Вестник Пермского университета. Серия: Биология @vestnik-psu-bio
Статьи журнала - Вестник Пермского университета. Серия: Биология
Все статьи: 947
Применение бактерий со сверхэкспрессией гена CADA для биоконверсии лизина в кадаверин
Статья научная
Сконструирован штамм Escherichia coli со сверхэкспрессией гена cadA, кодирующего лизиндекарбоксилазу, и проведена оценка его способности конвертировать лизин в кадаверин в зависимости от рН среды. Клетки, сверхэкспрессирующие лизиндекарбоксилазу, получены на основе штамма E. coli BL21DE3, трансформированного плазмидой pET19b, несущей ген cadA из E. coli MC4100. Бактерии культивировали в 5 мл бульона LB при 37ºС без перемешивания, сверхэкспрессию cadA запускали добавкой 1 мМ изопропил-β-D-тиогалактопиранозида (при ОП600=0.6), через 2 ч. клетки отмывали и переносили в среду с рН 7.4 или 4.0 с добавкой 5 г/л L-лизина гидрохлорида. Количество синтезированного кадаверина определяли методом ТСХ с предварительной дериватизацией дансилхлоридом. Максимальная скорость биоконверсии наблюдалась при культивировании клеток, сверхэкспрессирующих cadA в среде с рН 4.0 (2.8±0.7 ммоль кадаверина/г АСБ в час). Скорость биоконверсии в базовых условиях (рН 7.4, базовая экспрессия) была в 6.8 раз ниже. Конечная концентрация кадаверина при культивировании в среде с рН 7.4 и/или в условиях отсутствия сверхэкспрессии гена cadA составила 0.8-1 мМ, в условиях сверхэкспрессии гена в нейтральной среде накапливалось до 1.2 мМ кадаверина, а в кислой среде - 1.8 мМ.
Бесплатно
Статья научная
Предложен подход к изучению почвенного покрова сильно измененных урбанизированных и промышленных ландшафтов. В силу высокой неоднородности почв предлагается использовать понятие «природно-техногенная организация почвенного покрова». Для оценки состояния почвенного покрова используется метод выделения технопедокомплексов (ТПК) - комбинации почв и техногенных поверхностных образований (ТПО) на однородных элементах рельефа, одинаковых почвообразующих породах при сходном техногенном воздействии. В Пермском крае процессы почвообразования в ландшафтах соледобычи идут в нетипичных условиях промывного и водозастойного водного режима, отчего следует определенная масштабность развития засоления, специфическое разнообразие степени и состава солей в профиле почв. Показано, что в ТПК почвы и ТПО наследуют отдельные свойства природных почв и почвообразующих пород. Кроме того, разнообразие компонентов почвенного покрова обусловлено видами техногенного воздействия. Засоление почв достигало уровня солончаковости вплоть до формирования солончаков вторичных; химизм засоления по составу анионов - хлоридный и сульфатно-хлоридный, по соотношению катионов - натриевый, калиево-натриевый, кальциево-натриевый. Присутствие среднерастворимых кальциевых солей (карбонаты, гипс) в почвенном профиле может быть связано не только с отходами производства, но и с усилением миграции карбонатов и гипса подстилающих пород под воздействием натриевых растворов, с последующим процессом их отложения в твердофазной форме. Особенностью солончаковых почв со значительным содержанием гумуса и высокой емкостью поглощения является сохранение актуальной и обменной кислотности.
Бесплатно
Природоохранная значимость богаторазнотравных степей Предуралья
Статья научная
Актуальной задачей является инвентаризация и сохранение биоразнообразия сохранившихся степных сообществ. Цель данной работы - оценить природоохранную значимость сообществ богаторазнотрав-ных степей Предуралья и выявить наиболее ценные с точки зрения охраны растительные сообщества. Для оценки применена система экспертных показателей критериев, предложенная для проекта Зеленой книги Республики Башкортостан. Максимальные баллы по комплексному критерию «Категория охраны», как наиболее редкие и нуждающиеся в охране, получили сообщества красшейшековыльных бога-торазнотравных степи южной лесостепи (асс. Astragalo austriacae-Stipetum pulcherrimae), в ценофло-ре которых объединяются виды настоящих и луговых степей, присутствует большое число редких видов (Fritillaria ruthenica, Hedysarum grandiflorum, Iris pumila и др.). Сообщества, вследствие высокой антропогенной нагрузки, имеют тенденцию к сокращению ареала. Высокую природоохранную значимость имеют также богаторазнотравные степи северной (асс. Leucanthemo vulgaris-Stipetum pennatae) и южной (асс. Poo angustifoliae-Stipetum pennatae) лесостепи. Несмотря на то, что часть сообществ этих ассоциаций расположена на территории действующих ООПТ, необходима разработка и внедрение системы мер по охране и рациональному использованию этих сообществ.
