Выпуск №34

1. Mathematical modeling of lactation curves of dairy animals
   Резюме Abstract | Скачать
   Здесь представлен обзор математических моделей лактации крупного рогатого скота. Описан метод построения кривых лактации с использованием логических предположений и логистической функции Ферхюльста для прогнозирования надоев коров. Представлен новый метод моделирования лактации, основанный на решении уравнения, описывающего скорость изменения надоев молока в зависимости от времени, прошедшего с момента отела. Рассчитаны статистические параметры адекватности рекомендованных в литературе моделей для описания кривой лактации коров и предложенных нами моделей. Точность аппроксимации позволяет идентифицировать модели, наиболее достоверно описывающие кривую лактации на примере крупного рогатого скота.

   10.18522/2308-9709-2020-34-1

   An overview of mathematical models on cattle lactation is herein provided. A technique for constructing lactation curves using logical assumption and Verhulst’s logistic function for predicting the cows’ milk production is described. A new modeling lactation method that is based on solving the equation that describes the rate of change of milk production, depending on time elapsed since calving is presented. The statistical parameters of the adequacy of the models recommended in the literature for describing the lactation curve of cows and our proposed models were calculated Approximation accuracy allows for the identification of models that most reliably describe the lactation curve in the example of cattle.
2. Method for calculating the average expected heterozygosity of cenopopulations of Quercus robur L. (Fagaceae) from different ecotopes
   Резюме Abstract | Скачать
   В статье описываются два методических подхода по расчёту средней ожидаемой гетерозиготности ценопопуляций Quercus robur из разных экотопов. Изученные 13 ценопопуляций дуба черешчатого на территории Ростовской области, в зависимости от условий их произрастания, были разделены на три экотопа. Экотоп байрачных лесов – это древесные насаждения, которые произрастают только по склонам балок (байраков). Экотоп аренных лесов – это древостои, находящиеся на аренах (песчаных массивах надпойменных террас). Экотоп пойменных лесов – это ценопопуляции, расположенные в пойме реки. Исследование генетических характеристик ценопопуляций проводили методом ПЦР с использованием пяти олигонуклеотидных праймеров. Использовали метод межмикросателлитного анализа (ISSR-анализ). В первом методе расчёт средней ожидаемой гетерозиготности ценопопуляций Quercus robur из разных экотопов проводили с помощью средне взвешенного анализа, усредняя данные по каждой ценопопуляции входящей в экотоп. Во втором методе расчёта мы объединили изученные аллельные варианты (бинарные матрицы) по каждой ценопопуляции в три кластера (экотопа), и полученные общие матрицы пересчитали с использованием программы PopGen. Сравнение средних значений ожидаемой гетерозиготности ценопопуляций Quercus robur для каждого экотопа проводили попарно с использованием t-критерия Стьюдента. Все экотопы, рассчитанные на основе средне взвешенного анализа, характеризуются достоверными различиями по уровню ожидаемой гетерозиготности (Не) при уровне значимости p=0,05. Все экотопы, рассчитанные на основе общих матриц, характеризуются достоверными различиями по уровню ожидаемой гетерозиготности (Не)при уровне значимости p=0,01. Цель данной работы – провести сравнительный анализ двух предложенных методик расчёта средней ожидаемой гетерозиготности ценопопуляций Quercus robur из разных экотопов.

   10.18522/2308-9709-2020-34-2

   The article describes two methodological approaches for calculating the average expected heterozygosity of cenopopulations of Quercus robur from different ecotopes. The studied 13 cenopopulations of pedunculate oak in the Rostov region, depending on the conditions of their growth, were divided into three ecotopes. The ecotope of bayrachny forests is tree stands that grow only on the slopes of gullies (bayraks). The ecotope of arena forests is the stands of trees located on arenas (sandy massifs of above-floodplain terraces). The ecotope of floodplain forests is a cenopopulation located in the floodplain of a river. The genetic characteristics of cenopopulations were studied by PCR using five oligonucleotide primers. The method of inter-simple sequence repeats (ISSR analysis) was used. In the first method, the average expected heterozygosity of cenopopulations of Quercus robur from different ecotopes was calculated using a weighted average analysis, averaging data for each cenopopulation included in the ecotope. In the second calculation method, we combined the studied allelic variants (binary matrices) for each cenopopulation into three clusters (ecotopes), and the resulting total matrices were recalculated using the PopGen program. The average values of expected heterozygosity cenopopulations of Quercus robur for each ecotope were compared in pairs using the t-test. All ecotopes calculated based on the weighted average analysis are characterized by significant differences in the level of expected heterozygosity (He) at the significance level p=0.05. All ecotopes calculated based on common matrices are characterized by significant differences in the level of expected heterozygosity (He) at the significance level p=0.01. The purpose of this work is to conduct a comparative analysis of the two proposed methods for calculating the average expected heterozygosity of cenopopulations of Quercus robur from different ecotopes.
3. Change of catalase activity in soils of black sea coast of Caucasus during contamination with heavy metals and oil
   Резюме Abstract | Скачать
    В силу значительных отличий эколого-генетических свойств, почвы Черноморского побережья Кавказа существенно разнятся по устойчивости к антропогенному воздействию. Цель настоящей работы — исследовать изменение активности каталазы в основных типах и подтипах почв Черноморского побережья Кавказа при загрязнении тяжелыми металлами (ТМ) и нефтью. В качестве загрязняющих веществ были выбраны нефть и ТМ (Cr, Cu, Ni, Pb), именно ими в значительной степени загрязнены почвы на юге России. Активность каталазы определяли методом Галстяна через 30 суток после загрязнения. В результате проведенных модельных опытов установлено, что загрязнение почв ТМ и нефтью, как правило, снижает активность каталазы почв Черноморского побережья Кавказа. По степени негативного влияния на активность каталазы почв Черноморского побережья Кавказа оксиды ТМ образуют следующий ряд: Cr > Cu ≥ Pb ≥ Ni. Были получены ряды почв Черноморского побережья Кавказа по степени снижения активности каталазы при загрязнении ТМ (почвы расположены по мере снижения их устойчивости): желтозем ≥ дерново-карбонатная типичная ≥ коричневая типичная ≥ коричневая карбонатная = дерново-карбонатная выщелоченная ≥ бурая лесная кислая ≥ коричневая выщелоченная ≥ бурая лесная кислая оподзоленная, и при загрязнении нефтью: коричневая карбонатная > коричневая типичная > дерново-карбонатная выщелоченная > бурая лесная кислая оподзоленная ≥ дерново-карбонатная типичная ≥ желтозем ≥ бурая лесная кислая.

