Биологические основы кормопроизводства, кормовые добавки. Рубрика в журнале - Сельскохозяйственная биология
Статья научная
Контаминация сельскохозяйственной продукции микотоксинами различного происхождения - одна из серьезных проблем для мирового производства продуктов питания и кормов. Афлатоксин В1 (АФВ1) обладает гепатотоксичным, карциногенным и тератогенным действием, не разлагается в процессе переработки растительного сырья при приготовлении кормов и пищевых продуктов, поэтому относится к наиболее опасным микотоксинам. В связи с этим поиск веществ, подавляющих его биосинтез и тем самым предотвращающих накопление, остается актуальным. В настоящей работе представлены результаты исследования способности ряда природных и синтетических соединений блокировать у Aspergillus flavus (штамм AF11) образование АФВ1 и пигмента меланина - вторичных метаболитов поликетидной структуры, у которых имеются общие интермедиаты и совпадают начальные стадии биосинтеза. В качестве потенциальных ингибиторов биосинтеза поликетидных соединений использовали ловастатин и различные коммерческие препараты: (аминоэтил)тиофосфоновую кислоту, (аминометил)тиофосфоновую кислоту, алафосфалин, (1-аминоэтил)фосфоновую кислоту и N-гидроксипутресцин. Продуцентом ло-вастатина служил мутантный штамм Aspergillus terreus 45-50, полученный ранее из штамма A. terreus ATCC 20542. Чтобы выявить изменения в морфологии колоний, гриб A. flavus культивировали на твердой питательной среде. Концентрации исследуемых веществ при этом варьировали от 0,0001 до 0,1 % в зависимости от активности соединения. Для определения влияния исследуемых веществ на продукцию АФВ1 штамм A. flavus AF11 культивировали в течение 170 ч в жидкой питательной среде Пейна-Хеглера. Растворы тестируемых веществ добавляли до конечной концентрации от 0,001 до 0,1 % (коммерческие препараты) или от 0,0001 до 0,001 % (ловастатин). Эффективность ингибирования или стимуляции синтеза афлатоксина оценивали, сравнивая его содержание в культуральной жидкости в опыте и контроле (питательная среда без добавок тестируемых веществ). Также оценивали влияние ловастатина на накопление АФВ1 в зерне пшеницы, зараженном A. flavus AF11. Проведенный скрининг позволил разделить исследуемые вещества на три группы. Добавление в среду культивирования (аминоэтил)тиофосфоновой кислоты, (аминометил)тиофосфоновой кислоты и алафосфалина приводило к существенному снижению продукции АФВ1, однако не влияло на пигментацию колоний. N-гидроксипутресцин и (1-аминоэтил)фосфоновая кислота частично или полностью блокировали биосинтез меланина и одновременно значительно увеличивали продукцию АФВ1. Ловастатин полностью подавлял биосинтез АФВ1 и меланина даже в низких концентрациях (0,0005 %). Следовательно, вещества из первой и второй группы препятствовали образованию АФВ1 и меланина на этапах после разветвления путей биосинтеза этих вторичных метаболитов, в то время как ловастатин либо действовал на стадии, предшествующей разветвлению, либо одновременно подавлял некоторые этапы биосинтеза каждого из них после точки расхождения. В результате проведенного исследования впервые была выявлена способность ловастатина эффективно блокировать биосинтез АФВ1, а также подавлять рост и развитие токсигенного гриба A. flavus. Показано, что обработка зерна пшеницы ловастатином в дозах 0,25 и 0,50 мг/г перед заражением токсиногенным изолятом A. flavus приводила к снижению накопления АФВ1 соответственно в 4 и 20 раз. Обнаруженные свойства ловастатина в сочетании с его нетоксичностью и возможностью высокопродуктивного микробиологического синтеза делают перспективными дальнейшую разработку препарата на основе этого природного соединения, применение которого позволит предотвращать контаминацию АФВ1 фуражного зерна и других кормов для сельскохозяйственных животных.
