AGRIS - 

2023

Mardoc, Emile | Génétique Diversité et Ecophysiologie des Céréales (GDEC) ; Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Clermont Auvergne (UCA) | Université Clermont Auvergne | Jérôme Salse

The recent advancements in biological data production technologies have led to the proliferation of omics data, such as genomic (DNA), transcriptomic (mRNA), proteomic (proteins), metabolomic (metabolites) data, etc. These data theoretically provide the opportunity to describe the most complex biological processes implemented by all biological systems interacting with their environment. Thus, the methodological challenge is to integrate, i.e. simultaneously analyze, these data from diverse nature and source to address various scientific questionnings. In this context, the objective of this thesis is to propose a methodological approach to integrate omics data produced in different contexts and apply it to various concrete biological questions in plants and animals.A six-step workflow has been developed to prepare and conduct the integration of omics data, decidated to biologists non-expert in multi-omics integration. The workflow outlines the steps to be followed before integrating omics data, these steps corresponding to 1- data acquisition and structuring in matrix form, 2- defining the biological question and the associated integrative strategy, 3- choosing the integrative tool suitable for the selected question and the data, 4- data pre-processing, 5- preliminary data analysis, 6- multi-omics integration. Regarding the integration step (6), among 13 selected tools presented in the manuscript, we made use of the mixOmics tool and developed the cimDiablo_v2 function to integrate data through dimension reduction.These methodological developments were proposed with the aim of being adaptable to various biological contexts, i.e. to address different biological questions classified into 3 integrative strategies (description, selection, prediction), by integrating different types of omics data (genomic, transcriptomic, proteomic, etc.) and at various levels (by species, individuals, tissues, genes, experimental conditions, etc.). These developments were then tested on several biological datasets as a proof of concept : firstly, on plant data (poplar and cereals) to identify interaction profiles between DNA methylation and gene expression for different geographical populations of individuals (poplar) and developmental stages of grain (cereals), and secondly, on animal data (bovine) to identify molecular signatures of tissue or chemical composition of bovine carcasses by selecting proteins strongly associated with body composition phenotypes.In plants, we 1- ranked the major factors of omics data variability, 2- grouped genes based on their methylation and expression profiles, and 3- identified strongly expressed or methylated master regulator genes for different populations (in poplar) or stages of grain development (in cereals), and studied their biological functions. In animals (bovine), we proposed a list of candidate proteins for 7 phenotypes related to body composition, and thus, to feed conversion efficiency, which can be used for future predictive studies. | Les avancées de ces dernières années dans les technologies de production de données biologiques sont à l'origine de la massification de données dites omiques, telles que les données génomiques (ADN), transcriptomiques (ARNm), protéomiques (protéines), métabolomiques (métabolites), etc. Ces données offrent la possibilité de décrire, en théorie, les processus biologiques les plus complexes mis en oeuvre par tous les systèmes biologiques en interaction avec leur environnement. L'enjeu méthodologique est alors de pouvoir intégrer, c'est-à-dire analyser simultanément, ces données de nature et provenance diverses pour répondre à différents questionnements scientifiques. Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse est de proposer une approche méthodologique pour intégrer des données omiques produites dans différents contextes et l'appliquer à différents questionnements biologiques concrets chez les plantes et animaux. Un workflow en 6 étapes a été développé pour préparer et mener l'intégration des données omiques, à destination des biologistes non-experts de l'intégration multi-omiques. Le workflow détaille alors les étapes à effectuer avant d'intégrer les données omiques, ces étapes correspondant à 1- l'acquisition des données et leur structuration sous forme matricielle, 2- la définition de la question biologique et de la stratégie intégrative associée, 3- le choix de l'outil intégratif adapté à la question et aux données, 4- le pré-traitement des données, 5- l'analyse préliminaire par jeu de données, 6- l'intégration multi-omiques. Concernant spécifiquement l'étape d'intégration (6), parmi 13 outils sélectionnés et présentés dans le manuscrit, nous avons exploité l'outil mixOmics et développé la fonction cimDiablo_v2 pour intégrer les données par réduction de dimension.Ces développements méthodologiques ont été proposés dans l'optique de s'adapter à différents contextes biologiques, à savoir pour répondre à différentes questions biologiques classées en 3 stratégies intégratives (description, sélection, prédiction), en intégrant différents types de données omiques (génomiques, transcriptomiques,protéomiques, etc.) à différents niveaux (par espèces, individus, tissus, gènes, conditions expérimentales, etc.). Ces développements ont alors été testés sur plusieurs jeux de données biologiques, comme preuve de concept : premièrement, sur des données plantes (peuplier et céréales), afin d'identifier les profils d'interactions entre la méthylation de l'ADN et l'expression des gènes pour différentes populations géographiques d'individus (peuplier) et de stades de développement du grain (céréales), puis, deuxièmement, sur des données animales (bovin),afin d'identifier les signatures moléculaires de la composition tissulaire ou chimique des carcasses bovines en sélectionnant les protéines fortement liées aux phénotypes de la composition corporelle.Chez les plantes, nous avons durant cette thèse 1- hiérarchisé les facteurs majeurs de variabilité des données omiques, 2- regroupé les gènes selon leur profil de méthylation et d'expression, et 3- identifié des gènes master regulators fortement exprimés ou méthylés pour les différentes populations (chez le peuplier) ou stades de développement du grain (chez les céréales), puis étudié leurs fonctions biologiques. Chez les animaux (bovins), nous avons proposé une liste de protéines candidates de 7 phénotypes liés à la composition corporelle, et donc à l'efficience de conversion des rations en poids de muscle, qui pourra être utilisée pour de futures études prédictives.

