева, 2020; A. Velazquez с соавт., 2020). Таким образом, несмотря на высокую стоимость, чувствительность к условиям хранения и сниженные показатели фертильности, технология сексированной спермы остается востребованной и перспективной в молочном скотоводстве. Она позволяет эффективно управлять генетическим потенциалом стада и ускорять селекцию (D.J. Cottle с соавт., 2018; M. Osada с соавт., 2019). Дальнейшие исследования по улучшению технологии сортировки, повышению фертильности и интеграции с другими репродуктивными методами представляют значительный интерес как для научного сообщества, так и для предприятий.
Бесплатно
Статья обзорная
Основные требования к современным вакцинным препаратам - эффективность, надежность и отсутствие побочных действий (безвредность). Повышение требований к безопасности и чистоте препаратов стимулировало как развитие традиционных препаратов, так и создание искусственных вакцин нового поколения - субъединичных, рекомбинантных, антиидиотипических, ДНК-вакцин и др. Технология получения рекомбинантных белков доказала свое преимущество при разработке широкого спектра терапевтических и лечебных препаратов против инфекционных болезней человека и животных (S. Khan с соавт., 2016). В 2011 году создано шесть лекарственных препаратов на основе технологии Fc-фьюжирования белков. Большинство этих Fc-химерных протенинов влияют на рецептор-лигандные взаимодействия как антагонисты, либо блокирующие связывание рецептора, например ЭнбрелÒ (этанерцепт; «Amgen», США), ЗалтрапÒ (афлиберцепт; «Sanofi», Франция), АркалистÒ (рилонацепт; «Regeneron», США), либо прямо стимулирующие рецепторную функцию, вызывающие снижение (АмевивÒ - алефацепт; «Astellas», США) или повышение (ЭнплейтÒ - ромиплостим; «Amgen», США) активности иммунного ответа...
Бесплатно
Проблема безопасного использования подсолнечника (Helianthus annuus L.) для пищевых и кормовых целей
Статья обзорная
Риски, связанные с контаминацией агропродукции микотоксинами, были и остаются в центре пристального внимания мировой науки. В последние десятилетия особая обеспокоенность была связана с состоянием урожая зерна, предназначенного для продовольственных и кормовых целей. В настоящее время в большинстве зернопроизводящих стран достигнут значительный прогресс в идентификации основных токсинообразующих микромицетов и оценке опасности, обусловленной распространением микотоксинов (T.Yu. Gagkaeva с соавт.,2004; Г.П. Кононенко с соавт., 2008, 2009; P.M. Scottс соавт., 2012). Для второй по значимости группы сельскохозяйственных растений - масличных культур (подсолнечник, соя, арахис, рапс, хлопчатник) в подобных исследованиях наблюдается значительное отставание.Подсолнечник возделывается практически во всех регионах мира, пригодных для земледелия.Ареал его промышленного выращивания также чрезвычайно широк. В группу мировых лидеров по производству семян подсолнечника входят Российская Федерация, Украина, Аргентина, Индия, Китай...
Бесплатно
Продуктивное долголетие животных, способы его прогнозирования и продления
Статья обзорная
Удлинение сроков продуктивного использования животных - важнейшая проблема в разведении молочного и молочно-мясного скота, свиноводстве и других отраслях животноводства. Целью настоящей работы стал обзор влияния различных генотипических и паратипических факторов на продолжительность жизни, продуктивное долголетие поголовья, а также анализ способов их прогнозирования и продления. Показано, что с увеличением удоя за лактацию с 2500-3000 до 10000 кг продолжительность продуктивного использования коров снижается с 7-9 до 2-3 лактаций, что повышает себестоимость производства молока (И.И. Клименок с соавт., 2001; J.R. Wright с соавт., 2016 и др.). Увеличение молочной продуктивности сопровождается снижением воспроизводительной функции: удлиняется сервис-период, снижается оплодотворяемость, что вызвано стрессом в результате активации лактационной доминанты (А.И. Абилов с соавт., 2013; Y.С. Schuermann соавт., 2016). Для улучшения воспроизводительной функции и продолжительности использования рекомендуется применять специальные минерально-витаминные добавки (Л.В...
Бесплатно
Производство функциональных яиц. Сообщение III. Роль каротиноидов
Статья обзорная
Изучение роли каротиноидов, особенно ксантофиллов, в профилактике и диетотерапии ряда онкологических, сердечно-сосудистых и глазных болезней человека (E. Bakan с соавт., 2014) привело к тому, что сейчас эти соединения стали рассматриваться не только как средство улучшения окраски и товарного вида желтка яиц, но и как целевые вещества при производстве диетических, дизайнерских и функциональных яиц (V.P. Singh с соавт., 2012). Высокая биодоступность каротиноидов из пищевых яиц (благодаря солюбилизации в липидах желтка) делает их удобным средством обогащения рациона человека (H.-Y. Chung с соавт., 2004). В настоящем обзоре рассматриваются вопросы, связанные с практическим производством яиц, функциональных по каротиноидам: источники каротиноидов в рационах птицы и их сравнительная эффективность, метаболизм ксантофиллов в организме кур и его связь с метаболизмом липидов, влияние различных источников ксантофиллов на здоровье и продуктивность несушек, основные показатели качества яиц, интенсивность окрашивания желтка и содержание в нем ксантофиллов...
