Обзоры, проблемы. Рубрика в журнале - Сельскохозяйственная биология
Статья обзорная
Промышленное производство мяса цыплят-бройлеров ( Gallus gallus domesticus ) основывается на использовании скороспелых высокопродуктивных кроссов, создание которых стало возможным благодаря работе генетиков и селекционеров. Исходные линии современных цыплят-бройлеров были получены в результате искусственного отбора, прежде всего по эффективности кормления, конверсии корма и скорости роста (W. Fu, с соавт., 2016). Прогрессивные генетические исследования, селекционные технологии и кормление в сочетании с эффективным ветеринарным контролем дают возможность производить мясо птицы высокого качества (A.A. Grozina, 2014). С 1957 по 2001 год время достижения цыплятами-бройлерами рыночной массы снизилось в 3 раза, при этом сократилось потребление кормов (M. Georges, с соавт., 2019). Определение экспрессии мРНК генов, участвующих в росте и развитии бройлеров, усвоении питательных веществ и устойчивости к возбудителям заболеваний, необходимо для успешного отбора птицы с желательными качествами (K. Lassiter с соавт., 2019). Целью представленного обзора стал анализ многообразия генов и их активности при формировании хозяйственно полезных признаков у цыплят-бройлеров и факторов, влияющих на экспрессию этих генов. В статье представлены гены, продукты которых принимают участие в росте и развитии ( GH , IGF-1 , GHR , MYOD1 , MYOG , MSTN ), усвоении нутриентов ( SLC2A1 , SLC2A2 , SLC2A3 , SLC2A8 , SLC2A9 , SLC2A12 , SLC6A19 , SLC7A1 , SLC7A2 , SLC7A5-7 , SLC15A1 , SLC38A2 ), иммунном ответе ( IL1B , IL6 , IL8L2 , IL16 , IL17A , IL18 , TNF- a, AvBD1-AvBD14 ). Одним из путей регуляции скорости роста скелета и размеров тела служит соматотропная ось гормон роста (growth hormone, GH)-инсулиноподобный фактор роста 1 (insulin like growth factor 1, IGF-1)-рецептор гормона роста (growth hormone receptor, GHR) (L.E. Ellestad с соавт., 2019). Анализ экспрессии генов GH , GHR и IGF-1 и отбор по признаку высокой скорости роста у цыплят-бройлеров может повысить активность связывания гормона роста, синтез IGF-1 в печени и, следовательно, массу тела (S. Pech-Pool с соавт., 2020). Миогенез опосредован действием различных факторов и генов, в их числе миогенный регуляторный фактор ( myogenic regulatory factors, MRF ), фактор миогенной дифференцировки 1 ( myogenic differentiation 1, MYOD1 ), миогенин ( myogenin, MYOG ), экспрессия которых может меняться в зависимости от ингредиентного состава рациона и специфических добавок. Значительно увеличить экспрессию генов MYOD1 и MYOG в грудных мышцах и GH и IGF-1 в печени одновременно с улучшением показателей роста можно при добавлении в рацион протеазы (Y. Xiao с соавт., 2020). Гены, ассоциированные с усвоением питательных веществ и их экспрессия влияют на транспортные белки, приводя к ускоренному поступлению нутриентов в эпителий кишечника, систему кровообращения, а затем ко всем органам и тканям. В свою очередь, их экспрессия может быть зависима от кормовых добавок различного функционала. В транспорте аминокислот задействованы носители растворенных веществ (solute carrier family, SLC): SLC6A19 (B0AT1) и SLC38A2 (SNAT2) - натрий-зависимые переносчики нейтральных аминокислот; SLC7A1 и SLC7A2 - переносчики катионных аминокислот (cationic amino acid transporter, CAT: CAT1, CAT2); SLC7A5-7 - переносчики L-аминокислот (L-type amino acid transporter, LAT: LAT1, gLAT2) (J.A. Payne с соавт., 2019; C.N. Khwatenge с соавт., 2020; N.S. Fagundes с соавт., 2020). На экспрессию генов иммунитета ( IL1B , IL6 , IL8L2, IL16, IL17A, IL18 , TNF- a, AvBD1-AvBD14 ) цыплят-бройлеров, инициирующих синтез факторов иммунного ответа, оказывает влияние инфицирование микроорганизмами Escherichia coli , Salmonella spp., Pseudomonas aeruginosa , Clostridium perfringens , Listeria monocytogenes , Eimeria spp. и др. (G.Y. Laptev с соавт., 2019; T. Nii с соавт., 2019). Также выявлено модулирующее влияние температуры на экспрессию генов. Повышенная температура выращивания птицы (39 °С) ведет к значительному увеличению экспрессии мРНК генов IL6 , IL1b , TNF- a, TLR2 , TLR4 , NFkB50 , NFkB65 , Hsp70 и HSF3 в тканях селезенки и печени (M.B. Al-Zghoul с соавт., 2019). В настоящее время идет поиск кормовых добавок (пребиотиков, пробиотиков, синбиотиков, фитобиотиков и аминокислот), которые поддерживают физиологическое состояние птицы, предотвращают развитие заболеваний, способствуют ускорению роста без ущерба для здоровья и улучшают продуктивность посредством воздействия на экспрессию генов.