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Institut national de la recherche agronomique - France

2023

Remot, Aude | Descamps, Delphyne | Erny, Alexandra | Chottin, Claire | Drajac, Carole | Carreras, Florence | Ferret, Cécile | Fabienne, Archer | Infectiologie et Santé Publique

International audience | Les maladies respiratoires, qu’elles touchent les animaux et/ou les hommes, ont un impact sanitaire et économique considérable sur notre société. Pouvoir mieux les contrôler, les traiter et les prédire, nécessite de pouvoir les étudier. Pour cela des modèles d’études pertinents, reproductibles, efficaces aisés d’utilisation, et alternatifs à l’expérimentation animale doivent être proposés. D’énormes progrès méthodologiques ont été réalisés ces dernières années avec l’émergence de modèles in vitro qui miment le poumon en reproduisant la diversité des types cellulaires, l’architecture du tissu et certaines de ses fonctionnalités (activité ciliaire, sécrétion). Cette revue présente les avancées dans la génération de ces modèles chez le bovin : les organoïdes, les cultures Air-liquide-interface (ALI) et les coupes fines de poumon (PCLS). Ils sont utilisés pour mieux décrire et comprendre les processus physiopathologiques induits par des infections (virus, bactérie, parasite) respiratoires et permettent de tester des approches prophylactiques ou curatives.

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Institut national de la recherche agronomique - France

2023

Mikhajlichenko, S.M. | Kupreenko, A.I.

