ОБЗОРНЫЕ СТАТЬИ
Плесневые грибы и продуцируемые ими микотоксины неизменно сопровождали человека, начиная с тех пор, как основой его существования стало сельское хозяйство, позволяющее получать больше продукции, чем было необходимо для потребления, а также требовавшее хранения урожая между сезонами. Это обеспечило благоприятную экологическую нишу для плесневых грибов, а хранимая продукция сельского хозяйства стала основным источником микотоксинов в рационах человека и сельскохозяйственных животных. С этого момента микотоксины были причиной множества масштабных отравлений и наносили значительный ущерб сельскому хозяйству. В статье приводится краткий исторический очерк и наиболее значимые этапы исследования микотоксинов, являющихся источником частых и масштабных поражений, раскрываются специфические обстоятельства, ставшие причиной пристального интереса исследователей к этой группе веществ. Длительное время непосредственная причина отравлений, вызываемых микотоксинами, оставалась неизвестной из-за слабой технической вооруженности исследователей и выделение действующих веществ оказывалось невозможным, что, однако, не было препятствием для разработки способов борьбы с заражением плесневыми грибами и отравлениями, вызываемыми микотоксинами. Совершенствование технической базы исследований в середине 20 века стало причиной роста числа открытых микотоксинов и обнаружения новых токсических эффектов уже известных соединений. Микотоксины остаются одними из наиболее опасных контаминантов и кормов сельскохозяйственных животных, и продуктов питания, несмотря на то что во многих странах они являются предметом строгого регулирования и контроля. В условиях нарастающей интенсификации сельского хозяйства, снижения видового разнообразия сельскохозяйственных культур вопрос о распространении плесневых грибов и, как следствие, о степени пораженности продукции сельского хозяйства микотоксинами не теряет своей важности, а изучение истории исследования микотоксинов и их продуцентов может предоставить важную информацию о распространении плесневых грибов в новых условиях хозяйствования.
В годы с острой эпифитотической обстановкой инфекционные заболевания растений вызывают значительные потери урожая. Для обеспечения продуктивности сельскохозяйственных культур используют пестициды – вещества химической природы, защищающие растения от фитопатогенов. Повсеместное применение пестицидов приводит к загрязнению почвенных и водных ресурсов, изменениям в микробиоме, нарушению нормального роста и развития растений. С целью минимизировать антропогенное влияние на территории агропромышленного комплекса и обеспечить защиту культурных растений от биотических стрессов разработаны экологически безопасные аналоги пестицидов химической природы – биопестициды на основе бактерий и грибов (получили большее распространение), а также вирусов. В обзоре на основе анализа 105 научных источников рассмотрены преимущества данных препаратов, описаны перспективные агенты биологического контроля, которые могут быть включены в их состав, а именно эндофитные (колонизируют ткани растений) и экстремофильные (выживают в агрессивных условиях окружающей среды) микроорганизмы. Применение эндофитных микроорганизмов в борьбе с инфекционными заболеваниями растений перспективно за счет их способности оказывать непосредственное влияние на рост сельскохозяйственных культур, в частности на их индуцированную резистентность. Положительный эффект от применения экстремофильных микроорганизмов связан с универсальностью их использования, а именно способностью сохранять эффективность в различных почвенно-климатических условиях.
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ: РАСТЕНИЕВОДСТВО
В статье представлены результаты трёхлетнего изучения (2020-2022 гг.) 16 сортов и 17 селекционных линий яровой мягкой пшеницы селекции Федерального научного центра лубяных культур в почвенно-климатических условиях Пензенской области. Урожайность в опыте варьировала от 1,77 до 4,15 т/га. Наибольшую урожайность показали семь образцов: Наставник, Эритроспермум 70/04-3, Ирвита, Сенсей, Эритроспермум 20/08-7, Лютесценс 1/12-19, Эритроспермум 15/08-4, превысившие стандартный сорт Архат на 0,27-0,71 т/га. В наших исследованиях урожайность относилась к средневариабельному признаку (CV = 11,9-19,5 %). Варьирование продолжительности вегетационного периода изучаемых образцов яровой пшеницы в среднем составило 81-93 суток. Более коротким он был в 2021 году (от 67 до 80 суток), наиболее продолжительным в 2022 году (от 91 до 100 суток). Высота растений яровой мягкой пшеницы в наших исследованиях была низковариабельным признаком (CV = 3,4-8,5 %) и составляла в среднем по годам 82,1-100,2 см. Озернённость колоса изменялась от 18 шт. у линии Эритроспермум 25/08-11-18 в 2022 году до 40 шт. у сорта Наставник в 2021 году, признак средневариабельный (CV = 11,3-18,5 %). Наибольшая средняя продуктивность колоса получена в 2022 году 1,08 г, наименьшая в 2020 году – 0,92 г. Высокую массу зерна с колоса имели образцы Наставник – 1,40 г, Эритроспермум 70/04-3 – 1,38 г, Ирвита – 1,35 г, которые характеризовались высокой урожайностью. Выделившиеся по урожайности образцы Эритроспермум 70/04-3, Эритроспермум 20/08-7 и Ирвита обладали крупнозёрностью – 40,6-43,2 г. Между урожайностью и массой зерна с растения выявлена значимая корреляционная связь (r = 0,908…0,924, P≤0,001). Изученные закономерности можно будет использовать в экологической селекции яровой мягкой пшеницы.