Бесплатно
О перспективности нанопрепаратов на основе сплавов микроэлементов-антагонистов (на примере Fe и Co)
Статья научная
Проблема совместного использования элементов-антагонистов в питании сельскохозяйственных животных решается через раздельное скармливание препаратов микроэлементов или за счет увеличения дозировок. Уникальные свойства наноматериалов позволили нам предположить перспективность альтернативных решений на основе объединения мироэлементов-антагонистов в один препарат, представляющий собой ультрадисперсный порошок их сплавов. В представляемой работе мы впервые сравнили рост, гематологические и биохимические показатели у цыплят-бройлеров отечественного кросса Смена 7 при скармливании индивидуальных солей двух микроэлементов либо их сплава в наноразмерной форме. Выбор пары антагонистов (железо и кобальт) определялся одинаковым механизмом их абсорбции в кишечнике. Источниками железа и кобальта, использованными в качестве минеральной добавки, служили соли FeSO4х 7H2O и CoCl2 (I группа бройлеров) или полученные наночастицы (d = 62,5±0,6 нм) сплава этих металлов (II группа бройлеров). Вычисление выраженного в процентах отношения, характеризующего прирост общего пула микроэлемента в организме к величине их поступления с кормом, показало, что по железу в варианте с наночастицами сплава (по сравнению с чистым железом) превышение составило до 50,0 %, по кобальту - 34,7 %. Биологический смысл полученной величины, выраженной в граммах, - это количество, которое откладывается в организме птицы, в расчете на 100 г элемента, поступившего с кормом. При этом отмечали повышение интенсивности роста цыплят и изменения в метаболизме. За период опыта прирост живой массы в I группе превысил контроль на 6 % (р ≤ 0,05), во II - на 11 % (р ≤ 0,001). Затраты корма на выращивание в контрольной группе составили 2,48 кг, что на 9,3 и 13,7 % больше, чем соответственно в I и II группах. Использование сплава Co-Fe увеличило прирост живой массы на 4,1 % (р ≤ 0,05) по сравнению с таковым в I группе при снижении расхода корма на 4,8 %. В I и II группах содержание креатинина было соответственно на 63,9 % (р ≤ 0,01) и 38,3 % (р ≤ 0,05) выше, чем в контроле. При этом в I группе концентрация мочевины в сыворотке крови, а во II - глюкозы увеличивалась относительно контроля соответственно на 38,5 % (р ≤ 0,05) и 36,5 % (р ≤ 0,05). Вместе с тем выявленное увеличение пула железа во II группе не было сопряжено с достоверным нарастанием концентрации железа в сыворотке крови относительно таковой в I группе (возможно, вследствие гомеостатической регуляции, поскольку избыток железа может привести к генерации активных форм кислорода) с достоверным снижением его концентрации (на 74,3-78,3 % при р ≤ 0,01) в контроле при дефиците железа в рационе. Использование препарата наночастиц сопровождалось увеличением массовой доли аргинина в печени подопытных цыплят - до 8,10±0,105 % по сравнению с контрольным значением 5,05±0,075 % (в литературе описаны ростостимулирующие эффекты L-аргинина).
Бесплатно
Статья научная
Внедрение защитных мероприятий на радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных территориях, пострадавших в результате аварии на Чернобыльской АЭС, снижает производство сельскохозяйственной продукции, не соответствующей нормативам по радиационной безопасности, и дозу общего облучения. На естественных кормовых угодьях в условиях юго-запада Брянской области мы изучали эффективность использования минерального питания и доли в нем калийного удобрения для получения продукции кормопроизводства, соответствующей нормативу по удельной активности. Почва опытного участка - аллювиальная дерново-оглеенная песчаная с содержанием гумуса 3,08-3,33 %, P2O5 - 620-840 мг/кг, K2O - 133-180 мг/кг, рНКСl 5,2-5,6. Плотность загрязнения почвы 137Cs в результате Чернобыльской катастрофы в 2000-2008 годах составляла 1221-1554 кБк/м2, в 2009-2014 годах - 559-867 кБк/м2. В 2000-2008 годах высевали смесь многолетних мятликовых трав в составе кострец безостый Brоmus inеrmis (8 кг/га), овсяница луговая Festuca pratensis (8 кг/га), тимофеевка луговая Phleum pratens e (5 кг/га), канареечник тростниковидный Phalaris arundinacea (5 кг/га), лисохвост луговой Alopecurus pratensis (5 кг/га); в 2009-2014 годах смесь включала овсяницу луговую Festucapratensis (6 кг/га), лисохвост луговой Alopecurus pratensis (5 кг/га), двукисточник тростниковый Phalaris arundinacea (7 кг/га). В качестве удобрений применяли аммиачную селитру, суперфосфат простой гранулированный, хлористый калий. Система применения удобрений в экспериментах предусматривала внесение 1/2 дозы азотных и калийных и всей дозы фосфорных удобрений под первый укос и 1/2 дозы азотных и калийных удобрений после проведения укоса. Минимальная урожайность зеленой массы с наибольшей удельной активностью корма была получена в варианте без применения минеральных удобрений. Максимальная урожайность 30,9 т/га в первый период исследований получена при внесении полного минерального удобрения в дозе N60P90K60. Увеличение доз элементов питания и их соотношений не приводило к значимой прибавке урожайности. При этом азотные удобрения увеличили удельную активность корма, который при дозе N60P90K60 и соотношении N:K, равном 1:1, не соответствовал нормативу. Поэтому для получения высоких урожаев зеленой массы многолетних трав с удельной активностью, не превышающей допустимые значения, в зоне с плотностью загрязнения 1221-1554 кБк/м2 мы рекомендуем применять полное минеральное удобрение с соотношением N:K, равным 1:1,5. Во второй период исследований оптимальным для получения высокой урожайности зеленой массы надлежащего качества было использование полного минерального удобрения в дозе N45P60K75. Без применения удобрений связь между урожайностью и удельной активностью зеленой массы трав оказалась слабой положительной, использование удобрений при соотношении N:K, равном 1:1, делало связь слабой, но отрицательной. Дальнейшее увеличение доли калия усиливало связь. Полученные данные о снижении удельной активности 137Cs в зеленом корме подтвердили, что именно калийные удобрения наиболее эффективны при реабилитации радиоактивно загрязненных кормовых угодий. Проведен расчет миграции 137Cs из кормов в продукцию животноводства. Главным фактором, ограничивающим переход 137Cs из почвы в растения и далее по пищевой цепи, оказалось использование калийных удобрений, позволяющих снизить удельную активность 137Cs в продукции животноводства и внутреннюю дозу облучения человека.
Бесплатно
