№ 6 (2023)

Исследования проводили с целью определения взаимосвязей между показателями ксероморфности листьев и урожайности растений картофеля в условиях недостаточного увлажнения и повышенного температурного режима для использования в селекции или для создания модели сорта. Эксперименты выполняли в 2021-2022 гг. в Самарской области. Объектами исследования служили 24 сорта картофеля. Критерием ксероморфности были выбраны число и размеры устьиц на единице площади листа. Исследуемые сорта разделили по числу устьиц на две группы (по n=12). В первой группе средняя величина этого показателя составила 26 тыс. шт./см2 листа, во второй - 35 тыс. шт. (F=41, p=0,03). Более развитые структурные черты ксероморфности и накопление определенных типов метаболитов во второй группе сортов привело к увеличению урожая, по сравнению с первой, в 1,6 раз (F=9, p=0,004). Растения второй группы характеризовались большим числом клеток мезофилла на единице площади листа (584 тыс. шт./см2 против 557 тыс. шт.), повышенным содержанием фосфолипидов (36 мг/г сухой массы против 31 мг/г), сухой массы (0,19 г/г сырой массы против 0,17 г/г) и отношением мембранных липидов к мембранным белкам (1,4 ед. против 1,2). В менее ксероморфной первой группе растений уровень окислительного стресса, оцениваемый по продуктам перекисного окисления липидов, составил 0,050 мкМ/г сырой массы и был на 12 % выше, чем у более ксероморфной (F=6, p=0,08). Выявленная положительная сопряженность между урожайностью и характеристиками ксероморфности генотипов свидетельствует о перспективности использования этого критерия в селекции картофеля.

С целью оценки стрессоустойчивости генотипов изучали влияние почвенных стрессоров на содержание полифенольных веществ в зерне, соломе, корнях ячменя (Hordeum vulgare L.) различных сортов с дифференциацией по происхождению (отечественная и зарубежная селекция) и способам получения (гибридизация и клеточная селекция). Растения выращивали в вегетационных сосудах с дерново-подзолистой почвой в естественных условиях до созревания семян. Схема опыта включала следующие варианты: избыточное содержание кадмия (Cd2+ 6,4 мг/кг); повышенная кислотность (рНКCl=4,8); смоделированная засуха в межфазный период выход в трубку - колошение; без стрессовой нагрузки при рНКCl=6,5 (контроль). Содержание полифенолов в пересчете на галловую кислоту определяли спектрофотометрическим методом. Суммарное накопление полифенолов в зерне в условиях засухи (9,18…11,13 мг/г) и в присутствии избытка Cd2+ в почве (9,07…9,10 мг/г) превосходило величину этого показателя в контроле на 2,5…14,8 % и 2,8…8,5 % соответственно. На кислой почве количество полифенолов в зерне достоверно уменьшалось, по сравнению с контролем, у всех отечественных сортов ячменя, созданных на кислых почвах или на кислых селективных средах in vitro, у Витрум - на 16,1 %, Родник Прикамья - на 11,8 %. У сортов зарубежной селекции (Зазерский 85, Triumph и Tallon) в кислых условиях величина этого показателя наоборот возрастала на 2,2…4,8 %. Большая часть полифенолов находилась в связанном состоянии. Их свободная фракция распределялась по органам (% от об общего количества в растении) следующим образом: солома (41,4…49,1) > корни (32,4…42,5) > зерно (15,6…22,6). Среди изучаемых стрессоров повышенная кислотность в большей степени способствовала увеличению накопления свободных полифенолов, относительно контроля, в первую очередь в корнях: у сортов и регенерантов селекции Федерального аграрного научного центра Северо-Востока - на 19,0 %; зарубежной селекции - на 35,7 %.