Актуальной является задача изучения экологической и адаптивной способности образцов пленчатого овса в конкретных условиях выращивания для получения высокой урожайности и устойчивости к биотическим и абиотическим стрессам. В 2020-2022 гг. в условиях Кировской области изучено 47 образцов овса пленчатого (стандарт – сорт Кречет). Неблагоприятные условия для формирования урожайности сложились в 2021 г. (Ij = -1,2), относительно благоприятные – в 2020 г. (Ij = +0,4) и 2022 г. (Ij = +0,8). Урожайность образцов изменялась по годам, коэффициент варьирования менялся от 2,9 % (к-14221 Рс 60, Канада) до 75,4 % (к-15536 UFRGS-11, Бразилия). Отзывчивостью на улучшение условий произрастания (bi>1) обладали 24 образца, в том числе к-15547, к-14649 (Россия), к-15464 (Казахстан), к-15533, к-15545, к-1554 (Бразилия), к-15583, к-15585 (Швеция) и другие. Амплитуду изменений продуктивности характеризует показатель стабильности (Si 2 ). Стабильность урожайности образцов к-15530 UFRGS-2, к-15541 UFRGS-17 (Бразилия), к-13658 Рс 35, к-14221 Рс 60 (Канада) варьировала в пределах 0,04…0,79. Наиболее стрессоустойчивы образцы из Канады (к-14221, к-13670), Бразилии (к-15530, к-15541) и Швеции (к-15586). Генетическая гибкость показывает реакцию растений на условия произрастания, максимальные значения признака (433 …527 г/м2 ) отмечены у образцов к-15542 UFRGS-18 (Бразилия), к-14648 Аргамак (Россия), к-14397 Рс 67 (Канада), к-15583 Мутант 230, к-15585 Мутант 261 (Швеция). По результатам испытаний выделено 11 образцов для получения исходного материала с нужными параметрами. Для включения в селекционные программы рекомендуются образцы к-15541 UFRGS-17, к-15542 UFRGS-18, к-13662 Pc 45, к-14668 Рс 54, к-13187 Рс-56, к-14431 Рс 59, к-13658 Рс 35, к-14221 Рс 60, к-14396 Рс 64, к-14397 Рс 67. Данным образцам свойственна адаптивность к меняющимся условиям произрастания по признаку «урожайность».
В статье приведены результаты сравнительных испытаний по выращиванию миниклубней картофеля в тепличной культуре в горшках с почвенным субстратом и в условиях аэрогидропоники без использования твердых субстратов при обработке корневой системы водно-воздушной питательной смесью. Приведены результаты полевого тестирования семенных качеств миниклубней, полученных разными способами. Эксперименты проводили в Московской области на сортах картофеля Фиолетовый и Северное сияние. На основании исследований установлено, что при получении миниклубней картофеля в условиях аэрогидропоники можно существенно увеличить коэффициент размножения семян, повышая количественные характеристики полученного урожая. При выращивании в условиях аэрогидропоники у сорта Северное сияние зафиксировано двукратное увеличение коэффициента размножения и получено в среднем 19,2 миниклубня с растения, в тепличных условиях средний выход составил 9,2 миниклубня. У сорта Фиолетовый коэффициент размножения у аэрогидропонных растений был в 1,8 раза больше, чем у тепличных, и получено 29,1 и 16,1 миниклубня с куста соответственно. В урожае тепличных миниклубней отсутствовали семена мелких фракций, в аэрогидропонных партиях на их долю более 25 % приходилось у сорта Северное сияние и 19 % – сорта Фиолетовый. Фракций крупных семян размером более 30 мм в тепличных партиях было гораздо больше, чем в аэрогидропонных – 49,9 и 1,82 % у сорта Северное сияние, 38,5 и 1,3 % – сорта Фиолетовый соответственно. При сравнительном полевом испытании растений, полученных от посадочных тепличных и аэрогидропонных микроклубней, существенных различий по их продуктивности и коэффициенту размножения не выявлено.