   10.18522/2308-9709-2020-34-3

   Due to significant differences in environmental and genetic properties, soils of the Black Sea coast of the Caucasus vary significantly in resistance to anthropogenic effects. The purpose of this work is to investigate the change in catalase activity in the main types and subtypes of soils of the Black Sea coast of the Caucasus during contamination with heavy metals (TM) and oil. Oil and TM (Cr, Cu, Ni, Pb) were chosen as pollutants, it was they that largely contaminated soils in southern Russia. Catalase activity was determined by Galstyan 30 days after contamination. As a result of the model experiments, it was found that soil contamination with TM and oil, as a rule, reduces the activity of soil catalase of the Black Sea coast of the Caucasus. By the degree of negative influence on the soil catalase activity of the Black Sea coast of the Caucasus, TM oxides form the following series: Cr > Cu ≥ Pb ≥ Ni. Soil rows of the Black Sea coast of the Caucasus were obtained in terms of the degree of decrease in catalase activity during TM pollution (soils are located as their stability decreases): yellow soil ≥ sod-carbonate typical ≥ brown typical ≥ brown carbonate = sod-carbonate leached ≥ brown forest acidic ≥ brown leached ≥ brown forest acidic, and when contaminated with oil: brown carbonate  > brown typical > sod-carbonate leached > brown forest acidic dormant ≥ sod-carbonate typical ≥ yellowish ≥ brown forest acidic.
4. Study the informativeness of the marker system in the genetic analysis of coenopopulations of Bellevalia sarmatica (Pall. ex Georgi) Woronow using ISSR primers
   Резюме Abstract | Скачать
   В статье описываются основные характеристики информативности праймеров, такие как величина информационного полиморфизма (рolymorphism information content, PIC) для доминантных маркеров, эффективное мультиплексное отношение (effective multiplex ratio, EMR) и маркерный индекс (marker index, MI), разрешающая способность праймера (resolving power, Rp). Значение информационного полиморфизма (PIC) варьировало в пределах от 0,095 до 0,5 для праймеров UBC 811 и UBC 835, предел от 0 до 0,5 был характерен для праймеров UBC 857 и UBC 880. Наибольшим эффективным мультиплексным отношением характеризовался праймер UBC 811 (EMR=19,69), а наименьшим UBC 857 (EMR=0,42). Наибольшими значениями маркерного индекса (MI) характеризовались праймеры UBC 811 и UBC 835 (диапазон 1,871–9,845 и 0,780–4,105 соответственно). А наименьшими значениями маркерного индекса (MI) характеризовались праймеры UBC 857 и UBC 880 (диапазон 0–0,210 и 0–0,615 соответственно). Наибольшая разрешающая способность и количество генотипов, которое может быть диагностировано (х) было выявлено у праймера UBC 811 (Rp=25, х=154), а наименьшая у праймера UBC 857 (Rp=3,2, х=9). У всех праймеров оказалась высокая степень информативности (более 0,4), наиболее информативным был праймер UBC 811 (AvIb=0,5208). Показатели разрешающей способности (Rp) праймеров и эффективное мультиплексное отношение (EMR) показывают, что данная система «праймер-методика» и в целом используемая маркерная система пригодна для диагностики ценопопуляций Bellevalia sarmatica (Pall. ex Georgi) Woronow. Цель данной работы – изучить приемлемость использования выбранной маркерной системы.