Бесплатно
Статья обзорная
Химический метод до сих пор остается наиболее эффективным способом защиты урожая экономически значимых сельскохозяйственных культур и обеспечения его качества. В мировом сельском хозяйстве сейчас используется не менее 150 фунгицидных соединений с различными механизмами действия, а число разработанных на их основе и зарегистрированных продуктов в несколько раз больше. Триазолы и стробилурины относятся к тем фунгицидам, применение которых в 1980-1990-х годах обеспечило прорыв в борьбе с возбудителями наиболее вредоносных болезней (D. Fernández-Ortuño с соавт., 2008). Однако для надежной защиты растений от поражающих их грибов и оомицетов зачастую необходимы многократные обработки фунгицидами, повторяющиеся в течение каждого нового вегетационного сезона, что ухудшает экологическую ситуацию и повышает риск развития резистентности этих фитопатогенов к фунгицидам. Резистентность - наиболее трудно преодолимое последствие фунгицидных обработок (J.A. Lucas с соавт., 2015), которое делает их во многих случаях малоэффективными и экономически неоправданными (K.J. Brent с соавт., 2007; R.P. Oliver, 2014). Попытки борьбы с резистентными формами фитопатогенных грибов и оомицетов посредством увеличения дозировок фунгицидов и кратности обработок бесперспективны, так как вызывают распространение все более и более устойчивых популяций этих патогенов. Доминирующими в современном сельском хозяйстве тенденциями, направленными на его экологизацию, считают сокращение дозировок фунгицидов без снижения эффективности их защитного действия и преодоление резистентности фитопатогенов. В то же время отказ от современных фунгицидов из группы высокого и среднего риска резистентности, в том числе стробилуринов и триазолов, не представляется удачным с практической точки зрения, поскольку они обеспечивают высокоэффективный контроль широкого спектра заболеваний и имеют ряд других преимуществ (А.В. Филиппов с соавт., 2016). Одной из стратегий, способствующих преодолению многих из вышеуказанных противоречий, могла бы стать хемосенсибилизация фитопатогенов, то есть повышение их чувствительности к фунгицидам. Хемосенсибилизация может быть достигнута при сочетании коммерческого фунгицида с нефунгицидным или обладающим незначительной фунгитоксичностью природным соединением (B.C. Campbell с соавт., 2012; V.G. Dzhavakhiya с соавт., 2012). При этом используются концентрации, которые недостаточны для подавления патогена при раздельной обработке агентами, но при их совместном применении достигается синергетический фунгицидный эффект, в том числе значительно превышающий таковой при дозировках фунгицида, к которым нечувствительны резистентные штаммы. Вещества-хемосенсибилизаторы атакуют биохимические и структурные мишени, отличные от тех, на которых нацелено действие фунгицидов, и поэтому не способствуют отбору резистентных форм. В настоящем обзоре перспективность хемосенсибилизации как антирезистентной стратегии усиления защитного эффекта фунгицидов продемонстрирована на примере нескольких экономически значимых фитопатогенных грибов, чувствительность которых к стробилуринам и триазолам может быть многократно усилена при их совместном применении с метаболитами растений и микроорганизмов или с их аналогами. Кроме того, кратко обсуждается проблема развития резистентности фитопатогенных грибов и приемы, препятствующие ее распространению, приведены сведения о типах и основных механизмах резистентности, в частности о тех, которые ответственны за устойчивость к триазолам и стробилуринам, а также представлена информация о механизмах действия некоторых хемосенсибилизаторов.
Бесплатно
Статья обзорная
Трансплантация эмбрионов - это эффективный метод генетического совершенствования крупного рогатого скота, получивший широкое распространение во всем мире (C. Smith, 1988; Н.А. Зиновьева с соавт., 2020). В 2015 году производство эмбрионов, получаемых in vitro (IVP-эмбрионы), впервые превысило число эмбрионов, получаемых по традиционной технологии MOET (IVD-эмбрионы), после чего продолжило расти, достигнув в 2021 году 79,7 % от общего объема произведенных эмбрионов (J.H.M. Viana, 2022). При этом 98,6 % IVP-эмбрионов получают из ооцитов, извлеченных посредством трансвагфинальной УЗИ-ассистированной пункции фолликулов (Ovum Pick-Up, OPU) (Р.Ю. Чинаров с соавт., 2023). В этой связи особую актуальность приобретает повышение результативности OPU/IVP в отношении количественных и качественных характеристик извлекаемых ооцит-кумулюсных комплексов (ОКК) (L.B. Ferré с соавт., 2023). Для повышения результативности OPU находят применение различные подходы: оптимизация технических параметров проведения OPU; проведение OPU на определенной стадии роста и развития фолликулов; увеличение числа одновременно растущих и созревающих фолликулов с помощью гонадотропинов; применение биомаркеров для отбора коров-доноров. Целью настоящего обзора стало рассмотрение факторов и приемов, которые влияют на количественные и качественные характеристики ооцит-кумулюсных комплексов, получаемых посредством трансвагинальной УЗИ-ассистированной пункции фолликулов, для определения направлений и методических подходов совершенствования технологии OPU/IVP. Показано влияние на результативность OPU таких параметров, как диаметр аспирационной иглы и давление вакуума (В.К. Пестис с соавт., 2016; F.A. Ward с соавт. 2000; Р.Ю. Чинаров с соавт., 2022), при этом оптимальные значения параметров зависят от типа оборудования и особенностей проведения процедуры оператором. Установлено, что результативность OPU может быть повышена при извлечении ОКК непосредственно после проявления фолликулярной волны до селекции доминантного фолликула (O.J. Ginther с соавт., 1996), при этом отмечена тенденция повышения компетенции яйцеклеток к развитию с увеличением размера фолликулов (L.J. Hagemann с соавт., 1999). По мнению других авторов, качество ооцитов не зависит от размера фолликулов, а в большей степени определяется фолликулярной фазой донора (M.M. Seneda с соавт., 2001). К технологическим приемам, используемым для приведения коров-доноров в нужную стадию полового цикла, относятся проведение OPU с определенным интервалом между сессиями, удаление доминантного фолликула и гормональная синхронизации полового цикла (M. Qi с соавт., 2013). В качестве способа повышения эффективности OPU заслуживает внимания стимуляция одновременного роста и развития большего числа фолликулов с помощью экзогенных гонадотропинов - фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) и хорионического гонадотропина лошадей (лХГ) (G.A. Bó с соавт., 2014; L.B. Ferré с соавт., 2023), при этом ФСГ в большинстве случаев более эффективен (F. Rivera с соавт., 2011; Ongaratto F.L. с соавт., 2015; Г.Н. Сингина с соавт., 2019). Перспективным подходом повышения результативности OPU считается использование биомаркеров (G. Mazzoni с соавт., 2017; S. Umer с соавт., 2019; R. Kowsar с соавт., 2021). Таким образом, в настоящее время трансвагинальная пункция фолликулов под контролем УЗИ (OPU) - это основной источник яйцеклеток для коммерческого производства эмбрионов коров во всем мире, что обусловливает проведение исследований по повышению результативности OPU. Успехи в развитии технологии OPU/IVP значительны, но необходимо продолжить эксперименты с учетом генетических особенностей пород крупного рогатого скота для определения оптимальных значений технических и технологических параметров процедуры.