Генетическое разнообразие сортов сельскохозяйственных культур необходимо оценивать с привлечением современных молекулярных маркеров. Одним из наиболее перспективных и простых методов генетического анализа растений является межмикросателлитное маркирование (ISSR). Целью данного исследования является изучение полиморфизма сортов прядильного и масличного льна, включенных в Государственный реестр селекционных достижений Российской Федерации, а также стародавних кряжевых форм льна-долгунца с использованием ISSRмаркеров. Объектом исследования служили 83 образца из коллекции Федерального научного центра лубяных культур, из них 24 сорта льна масличного, 56 сортов льна-долгунца отечественной и зарубежной селекции и три кряжевые формы из Центрального Нечерноземья. Генетический анализ проводили методом ПЦР с использованием набора из 25 ISSR-праймеров, детекцию продуктов амплификации – с помощью электрофореза в 1,5%-ном агарозном геле. Основываясь на внутривидовом разделении льна на масличные и прядильные формы, кластерный анализ по результатам ISSR-маркирования был проведен не в объединенной совокупности образцов, а независимо в каждой из двух групп, что позволяет повысить надежность выводов о существующих зависимостях. Дендрограммы генетического подобия исследованных образцов масличного и прядильного льнов рассматривались отдельно друг от друга. В результате проведенного анализа выявлено, что сорта масличного льна разделены на пять кластеров. Установлены зависимости, связанные с их происхождением (оригинатором сорта) и содержанием масла в семени. Дендрограмма сортов льнадолгунца и его кряжевых форм выявила три основные неравномерные по составу группы, включающие 12 подкластеров. Практически каждая группа имеет свою характерную особенность, не связанную с географией происхождения. Группировка сортов произошла, преимущественно, на основании различных их характеристик по содержанию льноволокна, срокам созревания и устойчивости к стрессовым факторам среды. Результаты исследования показали на целесообразность использования ISSR-маркеров в качестве адекватного и доступного метода для разработки элементов маркер-ассоциативной селекции лубяных культур.
Люпин узколистный (Lupinus angustifolius L.) издавна использовался в качестве сидеральной культуры. Алкалоидность, несовместимая с кормовыми сортами, для сидеральных сортов является желательным признаком. Алкалоиды, содержащиеся в запахиваемой биомассе сидерального люпина, оказывают обеззараживающее воздействие на почву, вследствие этого уменьшается поражение последующих культур. Нетребовательность сидерального люпина к условиям произрастания слагается из нескольких особенностей: он является энергичным азотфиксатором и обеспечивает себя азотом на 70 %, а глубоко проникающая корневая система позволяет возмещать недостаток питательных веществ в пахотном слое. Цель исследований – выявить перспективные сорта и сортообразцы люпина узколистного сидерального типа использования по урожайности зерна и зелёной массы, продолжительности вегетационного периода, алкалоидности и другим морфо-биологическим показателям. Исследования проведены в условиях Брянской области (юго-западная зона Центрального региона России) на дерново-подзолистых суглинистых окультуренных почвах со средним уровнем плодородия. Материалом для исследований служили 7 сидеральных сортов и сортообразцов люпина узколистного, которые изучали в конкурсном сортоиспытании 2021-2022 гг. По урожайности зерна (2,62 т/га), зелёной массы (31,9 т/га) и скороспелости (84 дня) выделился сортообразец Сидерат 265-19. Содержание алкалоидов в его семенах составило 1,003 %, на уровне стандарта. В работе представлены результаты структурного анализа по морфологическим особенностям и элементам продуктивности 4 новых сидеральных гибридных номеров (контроль – сорт Щучинский). По высоте растений (96,4 см) лучший показатель получен по № 1764 (Сидерат 46 х Кормовой 344). По зерновой продуктивности выделился № 1749 (Сидерат 46 х Брянский сидерат): масса семян с растения составила 14,3 г, обсеменённость боба – 5,2 штук семян.
В сухом континентальном климате сафлор имеет неоспоримое преимущество перед зерновыми и масличными культурами в силу своего морфологического строения. Основным достоинством данной культуры является то, что она способна развитой корневой системой добывать воду с глубоких слоев почвы, а за счет особенности строения вегетативной массы экономно ее расходовать, формируя при этом стабильные урожаи. Поэтому поиск перспективных сортообразцов для селекции новых сортов, особенно в засушливых условиях Астраханской области, не перестает быть актуальным. На протяжении трех лет (2019-2021 гг.) проводили изучение 28 коллекционных сортообразцов сафлора красильного различного эколого-географического происхождения из Федерального исследовательского центра Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н. И. Вавилова (ВИР). За период изучения по урожайности и ряду хозяйственно ценных признаков из коллекции выделили 12 сортообразцов для дальнейшего использования в селекционной работе. Продуктивность выделенных образцов изучаемой коллекции сильно варьировала в зависимости от условий года и в среднем превышала на 0,08…0,23 т/га стандартный сорт Астраханский 747. Наибольшую урожайность из отобранных сформировали образцы из Таджикистана (619 Цамбули, 618 Шахалли-260) и Казахстана (620 Ширкас, 622 Центр 70) – 0,43…0,51 т/га, что выше стандарта на 0,15…0,23 т/га. По содержанию масла в семенах (выше стандарта на 0,5…1,9 %) выделены сортообразцы: 621 Талан (Казахстан) – 30,3 %, 584 Sinaloa-90 (Мексика) – 30,3 %, 619 Цамбули (Таджикистан) – 29,4 %, 609 Акмай (Казахстан) – 29,1 % Создание новых сортов на основе выделенных сортообразцов позволит получать стабильные урожаи в острозасушливых условиях региона.
