AGRIS - 

2018

Shirokikh, I.G. | Shupletsova, O.N. | Tovstik, E.V. | Ogorodnikova, S.Yu., Vyatka State Univ., Kirov

Accumulation of cadmium (Cd) in barley grain (Hordeum vulgare L.) and its subsequent transmission through food chains to humans and animals is a serious environmental problem. The creation of stress-tolerant varieties to reduce crop losses and bioaccumulation of toxic ions can contribute to the preservation of grain quality and increase the productivity of barley on cadmium-contaminated soils. In the process of cell selection in 2017 from the original genotype of barley 8730 x Omsk in callus cultures somaclonal variants (RA) were obtained and among them there was conducted the selection of toxicity-resistant 15 mg/l cadmium ion lines (RACd). Plants regenerated from callus were compared with the original genotype by physiological, biochemical and productive features, cadmium bioaccumulation in the conditions of vegetation experience. Plants were grown in normal conditions and against a provocative background of cadmium in 2017-2018. Symptoms of oxidative stress in plants were evaluated by the dynamic of accumulation of Malon dialdehyde in the leaves, the activity of superoxide dismutase, and the content of anthocyanins in leaves. Under stress, barley lines selected as a result of cell selection (in the medium added with 15 mg/l Cd2+), differed from regenerants obtained under normal conditions (without Cd2+), and the initial genotype with higher antioxidant activity. In challenge selection in the leaves of resistant regenerant lines there were recorded higher indicators of the content in leaves of chlorophylls (by 76 and 64%) and carotenoids (by 64 and 60%, respectively), seed productivity (4.5 and 1.3 times, respectively) and cadmium bioaccumulation in roots (by 100 and 5%, respectively) than in the initial form and regenerants unselected in selective sonditions. The obtained results indicate the feasibility of using cell engineering in breeding programs to improve the resistance of barley to cadmium toxicity. | Накопление кадмия (Cd) в зерне ячменя (Hordeum vulgare L.) и его последующая передача по пищевым цепям человеку и животным является серьезной экологической проблемой. Создание стресс-толерантных сортов для сокращения потерь урожая и противодействия биоаккумуляции токсичных ионов может способствовать сохранению качества зерна и повышению продуктивности ячменя на загрязненных кадмием почвах. В процессе клеточной селекции в 2017 г. от исходного генотипа ячменя 8730 х Омский получили в каллусных культурах сомаклональные варианты (RA) и провели среди них отбор устойчивых к токcичности 15 мг/л ионов кадмия линий (RACd). Регенерированные из каллусов растения сравнивали с исходным генотипом по физиологобиохимическим и продуктивным признакам, биоаккумуляции кадмия в условиях вегетационного опыта. Растения выращивали в обычных условиях и на провокационном фоне по кадмию в 2017-2018 гг. Симптомы окислительного стресса тестировали по динамике накопления малонового диальдегида, активности супероксиддисмутазы, содержанию антоцианов в листьях. При стрессе линии ячменя, отобранные в результате клеточной селекции (на среде с добавлением 15 мг/л Cd2+), отличались от регенерантов, полученных в обычных условиях (без добавления в среду Cd2+), и исходного генотипа с более высокими показателями антиоксидантной активности. На провокационном фоне в листьях устойчивых регенерантных линий отмечены более высокие, чем у исходной формы и регенерантов, не подвергнутых отбору в селективных условиях, показатели содержания в листьях хлорофиллов (на 76 и 64%) и каротиноидов (на 64 и 60% соответственно), семенной продуктивности (в 4,5 и 1,3 раза соответственно) и биоаккумуляции в корнях кадмия (на 100 и 5% соответственно). Полученные результаты свидетельствуют о целесообразности использования клеточной инженерии в селекционных программах по повышению устойчивости ячменя к токсичности кадмия.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2018

Shinkarevich, E.D., St. Petersburg State Agrarian Univ.