Achievements in the field of automation of agricultural production make it possible to more fully realize the genetic potential of animals, rationally use feed, energy, financial and labor resources and obtain high-quality, environmentally friendly products. The review of automatic feeding systems produced by the world leading manufacturers was carried out. In particular, the description of the systems produced by Trioliet, DeLaval, Lely manufacturers is given. An automatic feeding system is characterized by the presence of two components – a feed mixture preparation zone and a robotic feed dispenser, that, as a rule, moves on a chassis or along a suspended path, a stationary belt-type system is lesser common. Most manufacturers have a feed-preparation kitchen comprising a stationary mixer and/or storage bins for each component of the diet. Budget systems that include only a stationary mixer are of little use for working with several feeding rations and require the presence of feed storages nearby. Technically complex systems with storage bunkers allow a flexible approach to the preparation of feeding programs, however, they are characterized by high cost, which prevents their widespread use in livestock complexes. Therefore, it is necessary to search for new solutions aimed at improving the efficiency of preparing and distributing the feeding ration on cattle farms through introducing intelligent technologies and robot-assisted facilities and their rational use. | Достижения в области автоматизации с.-х. производства позволяют более полно реализовывать генетический потенциал животных, рационально использовать корма, энергетические, финансовые и трудовые ресурсы и получать высококачественную, экологически чистую продукцию. Проведен обзор автоматических систем кормления, выпускаемых ведущими мировыми производителями. В частности, приведено описание систем, выпускаемых производителями Trioliet, DeLaval, Lely. Для автоматической системы кормления характерно наличие двух составляющих – зона приготовления кормосмесей и роботизированный кормораздатчик, который, как правило, перемещается на шасси или по подвесному пути, реже встречается стационарная система ленточного типа. Кормокухня у большинства производителей включает в себя стационарный смеситель и/или бункеры-накопители для каждого компонента рациона. Бюджетные системы, включающие в себя только стационарный смеситель, малопригодны для работы с несколькими рационами кормления и требуют наличия поблизости хранилищ с кормами. Технически сложные системы с бункерами-накопителями позволяют гибко подходить к составлению программ кормления, однако отличаются высокой стоимостью, что препятствует их широкому распространению на животноводческих комплексах. Следовательно, требуются поиски новых решений, направленных на повышение эффективности процесса приготовления и раздачи рационов кормления на фермах КРС за счет внедрения интеллектуальных технологий и роботизированных технических средств, рационального их применения.

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Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Smetanina, I.G.

At the moment of ejaculation, mammalian spermatozoa do not have an ability to penetrate mature oocytes, and in vitro they acquire a fertilizing ability in the process of capacitation, to activate which various biologically active additives are introduced into the incubation medium. The disadvantages of this method are the difficulty in selecting these additives to simulate the natural conditions of capacitation in the uterus or oviduct. An alternative approach is to create a capacitation system that uses certain chemically pure compounds instead of biological additives. The aim of the study was to develop a chemically defined system for obtaining in vitro matured oocytes and cryopreserved spermatozoa. As a capacitating agent, dbcAMP was introduced into a protein-free Tyrode fertilization medium at a concentration of 100 mcM (instead of heparin at a concentration 10 mcg/mL); while the fertilization medium did not contain glucose, as well as any additives that activate spermatozoa. The development of embryos up to the 4-8-cell stage was considered as the criterion for normal fertilization. The results obtained show that spermatozoa capacitated in an incubation medium in the presence of dbcAMP can fertilize in vitro bovine oocytes matured outside the body in a protein-free medium with high efficiency. This makes it possible to create a completely chemically "defined" system for obtaining embryos of this species in vitro without additives activating spermatozoa, which is especially important for research to increase the efficiency of obtaining bovine embryos in vitro. | В момент эякуляции сперматозоиды млекопитающих не обладают способностью пенетрировать созревшие ооциты, а in vitro они приобретают оплодотворяющую способность в процессе капацитации, для активации которой в икубационную среду вводят различные биологически активные добавки. Недостатки этого метода заключаются в трудности подбора этих добавок для моделирования естественных условий капацитации в матке или яйцеводе. Альтернативный подход состоит в создании системы капацитации, в которой вместо биологических добавок используются определённые химически чистые соединения. Цель исследования - разработка химически "определенной" системы получения созревших in vitro ооцитов и криоконсервированных сперматозоидов. В безбелковую среду оплодотворения Тироде в качестве капацитирующего агента вводили дбцАМФ в концентрации 100 мкМ (вместо гепарина в концентрации 10 мкг/мл); при этом среда оплодотворения не содержала глюкозы, или других добавок, активирующих сперматозоиды. Критерием нормального оплодотворения считали развитие эмбрионов до 4-8-клеточной стадии. Полученные результаты показывают, что сперматозоиды, капацитированные в инкубационной среде в присутствии дбцАМФ, могут с высокой эффективностью оплодотворять in vitro ооциты крупного рогатого скота, созревшие вне организма в безбелковой среде. Это позволяет создать полностью химически "определённую" систему получения эмбрионов данного вида in vitro без добавок, активирующих сперматозоиды, что особенно важно для исследований по повышению эффективности получения in vitro эмбрионов крупного рогатого скота.