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ. ЗАЩИТА РАСТЕНИЙ
Распространение и развитие ржавчины на подсолнечнике в регионах Российской Федерации обусловлено появлением новых биотипов возбудителя, преодолевших устойчивость возделываемых сортов и гибридов. Цель исследований – идентифицировать в соответствии с международной номенклатурой изоляты возбудителя ржавчины подсолнечника, собранные в период 2020-2022 гг. в 8 регионах возделывания культуры: Краснодарском крае, Волгоградской, Саратовской, Воронежской, Ульяновской, Пензенской, Оренбургской, Тамбовской областях Российской Федерации. Для тестирования использовали линии-дифференциаторы устойчивости подсолнечника к ржавчине (СМ 90, СМ 29, Р-386, HAR-1, HAR-2, HAR-3, HAR-4, HAR-5) и восприимчивый ко всем расам патогена сорт ВНИИМК 8883. В соответствии с международной номенклатурой были идентифицированы в общей сложности 280 изолятов урединиоспор паразита, собранных с поражённых растений разных генотипов подсолнечника. В этой выборке были дифференцированы 27 биотипов возбудителя ржавчины. Обнаружены в РФ впервые 15 биотипов с кодовыми номерами: 320, 701,703, 710, 720, 721, 730, 742, 744, 747, 761, 765, 766, 771, 777. Наиболее вирулентный биотип 777 выявлен в 2022 году среди изолятов из Волгоградской области. Биотип с кодовым номером 700 найден во всех представленных регионах и составил 50 % изученной выборки изолятов, что указывает на целесообразность проведения селекции подсолнечника на устойчивость к нему.
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ: СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ И МИКОЛОГИЯ
Совместное культивирование микроорганизмов может быть действенным способом управления их ферментативной активностью и синтезом вторичных метаболитов, базирующимся на явлении синергизма. В работе проведена оценка влияния совместного культивирования в различных сочетаниях четырех местных изолятов рода Streptomyces на их целлюлазную активность, антифитопатогенное и фиторегуляторное действие. Штаммы S. antimycoticus 8Al3 и Streptomyces sp. Н 27-25 проявляли антагонистическое действие по отношению к грибам рода Fusarium и Alternaria. В составе бинарных культур присутствовали штамм-целлюлозолитик и штамм-антагонист. Существенно более высокую целлюлазную активность в сравнении с монокультурой (3800 усл. ед./10 мин /г) продемонстрировала бинарная ассоциация штаммов S. griseoaurantiacus Мб 4-2 + S. antimycoticus 8Al3 (13215 усл. ед./10 мин/г). При сокультивировании этих изолятов отмечено также увеличение антифунгальной активности бинарной культуры (18,76±6,1 мм) по сравнению с входящим в ее состав S. antimycoticus 8Al3 (11,09±6,39 мм). Средняя величина зон ингибирования роста фитопатогенных грибов (18,76±6,1 мм) была сопоставима с таковыми у препарата сравнения – коммерческого антимикотика тербинафина (19,8±6,2 мм). Бинарные искусственные ассоциации в тестах на фиторегуляторное действие, как и монокультуры входящих в них изолятов стрептомицетов, не оказали существенного влияния на всхожесть и морфометрию проростков пшеницы. Отсутствие фитоингибирующего действия бинарной культуры S. griseoaurantiacus Мб 4-2 + S. antimycoticus 8Al3, при сочетании таких агрономически ценных свойств, как целлюлазная активность и антагонизм к фитопатогенным грибам, дают основание к ее использованию для разработки почвоулучшающего биопрепарата. Дальнейшее изучение свойств бинарной ассоциации, в частности возможности ее комбинации с PGPR-бактериями (Plant Growth-Promoting Rhizobacteria), составит предмет дальнейших исследований.