Бесплатно
Статья научная
Зерно твердой пшеницы, которое используется в макаронной и крупяной промышленности, должно обладать высокими показателями качества клейковины, которое зависит от многих факторов, в том числе от аллельного состояния генов высокомолекулярных глютенинов, кодирующих субъединицы запасных белков пшеницы (HMW-GS). В настоящей работе впервые показана структура обширной коллекции сортов и селекционных линий-двуручек твердой пшеницы по сочетанию аллельных вариантов генов локуса Glu-1 . Цель работы состояла в идентификации аллельного состояния генов высокомолекулярных глютенинов Glu-A1 и Glu-B1 с применением методов SDS-PAGE и KASP-анализа в коллекции, включающей сорта и перспективные селекционные линии двуручек твердой пшеницы, и оценке их влияния на индекс глютена. Материалом для исследований служила коллекция из 198 селекционных линий и сортов-двуручек твердой пшеницы, собранная в НЦЗ им. П.П. Лукьяненко. Аллельное состояние HMW-GS оценивали методом SDS-PAGE. Величину индекса глютена измеряли с помощью системы Perten Glutomatic® 2100 System («PerkinElmer», США). Для выявления аллельных вариантов генов HMW-GS также применяли KASP-маркеры: Glu-Ax1/x2*_SNP для Glu-A1 и BX7OE_866_SNP для идентификации не отличимых с помощью SDS-PAGE аллелей Glu-B1b (Bx7 + By8) и Glu-B1al (Bx7OE + By8). Маркер BX7OE_866_SNP основан на SNP в промоторной области: вариант С ассоциирован с аллелем Glu-B1al , несущим двойную копию Bx7 в результате дупликации локуса, вариант G - с отсутствием двойной копии Bx7. Вывод об аллельном состоянии генов HMW-GS Glu-A1 и Glu-B1 делали на основании сравнения данных, полученных с помощью KASP-анализа и SDS-PAGE. По результатам исследований было выявлено три аллеля в локусе Glu-A1 и восемь - в локусе Glu-B1 . В подавляющем большинстве изученных образцов присутствовал аллель Glu-A1c (98 %), а на долю образцов с Glu-A1a и Glu-A1b приходилось соответственно 0,5 и 1,5 %. По локусу Glu-B1 наблюдалось численное превосходство образцов с аллелем Glu-B1al (60 %) над образцами, несущими Glu-B1d (17 %) и Glu-B1e (12 %). На долю образцов с субъединицами Bx7 + By8 ( Glu-B1b ) пришлось 3 % исследованных образцов. Мы также выявили редкие аллели Glu-B1h (1 %), Glu-B1i (1 %), а также Glu-B1z (1 %) и Glu-B1z* (5 %). Два последних различались однонуклеотидным полиморфизмом в промоторной области гена, кодирующего Bx7 субъединицу. Прослеживалась тенденция к распространению и закреплению в сортах твердой пшеницы аллеля Glu-B1z* . Также было отмечено положительное влияние Glu-B1d на индекс глютена и негативный эффект Glu-B1e на его величину.
Бесплатно
Растительная клеточная стенка в симбиотических взаимодействиях. Пектины
Статья обзорная
Поскольку растительные клетки, в отличие от животных, неподвижны и ограничены жесткими клеточными стенками, часто свойства растительного внеклеточного матрикса играют решающую роль в развитии растения. Внеклеточный матрикс, в частности клеточные стенки, вовлечены в молекулярный диалог между партнерами во время взаимодействия растений и микроорганизмов при формировании бобово-ризобиального симбиоза (N.J. Brewin, 2004; M.K. Rich с соавт., 2014). Бобово-ризобиальный симбиоз служит удобной моделью для изучения изменений в составе растительной клеточной стенки, вызванных взаимодействием с бактериями. Колонизация клеток хозяина клубеньковыми бактериями - ризобиями включает последовательную перестройку растительно-микробного интерфейса. К бактериальным компонентам симбиотического интерфейса относятся различные поверхностные полисахариды (А.В. Цыганова с соавт., 2012), к растительным - клеточная стенка, межклеточный матрикс и плазматическая мембрана. В представляемом обзоре мы обобщили данные, демонстрирующие участие в бобово-ризобиальном симбиозе пектинов - полисахаридов матрикса клеточных стенок (K.H...
Бесплатно
Статья обзорная
В последние десятилетия во многих регионах мира наблюдается расширение ареалов и повышение вредоносности различных видов клопов-щитников (Heteroptera: Pentatomidae) (A.R. Paniz-zi, 2015; J.E. McPherson, 2018). Ключевую роль в этих процессах, вероятно, играют изменение климата и непреднамеренная интродукция фитофагов в результате интенсификации перевозок различных грузов и развития туризма на фоне присущих многим щитникам полифагии и высокого миграционного потенциала (Д.Л. Мусолин с соавт., 2012; A.M. Walner с соавт., 2014; T. Haye с соавт., 2015; T.C. Leskey с соавт., 2018). На юге России с начала XXI века фиксируют подъемы численности и высокую вредоносность на сое, ряде овощных, плодовых и ягодных культур щитника Nezara viridula (L.), прежде ограниченно распространенного в этом регионе (М.В. Пушня с соавт., 2017; А.С. Замотайлов с соавт., 2018). В Краснодарском крае и республиках Адыгея и Крым потери урожая томата, фасоли, капусты, винограда, малины и других культур от этого клопа в 2017-2019 годах местами достигали 70-90 %. На Черноморском побережье Кавказа (Россия, Абхазия, Грузия) серьезный ущерб сельскохозяйственным и декоративным культурам причиняет завезенный менее 10 лет назад инвазионный клоп Halyomorpha halys (Stål) (И.М. Митюшев, 2016; D.L. Musolin с соавт., 2018). В различных частях вторичного ареала этот полифаг демонстрирует тенденции к расширению трофических связей (D. Lupi с соавт., 2017; M.-A. Aghaee с соавт., 2018; S. Francati с соавт., 2021; V. Zakharchenko с соавт., 2020). При этом на Кавказе основными резерватами N. viridula и H. halys стали разнообразные растения природной и рудеральной флоры по окраинам лесных массивов и вдоль старовозрастных лесополос, что сильно усложняет борьбу с ними (Б.А. Борисов с соавт., 2020). Аборигенный полосатый щитник Graphosoma lineatum (L.) в лесостепной зоне Белгородской области на рубеже XX и XXI веков стал нередко развиваться в двух поколениях за сезон, хотя прежде это наблюдалось только в годы с температурой выше среднемноголетних значений (D.L. Musolin с соавт., 2001). В настоящее время в странах Европы и в России происходит всплеск численности таких щитников, как зеленый древесный щитник Palomena prasina (L.), ягодный клоп Dolycoris baccarum (L.), разукрашенный клоп Eurydema ornata (L.), красноногий щитник Pentatoma rufipes (L.) и пёстрый щитник Rhaphigaster nebulosa (Poda), что сопровождается усилением их вредоносности в отношении культурных и дикорастущих видов растений. В Центральной Америке щитника Antiteuchus innocens Engleman et Rolston прежде не считали серьезным вредителем, однако в последние годы в Мексике отмечают повышенную численность этого вида, что приводит к ослаблению сосновых лесов (F. Holguín-Meléndez с соавт., 2019). Росту численности клопов-щитников и усилению их негативного влияния на растениеводство также способствует отсутствие или запаздывание в разработке защитных мер в отношении инвазионных видов фитофагов.