Исследования проводили с целью оценки влияния фотосинтетической активности нового перспективного сорта овса Иртыш 33 на формирование урожайности и качества зеленой массы. Эксперименты выполняли в 2017-2022 гг. в Западной Сибири. Почва - чернозем обыкновенный, выщелоченный. В 2019 г. наблюдали оптимальную влагообеспеченность (ГТК=1,10), в 2018 г. - избыточное увлажнение (ГТК = 1,39), в 2017, 2020-2022 гг. - засушливые условия (ГТК=0,58-0,77). Объект исследований - новый перспективный сорт Иртыш 33, стандарт - Орион. В среднем за период исследований Иртыш 33 характеризовался более развитым листовым аппаратом с площадью ассимиляционной поверхности в фазе выметывания выше стандарта на 35,5 %, в фазе цветения - на 24,9 %. Массовая доля сухой биомассы нового сорта в указанные сроки была больше, чем у стандарта, соответственно на 14,6 % и 10,2 %, урожайность кормовой массы - на 7,3 и 3,2 т/га. Такие результаты обусловлены, в том числе повышением фотосинтетического потенциала у сорта Иртыш 33, по сравнению со стандартом, на 30 %. Содержание белка в кормовой массе нового сорта в фазе выметывания было больше, чем у стандарта, на 0,4 %, сбор белка - на 1,07 т/га, а массовая доля клетчатки - ниже на 0,7 %. Влияние накопления сухой биомассы на формирование массовой доли клетчатки возрастало от выметывания к цветению с r=0,515±0,02 до r=0,684±0,103, на урожайность - с r=0,479±0,008 до r=0,602±0,015, чистой продуктивности фотосинтеза на накопление сухой биомассы - с r=0,115±0,004 до r=0,419±0,017, на урожайность - с r=0,460±0,020 до r=0,601±0,051. Средняя прямая степень сопряженности ассимиляционной поверхности листа с массовой долей белка, отмеченная в фазе выметывания (r=0,640±0,19), в следующей фазе изменилась на среднюю обратную (r= -0,508±0,021).

Исследование проводили с целью изучения влияния фунгицидов различных классов на внутрипопуляционную структуру Pyrenophora teres по чувствительности к токсикантам, вирулентности и расовому составу. Схема опыта предусматривала изучение восьми вариантов обработки препаратами Магнелло, КЭ (1 л/га), Капелла, МЭ (1 л/га), Колосаль Про, КМЭ (0,4 л/га), Квадрис, СК (1,2 л/га), Амистар Трио, КЭ (1 л/га), Оргамика С, Ж (0,4 л/га) растений ячменя озимого и их внесения на питательную среду с чистой культурой P. teres в дозах 25 %, 50 %, 75 %, 100 %, 125 %, 150 %, 175 %, 200 % от нормы (контроль - без обработки). Расовый состав популяций определяли с использованием международного набора сортов-дифференциаторов. При обработке фунгицидами растений разрешенной для применения в сельском хозяйстве нормой минимальная эффективность выявлена у препаратов Квадрис, СК (52,3 %), Оргамика С, Ж (66,8 %), максимальные - Магнелло, КЭ (88,2 %) и Колосаль Про, КМЭ (97,0 %). Средняя вирулентность популяции, выделенной после применения Квадрис, СК, была самой высокой - 3,4 балла. Наибольшее расовое разнообразие выявлено в популяциях P. teres, выделенных после обработки Магнелло, КЭ (CF=0,10) и Квадрис, СК (CF=0,10). Самая высокая внутрипопуляционная гетерогенность отмечена в вариантах с препаратами на основе триазолов и Bacillus amyloliquefaciens - Колосаль Про, КМЭ (Sh=2,16), Капелла, МЭ, (Sh=2,14), Магнелло, КЭ (Sh=2,10)) и Оргамика С, Ж (Sh=2,12). При внесении разрешенной нормы препаратов в чистую культуру P. teres в среднем рост колоний замедлился от 86,1 % (Квадрис, СК) до 100 % (Амистар Трио, КЭ). Препараты на основе стробилуринов и Bacillus amyloliquefaciens полностью предотвращали спорообразование. Полученные результаты позволяют сделать вывод о сдвиге чувствительности к исследуемым препаратам.

Цифровые технологии активно распространяются в сельском хозяйстве России на разных уровнях анализа информации (от делянки, до поля, хозяйства, региона и страны в целом). В растениеводстве на уровне поля одно из самых важных значений приобретает освоение систем точного, оперативного и автоматизированного мониторинга состояния посевов, успешность которого во многом предопределяет эффективность точного земледелия. Цель исследований - разработка методологии использования технологий интернета вещей для бесконтактного мониторинга посевов сельскохозяйственных культур и сопутствующих метеорологических и почвенно-гидрологических параметров. В качестве основы системы используется беспроводная сеть, в состав которой входят сенсорные узлы, оснащенные датчиками метеорологических параметров и влажности почв, а также фотокамеры с широкоформатными объективами. Сенсорные узлы, оснащенные датчиками и фотокамерой, размещаются в соответствии со специально разработанной схемой, индивидуальной для каждого поля. Разработка схемы размещения датчиков базируется на анализе многолетних архивов спутниковых данных высокого пространственного разрешения и уточненных почвенных карт крупного масштаба. Информация с датчиков посредством беспроводной связи передается на координаторы сети (или базовую станцию) и далее на удаленный сервер в базу данных, где автоматизированно анализируется и интерполируется на все поле. На основе анализа формируются рекомендации по коррекции агротехнологии возделывания культуры. Элементы методологии прошли апробацию на ряде тестовых полей и показали высокую эффективность. Освоение предложенных подходов может служить альтернативой использованию данных дистанционного зондирования для мониторинга посевов в офлайн системах точного земледелия.