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ: ЗЕМЛЕДЕЛИЕ, АГРОХИМИЯ, МЕЛИОРАЦИЯ
В статье рассмотрены результаты многолетнего полевого опыта (1968-2018 гг.), проведенного в Центральной части Нечерноземной зоны России (Владимирская область) на протяжении 11 ротаций четырёхпольного зернопропашного севооборота. В работе показано влияние органических и минеральных удобрений, используемых в различных сочетаниях и дозах, на урожайность культур севооборота, плодородие дерново-подзолистой супесчаной почвы. Установлено, что более высокую продуктивность севооборота в опыте получили при использовании органоминеральной системы удобрения (навоз 10 т/га + N50P25K60) (в среднем за одиннадцать ротаций) на уровне 39,9 ц з. е./га, или на 79,7 % выше контроля без удобрений. Минеральная система удобрения при средних дозах удобрений (N50P25K60) по эффективности была на уровне органоминеральной, органическая система уступала минеральной как при средних дозах (навоз 10 т/га), так и при повышенных (навоз 20 т/га). При этом длительное использование органических удобрений обеспечило увеличение содержания гумуса в зависимости от дозы подстилочного навоза на 16-36 % по сравнению с исходными значениями. Использование органических удобрений привело к стабилизации содержания в почве доступных форм калия на среднем и повышенном уровнях обеспеченности. Стабилизация содержания подвижного фосфора в почве на уровне средней обеспеченности отмечена соответственно при минеральной, органоминеральной и органической системах удобрения с низкими и средними дозами. При повышенных дозах наблюдали дальнейшее увеличение содержания биогенных веществ в почве. Возделывание полевых культур в севообороте без применения органических и минеральных удобрений привело к снижению продуктивности. Наибольшую устойчивость урожайности сельскохозяйственных культур по годам исследования получили в вариантах с внесением различных видов удобрений по сравнению с вариантом без удобрений. Почва в вариантах с органической (навоз 20 т/га) и органоминеральной (навоз 10 т/га + N50P25K60) системами удобрения характеризовалась высокими значениями основных физиологических групп микроорганизмов, величина соотношения численности амилолитических и протеолитических микроорганизмов составила 1,1-1,2, что свидетельствует о сбалансированности процессов минерализации и гумификации органического вещества в почве.
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ. КОРМОПРОИЗВОДСТВО. КОРМЛЕНИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ
В работе представлены результаты изучения протеинового и углеводного питания высокопродуктивных коров с удоем 10 тыс. кг молока в период сухостоя. Проведены исследования по определению распадаемости протеина кормов и эффективности их использования в рационах коров. Изучено углеводное питание голштинизированных коров холмогорской породы в период сухостоя с учетом количества и качества нейтральнодетергентной (НДК) и кислотнодетергентной (КДК) клетчатки. Научно-хозяйственный опыт проводили в СХПК «Полярная звезда» Мурманской области в 2015 и 2021 гг. Распадаемость сырого протеина кормов (РП) определяли методом in sacco, путем инкубации в рубце средних проб отдельных кормов в нейлоновых мешочках в течение 12 часов. В образцах кормов до и после инкубации определяли содержание сырого протеина по содержанию общего азота методом Кьельдаля. Переваримость в кишечнике не распавшегося в рубце протеина кормов определяли методом мобильных синтетических мешочков. НДК и КДК определяли по методу Ван-Соеста и Саутгейта в модификации Н. Н. Семиной. В опыте по протеиновому питанию в рационе коров контрольной и опытной групп уровень сырого протеина в СВ составил 16,0 %, распадаемого протеина в контрольной – 59,0 %, в опытной – 67,0 %. По углеводному питанию в рационе контрольной группы содержалось 19,4 % сырой клетчатки в СВ, 38,9 % – нейтральнодетергентной клетчатки, 23,0 % – кислотнодетергентной клетчатки по сухому веществу. У коров опытной группы в рационе содержалось сырой клетчатки в СВ – 22,4 %, НДК – 47,2 %, КДК – 27,6 %. Животные опытной группы, рацион которых имел расщепляемость сырого протеина 67,0 %, более эффективно использовали азот и питательные вещества рациона. Исследованиями установлено, что содержание в рационах опытных коров НДК до 47,2 % и КДК до 27,6 % приводит к повышению переваримости питательных веществ рациона, улучшает азотистый обмен, усиливает микробиологическую активность в рубце коров.