Бесплатно
Рациональное использование и проблема сохранения локальных пород молочного скота (обзор)
Статья обзорная
В настоящее время глобальной проблемой человечества остается обеднение генофондов и исчезновение пород сельскохозяйственных животных, в связи с чем необходимо обеспечить сохранение биологического разнообразия одомашненных видов животных как основы аграрной деятельности. Цель обзора - анализ научных библиографических отечественных и зарубежных баз данных для оценки современного состояния и численности локальных пород крупного рогатого скота (КРС) молочного направления продуктивности, выявления проблем и поиска возможностей сохранения популяций, находящихся в критическом состоянии и вызывающих опасение в связи с их сокращением. Имеются сообщения о том, что преимущественное разведение специализированного скота или нескольких внутрипородных линий снижает породное и генетическое разнообразие поголовья, а следовательно, может привести к полному исчезновению местных пород скота, характеризующихся уникальными ценными признаками, в том числе резистентностью ко многим заболеваниям (О. Mwai с соавт., 2015; E.A. Lozada-Soto с соавт., 2022). Использование в молочных стадах Российской Федерации в доминирующей степени голштинов черно-пестрой и красно-пестрой масти зарубежной селекции, характеризующихся слабой конституцией, низкими воспроизводительными качествами, генетическими заболеваниями и рядом других нежелательных свойств, привели к снижению резистентности животных, объемов производимого молока и продуктивного использования. Мировая практика по использованию в селекционном процессе одной-трех пород в нашей стране неприемлема ввиду многообразия экологических зон, а также различий в природно-климатических, кормовых, организационно-технологических условиях на обширной территории (Г.Е. Сулимова с соавт., 2016; L.F. Brito с соавт., 2021). В настоящее время продолжается вытеснение местных пород экономически более выгодными заводскими, что значительно сужает генетическое разнообразие; следовательно, необходимо сохранять местные породные ресурсы (А.Х. Абдурасулов с соавт., 2019; M.B. Ulimbashev с соавт., 2018; И.Ю. Долматова с соавт., 2011). На грани исчезновения находятся генетически ценные отечественные популяции крупного рогатого скота - якутский скот, истобенская, красная тамбовская, тагильская, красная горбатовская, численность которых варьирует от нескольких десятков до сотен голов (И.А. Паронян, 2016). К сокращающимся по численности и ареалу можно отнести костромскую, суксунскую, ярославскую, красную степную, бестужевскую и симментальскую породы с поголовьем от нескольких сотен до нескольких тысяч голов (И.А. Паронян, 2016). Проблема защиты и сохранения биоразнообразия пород КРС актуальна и в других странах. Во всем мире существует множество пород, которые производят высококачественные продукты животноводства, эффективное использование таких пород будет способствовать их сохранению. О значительном вкладе локальных молочных пород в национальное производство молока свидетельствуют исследования в Индии (A. Kumar с соавт., 2022) и Эфиопии (H. Ayalew с соавт., 2018). Италия - одна из немногих стран мира, где на относительно небольшой территории имелось значительное разнообразие пород животных. Однако многие из них, преимущественно адаптированных к конкретным условиям окружающей среды, потеряны либо находятся под угрозой исчезновения. К одной из исчезающих молочных пород крупного рогатого скота этой страны относится агеролезская, уникальность которой заключается в том, что в результате многовекового отбора, обусловленного неблагоприятной окружающей средой и отсутствием пастбищ, выведены животные с превосходными органолептическими характеристиками молока, которые ценятся при производстве сливочного масла и таких видов сыра, как моцарелла и какиокавалло (V. Peretti с соавт., 2013). Процесс восстановления отечественного генофонда локальных пород крупного рогатого скота будет ожидаемо длительным и дорогостоящим, но он необходим, чтобы предотвратить его необратимую утрату.
Бесплатно
Статья обзорная
В настоящее время достигнут значительный прогресс в области генетической модификации сельскохозяйственной птицы. Разработаны методы и методические подходы по введению рекомбинантных генов в клетки птиц. Их эффективность варьирует в зависимости от объекта исследований, клеток-мишеней, выбранных для введения рекомбинантной ДНК, и способа их трансформации. В качестве клеток-мишеней для внесения направленных модификаций рассматриваются клетки бластодермы, примордиальные зародышевые клетки, сперматогонии, спермии, клетки яйцевода. Генетическую трансформацию клеток-мишеней можно осуществить посредством ретровирусных, лентивирусных и аденовирусных векторов, электропорации, липофекции. Выделяют три основные стратегии создания генетически модифицированной птицы: введение генетических конструкций непосредственно в эмбрион (J. Love с соавт., 1994; Z. Zhang с соавт., 2012) или в отдельные органы и ткани взрослых особей (Д.В. Белоглазов с соавт., 2015; S. Min с соавт., 2011); трансфекция клеток-мишеней в культуре in vitro и их последующая трансплантация в эмбрион или органы-мишени (M.-C. van de Lavoir с соавт., 2006; B. Benesova с соавт., 2014); трансформация спермиев in vitro и осеменение самок трансформированной спермой (E. Harel-Markowitz с соавт., 2009). Эти подходы применялись при разработке методов редактирования генома клеток птиц. Изучена возможность модификации клеток птиц посредством различных систем редактирования, в частности ZFN (zinc finger nuclease), TALEN (transcription activator-like effector nucleases) и CRISPR/Cas9 (clustered regularly interspaced palindromic repeats). К перспективным направлениям использования этой технологии в птицеводстве относятся изучение функций генов (N. Véron с соавт., 2015), получение рекомбинантных протеинов в составе яичного белка (I. Oishi с соавт., 2018), улучшение хозяйственно ценных и продуктивных качеств (J. Ahn с соавт., 2017), повышение устойчивости к инфекционным заболеваниям (A. Koslová с соавт., 2020; R. Hellmich с соавт., 2020). С помощью технологии редактирования генома получены куры с нокаутом генов тяжелой цепи иммуноглобулина (B. Schusser с соавт., 2013; L. Dimitrov с соавт., 2016), овомуцина (I. Oishi с соавт., 2016), миостатина (G.-D. Kim с соавт., 2020), а также с интегрированным геном бета-интерферона человека (I. Oishi с соавт., 2018). Выведены перепела с нокаутом генов миостатина (J. Lee с соавт., 2020) и меланофилина (J. Lee с соавт., 2019). В ряде исследований показана простота, безопасность и доступность системы редактирования CRISPR/Cas9 для модификации генома сельскохозяйственной птицы, что позволяет рассматривать эту систему как эффективный инструмент для создания и коммерческого использования пород и линий птиц с улучшенными качествами в рамках реализации крупномасштабных селекционных программ по повышению качества птицеводческой продукции. В настоящем обзоре рассмотрены основные методы и методические подходы по генетической модификации сельскохозяйственной птицы, в том числе с привлечением различных систем редактирования генома, а также основные направления и перспективы применения этой технологии в птицеводстве.