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Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Abdel'manova, A.S. | Boronetskaya, O.I . | Volkova, V.V. | Fornara, M.S. | Nikolaev, А.А. | Sermyagin, А.А. | Chinarov, R.Yu. | Trukhachev, V.I. | Zinov'eva, N.A.

The identification of historical (authentic) genomic components in the genomes of modern representatives of local breeds is the most important stage in the development of effective programs for their gene pool preservation. The work aim was a comparative study of genetic diversity, genealogical relationships and genetic structure of historical and modern populations of brown and pale cattle. The sample of historical specimens included Saratov (n=5), Gorsky (n=8), Tuva (n=6), Kurgan (n=2), Tushin (n=1), Shorthorn-Astrakhan (n=2) and Yurin (n=1) cattle, Auliekolskaya (n=1), Kostroma (n=3), Brown Swiss (n=5), Shorthorn (n=1) and Simmental (n=10) breeds. The sample of modern representatives of breeds included Mountain cattle (n=32), Kostroma (n=40), Brown Swiss breed of Caucasian type (n=13) and German breeding (n=27), Simmental breed (n=33). Molecular genetic studies were carried out on nine microsatellite loci (TGLA227, BM2113, ETH10, SPS115, TGLA122, INRA23, TGLA126, ETH225 and BM1824). The genotyping efficiency of historical samples averaged 92.12% for all studied loci. A higher level of genetic diversity in historical populations was observed comparing to same-named modern breeds. A pairwise comparison of the same-named breeds by the number of lost and new microsatellite alleles revealed the greatest changes in the Mountain cattle (9 and 22 alleles, respectively) and the Kostroma breed (1 and 27 alleles), the lowest – in the Brown Swiss breed (12 and 14 alleles). Analysis of the structure of phylogenetic trees constructed according to FST and Jost's D showed greater closeness of historical livestock populations in relation to each other, while modern populations were more divergent. The study of the population structure has shown the maintenance of part of the historical genetic components in modern cattle populations. The research results can be used to select animals, which kept the largest part of historical (authentic) genomic components to participate in national programs for the genetic resources conservation. | Выявление в геномах современных представителей локальных пород исторических (аутентичных) геномных компонентов – важнейший этап разработки эффективных программ сохранения генофонда. Цель исследований – сравнительное изучение генетического разнообразия, генеалогических связей и генетической структуры популяций исторических и современных образцов бурого и палево-пестрого скота. Спектр исторических образцов включал саратовский (n=5), горский (n=8), тувинский (n=6), курганский (n=2), тушинский (n=1), шортгорн-астраханский (n=2) и юринский (n=1) скот, аулиекольскую (n=1), костромскую (n=3), бурую швицкую (n=5), шортгорнскую (n=1) и симментальскую (n=10) породы. Выборка современных представителей пород включала горский скот (n=32), костромскую (n=40), бурую швицкую породу кавказского типа (n=13) и немецкой селекции (n=27), симментальскую породу (n=33). Молекулярно-генетические исследования проводили по 9 локусам микросателлитов (TGLA227, BM2113, ETH10, SPS115, TGLA122, INRA23, TGLA126, ETH225 и BM1824). Эффективность генотипирования исторических образцов в среднем по всем исследуемым локусам составила 92,12%. Уровень генетического разнообразия в исторических популяциях был выше, чем у одноименных современных пород. Попарное сравнение одноименных пород по числу утраченных и новых аллелей микросателлитов выявило наибольшие изменения у горского скота (9 и 22 аллеля, соответственно) и в костромской породе (1 и 27 аллелей), наименьшие – в бурой швицкой породе (12 и 14 аллелей). Анализ структуры филогенетических деревьев, построенных по FST и Jost's D, показал относительную близость исторических популяций скота между собой, современные популяции более дивергентны. В генетической структуре современных популяциях крупного рогатого скота сохранилась часть исторических генетических компонентов. Результаты исследований могут быть использованы для отбора животных, несущих наибольшую долю исторических (аутентичных) геномных компонентов, для участия в национальных программах сохранения генетических ресурсов.