Изучали физиологическое и продуктивное действие разработанной «защищенной» формы холина в рационах телят в послемолочный период выращивания. Телочки аналоги по породе, живой массе в трехмесячном возрасте были разбиты на 2 группы (n = 10) и получали рационы при групповом беспривязном содержании. Животным опытной группы ежедневно к основному рациону задавали минигранулы «защищенного» холина из расчета 50 мг/кг живой массы активного вещества в смеси с комбикормом в течение 90 дней с изучением последействия. За 90 дней скармливания добавки дополнительный прирост живой массы животных контрольной группы составил 67,1±0,5 кг, опытной – 77,5±1,2 кг, при среднесуточных приростах живой массы 745,5±0,01 г против 861,1±0,40 г (р ≤0,05), за 30 дней последействия – 733,3±0,03 г против 836,7±0,09 г соответственно. Ускорение роста телочек взаимосвязано с улучшением направленности метаболических процессов в их организме вследствие применения добавки. В сыворотке крови, взятой в конце опыта, установлен более высокий уровень: общего белка − на 6,3 %(p ≤0,05); альбуминов – на 8,0 % (p ≤0,05); креатина − на 7,4 % (p ≤0,05); глюкозы – на 21,2 % (p ≤0,05); триглицеридов – на 28,0 % (p ≤0,05); холестерина на – 10,2 % (p ≤0,05); щелочной фосфатазы – на 7,6 %, при более низких уровнях мочевины − на 22,8 % (p ≤0,05) и билирубина – на 23,8 % (p ≤0,05). По гематологическим показателям увеличились уровни образования эритроцитов − на 8,0 % (p≤0,05), гемоглобина – на 5,2 %, показателя гематокрита – на 19,5 %, снизился на 13,4 % уровень лейкоцитов. Также установлено положительное влияние на иммунный статус организма растущих животных – уровень бактерицидной активности сыворотки крови увеличился на 4,1 %, повысились уровни лизоцима (на 50,0 %) (p≤0,05), фагоцитарной активности на 1,0 абс. %, фагоцитарного индекса на 14,5 %, фагоцитарного числа на 17,5 %. Полученные данные свидетельствуют о целесообразности применения холина в «защищенной» форме в рационе телок КРС.
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ: ЗООТЕХНИЯ
При интенсивном повышении признаков плодовитости свиноматок возникла проблема снижения массы поросят при рождении. В связи с этим, особую актуальность и научную значимость приобретает поиск генетических вариантов, связанных с массой поросят при рождении. Целью работы – на основе данных полногеномного генотипирования, используя метод Fst, идентифицировать генетические варианты, связанные с массой поросенка при рождении и протестировать их для выбора оптимальных генетических маркеров для селекционно-племенной работы, способствующей повышению воспроизводительной продуктивности свиней. Исследования проводили в 2020-2022 гг. на свиньях породы крупная белая (n = 239), разводимых в ЗАО «Племзавод-Юбилейный» Тюменской области. Генотипирование проводили с использованием GeneSeek® GGP Porcine HD Genomic Profiler v1 (Illumina Inc, США). Фильтрацию геномных данных провели в соответствии со следующими параметрами --geno 0.1, -mind 0.1, -maf 0.05, -hwe 1e-7, --indep-pairwise 50 5 0.8. Для идентификации геномных областей, связанных с массой поросят при рождении, использовали статистику Fst, путем сравнения генетических вариантов у свиней между двумя группами с высокими и низкими показателями. Значимыми вариантами считали те, у которых значения Fst превышали уровень квантиля 0,999. Для оценки значимости эффектов генотипов вариантов на массу поросят при рождении и количество поросят при рождении использовали критерий Стьюдента. Результаты показали, что между массой поросят при рождении и количеством поросят при рождении существует умеренная отрицательная связь (-0,351). Выявлено 17 SNP, связанных с массой поросят при рождении, 9 из которых локализованы в генах KIF13A, STK24, FDFT1, ADGRD1, STX2, TMEM132D, ENSSSCG00000054866, ENSSSCG00000058459, а также SNPs rs81450496, rs80887103 в межгенных областях, были определены как перспективные генетические маркеры для повышения массы поросят при рождении. Полученные результаты могут быть использованы для создания отечественных селекционных технологий, способствующих повышению эффективности свиноводства.
С использованием генотипирования баранов породы манычский меринос на базе Illumina BeadChip Ovine 600K были обнаружены локусы, пригодные для генотипирования секвенированием животных этой породы. Выявлены однонуклеотидные полиморфизмы (SNP) с высокой частотой встречаемости в диапазоне 0,2850-0,3149 гомозигот как диких, так и мутантных вариантов. Гетерозиготные варианты этих замен встречались с частотой 0,379±0,012. Количество соответствующих выбранным критериям полиморфизмов составило 521. Анализ расположения обнаруженных SNP в геноме овец показал их наличие по всей длине генотипируемой области ДНК. Наибольшее количество полиморфизмов находилось на 1, 2, 3, 17 и Х хромосомах. Меньше всего полиморфизмов выявлено на 18, 21, 24 и 25 хромосомах. Полученный набор замен позволит эффективно решать задачи подтверждения достоверности происхождения овец породы манычский меринос, точно идентифицировать животных в процессе селекционной работы, проводить учет инбридинга в популяции. Предложенный нами набор SNP рекомендуется как для использования в генотипировании секвенированием нового поколения, так и для кастомизации SNP-биочипов.
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ: ВЕТЕРИНАРНАЯ МЕДИЦИНА
Изучение антиоксидантного статуса молока коров может дать информацию как о физиологическом состоянии продуктивного животного, так и о получаемом продукте с точки зрения его функциональной ценности, вкусовых качеств и характеристик, влияющих на хранение. Цель работы – исследование образцов молока у голштинизированных коров черно-пестрой породы с разными сроками лактации (до 30-60 дней, 60-90, 90-180, более 180 дней) на предмет активности факторов антиоксидантной защиты в течение ряда месяцев осеннего, зимнего и весеннего периодов. Суммарную концентрацию водорастворимых антиоксидантов (СКВА) молока определяли амперометрическим методом, активность церулоплазмина (ЦП) – модифицированным методом Равина, микроэлементный состав – методом атомно-адсорбционной спектрометрии, концентрацию витамина С – титриметрическим методом, каталазное число – методом перманганатометрии. Выявлены закономерности между сезонной динамикой цинка и каталазы в молоке: в январе у группы животных со сроком лактации 30-300 дней активность каталазы и содержание цинка выше соответственно на 21,6 и 17,4 %, чем у коров со сроком лактации 15-30 дней; в феврале, наоборот, эти показатели выше у группы животных со сроком лактации 15-30 дней (на 29,6 и 30,4 % соответственно); в марте в группе животных со сроком лактации 15-30 дней активность каталазы и уровень цинка ниже (на 26,3 и 10,6 %), чем у коров со сроком лактации более 30 дней. Наблюдается снижение СКВА с увеличением количества лактационных дней. Концентрация СКВА в молоке коров, лактирующих более 180 дней, снизилась в ноябре и марте соответственно на 25,9 и 13,5 % по сравнению с периодом лактации 30-60 дней, в феврале – на 18,8 % по сравнению с животными, лактирующими 60-90 дней. Полученные данные по СКВА прямо пропорционально отражают изменения витамина С и обратно пропорционально церулоплазмина. Полученные данные могут служить важными ориентирами при определении «референтных показателей» в молоке коров.
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ: МЕХАНИЗАЦИЯ, ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ, АВТОМАТИЗАЦИЯ
Российский рынок тракторной техники в последние годы переживает самую масштабную трансформацию в новейшей истории. На рынке появилось множество новых поставщиков, происходит ускоренная замена ушедших брендов на российские аналоги и технику из дружественных стран. Оценить всё то количественное и качественное разнообразие тракторов, предлагаемых сельхозтоваропроизводителям через систему машиноиспытаний, весьма проблематично, особенно с учетом наличия у каждого производителя большого количества типоразмерных рядов энергосредств. Тем не менее, покупатель должен иметь доступ к информации об основных потребительских свойствах и степени эффективности того или иного образца техники. В статье предлагается расчетный метод оценки одного из важнейших функциональных показателей тракторной техники, а именно – уровня воздействия её движителей на почву с использованием ограниченной исходной информации: технической характеристики и эксплуатационной документации завода-изготовителя. Приведенный в тексте алгоритм прошел апробацию во время испытаний реальных образцов тракторной техники. Несущественные различия в оценке максимального давления на почву, полученные в результате измерений и расчетов (разница составляет 1,9-3,3 %) свидетельствуют о высокой степени достоверности разработанной методики, а также о возможности её применения в инженерной практике для оценки функциональных показателей тракторов, в том числе с учетом изменения их размерно-массовых параметров при укомплектовании балластными грузами, сельхозмашинами, орудиями, сдвоенными шинами и т. д. Для производства расчетов достаточно знать вес трактора, вес балластных грузов (навешиваемых орудий), типоразмер установленных шин, их статический радиус и величину внутришинного давления. Методика позволит существенно улучшить качество прогнозной оценки уровня воздействия на почву как серийно выпускаемой, так и проектируемой тракторной техники.