There are presented the results of evaluation of the toxic effect of oil and petroleum products on the test object Artemia Salina. For the preparation of solutions in tap water 4 ml of toxicant was added (oil, fuel oil, diesel fuel), to obtain different concentrations up to a maximum concentration of 10 ml / l. The exposure time is 48 h. The full death of maxillopods was observed for the concentration of 10 ml/l oil and fuel oil and 1 ml/l diesel fuel. The results of the experiment revealed that with growing concentration of crude oil the survivability of test objects reduces, although the concentration of oxygen slightly reduces. Diesel fuel affects the test organism differently than oil and fuel oil, because in its production a variety of additives is used, which include ethylene polymers, acid esters and alcohols, amides, etc. It has been found that diesel fuel acts on organisms chemically, while oil and fuel oil physiologically. The use of microorganisms with high oil-oxidizing and bioemulsifying activity in the oil industry will allow restoring the ecology of contaminated areas by biodestruction of toxicants in the shortest possible time. | Приведены результаты оценки токсического действия нефти и нефтепродуктов на тест-объект Artemia salina. Для приготовления растворов в водопроводную воду добавляли 4 мл токсиканта (нефть, мазут, дизельное топливо) для получения различных концентраций, вплоть до максимальной 10 мл/л. Время экспозиции – 48 ч. Полную гибель рачков наблюдали при концентрации 10 мл/л нефти и мазута и 1 мл/л дизельного топлива. По результатам опыта было выявлено, что с ростом концентрации сырой нефти выживаемость тест-объектов снижается, хотя концентрация кислорода уменьшается незначительно. Дизельное топливо действует на тест-организмы иначе, чем нефть и мазут, т.к. при его производстве применяют разнообразные присадки, в состав которых входят полимеры этилена, эфиры кислот и спиртов, амиды и т.д. Установили, что дизельное топливо действует на организмы на химическом уровне, а нефть и мазут - на физиологическом. Применение в нефтяной промышленности микроорганизмов, обладающих высокой нефтеокисляющей и биоэмульгирующей активностью, позволит в кратчайшие сроки восстановить экологию загрязненных территорий за счет биодеструкции токсикантов.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2018

Kosul'nikov, Yu.V. | Laktionov, Yu.V., All-Russia Research and Development Inst. of Agricultural Microbiology, St. Petersburg

Symbiotic nitrogen fixers of Rhizobiaceae family serve as biologicals for agriculture. Our goal was to determine the effect of treaters, its concentration in the solution, the time the solution was kept and the temperature mode on the number of nodule bacteria of soybean, lupine, pea and lentils that survived in the solution. Bacterial suspensions studied were root nodule bacteria of soybean (Bradyrhizobium japonicum 634b), lupine (Bradyrhizobium lupini 367a), pea (Rhizobium leguminosarum 261b), lentil (Rhizobium leguminosarum 712), and chemical fungicides were Maxim (fludioxonil, 25 g/l), Protekt, (fludioksonil, 25 g/l), Protekt Forte (fludioxonil, 40 g/l + flutriafol, 30 g/l). Compatibility was determined by preparing tank solutions of biologicals and disinfectants, followed by determining the percentage of rhizobia that survived, depending on the type of disinfectant, its concentration (10 and 20%), solution holding time (2, 4, 8 hours) and temperature (2-5, 16-18, 27 deg C). Our results show that the resistance of nodule bacteria of various leguminous plants to these pesticides differs and decreases among the nodule bacteria of soybean, lupine, pea, lentils. The pesticide toxicity increases in the order Maxim, Protect, and Protect Forte. The presence of rhizobia in the same solution with disinfectants negatively affects the bacteria survival. The longer the mixture is kept, the less rhizobia remain alive. With increasing temperature of the mixture and the concentration of disinfectants in the solution, their toxicity increases. Low temperatures (2-5 deg C) significantly increase the survival rate of rhizobia. The disinfectants Maxim and Protect, prepared on the basis of the same active ingredient with the same concentration, differed sharply in toxicity. | Основой современного производства биопрепаратов азотфиксаторов служат симбиотические микроорганизмы семейства Rhizobiaceae. Нашей целью было определение влияния марки протравителя, его концентрации в растворе, времени выдержки раствора и температурного режима на количество выживших в растворе клубеньковых бактерий сои, люпина, гороха и чечевицы. Были изучены бактериальные суспензии клубеньковых бактерий сои (Bradyrhizobium japonicum 634б), люпина (Bradyrhizobium lupini 367а), гороха (Rhizobium leguminosarum 261б), чечевицы (Rhizobium leguminosarum 712) и химические фунгициды Maxim, КС (д.в. флудиоксонил, 25 г/л), Протект, КС (д.в. флудиоксонил, 25 г/л), Протект Форте, ВСК (д.в. флудиоксонил, 40 г/л + флутриафол, 30 г/л). Совместимость определяли после приготовления баковых растворов биопрепаратов и протравителей с последующей оценкой процента выживших ризобий в зависимости от вида протравителя, его концентрации (10 и 20%), времени выдержки раствора (2, 4, 8 ч) и температурного режима (2-5, 16-18, 27 град. C). Показано, что устойчивость клубеньковых бактерий разных зернобобовых культур к пестицидам неодинаковая и уменьшается в последовательности соя - люпин - горох - чечевица. Токсичность пестицидов увеличивалась в порядке Maxim - Протект - Протект Форте. Нахождение ризобий в одном растворе с протравителями негативно сказывалось на выживаемости бактерий: чем дольше выдерживали смесь, тем меньше в ней оставалось жизнеспособных ризобий. С ростом температуры смеси и концентрации протравителей в растворе их токсичность увеличивается. Низкие температуры (2-5 град. C) значительно повышали выживаемость ризобий. Протравители Maxim и Протект, приготовленные на основе одного и того же действующего вещества с одинаковой его концентрацией, резко различались по токсичности.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2018