Исследования выполняли с целью изучения динамики живой массы молодняка крупного рогатого скота казахской белоголовой и герефордской породы и индексной оценки их живой массы для дальнейшего формирования племенного поголовья. Индексную оценку живой массы (при рождении, отъеме и в возрасте 12 мес.) осуществляли методом наилучшего линейного несмещенного прогноза (BLUP) для формирования племенного стада в базовых хозяйствах. Отрабатывали методику расчета индексной оценки статистическим методом с построением генетической модели животного и рассчитывали прогнозируемые индексы племенной ценности по 3 продуктивным показателям: живая масса при рождении, при отъеме, в 12 мес. возрасте. Всего проанализировано поголовье 9503 хозяйств по разведению крупного рогатого скота казахской белоголовой породы и 2766 хозяйств по разведению герефордской породы крупного рогатого скота. Точность оценки индекса племенной ценности методом BLUP АМ (Animal Model) у бычков казахской белоголовой породы при рождении была равна 0,509…0,557, у телок - 0,534-0,573; при отъеме - соответственно 0,274…0,319 и 0,354…0,368; в 12 месяцев - 0,336…0,418 и 0,388…0,415 Точность оценки индекса племенной ценности методом BLUP АМ у бычков герефордской породы при рождении составляет 0,531…0,810, у телок - 0,511…0,565; при отъеме - соответственно 0,330…0,608 и 0,257…0,366; в 12 месяцев - 0,386…0,498 и 0,342…0,414. Использование метода BLUP АМ позволяет повысить точность оценки крупного рогатого скота казахской белоголовой и герефордской породы по живой массе при рождении, отъеме и в годовалом возрасте.

Исследования проводили с целью корреляционного анализ между уровнем экспрессии мРНК генов PRM1, STK35 и IFT27 и показателями качества нативной и декриоконсервированной спермы быков голштинской породы для поиска эффективных транскриптомных биомаркеров семени быков В ходе исследования использованы нативная и декриоконсервированная сперма семи быков голштинской породы. Для решения задач исследования изучали восемь показателей качества спермы, проводили анализ экспрессии изучаемых генов в нативных и декриоконсервированных сперматозоидах в реальном времени. При обработке результатов применяли непараметрические вероятностно-статистические методы, анализ ранговой корреляции проводили с использованием критерия Спирмена. Более высокую экспрессию изучаемых генов преимущественно отмечали в замороженно-оттаянной сперме, по сравнению с нативной. Между уровнем экспрессии мРНК гена протамина (PRM1) и показателями качества спермы достоверной корреляции не установлено. Уровень экспрессии мРНК гена ITF27 достоверно положительно коррелировал c содержанием дефектных клеток из замороженно-оттаянной спермы (0,714, р=0,05) и мертвых клеток (0,714, p=0,0545) из нативной спермы. Отрицательная связь отмечена с концентрацией нормальных клеток в замороженно-оттаянной сперме (-0,750, p=0,038) и живых клеток (-0,714, p=0,0545) в нативной сперме. Транскрипт (мРНК) гена ITF27 отрицательно коррелировал (-0,703, р=0,0545) с показателем дефекта акросомы замороженно-оттаянных сперматозоидов. Содержание активных форм кислорода (АФК) достоверно коррелировало (0,786, p=0,0251) с мРНК гена ITF27. Транскрипт (мРНК) гена STK35 был единственным из всех исследуемых мРНК, который имел среднюю отрицательную корреляцию с показателем подвижности сперматозоидов в нативной (-0,692, р=0,052) и замороженно-оттаянной сперме (-0,876, р=0,035). Результаты этих исследований могут быть использованы для создания системы неинвазивных транскрипционных маркеров качества спермы быков.