Бесплатно
Репродуктивная функция коров (Bos taurus) под влиянием различных кисспептинов (обзор)
Статья обзорная
Кисспептины (КП), представляющие собой семейство пептидов различной длины, и их рецептор (KISS1R) совместно с гонадотропин-рилизинг-гормоном (Гн-РГ), гонадотропинами (лютеинизирующий и фолликулостимулирующий гормоны) и половыми стероидами, - важные регуляторы репродукции у животных (S. Ohkura с соавт., 2009; K.-L. Hu с соавт., 2018). Активное изучение КП началось в 2003 году, однако в настоящее время собрано недостаточно сведений о возможностях целенаправленно и эффективно управлять половым циклом коров Bos taurus (особенно молочного направления) с помощью КП (B.R. Alves и соавт., 2015; T. Songphasuk и соавт., 2021). КП продуцируются главным образом в нейронах различных ядер гипоталамуса (V. Prashar с соавт., 2023). Расположение таких нейронов видоспецифично, поэтому подходы к управлению с их помощью репродуктивной функцией могут различаться (A. Gunn и соавт., 2020). КП - это продукты гидролиза гидрофобного прогормона, кодируемого геном kiss1 . Сначала КП гидролизуется до КП-53, который в дальнейшем распадается до более коротких пептидов (КП-14, КП-13 и КП-10), обладающих различной биологической активностью (A.E. Oakley и соавт., 2009; J. Tomikawa и соавт., 2010). Нейроны, продуцирующие КП, также коэкспрессируют пептидные нейротрансмиттеры - нейрокинин B (NKB) и динорфин, что определило название этой популяции нервных клеток (KNDy-нейроны, кисспептин/нейрокинин B/динорфин) (R.L. Goodman и соавт., 2013; Q. Xie и соавт., 2022). У крупного рогатого скота (КРС) KNDy-нейроны в основном присутствуют в аркуатном ядре гипоталамуса, которое считается важным как для положительной, так и для отрицательной обратной регуляции синтеза Гн-РГ половыми стероидами (A. Hassaneen и соавт., 2016; Y. Uenoyama и соавт., 2021). С использованием гистохимического метода продемонстрировано, что активация KNDy-нейронов у КРС зависит от фазы полового цикла (A. Hassaneen с соавт., 2016). Кисспептин-, нейрокинин В-, и динорфин-иммунореактивные клеточные тела и волокна обнаружены по всему аркуатному ядру гипоталамуса во всех фазах. В отличие от аркуатного ядра, многочисленные кисспептин-иммунореактивные клеточные тела обнаружены в преоптической области гипоталамуса в фолликулярную фазу цикла, тогда как в лютеиновую фазу зафиксировано лишь несколько иммунореактивных клеточных тел. Что касается нейрокинина В, то в преоптической области обнаружено небольшое количество нейрокинин В-иммунореактивных клеточных тел и волокон как в фолликулярную, так и в лютеиновую фазы. При этом динорфин-иммунореактивных клеточных тел и волокон в фолликулярную фазу было больше, чем в лютеиновую. В этом отношении КРС ближе к овцам и приматам, включая человека (V.M. Tanco с соавт., 2016). С первоначальной идентификации KND-нейронов, продуцирующих КП, остается большое число нерешенных вопросов, касающихся функции различных популяций этих нервных клеток в зависимости от локализации, а также о возможностях новых технологий для их изучения, в том числе применительно к Bos taurus . Существует необходимость изучения различных концентраций кисспептинов и их влияния на возможность овуляции у коров. В настоящем обзоре рассмотрены основные сведения о локализации и структурно-функциональной характеристике КП Bos taurus , о распределении и функции нейронов КП в головном мозге, о содержании КП в крови и их влиянии на органы репродуктивной системы. Отдельно освещены вопросы экзогенной регуляции КП функционирования репродуктивной системы у Bos taurus . Основное внимание уделено исследованиям, где главным объектом были животные вида Bos taurus.
Бесплатно
Статья обзорная
В представленном обзоре в качестве непродуктивных признаков, учитываемых при селекции исходных линий птицы, рассматриваются развитие асцита, предрасположенность к расклевам, устойчивость к действию стресс-факторов, первичный иммунный ответ. Отбор по одному из таких признаков вызывает изменения показателей, характеризующих как репродуктивную, так и другие функции организма. У высокопродуктивных мясных кроссов кур (в отличие от медленно растущих цыплят) часто проявляется асцитный синдром (R. Wideman, 2001). Гибель цыплят-бройлеров вследствие асцитов составляет 5-10 %, а при пониженных температурах может достигать 50 % от объемов мирового производства (H. Pavlidis с соавт., 2007). Предпосылки к развитию этого расстройства формируются уже в период эмбриогенеза (E. Decuypere с соавт., 2000). У эмбрионов - потомков особей с не предрасположенным к асциту генотипом относительная масса сердца достоверно больше, а наклев скорлупы и вывод происходят раньше, чем у предрасположенного генотипа, для эмбрионов которого характерны гипотиреоз и тахикардия (D. Luger с соавт., 2002). Обнаружено удлинение периода инкубации яиц от предрасположенной к асциту линии, что может инициироваться сниженной активностью щитовидной железы, увеличенным pCO 2 в воздушной камере яиц и, как следствие, гипоксией эмбрионов. Выявлена прямая корреляция показателей, характеризующих развитие легких и активность щитовидной железы в период эмбриогенеза: объем легких оказывался тем больше, чем выше концентрация тиреоидных гормонов, и наоборот (M. Hassanzadeh с соавт., 2008). Причем у цыплят, обладающих лучше развитыми легкими, но выращиваемых в провокационных условиях хронической гипоксии, смертность от асцитов оказалась достоверно меньше. Смертность в провокационных условиях выращивания составила у бройлеров чувствительной (Л +) и резистентной (Л -) линий соответственно 93,2 и 9,0 % (S. Druyan, 2009). Число сердечных сокращений у 1-суточных цыплят Л + и Л - достоверно различалось (в среднем соответственно 435 и 404 уд/мин), но к 17-м сут выращивания разница практически нивелировалась (419 и 417 уд/мин), причем у первых за счет уменьшения числа сокращений, у вторых - вследствие его увеличения. Есть основания заключить, что одним из способов профилактики развития синдрома асцита у цыплят-бройлеров и повышения сохранности поголовья может послужить режим инкубации яиц, адекватный соответствующему генотипу мясных кур. Дивергентный отбор по признакам расклевов и выщипывания перьев обусловливает дифференцировку поголовья по состоянию нейроэндокринной и иммунной систем (A. Buitenhuis, 2006). Успешная селекция на уменьшение расклевов и выщипывания перьев ассоциируется с улучшением показателей яичной продуктивности (число и масса яиц), но ухудшением качества инкубационных яиц, результатов инкубации, состояния выведенного молодняка, а также изменениями стрессореактивности и(или) иммунного ответа. Так, число расклевов у Л - оказалось достоверно меньше, чем у Л +, а число и масса яиц, снесенных за 1 мес, больше: соответственно 0,38 и 2,01 расклева за 1 ч, 1223 и 1132 г, 24,4 и 18,3 шт. Однако качество яйца у Л + было лучше, чем у Л -: единицы Хау - 73,0 и 64,9, толщина скорлупы - 38,1 и 37,0 мм, доля желтка - 30,6 и 29,5 % (G. Su, 2006). Особенности репродуктивной функции сельскохозяйственной птицы разных генотипов, вызванные направленной селекцией, следует компенсировать оптимизацией состава рационов, условий содержания, а при получении от них потомства - посредством индивидуализации режимов инкубации яиц и выращивания молодняка.
Бесплатно
Статья обзорная
В обзоре впервые в русскоязычной специальной литературе обобщаются и обсуждаются научные исследования, которые посвящены особенностям воспроизводительной функции у высокопродуктивной сельскохозяйственной птицы, обусловленным старением родительского стада. Основное внимание уделено изменениям качества инкубационных яиц, метаболизма, роста и развития в пре- и постнатальный периоды онтогенеза. Анализ результатов инкубации яиц от 511 стад мясных кур из Нидерландов за 2004-2006 годы (7,5 млн шт., более 24000 партий) показал, что возраст родителей оказывает доминирующее влияние на выводимость яиц по сравнению с хранением яиц и генотипом (H. Yassin с соавт., 2008). По мере старения самки несут яйца большей массы, с увеличенным соотношением желток/белок. Так, у уток с 26-й по 31-ю нед оно росло с 0,5 до 0,6 (T.J. Applegate с соавт., 1998), у индеек линий Hybrid и Nicholas с 30-й по 60-ю нед - с 0,4 до 0,5 (J.A. Hamidu с соавт., 2011), у кур Arbor Acres с 26-й по 35-ю нед - с 0,4 до 0,5 (E.D. Peebles с соавт., 2000). Существенно ухудшается качество скорлупы, в том числе уменьшаются толщина и прочность (П.П. Царенко с соавт., 2012). Потеря массы инкубируемыми яйцами, снесенными за период продуктивного использования самок, обратно пропорциональна толщине скорлупы. Эти изменения - следствие развивающихся с возрастом нарушений интенсивности метаболизма кальция в организме несушек. Например, содержание кальция в сыворотке крови у кур кросса Ломанн белый снижалось с 4,82 ммоль/л (возраст 18 нед) до 2,73 ммоль/л к концу яйцекладки (возраст 80 нед) (Т.И. Середа с соавт., 2011). Ассимиляция липопротеинов эмбрионами-потомками, полученными от кур в начале яйцекладки, снижена (M.A. Latour с соавт., 1998). С возрастом матерей у эмбрионов увеличивается образование и выделение метаболического тепла через скорлупу. У яиц от матерей старших возрастов повышается проницаемость скорлупы, что вызывает угрозу контаминации содержимого бактериями (A. Rodríguez-Navarro с соавт., 2013). Основные показатели репродуктивной функции изменяются параболически. У яиц от 26-30-, 34-38- и 58-62-недельных мясных кур оплодотворенность и выводимость составляли соответственно 92,7; 96,7; 80,3 % и 84,1; 87,9; 83,4 % (J.A. Hamidu с соавт., 2007; H. Bergoug с соавт., 2013), а плодовитость 17,6; 18,1; 5,5 гол. (А.К. Османян, 2014). Время инкубации яиц, снесенных во второй половине продуктивного периода, меньше по сравнению с таковым для яиц от несушек в первую половину этого периода (A.M. Ulmer-Franco с соавт., 2010). Пупок у цыплят, выведенных из яиц несушек в заключительный период яйцекладки, может быть не полностью закрыт, что увеличивает вероятность проникновения микрофлоры (H. Yassin с соавт., 2009). Молодняк, получаемый от родителей старших возрастных групп, характеризуется большей живой массой, но низкой жизнеспособностью. Если эмбриональная смертность в случае 28- и 65-недельных кур-матерей достигала 2,7 и 8,9 %, то живая масса полученных от них суточных цыплят - соответственно 36,5 и 45,3 г (B. Yilmaz-Dikmen с соавт., 2009). За первую неделю выращивания гибель цыплят из яиц от 25-, 38-44- и 60-недельных мясных кур составила 1,82; 1,02 и 1,20 % (H. Yassin ссоавт., 2009). Следует учитывать изменения качества яиц, роста и развития эмбрионов и цыплят, происходящие по мере старения родительского стада, ранжируя яйцо перед закладкой в инкубатор как по массе, так и по возрасту родителей для формирования унифицированных партий. Тем самым будет обеспечено получение групп молодняка с тождественными адаптационными возможностями. Изменение выделения водяных паров и метаболического тепла через скорлупу яиц в зависимости от периода продуктивности у несушек целесообразно компенсировать температурно-влажностным режимом инкубационных шкафов.
Бесплатно
Статья обзорная
В зависимости от режима предынкубационного хранения (продолжительность, температура и влажность воздуха) изменяются физико-химические характеристики компонентов яйца. Из-за выделения воды и СО2 через скорлупу повышается рН белка и желтка, что, в свою очередь, влияет на активность ферментов и снижает бактерицидность дейтоплазмы. В желтке модифицируется состав аминокислот, развивается процесс перекисного окисления липидов (М.Н. Аргунов с соавт., 2015). Происходит деструкция вителлиновой мембраны и подскорлупных оболочек. Старение яиц вызывает гибель клеток бластодермы вследствие некроза и апоптоза (S. Bloom с соавт., 1998). Сдвигается вторичное половое соотношение (M. McDonald, 1960; М. Тагиров , 2010; M. Boerjan, 2016). Ухудшается результативность инкубации и выращивания молодняка (G. Fasenko, 1992; V. Christensen c соавт., 2001; K. Tona с соавт., 2003; P., Hristakieva 2011; D. Terčič с соавт., 2016). У цыплят, полученных из хранившихся яиц, снижается иммунокомпетентность (М...