Бесплатно
Статья научная
Описан метод развития координационных способностей служебных собак на тренажере «Подвесная координационная платформа». Основное внимание уделяется результатам экспериментального исследования влияния нахождения собаки на неустойчивой поверхности на чувство равновесия, координацию и способность сохранять баланс тела на примере немецких и бельгийских овчарок. Введен параметр «Показатель улучшения», который характеризует динамику результатов тестирования и позволяет сравнить обе группы независимо от их абсолютных значений. Выявлено, что у всех овчарок сокращается время прохождения «Лестницы». Однако особи опытной группы, регулярно занимающиеся на тренажере «Подвесная координационная платформа», достоверно ускорились при прохождении «Лестницы» на 39.9%, а особи контрольной группы – на 33.5%. Анализ результатов тестирования выборочной совокупности по времени прохождения «Бума» показал, что среднее время, затраченное на прохождение снаряда, при первичном тестировании осенью для опытной группы составило 7.89±1.40 с, контрольной группы – 15.86±2.39 с (td=2.88 при p=0.05). В ходе повторного тестирования весной у собак опытной группы время прохождения «Бума» составило 4.36±0.45 с при большей стабильности результатов, а контрольной – 11.1±1.12 с (td=5.56 при p=0.001). Отметим, что достоверная разница при последнем тестировании значима с вероятностью 0.999. У опытной группы скорость преодоления снаряда значительно возросла, «Показатель улучшения» составил 44.8%, у контрольной также есть улучшения, но всего на 30.2%, что доказывает положительное влияние дополнительных занятий на неустойчивой платформе тренажера на развитие координационных способностей собак. Таким образом, показана эффективность применения тренажера, приведены рекомендации по его применению в практике деятельности кинологических подразделений.
Бесплатно
Прогноз рождаемости при моделировании роста численности населения
Статья научная
Приведен аналитический обзор математических моделей, применяемых для решения задач прогнозирования численности населения, которые отражают современные представления о демографических процессах, протекающих в глобальном (мировом) масштабе. Показано, что в условиях глобального демографического перехода при гиперболическом росте численности существует мировая тенденция к снижению рождаемости и стабилизации численности. На примере статистического анализа данных по структуре населения Пермского края (2010-2014 гг.) показано снижение влияния численности женщин фертильного возраста на рождаемость в сравнении с другими возрастными группами.
Бесплатно
Программа мониторинга амфибий и рептилий в Пермской области
Статья научная
Представлена программа герпетомониторинга в регионе, определены мониторинговые территории, сроки проведения, периодичность, исследуемые параметры, основные методические руководства. Составлен бланк мониторинга.
Бесплатно
Пространственный анализ конкуренции и сотрудничества деревьев в культурах сосны
Статья научная
В культурах сосны 1Б бонитета в возрасте 55 лет с текущей густотой 940-1620 шт./га и полнотой 0.84-1.02 на площади 1.9 га выбраны места с малой и средней густотой (5 пробных площадей, 433 дерева) для изучения влияния микроценозов на диаметры деревьев в их центре. Для этого в программе «ArcMap-ArcView» вокруг деревьев выстроили полигоны питания для возраста 30-40 лет и 41-55 лет. При пространственном анализе влияния деревьев использовали пять показателей: 1 - простое давление соседей: суммировали диаметры соседей по полигону; 2 - удельное давление соседей: показатель 1 делили на площадь питания центрального дерева; 3 - давление соседей с учетом расстояний до центрального дерева: диаметр соседа делили на расстояние до центрального дерева и суммировали данные; 4 - удельное давление соседей с учётом расстояний: показатель 3 делили на площадь питания центрального дерева; 5 - сотрудничество деревьев по сторонам полигона: диаметр соседа умножали на расстояние контакта с центральным деревом по стороне полигона и суммировали данные. Выбрать наилучший показатель не удалось, так как все пять оказались слабее, чем влияние простой площади питания. При использовании показателей площади питания в возрасте 30-40 лет, а затем в 41-55 лет, удельное давление соседей менялось по силе от 5.8 до 8.9%, составляя в среднем 7.4%, а при учёте расстояний до соседей это давление увеличилось в среднем до 8.5%. При средней густоте сила сотрудничества деревьев была равна 11.6%, а при малой густоте - 7.5%, составляя в среднем 9.6%. Таким образом, сотрудничество деревьев в микроценозе оказалось в 1.13 раз сильнее, чем конкурентное давление деревьев-соседей.
Бесплатно
Статья научная
расстройства аутистического спектра (рас) - это гетерогенная группа нарушений нейроразвития с неизвестной этиологией. показано, что иммунная дисфункция может быть вовлечена в этиологию и патогенез аутизма. одними из регуляторов взаимодействий нервной и иммунной систем выступают микрорнк, которые могут рассматриваться как ключевые игроки в патогенезе и биомаркеры для диагностики заболевания. в данной работе был проведен поиск взаимосвязи уровней лейкоцитарной экспрессии микрорнк: микрорнк-155, микрорнк-146а, микрорнк-124, микрорнк-21 и микрорнк-9, с концентрацией цитокинов в плазме крови у детей с рас для выявления биологических маркеров заболевания и степени его тяжести. установлено, что у детей с легким течением аутизма уровни экспрессии изученных микрорнк в лейкоцитах крови не отличались от аналогичных значений детей с нормотипичным развитием. в лейкоцитах детей с тяжелым течением расстройств аутистического спектра снижена экспрессия микрорнк-124 и микрорнк-146а по сравнению с нормотипичными детьми, а также микрорнк-146а - по сравнению с детьми с легким течением аутизма. в группе детей с легким течением аутизма выявлены две значимые положительные корреляции между микрорнк-9/ifny и микрорнк-124/tnfa на фоне отрицательного взаимодействия между микрорнк-155 и tnfa. у детей с тяжелым течением расстройств аутистического спектра обнаружены четыре значимые отрицательные связи между микрорнк-9/ifny; микрорнк- 146а/ifnу; микрорнк-146а/il-6 и микрорнк-155/il-10. уровень экспрессии микрорнк-146а в лейкоцитах меньше 0.0035 у.е. с 86.7% чувствительностью и 89.6% специфичностью может свидетельствовать о тяжелом течении аутизма у детей. таким образом, у детей с тяжелым течением рас нами выявлены нарушения в уровнях экспрессии важных негативных регуляторов воспаления и участников нейроиммунных взаимодействий - микрорнк-146а и микрорнк-124.
Бесплатно
Птицы горной части заповедника «Басеги»
Статья научная
По многолетним данным составлен список птиц открытых (горные луга и тундры) и полуоткрытых (альпийские криволесья) стаций заповедника «Басеги», включающий 107 видов. В горных лугах отмечено 84, в криволесьях - 62, и в горных тундрах - 35 видов птиц. Обсуждается статус видов, приводятся сравнительные данные по численности. Отмечено высокое сходство видового состава населения птиц горных биотопов, выявлены некоторые особенности характерных для них орнитоценозов.
Бесплатно
Статья научная
Проанализированы материалы круглогодичных учетов птиц, проведенных авторами в г. Омске с сентября 2006 по август 2009 гг. в 9 местообитаниях, а также на территории 4 муниципальных р-нов Омской обл. с 1.06 по 10.08.2020 г. Изучено видовое богатство, осуществлен анализ численности и распределения, указано обилие трясогузковых на территории исследуемых муниципальных районов. Приведены повидовые очерки, при описании которых особое внимание уделено характеру и срокам пребывания, а также распределению птиц по местообитаниям. Установлено, что отмеченные представители данного семейства обитают во всех изученных биотопах, но некоторые виды распределены неравномерно.
Бесплатно
Пчелы (Hymenoptera, Apoidea) островной Кунгурской лесостепи
Статья научная
На обследованной территории Кунгурской лесостепи выявлено 295 видов пчелиных. Впервые приводится полный список пчел надсемейства Apoidea, обнаруженных в лесостепном регионе Пермского края. Дополняются списки большинства семейств, опубликованные для камского Предуралья в целом (Лыков, 1997, 2000, 2001, 2004, 2007). На территории Пермского края к настоящему времени выявлено 409 видов пчел (Hymenoptera, Apoidea).
Бесплатно
Статья научная
Проведено обследование 188 детей в возрасте 6 лет, посещающих не менее 3 лет дошкольное образо-вательное учреждение (ДОУ). Изучались пищевой рацион детей, качество атмосферного воздуха, воздуха помещений и питьевой воды ДОУ, содержание химических веществ техногенного происхождения и витаминов А, С, D, В6 и В12 в крови детей. Исследуемое ДОУ расположено в крупном промышленном центре с загрязнением среды обитания органическими веществами техногенного происхождения. В этих условиях даже при сбалансированном питании более 75% детей имеют дефицит витаминов. Выявлена связь снижения уровня витаминов, ферментов антиокислительного профиля и уровня общей антиокислительной активности сыворотки крови с повышенным содержанием в крови детей органических соединений. В этих условиях возрастает роль неферментативных реакций антиокислительной защиты, осуществляемых витаминами. Запуск механизма повышенного расходования витаминов в условиях хронической токсикантной нагрузки лежит в основе формирования их дефицита и требует разработки новых подходов к превентивной профилактике гиповитаминозов.