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Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Lutz, Catherine | Fortineau, Olivier | Guatteo, Raphaël | Relun, Anne | RUMIPASSION | Clinique Vétérinaire Sainte-Croix | Biologie, Epidémiologie et analyse de risque en Santé Animale

International audience | Le super panaris est une lésion qui a été décrite chez les bovins pour la première fois dans les années 1990 pour désigner des formes inhabituelles de panaris. Cette dénomination désigne actuellement un panaris, ou phlegmon interdigital, d'évolution suraiguë, sévère, dont la rapidité d'évolution met souvent en échec les tentatives de traitement et qui, dans certains troupeaux, peut prendre une forme épidémique. L'origine de ces super panaris est pour le moment inconnue. L a rapidité de mise en place d'un traitement antibiotique par voie parentérale semble être la clé de réussite du traitement, mais des mesures plus agressives peuvent être nécessaires en fonction du stade d'évolution des lésions. La prévention repose sur les mêmes mesures que celles conseillées pour prévenir les panaris, auxquelles s'ajoutent des mesures de biosécurité interne et externe. Deux études lancées en 2023 à l'échelle nationale devraient permettre de mieux connaître cette affection

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Institut national de la recherche agronomique - France

2023

Le Bouquin, Sophie | Lucas, Camille | Souillard, Rozenn | Le Maréchal, Caroline | Petit, Karine | Kooh, Pauline | Meurens, François | Jourdan-da Silva, Nathalie | Guillier, Laurent | Mazuet, Christelle | Epidémiologie, Santé et Bien-être

International audience | Botulism is a human and animal neurological disease caused by the action of bacterial neurotoxins

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Institut national de la recherche agronomique - France

2023

Saliou Adedigba | Rodrigue Vivien Cao Diogo | Luc Hippolyte Dossa | Birthe Katharina Paul

Directory of Open Access Journals - Sweden

2023

Sounon, Adam K. L. S. | Lesse, Dodji Paolo A. Armel | Ickowicz, Alexandre | Messad, Samir | Lesnoff, Matthieu | Houinato, Marcel R. B. | Mensah, Guy Apollinaire

La mobilité pastorale dans les écosystèmes protégés d'Afrique soudanienne et soudano-sahélienne a favorisé un transfert de charge saisonnier des pays sahéliens vers les régions méridionales. Ces mouvements saisonniers qui se sont transformés en migrations pastorales ont fait du bassin de la Donga au nord-ouest du Bénin un espace d'attraction d'importance internationale pour l'élevage bovin. Toutefois, avec le durcissement de la politique forestière et l'intensification de la surveillance des forêts, cette mobilité pastorale a été réglementée par des accords bilatéraux et communautaires. Les conséquences de ce changement se sont traduites par des modes de vie et de production variés, fondés sur des combinaisons très diverses d'une agriculture pluviale extensive et d'un élevage de type mixte. Dans cette évolution conjointe du foncier et de l'exploitation agricole des terres, la typologie des exploitations apparaît comme un outil indispensable pour caractériser la diversité des systèmes de production dans un milieu en transformation. La construction de la typologie des exploitations du bassin de la Donga a été d'abord réalisée par une méthode "A dire d'experts", puis approfondie par un traitement analytique et statistique de base de données issue d'enquêtes de terrain réalisées en 2010 et ayant porté sur 254 familles dont 48 ont déclaré pratiquer les activités d'élevage. Les critères utilisés ont été d'ordre social (groupe socioculturel ou sociolinguistique, âge, ancienneté dans le milieu et statut foncier), mais aussi d'ordre technique (type de parcours, points d'eau utilisés, main d'oeuvre, taille de troupeau et traite de lait). Cette démarche se voulant de type qualitatif et quantitatif, a permis de distinguer neuf catégories d'exploitations d'élevage (autochtone, transhumant, immigré, péri-urbain, confié, de case, d'embouche, de traction et en transit) regroupés en -i- système semi-sédentaire, -ii- système mobile et -iii- système opportuniste, trois types de systèmes. La différence majeure entre ces trois systèmes a résidé non seulement dans leur pratique (mobilité, parcours et intrants), mais aussi dans leur poids numérique sur le cheptel local (49 % pour le système semi-sédentaire, 43 % pour le système mobile et 8 % pour celui opportuniste). Du point de vue de la performance, le système mobile a eu un meilleur rendement numérique, qui a été de 11 %, contre 7 % dans le système semi-sédentaire. Par contre, le système opportuniste qui n'était pas un système naisseur, se contentait de valoriser les produits issus des deux autres systèmes naisseurs. La répartition de l'élevage bovin en trois systèmes est assez expressive sachant que les villages sont appropriés aux systèmes semi sédentaire et mobile alors que les réalités de la ville conviennent au système opportuniste.