Бесплатно
Репродуктивные биомаркеры коров - современное состояние исследований и перспективы (обзор)
Статья обзорная
Продукция эмбрионов in vitro (IVP-эмбрионы) с использованием ооцитов, извлекаемых посредством аспирации овариальных фолликулов (OPU), - традиционная на сегодняшний день практика в племенном разведении крупного рогатого скота (КРС) (Р.Ю. Чинаров с соавт., 2023; L.B. Ferré с соавт., 2023). Несмотря на существенные успехи, достигнутые в этой области, стоит задача повышения числа пригодных для трансплантации эмбрионов, получаемых за один сеанс OPU, поскольку это напрямую влияет на экономическую эффективность программ трансплантации эмбрионов. Принимая во внимание непосредственное участие в регуляции репродуктивных функций самок половых гормонов, их содержание в крови рассматривается в качестве потенциальных предикторов результативности технологии OPU/IVP (Р.Ю. Чинаров, 2024). Цель настоящего обзора - анализ современного состояния и результатов исследований ассоциаций между содержанием в крови половых гормонов разных классов и эффективностью вспомогательных репродуктивных технологий для определения потенциальных предикторов повышения результативности технологии OPU/IVP у крупного рогатого скота. В исследованиях, проведенных на различных породах европейского (Bos taurus) и зебувидного (Bos indicus) КРС, выявлены связи содержания в фолликулярной жидкости и/или крови прогестерона, эстрадиола-17β, фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) и антимюллерова гормона (АМГ) с результативностью OPU. Более высокие концентрации прогестерона в сыворотке крови коров породы Сахивал (Sahiwal) были ассоциированы с более высоким числом фолликулов, пригодных для аспирации (nФ), общим числом извлекаемых ооцит-кумулюсных комплексов (ОКК) и числом жизнеспособных ОКК (M. Nawaz с соавт., 2022). Помеси Bos taurus × Bos indicus , имеющие средние концентрации прогестерона в сыворотке крови, характеризовались более высокой долей развития бластоцист (%БЛ) (L.F.M. Pfeifer с соавт., 2009). Более высокие концентрации эстрадиола-17β в фолликулярной жидкости были ассоциированы с более высокими значениями nФ у помесных мясных телок (F. Mossa с соавт., 2010) и нестельных коров голштинской породы (K. Sakaguchi с соавт., 2019), а также более высоким значением %БЛ у телок-доноров голштинской породы (N. Araki с соавт., 1998). Более высокие значения показателя %БЛ достигались у телок-доноров истобенской породы, имеющих более высокие значения отношения концентрации эстрадиола-17β в сыворотке крови к числу ОКК (Р.Ю. Чинаров с соавт., 2025). Установлены обратные зависимости концентрации ФСГ в сыворотке или плазме крови со значениями nФ у телок и нестельных коров голштинской породы (J.M. Haughian с соавт., 2004; K. Sakaguchi с соавт., 2019), у не лактирующих молочных коров (F. Mossa с соавт., 2010), у телок и лактирующих коров мясного КРС (J.J. Ireland с соавт., 2007; J. Singh с соавт., 2004). Более высокие концентрации АМГ были ассоциированы с более высокими значениями nФ у телок - доноров эмбрионов голштинской породы (B.M. Guerreiro с соавт., 2014; A. Vernunft с соавт., 2015), у высокопродуктивных молочных коров (A.H. Souza с соавт., 2015), у лактирующих коров тагильской породы (Р.Ю. Чинаров с соавт., 2024), у мясного скота Ханву (N. Ghanem с соавт., 2016), японского черного скота (H. Hirayama с соавт., 2019), зебувидного скота породы Nelore (B.M. Guerreiro с соавт., 2014). Таким образом, результаты проведенного анализа показали наличие ряда ассоциаций половых гормонов с эффективностью вспомогательных репродуктивных технологий у различных пород крупного рогатого скота. В этой связи мониторинг концентрации половых гормонов в сыворотке крови самок может стать полезным инструментом отбора доноров для проведения OPU и прогнозирования эффективности получения IVP-эмбрионов у КРС. Целесообразны дальнейшие исследования ассоциаций половых гормонов с результативностью OPU/IVP на различных породах КРС с учетом возраста и физиологического состояния доноров, а также технологических режимов их использования.
Бесплатно
Риски возникновения микотоксикозов рыб в условиях аквакультуры (обзор)
Статья обзорная
Современная аквакультура рыб относится к масштабным и стремительно развивающимся отраслям мирового производства (FAO, 2018). С целью повышения качества выращиваемой продукции активно ведется поиск эффективных способов контроля безопасности искусственных кормов (J. Bostock с соавт., 2010). По результатам мониторинговых проектов, выполненных в Аргентине, Бразилии, США, Китае, Корее и странах Центральной Европы (C. Pietsch с соавт., 2013; B.T.C. Barbosa с соавт., 2013; M. Greco с соавт., 2015; L. Pinotti с соавт., 2016), ситуация по загрязненности комбикормов для рыб микотоксинами признана чрезвычайно серьезной как по распространенности и содержанию, так и по сочетанной встречаемости (I. Matejova с соавт., 2017; C. Pietsch, 2019). В российском рыбоводстве, которое в последние годы стало многопрофильным направлением сельского хозяйства, специалистами академической и вузовской науки, а также отраслевых НИИ разработаны рецептуры комбикормов, учитывающие возрастные и видовые особенности рыб (Ю.А. Желтов, 2006; В.Я. Скляров, 2008; И.Н. Остроумова, 2012; Гамыгин Е.А. с соавт., 2013), и подробно рассмотрена проблема их микробной контаминации (И.В. Бурлаченко, 2008). В Российской Федерации для комбикормовой продукции введены обязательные требования на соответствие показателям качества и безопасности (ГОСТ 10385-2014) и создана современная методическая база для проведения микотоксикологического контроля (ГОСТ 31653-2012, ГОСТ 31691-2012, ГОСТ 32587-2013, ГОСТ 34108-2017, ГОСТ Р 51116-2017). Цель настоящего обзора - актуализация сведений о контаминации микотоксинами сырья для производства аквакормов, обобщение мировых данных по характеру острого действия наиболее вероятных контаминантов, а также анализ клинических признаков, патолого-анатомических и биохимических изменений, сопровождающих острые и хронические микотоксикозы рыб. За последние годы получены убедительные подтверждения того, что в группу наиболее распространенных контаминантов отечественных сырьевых ингредиентов (пшеничной, ячменной и кукурузной муки, отрубей, подсолнечного жмыха и шрота) входят Т-2 токсин, дезоксиниваленол, фумонизины группы В и зеараленон, относящиеся к фузариотоксинам, а также альтернариол, охратоксин А, цитринин, циклопиазоновая кислота, микофеноловая кислота и эмодин (Г.П. Кононенко с соавт., 2018, 2019). Анализ массива мировых данных по экспериментальным микотоксикозам карпа обыкновенного ( Cyprinus carpio ), канального сома ( Ictalurus punctatus ), амура белого ( Ctenopharyngodon idella ), нильской тиляпии ( Oreochromis niloticus ), радужной форели ( Oncorhynchus mykiss ), атлантического лосося ( Salmo salar ) разных возрастных групп показывает, что фузариотоксины следует причислить к ключевым факторам риска и направить усилия на определение их безопасных пороговых значений. Интоксикации, вызванные охратоксином А, остаются недостаточно изученными, а ситуация в отношении остальных возможных контаминантов комбикормового сырья - неясной. Обоснованные предложения по регламентации количества микотоксинов в кормах для рыб приведены лишь по Т-2 токсину для карпа обыкновенного (В.Т. Галаш, 1988), дезоксиниваленолу для белого амура (C. Huang с соавт., 2018, 2019, 2020) и атлантического лосося (A. Bernhoft с соавт., 2018), фумонизину B1 для канального сома (M.N. Li с соавт., 1994, S. Lumlertdacha с соавт., 1995). Данные по степени сохранения этих микотоксинов в тканях рыб ограничены (C. Pietsch с соавт., 2014, 2015; A. Ananter с соавт., 2016), поэтому регламенты по их остаточным количествам в продукции до сих пор не приняты. Однако поиск новых подходов к корректной оценке последствий негативного действия микотоксинов и трансмиссии в рыбную продукцию продолжается.