   10.18522/2308-9709-2020-34-4

   The article describes the main characteristics of informativeness of primers, such as the value of information polymorphism (polymorphism information content, PIC) for dominant markers, effective multiplex ratio (effective multiplex ratio, EMR) and marker index (marker index, MI), the resolving power of the primer (resolving power, Rp). The value of information polymorphism (PIC) varied from 0.095 to 0.5 for primers UBC 811 and UBC 835, the limit from 0 to 0.5 was typical for primers UBC 857 and UBC 880. The highest effective multiplex ratio was characterized by the PRIMER UBC 811 (EMR=19.69), and the lowest UBC 857 (EMR=0.42). The highest values of the marker index (MI) were characterized by primers UBC 811 and UBC 835 (range 1.871-9.845 and 0.780-4.105, respectively). And the lowest values of the marker index (MI) were characterized by primers UBC 857 and UBC 880 (range 0-0,21 and 0–0,615, respectively). The highest resolution and number of genotypes that can be diagnosed (x) was found in the UBC 811 primer (Rp=25, x=154), and the lowest in the UBC 857 primer (Rp=3.2, x=9). All primers were highly informative (more than 0.4), the most informative was the UBC 811 primer (AvIb=0.5208). Indicators of the resolution (Rp) of primers and the effective multiplex ratio (EMR) show that this "primer-method" system and the marker system used in General are suitable for the diagnosis of coenopopulations of Bellevalia sarmatica (Pall. ex Georgi) Woronow. The purpose of this work is to study the acceptability of using the selected marker system.
5. Effect of steppe formation on the properties of migration-segregation chernozem
   Резюме Abstract | Скачать
   Исследования вели на остпеняющихся участках заказника «Степь Приазовская», расположенном в учебно-опытном хозяйстве Южного федерального университета «Недвиговка» в Мясниковском районе Ростовской области.  Физические (плотность почвы и ее структурное состояние) и химические (содержание и состав гумуса) свойства изучали в почвах на разновозрастных залежах (3, 4, 5, 15 и более 60 лет), вариантом сравнения служил чернозем пахотного участка, непосредственно примыкавший к остепняющейся территории. Плотность почвы определяли методом режущего кольца. Состояние структуры (сухое и мокрое просеивание) изучали по методу Саввинова. Углерод органический определяли по И.В. Тюрину в модификации Орлова-Гриндель со спектрометрическим окончанием. Фракционно-групповой состав гумуса определяли по Пономаревой-Плотниковой. Объект исследования – чернозем миграционно-сегрегационный (Calcic Chernozem  по WRB, 2014), по классификации СССР называвшийся чернозем обыкновенный карбонатный, еще ранее известный как чернозем североприазовский. Остепнение чернозема, выражающееся в смене стадий сукцессий от корневищно-злаковой до типчаковой, с преобладанием плотнодерновинных злаков, сопровождается изменением почвенных свойств.  Установлено увеличение плотности сложения в первые годы оставления почвы в залежь, с последующим постепенным снижением величины этого показателя. Улучшается структурное состояние: по мере остепнения повышаются коэффициенты структурности и водопрочности агрегатов. Содержание гумуса возрастает в ряду пашня – 3–4 года – 5 лет – 10 лет – 60 лет залежи в образцах осеннего отбора, и мало отличается в период активной вегетации растений. Изменяется и качественный состав гумуса за счет увеличения содержания доли фульвокислот и уменьшения негидролизуемого остатка.

   10.18522/2308-9709-2020-34-5

   The studies were carried out in the steep-growing areas of the «Step Priazovskaya» nature reserve, located in the educational and experimental farm «Nedvigovka» of the Southern Federal University in the Myasnikovsky district of the Rostov region. Physical (soil density and its structural state) and chemical (humus content and composition) properties were studied in soils formed on deposits of different ages (3, 4, 5, 15, and more than 60 years), the comparison option was the chernozem of the arable area, directly adjacent to the steppe land. Soil density was determined by the cutting ring method. The state of the structure (dry and wet sieving) was studied by the Savvinov method. Organic carbon content was determined by oxidation with a chromium mixture (I.V. Tyurin’s method in the Orlov-Grindel modification) with a spectrometric ending. The fractional-group composition of humus was determined according to Ponomareva-Plotnikova. The object of the study is migration-segregation chernozem (Calcic Chernozem according to WRB, 2014). According to the soil classification of the USSR, it was called ordinary carbonate chernozem, even earlier known as Severo-Azov chernozem. The steppe formation of chernozem, expressed in the change of succession stages from rhizome-cereal to fescue, with a predominance of dense sod grasses, is accompanied by a change in soil properties. An increase in the bulk density in the first years of abandoning the fallow plots was established, followed by a gradual decrease in the value of this indicator. The structural state is improving: as the steppe increases, the structural and water resistance coefficients of the aggregates increase. The humus content increases in the row arable land – 3–4 years – 5 years – 10 years – 60 years of fallow in the samples of autumn samping, and differs little during the period of active vegetation of plants. The qualitative composition of humus also changes due to an increase in the content of fulvic acids and a decrease in the non-hydrolyzable residue.