Бесплатно
Статья обзорная
Медоносная пчела (Apis mellifera) - ключевой опылитель и важный модельный объект для изучения социального поведения, иммунитета и адаптации (N. Gallai с соавт., 2009; S.A.M. Khalifa с соавт., 2021). Популяции пчел по всему миру адаптируются к различным условиям, патогенам и паразитам, таким как клещ Varroa destructor (D. Goulson соавт., 2015; D. Frizzera с соавт., 2023). Понимание генетических основ этих адаптивных признаков остается приоритетной задачей пчеловодческой науки. Цель настоящего обзора - систематизировать современные научные подходы к изучению генетических и поведенческих механизмов устойчивости медоносной пчелы к паразитическому клещу Varroa destructor и оценить перспективы их применения в селекционных программах, включая традиционные методы отбора и инновационные геномные технологии. Заражение V. destructor негативно влияет на пчеловодство, сокращая продолжительность жизни пчел (D. Annoscia с соавт., 2015; B. Han с соавт., 2024). Также клещи служат переносчиками вирусных заболеваний (M.E. Oz с соавт., 2025; K.S. Traynor с соавт., 2020). Пчелы, проявляющие гигиеническое поведение (varroa-sensitive hygiene, VSH), способны детектировать, распечатывать и удалять зараженный расплод (F. Mondet с соавт., 2020; R.M. Russo с соавт., 2024). Исследования углубили понимание нейробиологических основ VSH, выявив роль олеиновой кислоты и обонятельных рецепторов у сенсоров (A. McAfee с соавт., 2018), а также скоординированность действий исполнителей (K.M. Wagoner с соавт., 2020; K.A. Khan с соавт., 2021). Традиционные методы оценки гигиенического поведения имеют ограничения, что стимулирует разработку стандартизированных подходов (О.А. Модин, 2012). Низкая частота гигиенического поведения подчеркивает актуальность селекции. Природные устойчивые популяции пчел, например на острове Готланд (S. Thaduri с соавт., 2018), во Франции (Y. Le Conte с соавт., 2007), Норвегии (M.A.Y. Oddie с соавт., 2017) представляют ценный генетический ресурс. Груминг - еще один фактор устойчивости, при котором пчелы удаляют клещей со своего или чужого тела (D.J. Pritchard с соавт., 2016). Африканизированные пчелы служат примером высокой активности груминга (C. Invernizzi с соавт., 2015). Генетические исследования выявляют факторы восприимчивости пчел к возбудителям. Устойчивость к варроатозу связана с различиями в физиологии и поведении (Y. Zhang с соавт., 2010), при этом геномные ресурсы проекта «Геном медоносной пчелы» (G.E. Robinson с соавт., 2006) активно используются. Изучение QTL (D. Behrens с соавт., 2011) и SNP (A. Spötter с соавт., 2016) выявило генетические маркеры, ассоциированные с гигиеническим поведением, включая гены, связанные с обонянием, нервной системой (Neurexin-1 , октапаминовые рецепторы), иммунным ответом (гименоптаецин) и метаболизмом экдизона (Mblk-1) (R. Parker с соавт., 2012; J.D. Evans с соавт., 2019). Масштабные исследования (M. Šotek с соавт., 2025) и целенаправленная селекция на подавление репродукции клеща (M.G. De Lorio с соавт., 2025) демонстрируют успешность улучшения популяций. Активные чистильщики показывают специфический паттерн экспрессии генов, включая Neurexin-1 , поли-U-связывающий фактор kd 68 и цитохром P450 (M.M. Hamiduzzaman с соавт., 2017), при этом Neurexin-1 предложен как молекулярный биомаркер (D. Kabakcı с соавт., 2025). Система геномного редактирования CRISPR-Cas9 (Y. Ishino с соавт., 1987; F.J. Mojica с соавт., 1993) позволяет целенаправленно модифицировать гены (X.F. Hu с соавт., 2019), исследовать развитие каст (A. Roth с соавт., 2019) и создавать устойчивых к пестицидам пчел (E. İnak с соавт., 2024), а также редактировать геномы симбионтов (P.J. Lariviere с соавт., 2024; Q. Huang с соавт., 2023). Однако применение CRISPR сопряжено с техническими, этическими и регуляторными трудностями. В будущем CRISPR будет служить инструментом валидации генов-кандидатов для традиционной селекции. Достижение успеха в выведении пчелиных семей, устойчивых к варроатозу, требует интеграции традиционных методов селекции с передовыми геномными технологиями. Это включает изучение гигиенического поведения и груминга, идентификацию генетических маркеров и использование молекулярных биомаркеров. Необходим сбалансированный подход, который не только повышает устойчивость к Varroa , но и сохраняет хозяйственные характеристики пчел. Внедрение интегрированных стратегий, международное сотрудничество и стандартизация методов критически важны для создания устойчивых популяций медоносных пчел в долгосрочной перспективе.
Бесплатно
Статья научная
Бобовая культура гуар ( Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.) - источник гуаровой камеди (комплекс полисахаридов, который используется в различных отраслях промышленности). Эта культура широко возделывается в основном в Индии и Пакистане, но в последние годы возрастает интерес к промышленному выращиванию гуара в южных регионах России. Одна из проблем внедрения этой культуры в сельское хозяйство Российской Федерации - отсутствие в почвах бактерий, способных образовывать симбиотические клубеньки на корнях гуара в почвенно-климатических условиях России. В представляемой работе получены первые данные по эффективности инокуляции клубеньковыми бактериями гуара при выращивании в почвах России. Цель нашего исследования состояла в оценке эффективности симбиоза перспективных штаммов клубеньковых бактерий гуара Bradyrhizobium retamae RCAM05275 и Ensifer aridi RCAM05276 при выращивании растений в почвах, отобранных в разных районах Российской Федерации и не содержащих комплементарных клубеньковых бактерий. Для инокуляции семян гуара сорта Кубанский Юбилейный использовали инокулюмы в виде водных суспензий бактерий, полученные по стандартной методике приготовления жидких биопреператов клубеньковых бактерий. Эффективность симбиоза изучали в вегетационном опыте с выращиванием растений в дерново-подзолистой почве и чернозёме. Инокуляция обоими штаммами привела к активному образованию клубеньков (около 20-40 шт. на растение), в то время как на корнях контрольных растений клубеньков обнаружено не было. Количество клубеньков на растении было максимальным в вариантах инокуляции штаммом B. retamae RCAM05275. Значения общей массы клубеньков на одно растение были максимальными в вариантах инокуляции штаммом E. aridi RCAM05276 благодаря образованию более крупных клубеньков. Клубеньки формировались на боковых корнях, имели округлую неправильную форму, розоватый цвет (свидетельство наличия в них леггемоглобина) и существенно варьировали по размеру. Оба штамма повысили биомассу побегов и всего растения примерно на 70 % при выращивании на дерново-подзолистой почве и черноземе, но не повлияли на биомассу корней. Инокулированные растения обладали примерно одинаковой нитрогеназной активностью независимо от штамма ризобий и типа почвы. Удельная нитрогеназная активность (на единицу биомассы клубенька) была примерно в 2 раза выше по сравнению с другими вариантами при инокуляции растений штаммом B. retamae RCAM05275 в дерново-подзолистой почве. Во всех вариантах опыта в побегах инокулированных растений выявлено повышение содержания общего азота примерно в 1,4 раза и накопления азота - в 3-4 раза. Таким образом, оба изученных штамма оказались способны формировать азотфиксирующий симбиоз, что привело к значительному росту биомассы растений и накоплению азота в побегах. Результаты показали перспективность дальнейших исследований по испытанию штаммов в полевых экспериментах с целью создания биопрепаратов для улучшения азотного питания этой сельскохозяйственной культуры.
Бесплатно
Ядовитые растения и фитотоксикозы у лошадей (обзор)
Статья обзорная
Большое количество растений содержат химические соединения (фитотоксины), которые оказывают негативное воздействие на организм животных (Е.М. Куренкова с соавт., 2018) и становятся одной из причин развития тяжелых патологических процессов. Фитотоксины разнообразны по видовому составу, распространению, способу действия и летальному эффекту. Отравление лошадей ядовитыми растениями - относительно частая ветеринарная проблема, которая может случиться в том случае, когда свежее растение попадает в организм животного на пастбище или когда растение загрязняет сено, силос и другой корм (F. Caloni с соавт., 2015). Токсичность растений также представляет собой серьезную проблему, поскольку отравление животных приводит к значительным экономическим потерям (L. Curtis с соавт., 2019). В зависимости от степени токсичности и количества съеденного растения эффект варьирует от легкого недомогания до нарушения деятельности как отдельных органов, так и систем органов, что может привести к гибели животного (M. Wickstrom с соавт., 2002). Отравление ядовитыми растениями сложно диагностировать и дифференцировать от других патологий, поскольку клинические признаки, как правило, не специфичны и могут наблюдаться при других заболеваниях (K.E. Panter с соавт., 2012). Сведения, отражающие реальную частоту случаев отравления лошадей растительными токсинами, скудны либо вообще отсутствуют из-за того, что в настоящее время не существует централизованной системы отчетности и контроля за ними (K. Welch, 2019). Несмотря на то, что большинство токсичных растений имеют неприятный для лошадей вкус, существует ряд факторов, повышающих риск отравления: влияние фазы вегетации на вкусовые качества некоторых ядовитых растения, дефицит корма на пастбище, попадание токсичных растений в сено, однообразная среда обитания, любопытство (F. Caloni с соавт., 2015). Разнообразие видов ядовитых растений и содержащихся в них фитотоксинов, а также появляющиеся новые сведения о природе развития некоторых патологий при их потреблении требуют постоянного информирования ветеринарных специалистов и владельцев животных. В обзоре перечислены наиболее распространенные на территории России виды растений, при поедании которых у лошадей диагностируются отравления разной степени тяжести. Указаны места произрастания ядовитых для лошадей растений, подробно описаны механизмы действия содержащихся в них токсичных веществ на организм животных и клинические эффекты, которые могут включать нарушения в деятельности пищеварительной, сердечно-сосудистой, выделительной, дыхательной и нервной системы и многие другие проявления. Ядовитые растения классифицированы по механизму действия токсичных веществ на группы, содержащие алкалоиды, нейротоксины, фотосенсибилизирующие вещества, цианогенные гликозиды и сердечные гликозиды (M.I. San Andrés Larrea с соавт., 2024). Показана необходимость тщательного контроля за ботаническим составом пастбищных угодий и сена, а также исключения возможности случайного потребления лошадьми ядовитых растений.
Бесплатно