Бесплатно
Статья обзорная
Моноциты и макрофаги служат мишенями для многих лентивирусов животных, в том числе вируса инфекционной анемии лошадей (И.П. Савченкова с соавт., 2017). Сложность патогенеза и недостаточная изученность ретровирусных инфекций обусловливают необходимость поиска адекватной клеточной модели для их изучения in vitro. В связи с этим получение макрофагов в процессе направленной дифференцировки эмбриональных стволовых клеток (ЭСК), в том числе генетически трансформированных генами лошади, представляет интерес для ветеринарии (И.П. Савченкова с соавт., 2016). Мышиные ЭСК, выделенные из предымплантационных эмбрионов (M.J. Evans с соавт., 1981; G.R. Martin, 1981), имеют уникальные свойства по сравнению с другими типами клеток (T.C. Doetschman с соавт., 1985; И.П. Савченкова с соавт., 1996; A.M. Wobus с соавт., 2003), что выражается в их неограниченной способности пролиферировать и формировать при индукции in vitro все типы клеток эмбриона и взрослого организма. Они могут быть ценным источником для получения in vitro всех видов тканей и органов млекопитающих для экспериментального анализа, в том числе для изучения и моделирования раннего гемопоэза в культуре. В обзоре обсуждаются вопросы, связанные с дифференцировкой ЭСК в направлении гемопоэза in vitro (A.L. Olsen с соавт., 2006; I. Orlovskaya с соавт., 2008; J.A. Briggs с соавт., 2017). Для этого используют различные методические подходы, которые имеют свои преимущества и недостатки. Рассматривается влияние цитокинов, факторов роста гемопоэза и фидерных слоев, представленных монослоем стромальных клеток, на дифференцировку ЭСК in vitro. Уделяется внимание непрямому методу дифференцировки посредством создания эмбриональных телец (ЭТ) in vitro и имитации микросреды. Показано влияние микроокружения в процессе цитодифференцировки ЭСК мыши в направлении гемопоэза. Продемонстрировано, что максимальное приближение условий культивирования и дифференцировки in vitro к условиям развития гемопоэза in vivo повышает эффективность гемопоэтической дифференцировки ЭСК. Необходимо продолжать поиск панели факторов, которые избирательно направляют развитие ЭСК в мезодерму и препятствуют их дифференцировке в эктодерму и энтодерму. В настоящее время развиваются методы, позволяющие получать макрофаги в культуре из ЭСК (A. Subramanian с соавт., 2009; L. Zhuang с соавт., 2012; M. Pittet с соавт., 2014). Приведены данные, в том числе полученные автором настоящего обзора, о роли микроокружения в дифференцировке ЭСК в макрофаги in vitro. Непрямой метод дифференцировки ЭСК посредством создания ЭТ in vitro и имитации микросреды (добавление рекомбинантных цитокинов - интерлейкина 3 и гранулоцитарного макрофагового колониестимулирующего фактора) может рассматриваться как более перспективный подход для получения макрофагов в культуре in vitro. Понимание регуляторных механизмов, управляющих врожденной иммунной системой, сделает изучение лентивирусов, которые обладают тропностью к этим клеткам, более эффективным. Получение из ЭСК в культуре гомогенной клеточной популяции моноцитов и макрофагов открывает новые возможности для изучения зависимости репликации лентивирусов от степени клеточной дифференцировки.
Бесплатно
Статья обзорная
Проблема повышения естественной резистентности высокопродуктивного крупного рогатого скота (КРС) в условиях промышленного содержания приобретает все большую актуальность. Инфекции молочных желез, органов репродуктивной системы, вирусные заболевания КРС влекут за собой экономические потери, связанные со снижением мясной продуктивности, продукции молока, увеличением затрат на ветеринарное обслуживание и выбраковку больных животных. Ключом к поддержанию гомеостаза в организме и сохранению здоровья животного служит своевременное распознавание патогенов клетками врожденной иммунной системы. В настоящее время на модели человека и мышей установлены многие молекулярные механизмы активации клеток иммунной системы, показана роль паттерн-распознающих рецепторов (ПРР) (J. Xu с соавт., 2011; I.F. Moretti с соавт., 2018), адапторных белков, факторов транскрипции в формировании иммунного ответа (T. Kawai с соавт., 2008), который включает в себя не только распознавание и удаление чужеродных патогенов, но и элиминацию поврежденных клеток собственного организма (O. Takeuchi с соавт., 2010; N. Kano с соавт., 2022). В представленном обзоре собраны современные данные о роли ПРР в распознавании патогенов и активации клеток врожденной иммунной системы КРС: описаны основные иммуногенные структуры (PAMP и DAMP), оказывающие влияние на клетки врожденной иммунной системы КРС, дана информация по строению, функциям основных групп ПРР, включая Толл-подобные (TLR), NOD-подобные (NLR), лектиноподобные рецепторы С-типа (CLR) и RIG-1-подобные (RLR) рецепторы, показаны особенности строения этих рецепторов у КРС (Z. Sladek с соавт., 2009; S.K. Mishra с соавт., 2019). У КРС выявлено и картировано 10 функциональных TLR (от TLR1 до TLR10), каждый из которых распознает специфические молекулярные паттерны, ассоциированные с патогенами (M. Maurić Maljković с соавт., 2023), 32 типа молекул CLR, большинство из которых можно идентифицировать как ортологи белков человека и мыши (A. Holder с соавт., 2023). Семейство NOD-подобных рецепторов состоит из 4 подсемейств. NOD1 и NOD2 играют ауторегулирующую роль (N. Inohara с соавт., 1999) и участвуют в передаче сигнала адапторным белкам (G. Magnuson с соавт., 2010). RLRs включает три рецептора: RIG-I, MDA5 и LGP2 (K. Wicherska-Pawłowska с соавт., 2021). RIG-I-подобные рецепторы представляют собой цитоплазматические рецепторы нуклеиновых кислот для РНК вирионов. Установлена их роль в индукции врожденного иммунного ответа при защите от ротавирусной инфекции (P.S. Paul с соавт., 1993; K. de Verdier Klingenberg с соавт., 1998) и распознавании вируса диареи у КРС (Y. Ma с соавт., 2022). Для лучшего понимания роли ПРР в активации клетки отображены пути внутриклеточной передачи сигнала от рецепторов при их активации (J. Napetschnig с соавт., 2013; T. Kawai с соавт., 2008). Показано значение ПРР в формировании воспалительных заболеваний КРС (M. Maurić Maljković с соавт., 2023). Отдельно уделено внимание влиянию полиморфизма генов ПРР на устойчивость КРС к инфекционным заболеваниям, таким как мастит (A.Q. de Mesquita с соавт., 2012), туберкулез (A. Bhaladhare с соавт., 2016), паратуберкулез (R. Mucha с соавт., 2009; J.B. Okuni с соавт., 2021) и другим болезням (M. Bjelka с соавт., 2020). Идентификация однонуклеотидных полиморфизмов ПРР открывает перспективы для селекционных стратегий на основе маркеров, скрининга рисков заболеваний и повышения генетической резистентности молочного скота к болезням (M. Maurić Maljković с соавт., 2023).
Бесплатно