Kurbanova, M.N. | Suraeva, N.M. | Rachkova, V.P. | Samojlov, A.V., All-Russia Research and Development Inst. of Conservation Technology, Moscow Region

There has been carried out an evaluation of the effectiveness of using such a macroscopic index for detecting the toxicity of mitogens, as the weight of onion roots, using an Allium test. The worked involved approximately the same size (1.5–2.0 and 2.5–3 cm in diameter) and weights (4–5 and 5–7 g) of onion bulbs (Allium cepa L.) of the varieties Stutgarten Riesen and Sturon, respectively. The bulbs were without green leaves. Before incubation, dry scales from bulbs were removed. They were then placed in the case of control groups in 10 ml tubes with distilled or bottled drinking water from a commercial network, in test groups – in solutions of copper sulfate (0.6 mg/l) and ethanol (1 and 2%) with appropriate water control and incubated in the dark at room temperature or in an incubator at 25 deg C. When setting up experiments with the standard positive control (copper sulphate solution) for this test, the same significant decrease in both the mean length and the average root mass was shown, while the sensitivity of the root weight was even 3.2% higher. Similar data were obtained with a model toxic agent – ethyl alcohol, regardless of the onion variety, duration and temperature of the incubation or type of water from which the solution was prepared (distilled and bottled). A comparative analysis of the delay in the growth of the roots of onions along their length compared to their mass when tested with a positive control (copper ions) and with experimental samples (1 and 2% solutions of ethyl alcohol) showed that the mass parameter can be used as an independent effective toxicity index in the Allium test. The method of measuring the average weight of bulb roots in the Allium test can be used as the standard parameter of root growth, which is simplest in application and rather sensitive. | Проведена оценка эффективности использования такого макроскопического показателя для выявления токсичности митогенов, как масса корней лука, при использовании Аллиум-теста. В работе использовали примерно одинакового размера (1,5–2,0 и 2,5–3 см в диаметре) и массы (4–5 и 5–7 г) луковицы – севок (Allium cepa L.) сортов Штутгартен Ризен и Стурон соответственно. Луковицы были без зеленых листьев. Перед инкубацией удаляли сухую чешую с луковиц. Далее их помещали в случае контрольных групп в 10 мл пробирки с дистиллированной или бутилированной питьевой водой из торговой сети, в опытных группах – в растворы медного купороса (0,6 мг/л) и этанола (1 и 2%) соответствующей контролю воды и инкубировали в темноте при комнатной температуре или в инкубаторе при 25 град. С. При постановке эксперимента со стандартным для этого теста положительным контролем (раствор медного купороса) было показано одинаковое достоверное уменьшение как средней длины, так и средней массы корней, при этом чувствительность показателя массы корней была даже на 3,2% выше. Аналогичные данные были получены с модельным токсическим агентом – этиловым спиртом, независимо от сорта лука, продолжительности и температура инкубации или вида воды, из которой приготовлен раствор (дистиллированная и бутилированная). Сравнительный анализ задержки прироста корней лука по их длине по сравнению с их массой при тестировании с положительным контролем (ионы меди) и с опытными образцами (1 и 2%-е растворы этилового спирта) показал, что параметр массы может быть использован в качестве самостоятельного эффективного показателя токсичности в Аллиум-тесте. Способ измерения средней массы корней луковиц при постановке Аллиум-теста может быть использован в качестве стандартного параметра корневого прироста как наиболее простой в применении и достаточно чувствительный.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2018