Бесплатно
Развитие древостоя и его константы
Статья научная
В Пермском крае в моделях роста еловых древостоев обнаружены стабильные показатели -объем крон, наблюдаемый у древостоев с малой начальной густотой 1.0-1.3 тыс. шт./га, а в моделях любой начальной густоты - сбег ствола (отношение среднего диаметра к средней высоте древостоя за вычетом 1.3 м), которые неизменны только в пределах моделей с 45-50 и до 120 лет. Обсуждается концепция биополя и эпигенетические причины феномена биологической константы, а также диаметральных изменений производительности крон в редких и густых моделях на рубеже 40 лет. Подтверждена обоснованность гипотезы И.С. Марченко о существовании биополя древостоя, которое может определять развитие всего сообщества растений.
Бесплатно
Разложение моно- и полиароматических соединений новым грамположительным бактериальным штаммом
Статья научная
Из почв, подверженных интенсивному техногенному воздействию, выделен грамположительный бактериальный штамм-деструктор. Штамм идентифицирован как Rhodococcus sp. В7а. Установлено, что штамм утилизирует ряд замещенных и незамещенных моно- и полиароматических углеводородов, использует в качестве ростового субстрата 2- и 4-хлорбензойные кислоты, осуществляет разложение 4-хлорбензойной кислоты через стадии образования пара-гидроксибензойной и протокатеховой кислот, проявляет высокую активность к орто- и пара- замещенным моно-, ди- и трихлорированным бифенилам.
Бесплатно
Статья научная
Штаммы-деструкторы полихлорированных бифенилов (ПХБ) Rhodococcus ruber P25 и Microbacterium oxydans В51 осуществляют разложение основных интермедиатов аэробной бактериальной деструкции ПХБ - хлорбензойных кислот (ХБК). Установлено, что при культивировании штамма M. oxydans В51 на бифениле в качестве источника углерода происходит увеличение колониеобразующих единиц на четыре порядка за 4 сут., а при культивировании на 2ХБК - на три порядка за 3 сут. Уровень деструкции субстрата при этом составил 99.0-99.5%. При культивировании в условиях кометаболизма (в среде присутствуют ХБК и бифенил) удельная скорость роста штаммов M. oxydans В51 и R. ruber P25 увеличивалась в 1.53-1.58 раза, а эффективность деструкции 2ХБК и 4ХБК составляла 98.9-99.2%. Основные метаболиты бактериальной трансформации бифенила и ХБК в среде не зафиксированы, однако установлено накопление ионов хлора (через 5 сут. культивирования концентрация составляла 64.98-98.05% от максимально возможного). Полученные результаты свидетельствуют об эффективной деструкции ХБК штаммами M. oxydans В51 и R. ruber P25 в присутствии дополнительного источника углерода.
Бесплатно
Размерная изменчивость внешнеморфологических признаков сеголетков щуки Esoxlucius L.
Статья научная
Представлены результаты анализа размерной изменчивости морфотипа сеголетков щуки. В процессе роста отмечены отсутствие изменений в счетных признаках и, наоборот, существенные преобразования пластических признаков.
Бесплатно
Статья научная
Смородина чёрная (Ribes nigrum L.) – популярная ягодная культура в любительском и фермерском садоводстве Республики Коми. Для обеспечения населения адаптированными к условиям Севера сортами данной ягодной культуры имеется необходимость вегетативного размножения наиболее перспективных из них методом зелёного черенкования. Поэтому целью данного исследования было установить влияние стимуляторов корнеобразования – препаратов Корневин и Эпин-экстра – на укореняемость зелёных черенков. В 2021-2023 годах испытывались пять сортов данной культуры алтайской (Сеянец Голубки), московской (Вологда, Наследница), мичуринской (Элевеста) и орловской (Лентяй) селекции. Исследования проводили с учётом методических указаний ВНИИР им. Н.И. Вавилова. Корневин и Эпин подтвердили свою эффективность в качестве стимуляторов корнеобразования при зелёном черенковании сортов смородины чёрной в климатических условиях Республики Коми. В среднем за три года исследований укореняемость черенков составила 81,1%, что соответствует рекомендуемому стандарту, подтверждающему рентабельность данного метода черенкования. Выбор стимулятора для получения максимального числа прижившихся черенков зависит от сорта смородины. Однако у некоторых сортов эффект от применения стимуляторов для обработки черенков мало отличался от контроля. Корневин и Эпин оказывают влияние на число корней разного порядка у исследуемых сортов. Отмечено, что применение обоих стимуляторов при укоренении сортов Сеянец Голубки, Вологда, Элевеста влияет на длину корня нулевого порядка. У некоторых сортов – положительное воздействие наблюдалось и на формирование корней первого порядка. Установлено наиболее существенное действие Корневина, чем Эпина.
Бесплатно
Разнообразие бактерий, выделенных из района разработок месторождения калийных солей Верхнекамья
Статья научная
Из почвы, воды и галитовых отходов района солеразработок (г. Соликамск, Пермский край) методом накопительных культур выделено 12 различных по грампринадлежности штаммов бактерий. По результатам генотипирования методами REP-ПЦР и ARDRA выделенные штаммы были объединены в пять различных геномогрупп. У представителей геномогрупп определены нуклеотидные последовательности гена 16S рРНК, сравнительный анализ которых показал принадлежность штаммов к родам Bacillus, Virgibacillus, Pseudomonas, Chromohalobacter и Idiomarina. Из образца породы калийно-магниевых солей выделены два штамма, идентифицированные как представители родов Bacillus и Streptomyces. В накопительной культуре из данного образца на полноценной среде c 20% NaCl обнаружены бактерии, близкородственные бактериям родов Ralstonia и Stenotrophomonas (сходство 98%). Большинство выделенных штаммов растет при 15-20% NaCl в среде культивирования, штаммы С2 и К52 способны к росту в щелочных условиях (pH 9.0). Штамм Pseudomonas sp. К513 использует в качестве субстрата бензойную кислоту в высокой концентрации (5 г/л) при содержании в среде культивирования 3% хлорида натрия.
Бесплатно
Разнообразие культивируемых аэробных бактерий, выделенных из линдан-загрязненных почв
Статья научная
Установлено, что в почвах, отобранных на территории ОАО «Средне-Волжский завод химикатов» г. Чапаевск Самарской обл. в 2013 г. концентрация линдана варьирует в диапазоне 0.393-53.449 мг/кг почвы. Из почв выделены 26 штаммов аэробных культивируемых бактерий. Показано, что существует прямая корреляционная зависимость между уровнем загрязнения почвенного образца линданом и количеством изолированных штаммов. Доминирующее положение занимают представители филума Proteobacteria, классов α-, β- и γ-Proteobacteria. Установлено, что штаммы Ochrobactrum sp. NE3 и Ochrobactrum sp. 132 осуществляют разложение побочных продуктов биотрансформации линдана (1,2,4-ТХБ и 2,5-ДХФ) и могут быть рекомендованы для использования в биотехнологиях ремедиации линдан-загрязненных почв для предотвращения накопления опасных соединений.
Бесплатно
Статья научная
В работе использованы аэробные бактериальные штаммы из рабочей коллекции лаборатории микробиологии техногенных экосистем «ИЭГМ УрО РАН», выделенные ранее из почв охраняемого ландшафта ООПТ Осинская лесная дача. Наибольший деструктивный потенциал в отношении бифенила и его хлорированных производных выявлен у 16 штаммов. На основании анализа нуклеотидной последовательности гена 16S рРНК установлена филогенетическая принадлежность данных штаммов. Показано, что доля представителей рода Achromobacter составила 56.25%, Rhodococcus - 18.75%, Pseudomonas - 12.5%, Delftia и Stenotrophomonas - по 6.25%. Штаммы родов Achromobacter и Rhodococcus осуществляли деструкцию 2-хлор-, 3-хлор- и 4-хлорированных бифенилов с эффективностью 13-100% и 43-100% соответственно. Эффективность деструкции монохлорбифенилов для представителей рода Pseudomonas составляла выше 80%, за исключением 69%-го разложения 4-хлорбифенила штаммом Pseudomonas sp. Osa 27. Штамм Stenotrophomonas sp. Osa 13 наиболее активно (71%) разлагал 4-хлорбифенил, но проявлял наименьшую активность (34%) в отношении 3-хлорированного бифенила. Штамм Delftia sp. Osa 20 осуществлял полную деструкцию 3-хлор- и 4-хлорбифенилов, но не осуществлял трансформацию 2-хлорбифенила. Таким образом, аэробные бактериальные культуры, выделенные из почв охраняемого ландшафта, обладают способностью окислять сложные ароматические соединения, опасные для окружающей среды.
Бесплатно