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Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le développement - France

2023

Bogolyubova, N.V. | Rykov, R.A.

The research aim is a comparative study of blood biochemical and clinical parameters in the body of young cattle of different ages. The experiment was carried out at one of the farms in the Krasnodar region during the winter period. Blood samples were taken from calves at the age of 1 month (n=15), when they were removed from watering at 3–4 months of age (n=19) and 6-7 months of age (n=14). Each group had 50% heifers and bulls. An assessment of biochemical and clinical parameters and statistical processing of the material were carried out. An increases has been established with age in the bodies of young animals the total protein content (from 65.93 g/L at the age of one month to 75.31 g/L at the age of 6-7 months), the activity of alanine aminotransferase and aspartate aminotransferase enzymes, a significant decrease of triglyceride levels by 37.14 mM/L and bilirubin - by 63.87% has been found at the age of 6-7 months compared with 3-4 months. The change in the immune status of animals with age is accompanied by a decrease in the level of leukocytes, an increase in hemoglobin and the number of erythrocytes. The minimum content of leukocytes (17.79x10E9/L), the maximum content of erythrocytes (11.86x10E12/L), hemoglobin and hematocrit are observed in 3 month old young animals. The age factor of young animals significantly affected the level of total protein (P not more than 0.001), triglycerides (P not more than 0.05), erythrocytes, hemoglobin, hematocrit, thyroxine (P not more than 0.001) and cortisol (P not more than 0.05). The sex of the animals had a real significance for the levels of globulins (P not more than 0.01), bilirubin (P not more than 0.05), erythrocytes (P not more than 0.05) and hematocrit (P not more than 0.05). The data obtained should be taken into account when assessing the health status of animals and the their feeding based completeness based on biochemical and clinical blood tests. | Цель исследований - сравнительное изучение биохимических показателей крови и клинических показателей в организме молодняка крупного рогатого скота разных возрастов. Опыт проведен в одном из хозяйств Краснодарского края в зимний период. Были отобраны пробы крови у телят в возрасте 1 мес (n=15), при снятии с выпойки в 3-4 мес (n=19) и в 6-7 мес (n=14). В каждой группе было по 50% телочек и бычков. Проведены оценка биохимических и клинических показателей и статистическая обработка материала. Установлено, что с возрастом в организме молодняка наблюдается увеличение содержания общего белка (с 65,93 г/л в месячном возрасте до 75,31 г/л в 6-7-месячном), активности ферментов аланинаминотрансферазы и аспартатаминотрансферазы, достоверное снижение в возрасте 6-7 мес по сравнению с 3-4 мес уровня триглицеридов на 37,14 мМ/л и билирубина - на 63,87%. Изменение иммунного статуса животных с возрастом сопровождается снижением уровня лейкоцитов, повышением гемоглобина и числа эритроцитов. Минимальное содержание лейкоцитов (17,79 x 10E9/л), максимальное содержание эритроцитов (11,86 x 10E12/л), гемоглобина и показателя гематокрита наблюдаются у молодняка 3-месячном возрасте. Фактор возраста молодняка достоверно повлиял на уровень общего белка (P не более 0,001), триглицеридов (P не более 0,05), эритроцитов, гемоглобина, гематокрита, тироксина (P не более 0,001) и кортизола (P не более 0,05). Пол животных имел достоверную значимость для показателей содержания глобулинов (P не более 0,01), билирубина (P не более 0,05), эритроцитов (P не более 0,05) и гематокрита (P не более 0,05). Полученные данные следует учитывать при оценке состояния здоровья животных и полноценности их кормления на основе биохимических и клинических исследований крови.

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