Обзоры, проблемы. Рубрика в журнале - Сельскохозяйственная биология
Статья обзорная
Сибирская язва - особо опасное заболевание сельскохозяйственных и диких животных, а также человека, вызываемое грамположительной спорообразующей бактерией Bacillus anthracis . Инфекция имеет глобальное распространение, но уровень заболеваемости сельскохозяйственных животных и людей варьируется в зависимости от экологической ситуации и реализации стратегий контроля (С.J. Carlson с соавт., 2019). Исторический и современный опыт свидетельствует о том, что бесконтрольные вспышки сибирской язвы могут иметь катастрофические последствия. В данном обзоре рассматриваются жизненный цикл возбудителя, экологические особенности распространения сибирской язвы, механизмы патогенеза и описывается, как с учетом понимания данных факторов на протяжении многих лет развиваются оптимальные с точки зрения затрат и результата стратегии борьбы с этой опасной инфекцией. Своевременная утилизация погибших особей и вакцинирование здорового поголовья скота, применяемые в совокупности, могут эффективно останавливать распространение заболевания. Это делает задачу разработки высокоэффективных, безопасных и дешевых вакцин крайне актуальным и, более того, фактически единственным перспективным методом улучшения эпизоотической ситуации с этим опасным заболеванием. Вакцинация сельскохозяйственных животных в течение нескольких десятилетий значительно сократила риск возникновения сибирской язвы, но она не является обязательной во многих странах и часто используется только после возникновения заболевания, а не для его предотвращения. Несмотря на значительное снижение заболеваемости, современная ситуация с сибирской язвой в Российской Федерации может быть определена как неустойчивая (А.Г. Рязанова с соавт., 2018; Е.Г. Симонова с соавт., 2018). В стране по-прежнему регистрируются эпизоотии среди животных и случаи заболевания у людей. Это обусловлено наличием естественных почвенных резервуаров возбудителя и неполным охватом вакцинацией против сибирской язвы сельскохозяйственных животных. В настоящее время для вакцинации сельскохозяйственных животных используются только живые аттенуированные вакцины. В обзоре суммированы сведения об их эффективности и безопасности, а также ограничениях, связанных с применением живых аттенуированных вакцин. Несмотря на то, что существующие вакцины показали свою эффективность, они имеют ряд недостатков. Актуальность разработки более эффективных ветеринарных вакцин против сибирской язвы, основанных на современных подходах, полностью обоснована. В частности, существует необходимость в создании ветеринарной вакцины, не содержащей возбудителя в любых формах и совместимой с приемом антибиотиков, которые необходимы как во время вспышки сибирской язвы, так и для регулярного использования при лечении различных заболеваний животных. Создание современных рекомбинантных вакцин и отказ от использования патогенов в аттенуированной форме является важной и перспективной задачей. В обзоре дан анализ исследований по созданию новых кандидатных вакцин против сибирской язвы. Основное внимание уделено разработкам субъединичных вакцин с использованием рекомбинантных антигенов B. anthracis, полученных в различных системах экспрессии, в том числе для перорального введения и совместимых с приемом антибиотиков.
Бесплатно
Статья обзорная
Мясное скотоводство характеризуется существенно более высокими затратами корма на получение единицы продукции по сравнению с другими отраслями животноводства. Для большинства видов сельскохозяйственных животных селекция на повышение эффективности использования корма до недавнего времени была затруднена из-за сложности индивидуальной оценки этого показателя. В основном улучшение признака происходило косвенно, посредством селекции на повышение интенсивности роста и уменьшение содержания жира в тушах. В 1960-1980 годах компания «Förster-Technik GmbH» (Германия) разработала автоматические кормовые станции индивидуального откорма для учета данных о затратах энергии на рост и развитие животных, что позволило вывести показатель конверсии корма (feed conversion rate, FCR), который остается одним из основных параметров эффективности использования корма (K.R. Koots с соавт., 1994). FCR как признак генетического отбора не имеет важного значения из-за умеренной наследуемости (А.А. Сермягин с соавт., 2020; Crews D.N. с соавт., 2005). В связи с этим и благодаря данным с фидлотов в 1963 году была разработана новая альтернативная концепция показателя FCR - прогнозируемое остаточное потребление корма (residual feed intake, RFI). RFI - это индивидуальная характеристика животного, которая определяется по результатам тестового откорма (продолжительность от 70 до 84 сут) с ежесуточным учетом потребленного корма и прироста живой массы (R.M. Koch с соавт., 1963). Преимущество RFI в качестве характеристики эффективности использования корма совместно с FCR заключается в том, что отбор по отрицательному значению RFI даст возможность сократить потребление корма без ущерба для роста. Прогнозируемое остаточное потребление корма не зависит от продуктивности, роста и размера тела, что делает этот признак важным для включения в селекционный отбор (G. Acetoze с соавт., 2015; J.A. Archer с соавт., 2000; G.E. Carstens с соавт., 2002). Установлено, что RFI коррелирует с FCR (коэффициенты генетической корреляции варьируют от 0,45 до 0,85), но RFI не зависит от среднесуточного прироста (ADG) и метаболической массы тела (MWT) (B.W. Kennedy с соавт., 1993; P.F. Artur с соавт., 2001). Утверждение, что особи с одной и той же массой тела требуют разное количество корма для достижения одной и той же продуктивности, составляет научную основу для оценки RFI у мясного скота. Благодаря тому, что показатель RFI наследственно обусловлен (коэффициенты наследуемости варьируют от 0,08 до 0,49), ведется направленный поиск локусов количественных признаков (quantitative trait loci, QTL) при помощи методологии GWAS (genome-wide association studies). С 2000-х годов были разработаны и внедрены способы оценки племенной ценности сельскохозяйственных животных с использованием информации по большому числу SNP (single nucleotide polymorphism), основанные на принципе линейного моделирования. Линейные модели в зависимости от подхода к структурированию данных подразделяются на rrBLUP (оценка эффекта каждого маркера), GBLUP (оценка племенной ценности на основании геномного родства) и один из наиболее распространенных методов одношаговой оценки - ssGBLUP (модель оценки геномной племенной ценности, учитывающая геномное родство наряду с родословной); нелинейные байесовские методы включают BayesA и BayesB. Научные исследования с использованием полногеномного анализа ассоциаций позволили разработать программы геномной селекции и идентифицировать ряд SNP, ассоциированных с показателями эффективности использования корма. Так, обнаружены семь позиционных генов-кандидатов, которые ранее ассоциировались с эффективностью использования корма и энергией роста у разных видов сельскохозяйственных животных, а недавно были выявлены у крупного рогатого скота породы ангус. Проведенный анализ зарубежных исследований позволяет нам рекомендовать применение описанных методов как в научно-исследовательской работе, так и в производственных целях с перспективой включения указанных параметров в критерии геномной оценки мясного скота разных пород, разводимых на территории России.
Бесплатно
Статья обзорная
Общеизвестно, что численность природных популяций осетровых семейства Acipenseridae (за исключением стерляди Acipenser ruthenus ) к началу XXI века достигла критических значений (P. Bronzi c соавт., 1999; Э.В. Макаров с соавт., 2000; L. Speer с соавт., 2000; G.I. Ruban с соавт., 2015). В настоящее время для находящихся под угрозой исчезновения видов осетровых рыб главным источником пополнения популяций остается искусственное воспроизводство (M.S. Chebanov c соавт., 2007). Это направление осетроводства в наибольшей степени развито на Нижней Волге Каспийского бассейна (В.В. Мильштейн, 1982; А.А. Кокоза, 2004; Л.М. Васильева, 2011). Для повышения его эффективности актуализируются имеющиеся технологии и разрабатываются новые (M. Chebanov с соавт., 2011; S. Wuertz с соавт., 2018). Одна из них - формирование маточных (продукционных) стад на осетровых рыбоводных заводах (ОРЗ) (В.В. Тяпугин, 2015; Л.М. Васильева, 2015; А.А. Попова с соавт., 2002). За рубежом маточные стада осетровых рыб созданы в индустриальных хозяйствах, нацеленных в основном на коммерческую деятельность...
Бесплатно
Современное состояние генно-инженерных вакцин в свиноводстве (обзор)
Статья обзорная
В связи с высокими темпами развития свиноводства как в Российской Федерации, так и за рубежом ветеринарная отрасль нуждается в наличии безопасных вакцин для профилактики экономически значимых болезней свиней. Ряд недостатков живых и инактивированных вакцин, обсуждаемых в этом обзоре, дают предпосылки для разработки и внедрения генно-инженерных вакцин. Их подразделяют на две большие группы: лабораторно-аттенуированные вакцины, полученные путем модификации генома возбудителя, и рекомбинантные вакцины. К последним относят субъединичные вакцины на основе рекомбинантных белков, а также векторные, ДНК- и РНК-вакцины. Описаны возможные способы модификации генома вирусов методом гомологичной рекомбинации, использования мегануклеаз, «цинковых пальцев» (ZFNs), эффекторных нуклеаз, подобных активаторам транскрипции (TALENs), и технологии CRISPR/Cas9 (S.H. Khan, 2019; M. Fabricci с соавт., 2020; A. Mazloum c соавт., 2023). Экспрессия рекомбинантных белков становится возможной в различных системах: бактериальной, продуцентом в которой выступают апатогенные штаммы Escherichia coli , бакуловирусной, синтезирующей белки в культурах клеток насекомых, дрожжевой с использованием Saccharomyces cerevisiae и Pichia pastoris (M. Karbalaei с соавт., 2020). Внедрение векторных вакцин на основе гетерологичных вирусов (аденовируса человека 5, авирулентных герпесвирусов и др.) поможет решить проблему формирования местного и клеточного иммунного ответа к возбудителям болезней (J.L. Palgen с соавт., 2021). Главным лимитирующим фактором использования ДНК- и РНК-вакцин является отсутствие высокоэффективного способа доставки генетического материала в клетки-мишени (T. Lee с соавт., 2022). При всех достоинствах генно-инженерных вакцин их разработка, производство и внедрение в ветеринарную практику ограничены вследствие дороговизны изготовления, зачастую недостаточных аффинности и авидности вируснейтрализующих антител, низких титров антител, неполной протекции животных при контрольном заражении. Несмотря на недостатки, разработка и регистрация генно-инженерных вакцин против инфекционных болезней свиней в мире продолжается. Так, в обзоре приводятся и обсуждаются существующие разработки и зарегистрированные вакцины против африканской чумы свиней (M.V. Borca с соавт., 2020), болезни Ауески (X. Liang с соавт., 2016), классической чумы свиней (S. Blome с соавт., 2017), парвовирусной (B. Garcia-Morante с соавт., 2020), коронавирусных (X. Yuan с соавт., 2015) и цирковирусной (C. Park с соавт., 2017) инфекций свиней, репродуктивно-респираторного синдрома свиней (J. Cui с соавт., 2020). Сделаны выводы, что генетически модифицированные вирусы с делецией генов, кодирующих факторы вирулентности, наиболее перспективны для профилактики африканской чумы свиней, болезни Ауески и репродуктивно-респираторного синдрома свиней. Субъединичные вакцины обеспечивают напряженный иммунитет против парвовирусной и цирковирусной инфекций свиней. В свою очередь, возможности векторных вакцин наиболее реализуются при борьбе с классической чумой свиней и коронавирусными инфекциями. Кроме того, прикладное значение генно-инженерных вакцин заключается и в формировании группового иммунитета свинопоголовья к инфекционным болезням вирусной этиологии, и в реализации стратегии дифференциации инфицированных от вакцинированных животных (DIVA).
Бесплатно
Современные подходы к специфической профилактике африканской чумы свиней (обзор)
Статья обзорная
Африканская чума свиней (АЧС), впервые охарактеризованная R.E. Montgomery еще в начале ХХ века (R.E. Montgomery, 1921), уже более 100 лет остается одной из острых проблем в мировом свиноводстве. Поиски эффективных и универсальных средств специфической профилактики во всем мире ведутся с 1933 года (J. Walker, 1933). В представленном обзоре суммированы данные литературы из открытых источников по наиболее важным и успешным событиям в истории разработки вакцин против АЧС, обсуждены перспективы и результаты использования аттенуированных (C. Muñoz-Pérez с соавт., 2021), инактивированных (E. Cadenas-Fernández с соавт., 2021), субъединичных (J.G. Neilan с соавт., 2004) и векторных (J.K. Jancovich с соавт., 2018) вакцин против АЧС. При широком использовании природно ослабленных негемадсорбирующих изолятов в качестве вакцин во второй половине XX века в странах Европы наблюдалось хроническое течение АЧС у значительного числа свиней (J. Manso Ribeiro с соавт., 1963). Несмотря на генетические изменения в геноме вируса, последовательные пассажи полевых изолятов вируса АЧС на различных культурах клеток не показали должного результата в ослаблении вирулентных свойств возбудителя (I. Titov с соавт., 2017). Использование технологий получения делетированных мутантов ASFV-G-ΔI177L создало перспективу для разработки эффективных вакцин-кандидатов (M.V. Borca с соавт., 2020). Показано, что инактивированные, а также субъединичные вакцины на основе рекомбинантных белков, вызывали образование специфических иммуноглобулинов в высоких титрах, однако не обладали протективными свойствами (G. Burmakina с соавт., 2016). Новой вехой в борьбе с многими инфекционными болезнями животных, в частности с АЧС, стали векторные вакцины. Исследования последних лет указывают на перспективу создания эффективных и сертифицированных ДНК-вакцин, среди векторов для разработки которых хорошо себя зарекомендовали аденовирус человека 5 (rAd) и модифицированный вирус осповакцины Анкара (MVA) (L.C. Goatley с соавт., 2020). Аттенуированные вакцины на основе генетически модифицированных вирусов с делецией генов I226R и 18-7GD (Y. Zhang с соавт., 2021; W. Chen с соавт., 2020) нуждаются в экспертизе с привлечением международных организаций для дальнейшей регистрации и внедрения в ветеринарную практику.
Бесплатно
Соматическое клонирование млекопитающих: достижения, возможности, препятствия (обзор)
Статья обзорная
Выполнен анализ результативности соматического клонирования у разных видов животных. Представлены данные о молекулярных механизмах и генетических событиях при клонировании и репрограммировании, о химерности клонов по митохондриальной ДНК и ее возможных последствиях при внутри- и межвидовом клонировании. Обсуждаются основные проблемы, связанные с методическими трудностями, низкой эффективностью метода, большими потерями материала на всех этапах эмбрионального, натального и постнатального развития. В настоящее время соматическое клонирование прежде всего рассматривается как возможность быстро и надежно зафиксировать в потомстве уникальные особенности особей, которые имеют хозяйственно ценное или любое другое значение и/или могут быть утрачены из-за рекомбинаций при обычном способе воспроизведения животных либо их исчезновении. Метод позволяет использовать любые сочетания селекционных и трансгенных технологий: направленное встраивание in vitro, клеточный отбор и перенос ядра. Наиболее важной сферой применения обсуждаемого подхода должно стать сельское хозяйство. Однако при неоспоримых выгодах, которые сулит клонирование при ядерном переносе, и растущем числе успешных клонирований и клонов млекопитающих коммерческое использование этого метода пока что ограничено чрезвычайно низкой эффективностью, высокой затратностью и большими потерями материала. К тому же молекулярные и клеточные механизмы событий, происходящих при соматическом клонировании, сложны, специфичны и требуют дальнейшего углубленного изучения. Все перечисленное вынуждает исследователей, во-первых, искать более эффективные альтернативные подходы, во-вторых, сосредоточить внимание на элементах методики, требующих совершенствования. Тем не менее, несмотря на все еще низкую эффективность (3-5 %) и меньшую распространенность метода по сравнению с прогнозами, клонированные животные постепенно становятся неотъемлемой частью сельского хозяйства в США и Европе. Технология соматического клонирования предоставляет большие возможности для фундаментальных исследований генетических процессов, функциональной активности генома, клеточной дифференцировки и пр. Широкие перспективы, открывающиеся благодаря внедрению методик клонирования в сельскохозяйственную практику и медицину, должны получить всестороннюю морально-этическую оценку, чтобы исключить спекулятивные настроения как у сторонников, так и у противников клонирования.
Бесплатно
Сперма хряков: особенности и способы хранения (обзор)
Статья обзорная
Свиноводство - крупная и постоянно развивающаяся сельскохозяйственная отрасль, поскольку свиньи обладают высокой плодовитостью, мясной продуктивностью, скороспелостью и при этом всеядны. Динамичному развитию свиноводства способствует искусственное осеменение свиноматок, использование которого в большинстве стран мира составляет 90 % (D. Waberski с соавт., 2019). Искусственное осеменение играет важную роль в сохранении генетического материала и повышении продуктивности в отрасли (R.V. Knox, 2016). В связи с этим целесообразно использовать хряков с высокой фертильностью и криорезистентностью спермы. Сперма хряков имеет ряд видовых особенностей. Средний объем эякулята у хряка составляет 100-150 мл, что связано с более развитыми придаточными половыми железами, чем у других животных (С.Г. Смолин, 2023). Объем эякулята зависит от породы, возраста животных и сезона года. Кроме того, существует взаимосвязь между объемом эякулята и морфологией сперматозоидов. Так, сперматозоиды в эякулятах меньшего объема имеют головки большей длины и ширины (K. Górski с соавт., 2017). Важная особенность спермы хряков - низкая устойчивость к замораживанию, что связано с выраженной концентрацией фосфолипидов и, напротив, низкой концентрацией холестерина в плазматической мембране сперматозоидов (Y. Wang с соавт., 2021). Во время криоконсервации сперматозоиды подвергаются осмотическому стрессу и дегидратации, в сперме накапливаются активные формы кислорода и азота, что приводит к резкому снижению подвижности и жизнеспособности сперматозоидов после оттаивания. В связи с этим сперму хряков оптимально хранить при температуре от 17 до 25 ℃ не более 120 ч (H. Henning с соавт., 2022). При выборе протокола замораживания спермы (с наличием семенной плазмы или без нее) необходимо учитывать состав семенной плазмы, а также условия центрифугирования и замораживания. Так, при центрифугировании в режиме 2400 об/мин в течение 3 мин сперматозоиды повреждаются в меньшей степени и, как следствие, более устойчивы к холоду (K. Wasilewska с соавт., 2017). Использование разбавителей Androhep («Minitube», Германия) или Cryoguard («Minitube», Германия) способствует лучшей сохранности сперматозоидов при криоконсервации (A. Dziekońska с соавт., 2015; A. De Andrade c соавт., 2022). Для улучшения сохранности в сперму добавляют пентаизомальтозу (O. Simonik с соавт., 2022), трегалозу (R. Athurupana с соавт., 2015), апегенин (Y. Pei с соавт., 2018), ресвератрол (K. Kaeoket с соавт., 2023). Время охлаждения перед криоконсервацией влияет на сохранность сперматозоидов. Оптимальными протоколами охлаждения спермы перед заморозкой считаются 2-4 ч при 5 °С (J. Shäfer с соавт., 2017), а также 24 ч при 17 °С (M.A. Torres с соавт., 2019). Успешность криоконсервации во многом определяется протоколом замораживания, которое может быть ручным и автоматизированным. Оптимальный протокол ручной заморозки спермы - горизонтальное размещение соломинок со спермой на 4 см выше уровня жидкого азота на 20 мин с дальнейшим погружением в жидкий азот (V. Khophloiklang с соавт., 2023), а также на 2 и 5 см соответственно на 15 и 20 мин (S. Bang с соавт., 2022; S.L. Soares с соавт., 2020). При автоматической заморозке спермы снижается количество свободных радикалов и перекисное окисление липидов, что отражается на сохранении подвижности сперматозоидов после оттаивания. Оптимальным протоколом автоматической заморозки спермы считается снижение температуры от 5 до -5 °C и далее со скоростью -39,80 °С·мин-1 в течение 113 с. После этого сперму выдерживают при -80 °C в течение 30 с и замораживают со скоростью -60 °С·мин-1 в течение 70 с для того, чтобы температура снизилась до -150 °C. В настоящее время разработано несколько протоколов оттаивания спермы хряков: 8 с при 60 °C (Z. Zhu с соавт., 2022), 8 с при 70 °C (R.A. Gonzalez-Castro с соавт., 2022), 25 с при 37,5 °C (R. Osman с соавт., 2023). Для снижения степени апоптоза и количества активных форм кислорода сперму после оттаивания рекомендуется хранить при 17 °C (J. Li с соавт., 2023). Таким образом, принимая во внимание видовые особенности спермы хряков, необходимо строгое соблюдение протоколов предподготовки и глубокой заморозки спермы. Эффективность использования криоконсервированной спермы при искусственном осеменении свиноматок будет также зависеть от соблюдения протоколов оттаивания и последующего кратковременного хранения этого генетического материала.
Бесплатно
Тепловой стресс у птицы. Сообщение II. Методы и способы профилактики и смягчения
Статья обзорная
Тяжесть проявления теплового стресса зависит от внешних (состав рациона, вода, система содержания, плотность посадки, влажность воздуха, скорость движения воздуха и т.д.) и внутренних (вид, порода, возраст, физиологическое состояние птицы и т.д.) факторов. Для снижения теплообразования и улучшения теплоотдачи (тепловыделения), сохранения продуктивности и качества продукции и, следовательно, снижения экономических потерь в птицеводческих хозяйствах исследователи предлагают различные стратегии. К ним относят повышение плотности корма пропорционально снижению его потребления (N.J. Daghir, 2009) и содержания жира в рационе до 4-5 % (B.L. Red, 1981; N. Usayran с соавт., 2001; A.A. Ghazalah с соавт., 2008); снижение до 2-4 % количества сырого протеина (Q.U. Zaman с соавт., 2008) и углеводов (при метаболизме жиров образуется меньше теплопродукции, чем при метаболизме протеинов и углеводов) (N.A. Musharaf с соавт., 1999; N.J. Daghir, 2008); изменение баланса аминокислот (при потреблении несбалансированных по аминокислотному составу кормов птица производит больше тепла в расчете на 1 г потребленного корма, кроме того, при тепловом стрессе значительно увеличивается расход лизина и серосодержащих аминокислот) (R.M. Gous с соавт., 2005; S. Syafwan с соавт., 2011; O. Vjreck с соавт., 1980); дополнительное введение в корм витамина С в дозе 250 мг/кг (M. Ciftci с соавт., 2005; А. Кавтарашвили с соавт., 2010), витамина Е (200 мг/кг) (Z.Y. Niu с соавт., 2009; A.A. Rashidi с соавт., 2010), витамина А (8000 МЕ/кг) (H. Lin с соавт., 2002), макро- и микроэлементов или соответствующих витаминно-минеральных премиксов (В.И. Фисинин с соавт., 2009), добавление в корм или воду различных солей электролитов NaHCO 3, KСl, CaCl 2, NH 4Cl (R.G. Teeter с соавт., 1985; T. Ahmad с соавт., 2005); использование гранулированных кормов (R.M. Gous с соавт., 2005; А. Кавтарашвили с соавт., 2010); введение специальных режимов кормления (K. Hiramoto с соавт., 1995; M.H. Uzum с соавт., 2013) и прерывистого освещения (А. Кавтарашвили с соавт., 2010; D. Balnave с соавт., 1998); замена соли в рационах на 50-80 % пищевой содой (периодически по 7 сут) (P.S. Silva с соавт., 1996; А. Кавтарашвили с соавт., 2010); скармливание курам смеси ракушки и известняка (1:1) из отдельных кормушек при снижении дозы кальция в рационе; введение в корм ферментных препаратов (В.И. Фисинин с соавт., 1999) и пробиотических штаммов Lactobacillus (P.T. Lan с соавт., 2004); применение специальных антистрессовых кормовых добавок и препаратов (П. Сурай с соавт., 2012; Р. Surai с соавт., 2013); увлажнение корма при использовании экзогенных ферментов (H. Lin с соавт., 2006; M.A. Khoa, 2007); увеличение скорости движения воздуха до 2,0-2,5 м/с (J. Donald, 2000); использование туннельной вентиляции (M. Czarick, B.L. Tyson, 1989); оборудование птичника системой испарительного охлаждения (J. Donald, 2000; Э.С. Маилян, 2007); использование теплоизолирующих, светоотражающих кровельных материалов и орошение крыши холодной водой (S. Yahav с соавт., 2004); снижение плотность посадки птицы на 15-20 % (T. Ahmad с соавт., 2006); уменьшение толщины подстилки до 3-5 см (Salah H.M. Esmail, 2001); исключение беспокойства (вакцинация, пересадка и др.) птицы в наиболее жаркий период дня; обеспечение постоянного доступа птицы к воде, в том числе при проведении вакцинации с помощью питьевой воды; исключение вакцинации птицы спреем (О. Михайловская с соавт., 2010); регулярная очистка и обеззараживание воды и системы поения; подкисление воды (А. Кавтарашвили, 2013); систематический слив воды из системы поения и наполнение ее свежей прохладной водой; изоляция резервуаров воды и водопроводных труб, расположенных на солнце, защита их тенью; охлаждение воды (S. Yahav с соавт., 1996); тепловой тренинг эмбрионов во второй период инкубации (Y. Piestun с соавт., 2008) и цыплят в 3-суточном возрасте (S. Yahav с соавт., 2001; S. Yahav с соавт. 2004); повышение теплоустойчивости птицы посредством сел
Бесплатно
Статья обзорная
Тепловой стресс крупного рогатого скота (КРС) в связи с глобальным изменением климата на сегодня считается одной из наиболее актуальных проблем животноводства. Почти 80 % КРС в мире подвергается воздействию высоких температур окружающей среды (M.A. North с соавт., 2023). Положительная корреляция между высокой продуктивностью животных и тепловой нагрузкой повышает негативное влияние теплового стресса в стаде, что требует включения оценки теплоустойчивости КРС в селекционную работу (T. Saizi с соавт., 2019). Несмотря на многочисленные исследования, оценка теплоустойчивости скота по-прежнему остается сложной задачей из-за разных климатических условий, различий в кормлении и содержании, породных, продуктивных и индивидуальных особенностей животных. Для количественной оценки тепловой нагрузки окружающей среды повсеместно используется температурно-влажностный индекс (ТВИ) в различных модификациях, который представляет собой показатель, объединяющий температуру и относительную влажность воздуха, скорость ветра и солнечную радиацию. Пороговые значения ТВИ в зависимости от вида животного, возраста, физиологического состояния и продуктивности имеют разные величины. Независимо от цифровых показателей пороговые значения ТВИ в основном характеризуются как отсутствие теплового стресса, небольшой, умеренный и высокий тепловой стресс. Основными биомаркерами теплового стресса животных служат их физиологические параметры, такие как температура тела, частота дыхания и частота сердечных сокращений. В Австралии у коров голштинской породы летом при повышении ТВИ до 83 увеличивалась частота дыхания до 113,1 вдоха/мин, одышка до 2,42 балла и температура тела до 41,7 °С (R. Osei-Amponsah с соавт., 2020). В последнее время в качестве неинвазивного метода измерения температуры тела животных (бесконтактно и дистанционно) широко используется инфракрасная термография (M. Mincu с соавт., 2023; P. Racewicz с соавт., 2018), которая позволяет обнаруживать источники тепла и отслеживать их температурную динамику во времени (D. Brezov с соавт., 2023). О чувствительности животных к высоким температурам также можно судить по молочной продуктивности. По прогнозам ученых в регионах Центральной Европы и Средиземноморья при увеличении случаев теплового стресса у коров вероятно снижение удоя на 2,8 %, а финансовые потери фермеров в летнем сезоне могут составить около 5,4 % (S. Hempel с соавт., 2019). В США у коров голштинской и джерсейской пород при температуре воздуха выше 27 °C с относительной влажностью 99 % отмечено увеличение содержания хлоридов в молоке, что указывает на стресс (A.K. Sharma с соавт., 1988). Также при тепловом стрессе наблюдается снижение фертильности коров и нарушение сперматогенеза у быков-производителей (L. Capela с соавт., 2022), что представляет собой серьезную проблему для производителей молока, которая приводит к увеличению выбраковки животных и ветеринарных расходов, снижению генетического потенциала дойного стада (S. Biffani с соавт., 2016). Эффективным инструментом повышения устойчивости молочного скота к высоким температурам считается геномная селекция, с помощью которой можно классифицировать быков-производителей в соответствии с их теплоустойчивостью (R. Negri с соавт., 2023). В целом крайне важно проводить оценку теплоустойчивости животных в условиях изменения климата в разных агроэкологических зонах для нивелирования последствий теплового стресса.
Бесплатно
Устойчивость гуара Cyamopsis tetragonolоba (L.) Taub. к вредным организмам
Статья обзорная
Гуар Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub. - тропическая однолетняя бобовая культура многоцелевого использования, перспективная для выращивания на юге России. В представленном обзоре обсуждается проблема устойчивости генетических ресурсов гуара к болезням и вредителям. Наиболее вредоносные болезни C. tetragonoloba - альтернариозная пятнистость (возбудитель Alternaria cyamopsidis Rangaswami & Rao) и бактериоз ( Xanthomonas axonopodis pv. cyamopsidis (Patel) Vauterin). Повсеместному и быстрому распространению заболеваний способствует сохранение инфекции в семенах. Устойчивость гуара к A. cyamopsidis не связана с анатомо-мор-фологическими особенностями растений. Степень поражения листьев альтернариозом зависит прежде всего от инсоляции, минимальной температуры воздуха, количества осадков и относительной влажности воздуха в вечернее время (M.S. Saharan с соавт., 2004). Устойчивость гуара к бактериозу контролируется олигогенно (P.S.K. Anil с соавт., 2012). Для X. axonopodis pv...
Бесплатно
Статья обзорная
Признаки доместикации, которые подразделяются на три группы (продуктивность, адаптивность и воспроизводство) и составляют в совокупности доместикацонный синдром, сближающий таксономически удаленные одомашненные формы, остаются хозяйственно значимыми и у современных возделываемых культур. Значительная часть генов, контролирующих у растений признаки доместикации, представлена генами факторов регуляции транскрипции, в частности принадлежащих семейству белков с MADS-доменом. MADS-белки служат ключевыми регуляторами практически всех аспектов репродуктивного развития растений, включая определение сроков цветения, строения соцветий, идентичности цветковых органов, развития корней, плодов и семян, а также адаптивной и стрессовой реакции растений на неблагоприятные условия окружающей среды. В представленном обзоре показано возможное участие MADS-box генов в процессах, происходивших при одомашнивании растений. Обсуждается роль MADS-box генов в реакции растений на длительное воздействие холодом (яровизацию), в регуляции состояния физиологического покоя почек, в формировании структуры соцветия и цветка, изменения фертильности растения и качественных признаков плода (процесс созревания, синтез каротиноидов и антоцианов, число семян, способность к растрескиванию, сроки хранения), а также в ответе растений на стрессы (засоление, засуха, изменение температуры). Рассмотрено явление плейотропии и избыточности функций MADS-box генов (за счет существования паралогов). Высказываетcя предположение, что высокий структурно-функциональный консерватизм может свидетельствовать о высоком потенциале MADS-box генов как инструментов для предсказуемой тонкой настройки фенотипов сельскохозяйственных культур посредством комбинирования (в том числе, дозозависимого) различных аллелей и паралогов MADS-box генов. Еще один возможный способ такой настройки - разделение плейотропных функций MADS-box гена посредством введения мутаций в его кодирующую или цис-регуляторную последовательность для изменения взаимодействий белок-белок или белок-ДНК, а также профиля и(или) уровня экспрессии, в том числе в ответ на различные внешние и внутренние сигналы. Сделано заключение о том, что фундаментальные и прикладные исследования MADS-box генов у различных видов растений (как дикорастущих, так и культурных) не только приведут к более глубокому пониманию эволюции и развития современных растений, но также внесут большой вклад в улучшение сельскохозяйственных культур, в том числе с помощью CRISPR/Cas и других современных технологий.
Бесплатно
Статья обзорная
Основной лимитирующий фактор выращивания чайного растения - засуха. Она снижает продуктивность плантаций на 15-45 % (R.M. Bhagat с соавт., 2010; R.D. Baruah с соавт., 2012) и может приводить к гибели растений (E.K. Cheruiyot с соавт., 2009). Этим обусловлен интерес исследователей к физиолого-биохимическим (M. Mukhopadhyay с соавт., 2014; T.K. Maritim с соавт., 2015) и молекулярным (W.D. Wang с соавт., 2016; Y. Guo с соавт., 2017) механизмам устойчивости растений чая к засухе. Целью настоящего обзора стало обобщение международного опыта фенотипирования и генотипирования чайного растения по признаку устойчивости к стресс-фактору для составления целостной картины реакции растения на осмотический стресс и понимания воспроизводимости механизмов ответа в разных климатических зонах. Основную сигнальную роль в этих процессах играют абсцизовая, жасмоновая и салициловая кислоты, а также этилен (S.C. Liu с соавт., 2016), метаболический путь которых включает каскады физиологических реакций и генов ответа (T...
Бесплатно
Физические и биологические методы улучшения питательности кормов (обзор)
Статья обзорная
Повышение продуктивности домашних животных на 20-30 % за последние 50 лет было достигнуто за счет успехов генетики, интенсификации обменных процессов и влияния на пищеварение (M. Georges с соавт., 2019), а также благодаря эффективной подготовке кормов к скармливанию и обеспечению большей доступности нутриентов для организма (M. Balehegn с соавт., 2020). Корм для животных должен обладать определенными качественными характеристиками: быть питательным, вкусным, чистым, легко перевариваться и хорошо усваиваться, не содержать примесей и веществ, вредных для здоровья и неблагоприятно влияющих на качество животноводческой продукции (M. Balehegn с соавт., 2020). Этим требованиям удовлетворяет лишь незначительная часть кормов, скармливаемых в естественном виде (Р.Ш. Фахрутдинова, 2009). Важным критерием служит конверсия корма, определяющая экономическую эффективность отрасли, поскольку 70 % расходов при выращивании животных приходится на корм. Организм животного перерабатывает в продукцию около 20-25 % энергии корма. Примерно 30-35 % энергии тратится на физиологические нужды, а остальная часть в неусвоенном виде выделяется с экскрементами. Задача подготовки кормов к употреблению заключается в уменьшении потерь энергии посредством изменения физико-химических свойств корма, повышения питательной ценности, доступности для организма, а именно переваримости и усвоения животными (Р.В. Картекенова с соавт., 2013). В российском и мировом производстве комбикормового сырья разработаны разные технологии повышения доступности питательных компонентов. Их можно условно разделить на две группы - физические и биологические методы повышения питательности и доступности кормов (А.И. Фицев, 1997). Цель настоящего обзора - обобщение информации об основных (физических и биологических) методах подготовки кормов к скармливанию, повышения их доступности, улучшения питательности и усвояемости для сельскохозяйственных животных и птицы, а также о принципах действия этих методов и их применения в исследованиях и практике. Физические методы предполагают воздействие температуры, давления или других факторов, а также их сочетание. К ним относятся как простые способы (например, замачивание с проращиванием и без него, жарка), так и технологически более сложные процессы - экструзия, экспандирование (кондиционирование под давлением), микронизация, воздействие сверхвысокочастотными волнами, кавитация (Е. Космынин с соавт., 2006; В.А. Чикулаев, 2020). Биологические методы включают в себя использование бактерий, дрожжей и других микроорганизмов или их метаболитов для расщепления сложных углеводов на более простые и легко усваиваемые формы (ферментация) и производства сопутствующих веществ, которые могут быть использованы животными (К.С. Крылов с соавт., 2000; N. Lau с соавт., 2022). Применение методов ферментации может увеличить эффективность использования корма, улучшить его питательную ценность и снизить количество отходов, что повышает производительность в отрасли и качество продукции (L. Yang с соавт., 2021; L. Yafetto с соавт., 2023). Рассмотренные физические и биологические методы воздействия на кормовые компоненты обеспечивают повышение их усвояемости и общей питательности за счет деградации факторов, препятствующих эффективному пищеварению. Среди ресурсосберегающих технологий в животноводстве подобная стратегия представляется достаточно выгодной. Однако перед выбором того или иного способа следует учитывать ряд важнейших факторов, включая энерго- и трудозатраты, степень разрушения биологически активных компонентов и рентабельность.
Бесплатно
Фитобиотики в кормлении сельскохозяйственных животных
Статья обзорная
Полная реализация генетического потенциала продуктивности сельскохозяйственных животных в условиях промышленных технологий невозможна без введения в состав рационов различных биологически активных добавок, обеспечивающих повышение продуктивности и нормализацию показателей гомеостаза (Р.Р. Ахмедханова с соавт., 2010). Первыми такими добавками стали кормовые антибиотики, применявшиеся во второй половине XX века практически повсеместно и во всех отраслях животноводства (R.I. Castillo-Lopez с соавт., 2017). Однако оказалось, что чрезмерное и неконтролируемое использование антибиотических средств неблагоприятно воздействует на организм животных и птицы. Микроорганизмы, мутируя, приобретают устойчивость к антибиотикам, тем самым исключая положительный эффект препарата. Кроме того, имеют место кумулятивный и токсический эффекты (С.М. Алиева с соавт., 2017). В связи с этим в мире возникла и во многих странах последовательно реализуется тенденция к полному или частичному отказу от таких препаратов...
Бесплатно
Статья научная
Эффективность выращивания цыплят-бройлеров напрямую зависит от функционального состояния желудочно-кишечного тракта (N. Abdelli c соавт., 2021). Микробиом кишечника играет ключевую роль в модуляции иммунной системы и регуляции пищеварительной функции. Взаимосвязь между рационом и таксономическим профилем вызывает особый интерес к функциональным продуктам питания, положительно влияющим на микробиом (S. Khan c соавт., 2020). Метаболиты, синтезируемые микроорганизмами кишечника, служат основными модуляторами перекрестной коммуникации между хозяином и микробиомом. Среди таковых выделяют короткоцепочечные жирные кислоты, триптамин, конъюгированные линолевые кислоты, индол и его производные, а также желчные кислоты (S.A. Lee c соавт., 2017; S. Khan c соавт., 2020). Следовательно, микробиом - это основополагающее звено в поддержании продуктивных взаимодействий между хозяином и кишечником (S.A. Lee c соавт., 2017). Фитобиотики (ФБ) служат безопасной и эффективной альтернативой кормовым антибиотикам (M. Kikusato c соавт., 2021). Цель настоящего обзора - систематизация информации об эффективности ФБ как потенциальных регуляторов микробиома кишечника у цыплят-бройлеров. Полезные функции растительных экстрактов в основном зависят от их специфических биоактивных компонентов (органические кислоты, полисахариды, флавоны), которые синтезируются в качестве антимикробных средств против патогенных микроорганизмов (O.A. Багно c соавт., 2018; J.J. Flees c соавт., 2021). Известно, что механизм действия ФБ заключается в разрушении мембраны патогенных микроорганизмов, модификации поверхности клеток с изменением вирулентности, стимуляции иммунной системы (S. Diaz-Sanchez c соавт., 2015). Контакт микробиома и фитохимических веществ - это двусторонний процесс, в котором бактерии метаболизируют полифенолы в более простые метаболиты, в свою очередь, полифенолы оказывают влияние на популяцию кишечных микроорганизмов, приводя к сдвигу метаболической активности (Y. Iqbal c соавт., 2020). ФБ контролируют рост и таксономический состав микробиома кишечника, поскольку фитохимические вещества подобно пребиотикам положительно влияют на состояние желудочно-кишечного тракта даже при минимальном всасывании в тонком кишечнике (J. Martel c соавт., 2020). При скармливании фитохимических веществ повышаются показатели продуктивности птицы. Установлено, что дополнение рациона ФБ оказывает положительный эффект на метаболическую активность организма и повышает его адаптационный потенциал, что выражается в активации экспрессии некоторых генов ( IL6 и BPIFB3 ) как у зараженных, так и у незараженных птиц (G.Y. Laptev c соавт., 2021). Растительные соединения способны не только напрямую улучшать здоровье цыплят-бройлеров, но и модулировать микробиоту их желудочно-кишечного тракта, повышая продуктивность (O.A. Багно c соавт., 2018). Эксперименты, выполненные по этой тематике, демонстрируют противоречивые результаты, но в любом случае полученные к настоящему времени данные отражают сложный характер связей между окружающей средой, хозяином и микробиомом. Для выяснения механизмов модулирующего действия ФБ на экосистему желудочно-кишечного тракта бройлеров необходимы дальнейшие исследования.
Бесплатно
Фитоплазменные болезни: исторический обзор к 50-летию открытия фитоплазмозов
Статья обзорная
Фитоплазменные болезни были известны задолго до открытия их возбудителя. С начала 1930-х годов на постсоветском пространстве была признана инфекционная природа заболевания, известного под названием «столбур томатов». Предпринимались попытки найти переносчика этого заболевания (И.К. Корачевский, 1934; В.Л. Рыжков с соавт., 1934). В 1945 году был обнаружен вектор болезни - циксиида Hyalesthes obsoletus Sign. (К. Сухов с соавт., 1946). В течение нескольких десятилетий в нашей стране и за рубежом безуспешно велись поиски возбудителя инфекционных болезней растений с симптомами карликовости, пожелтения, изменений в листьях и генеративных органах, не способного расти на искусственных питательных средах. Открытие было сделано только в 1967 году японскими исследователями (Y. Doi с соавт., 1967). Возбудителем заболевания оказался ранее неизвестный фитопатоген из класса Molliсutes, сходный с патогенами микоплазмы животных. Позже было установлено, что жизненный цикл фитоплазм связан как с клетками флоэмы растений, в которых они размножаются, так и с насекомыми-пере-носчиками из отряда Hemiptera, которые питаются соком растений, а также способны поддерживать размножение фитоплазм в своем организме и даже передавать их потомству...
Бесплатно
Статья обзорная
Вопрос улучшения вкусовых качеств говядины, от которых непосредственно зависит спрос и потребление этого вида мяса населением (L.N. Drey с соавт., 2017), достаточно давно заботит производителей и не теряет своей актуальности. Несмотря на очевидную пользу мяса крупного рогатого скота (КРС) для здоровья человека (D. Pighin с соавт., 2016), потребитель чаще покупает свинину или мясо птицы. Причина подобного выбора не только в том, что эти виды мяса дешевле, но и благодаря более приятным вкусовым ощущениям при их потреблении (J. Liu с соавт., 2022). В связи с этим, помимо необходимости увеличения производства говядины (Г.И. Шичкин с соавт., 2022), важно совершенствовать ее органолептические характеристики - как внешние, обусловливающие привлекательность при покупке, так и вкусо-ароматиче-ские, оцениваемые при приготовлении. Известно, что мясо КРС как пищевой продукт формируется за счет определенных химических реакций, происходящих в организме животного и в течение жизни, и после его смерти (A. Ouali с соавт., 2006; K.W. Braden, 2013; B. Abril с соавт., 2023), вследствие чего специалисты отрасли мясного скотоводства постоянно проводят анализ и выявление факторов, влияющих на качество готового продукта (D.L. Robinson c соавт., 2001; A. Ouali с соавт., 2006). В настоящем обзоре рассмотрены механизмы формирования основных свойств, определяющих вкус говядины. Описаны физиологические процессы, лежащие в основе превращения мышц в мясо, а также внешние и внутренние факторы, влияющие на формирование нежности и мраморности говядины (D.L. Robinson с соавт., 2001; C.L. Harris с соавт., 2018). Проанализированы известные гены с наибольшим влиянием на эти показатели, в частности детализированы полиморфизмы генов миостатина (MSTN), кальпаина 1 (CAPN1), кальпастатина (CAST), тиреоглобулина (TG5), лептина (LEP) и диацилглицерол О-ацилтрансферазы 1 (DGAT1), а также намечены новые стратегии молекулярно-генетических исследований по повышению мясной продуктивности КРС (S.H. Chu с соавт., 2019; L.S. de Almeida Camargo с соавт., 2022). Так, показано, что изучение только генотипа для понимания различных физиологических процессов в организме и проявления генетического потенциала животными недостаточно, в связи с чем большие надежды возлагаются на разработку и дальнейшее практическое применение постгеномных технологий (S.H. Chu с соавт., 2019), из которых легче всего реализуемым вариантом представляется изучение генной экспрессии в связи с окружающими (эпигенетическими) факторами - условиями кормления и содержания, климатом, стрессом, заболеваниями. Понимание механизмов формирования мясных качеств может дать ориентиры для поиска эффективных генетических маркеров мясной продуктивности, а использование современных научных разработок на основании геномных и постгеномных исследований даст возможность управлять интересующими потребителя качествами. В перспективе это ускорит селекцию лучших с точки зрения продуктивности животных, что будет способствовать росту производства и улучшению качества мяса КРС и, как следствие, сделает говядину более доступной и привлекательной для потребителя.
Бесплатно
Статья научная
Ежегодный мониторинг фитосанитарного состояния посевов пшеницы в Саратовской области показывает активное развитие листовых пятнистостей и накопление их инфекционного потенциала. Pyrenophora tritici-repentis - возбудитель пиренофороза, или желтой пятнистости листьев, одной из опасных болезней пшеницы. Bipolaris sorokiniana - возбудитель темно-бурой пятнистости, потенциально опасного заболевания пшеницы. В настоящей работе в результате комплексной полевой и лабораторной оценки 20 сортов мягкой пшеницы ( Triticum aestivum L.), возделываемых на территории Нижневолжского региона, впервые выявлены образцы, устойчивые к возбудителю пиренофороза, а также среднеустойчивые к возбудителю темно-бурой пятнистости. Результаты идентификации аллелей Tsn1 и tsn1 с использованием молекулярного маркера Xfcp623 показали, что среди изучаемых образцов пшеницы ген Tsn1 преимущественно встречался у озимых сортов. Мы впервые выявили статистически значимые различия между средними значениями показателей, полученных при полевой фитопатологической оценке сортов из разных групп устойчивости (RR, R, MS и S) к P. tritici-repentis . Цель работы - определение устойчивости сортов озимой и яровой мягкой пшеницы ( Triticum aestivum L.), возделываемых на территории Нижневолжского региона, к возбудителям желтой и темно-бурой пятнистостей и идентификация у растений доминантного ( Tsn1 ) и рецессивного ( tsn1 ) аллелей. В работе исследовали 13 сортов озимой мягкой пшеницы (Гостианум 237, Лютесценс 230, Саратовская 8, Губерния, Мироновская 808, Донская безостая, Саратовская 90, Жемчужина Поволжья, Саратовская 17, Калач 60, Подруга, Анастасия, Соседка) и 7 - яровой мягкой пшеницы (Фаворит, Прохоровка, Юго-Восточная 2, Саратовская 70, Саратовская 73, Белянка, Лебедушка). Из них 16 были допущены к использованию в 2022 году. Соседка - перспективный сортообразец озимой мягкой пшеницы; Гостианум 237, Лютесценс 230, Саратовская 8 - селекционные сорта озимой мягкой пшеницы саратовской селекции, полученные в первой половине XX века. Полевые испытания проводили в 2020-2022 годах в селекционном питомнике ФГБНУ Федеральный аграрный научный центр Юго-Востока (г. Саратов). Для оценки сортов пшеницы к местной популяции возбудителя пиренофороза на естественном инфекционном фоне использовали модифицированную и дополненную шкалу Саари-Прескотта (Saari and Prescott). В лабораторных условиях листья растений заражали P. tritici-repentis и B. soro-kiniana . Инокулюм включал смесь нескольких изолятов гриба из коллекции Всероссийского НИИ защиты растений, полученных в 2022 году из растительного инфекционного материала из Саратовской ( P. tritici-repentis , ToxA ), Ленинградской ( B. sorokiniana ) областей и Республики Казахстан ( P. tritici-repentis , ToxB ). Для фитопатологической оценки P. tritici-repentis использовали балльную шкалу, характеризующую степень развития некрозов и хлорозов. При оценке устойчивости пшеницы к темно-бурой пятнистости, вызываемой B. sorokiniana , использовали шкалу, разработанную в ВИЗР. Геномную ДНК из листьев 5-суточных проростков пшеницы выделяли стандартным методом СТАВ/хлороформ. После количественной оценки концентрацию ДНК нормализовали до 30 нг/мкл для последующей ПЦР. Скрининг изолятов на присутствие доминантного или рецессивного аллеля гена ( Tsn1 / tsn1 ) в генотипе сорта проводили методом ПЦР с парами праймеров Xfcp623F/Xfcp623R (ЗАО «Евроген», Россия). Доля сортов, устойчивых к изолятам P. tritici-repentis , способным продуцировать токсины, кодируемые генами TохА и Tох B , составила 40 %, к изоляту с геном TохА - 55 %, с Tох B - 60 %. Доля сортов, показавших среднюю устойчивость к Bipolaris sorokiniana , составила всего 15 %. Наибольший интерес представляют генотипы трех сортов озимой мягкой пшеницы (Гостианум 237, Мироновская 808, Подруга) и пять генотипов яровой мягкой пшеницы (Фаворит, Прохоровка, Саратовская 70, Саратовская 73, Белянка), которые оказались устойчивы к пиренофорозу в лабораторных и трехлетних полевых испытаниях. При молекулярном скр
Бесплатно
Статья обзорная
Сахарная свекла - важная сельскохозяйственная культура, продукты переработки которой используются в производстве сахара и спирта, животноводческой, кондитерской и других отраслях промышленности. Будучи двухлетним растением, сахарная свекла в первый год формирует корнеплод, а во второй год, после зимнего хранения, - цветонос и соцветия. Способность формировать цветонос в первый год жизни называется цветушностью. Образование цветоноса у сахарной свеклы происходит в результате воздействия низких положительных температур (яровизация) и длинного светового дня. Цветушность актуальна для регионов свеклосеяния с холодными веснами и длинным световым днем и приводит к потере урожая и сахара. С точки зрения генетики цветушность обусловлена работой сложной системы генов перехода из вегетативной фазы развития в генеративную, центральное место в которой занимает взаимодействие генов BvBTC1 и BvBBX19 . Функциональные продукты экспрессии стимулируют ген-индуктор цветения BvFT2 и подавляют экспрессию гена-репрессора цветения BvFT1 (N. Dally с соавт., 2018). В геноме свеклы среди генов цветения идентифицировано множество генов-ортологов арабидопсиса, характеризующихся дифференциальной экспрессией и метилированием в результате яровизации и различающихся у устойчивых и неустойчивых к цветушности генотипов (M.-V. Trap-Gentil с соавт., 2011; Z. Pi с соавт., 2021). Главный физиологический регулятор перехода к цветению у сахарной свеклы - гибберелловая кислота, гены-регуляторы синтеза которой также участвуют в яровизации (E. Mutasa-Gottgens с соавт., 2009). Главные методы борьбы с цветушностью состоят в использовании соответствующих агротехнических приемов и в создании устойчивых сортов и гибридов селекционно-генетическими методами. Агротехнические методы подразумевают правильную дату сева, при которой растения не подвергаются воздействию низких положительных температур, выбор сортов, рекомендованных для зоны возделывания, уничтожение раннецветущих растений, использование химической обработки семян и вегетирующих растений (И.А. Оксененко с соавт., 1987; К.С. Девликамов с соавт., 2016; M. Sadeghi-Shoae с соавт., 2017). Селекционные методы предполагают создание аналитического фона для негативного отбора цветушного материала: сверхранний и подзимний посевы, отбор в условиях длинного дня, посев яровизированными семенами, посев в почву, обработанную гербицидами (А.В. Корниенко с соавт., 1983; А.В. Логвинов с соавт., 2021, 2022). Важно проводить оценку генетических ресурсов из мировых коллекций как культурных, так и дикорастущих образцов для поиска новых доноров устойчивости к цветушности (Е.С. Кутняхова с соавт., 2016; В.И. Буренин с соавт., 2018). Важным методом при создании новых ценных аллелей нецветушности служит мутагенез на основе этилметансульфоната. Маркеры для аллельных вариантов (гаплотипов) функциональных генов цветения, а также найденные локусы количественных признаков и однонкулеотидные полиморфизмы, ассоциированные с устойчивостью к цветушности, могут быть использованы в маркер-опосредованной селекции (B. Büttner с соавт., 2010; Y. Kuroda с соавт., 2019; S. Ravi с соавт., 2021). Для ускоренной селекции и семеноводства по схеме «от семени до семени» перспективна стимуляция цветушности растений сахарной свеклы в условиях искусственного климата за счет правильно подобранной температуры, фенофазы начала яровизации, продолжительности и качества светового периода.
Бесплатно
Эволюционно-генетические основы симбиотической инженерии растений: мини-обзор
Статья научная
Микробно-растительные симбиозы играют огромную роль в развитии и эволюции растений, обеспечивая их минеральное (азотное, фосфорное) питание, устойчивость к патогенным микроорганизмам и животным-фитофагам, а также регуляцию развития в стрессовых условиях (R.J.Rodriguez с соавт., 2009). Конструирование высокоэффективных симбиозов должно базироваться на знании механизмов коэволюции микроорганизмов и растений в природных экосистемах и агроценозах. На примере азотфиксирующего бобово-ризобиального симбиоза мы показали, что основные этапы коэволюции могут быть воспроизведены с использованием подходов симбиотической инженерии.Она направлена наоптимизацию процессов переноса между партнерами соединений азота и углерода, связанного с образованием объединенных путей обмена веществ и энергии; ослабление конкуренции партнеров за трофические и энергетические ресурсы окружающей среды; вступление партнеров в отношения альтруизма, основанные на отказе микросимбионтов от автономного существования, например образование ризобиями неспособных к размножению бактероидов...
Бесплатно