Одной из перспективных технологий восстановления деградированных кормовых угодий, соответствующих требованиям органического земледелия, является прямой полосной посев семян трав в дернину с механической обработкой полос почвы, ширина которых обеспечивает успешное развитие всходов без использования гербицидов. Для повышения качества высева дернинных сеялок предложена модернизированная конструкция сошниковой группы с креплением сошника килевидного типа на параллелограммном механизме подвеса в виде пружин кручения, отличающаяся их вертикальным размещением на раме сеялки (патент РФ №2772128). Для изучения влияния конструктивных и технологических параметров сошниковой группы на базе пружинного механизма подвеса на время возвращения механической системы в состояние динамического равновесия разработана лабораторная установка, включающая комплект измерительно-регистрирующей аппаратуры на базе многофункционального датчика WitMotion WT901WIFI MPU9250. В процессе исследований реализован план эксперимента Бокса-Бенкина второго порядка для трёх факторов, который позволил определить зависимость времени затухания колебаний механизма подвеса сошниковой группы от следующих параметров системы: глубины бороздообразования, длины поводков механизма подвеса и массы сошника килевидного типа. Для выбранных геометрических параметров экспериментального образца сошниковой группы и установленной эквивалентной жёсткости пружин кручения, равной 240 Н·м/рад, диапазон минимальных значений времени переходного периода находится в пределах 0,212…0,218 с и соответствует глубине бороздообразования 41,3…50,0 мм, длине поводков 0,13 м, массе сошника 1,7…1,8 кг. Траектория сошника в ходе переходного процесса в большинстве опытов соответствует затухающему колебательному движению, в ряде случаев представляет предельно апериодическое движение.
ДИСКУССИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Генотипы по 11 локусам микросателлитов ДНК 84 быков семи пород использовали для полокусной оценки 14 показателей аллельного разнообразия/дифференциации. К сформированным матрицам данных из оригинальных и преобразованных оценок размерностью 11×14 применены традиционные и многомерные методы статистики. Наименьшей изменчивостью характеризовались оценки гетерозиготности – 8-14 %. Изменчивость числа аллелей на локус и показателей дифференциации пород была на уровне 20-26%, индексов фиксации – 38-44 %. Установлены статистически значимые корреляции Кендалла (0,8-1,0) между показателями аллельного богатства и гетерозиготности, индексами фиксации, показателями дифференциации. Изменчивость преобразованных оценок показателей разнообразия/дифференциации в пределах локуса была в диапазоне 6-32%, в том числе, по локусам Eth3, Tgla122, Eth225, Bm2113 – 6-12%, локусам Inra23, Tgla126, Eth10 – 15-20 %, локусам Tgla227, Sps115, Tgla53, Bm1824 – 28-32 %. Непараметрический тест Mann-Whitney-Wilcoxon показал статистически значимые различия медиан локуса Eth3 с локусом Bm2113, локуса Tgla126 с локусами Eth3, Inra23, Tgla122, Eth225, Bm2113, Bm1824, Eth10. Анализ главных компонент (РСА) выделил две компоненты с общей информативностью 95,2 %. Первая учитывала 59,4 % общей дисперсии, имела наибольшие нагрузки по показателям внутрипородного разнообразия и была определена как «альфа-компонента». Вторая объясняла 35,8 % общей дисперсии, имела высокие нагрузки по показателям межпородной дифференциации и была определена как «бета-компонента». 2D-РСА-ординация показала, что для анализируемых породных выборок, локусов и мер разнообразия имела место характерная группировка локусов. Локусы Tgla227 и Tgla53 сформировали группу А, группу В – локусы Tgla122, Eth225, Eth10, группу С – локусы Inra23, Bm2113 и Bm1824. Локусы условной группы D (Eth3, Tgla126, Sps115) были определены как «нетипичные». Валидность ординации подтверждали расчётами по редуцированным данным (размерностью 11×7) и методом неметрического многомерного шкалирования (nMDS). Согласованность ординаций по тесту Прокруста была 96 % (pperm = 0,001). Аналогичную классификацию локусов дал кластерный анализ (UPGMA) с бутстрэп-вероятностями кластера А – 73 %, В – 100 %, С – 73 %, D – 47 %. Были рассчитаны дистанции и показатели сходства (S) профилей локусов со сводными оценками по 11 локусам (определены как «истинные»). Локусы Tgla126 и Sps115 имели S ≈ 40 %, Tgla53 и Bm1824 – на уровне 60 %; Inra23, Tgla227 и Bm2113 – 70-75 %, локусы Eth3, Tgla122, Eth225 и Eth10 – 84-88 %. Среднее абсолютное отклонение оценок показателей разнообразия по четырём локусам с S≥84 % от «истинных» оценок было 3,4 %, по четырём локусам с S≤60 % – 12,4 %. По компонентным оценкам для каждого локуса был рассчитан тотальный показатель разнообразия (γLV). Линейная связь γLV с полокусными оценками γ-разнообразия с вероятностью 95 % находилась в интервале 0,73-0,98, ранговая корреляция Кендалла была 0,67 (pvalue = 0,005). Проведённое исследование вносит определённый вклад в расширение инструментариев для обработки молекулярно-генетических данных при анализе аллельного разнообразия в подразделённых популяциях.
ISSN 2500-1396 (Online)