Ozherelkov, S.V., Federal Research Center for Research and Development of Immunobiological Preparations, Moscow

The aim of the study was to identify possible antiviral activity of known imminomodulator Glutoxim (GLT) during infection of diploid fibroblast cell lines M-8 and M-22 with vesicular stomatitis virus (VSV). Materials and methods: VSV, strain Indiana, was used. Antiviral activity of GLT investigated: 1) at doses recommended for experiments in vitro: 1, 4 and 8 microgram/ml; 2) at low doses: 0.1; 0.25 and 0.5 microgram/ml. GLT was added to the cell monolayer according to preventive (for 24 hours prior to VSV infection of cells) and treatment (unanimous with VSV infection) protocols. The antiviral activity of GLT was assessed by the following criteria: ability of the drug to prevent the development of virus cytopathic action, to inhibit the reproduction of VSV, and by expessing virucidal action. Results: GLT in doses recommended for in vitro experiments (1, 4, 8 microgram/ml) did not delay the development of a specific virus-induced cytopathic action. The VSV titers in infected cells in the presence of GLT did not differ from those in the control cell lines infected with VSV without the addition of GLT. The latter had no virucidal effect against the VSV. Inoculation of GLT into the cell culture at low doses of 0.1, 0.25 and 0.5 mg/ml led to a significant (more than 100-fold) inhibition of VSV replication 24 hours after infection of cells. At later stages, 40 and 48 hours following infection, the antiviral effect of GLT was not detected. Thus, we established that GLT possesses antiviral effect in vitro, which is manifested 24 hours following infection of diploid fibroblast cell lines with VSV. | Цель исследования: выявить возможную противовирусную активность известного иммуномодулятора глутоксима (ГЛТ) при инфицировании линий диплоидных клеток фибробластов человека (ЛДКФЧ) М-8 и М-22 вирусом везикулярного стоматита (ВВС). Материалы и методы: использовали ВВС (штамм Индиана). Антивирусную активность ГЛТ исследовали: 1) в дозах, рекомендованных для опытов in vitro - 1, 4 и 8 мкг/мл; 2) в низких дозах - 0.1, 0.25 и 0.5 мкг/мл. ГЛТ в исследуемых концентрациях вносили в клеточный монослой по профилактической (за 24 ч до заражения вирусом клеток) и лечебной (одновременно с инфицированием ВВС ЛДКФЧ) схемам. Противовирусную активность ГЛТ оценивали по следующим критериям: способность препарата предотвращать развитие вирусного цитопатогенного действия (ЦПД), ингибировать репродукцию ВВС в ЛДКФЧ, наличие вирулицидного действия. Показано, что ГЛТ в концентрациях 1, 4, 8 мкг/мл, рекомендованных для опытов in vitro, не задерживал развитие специфического вирус-индуцированного ЦПД в клетках. При этом титры вируса в инфицированных клетках в присутствии ГЛТ не отличались от таковых в контрольных ЛДКЧФ, инфицированных ВВС без добавления препарата на всем протяжении эксперимента. Препарат не обладал вирулицидным действием в отношении ВВС. Обработка ЛДКФЧ ГЛТ в концентрациях 0.1, 0.25 и 0.5 мг/мл приводит к значительному (более, чем в 100 раз) подавлению репликации ВВС в ЛДКФЧ М-22 через 24 ч после инфицирования клеток вирусом. Через 40 и 48 ч противовирусный эффект ГЛТ во всех использованных дозах не выявляется. Таким образом, впервые установлено, что ГЛТ обладает противовирусным действием in vitro, проявляющимся через 24 ч после заражения.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation