CC BY
34
Металл Участки ПДК*, кларк [11
пос. Первомайский пос. Новоорловск г. Чита фоновый
± 2,15 ± 2,43 ± 1,98 ± 1,15
Cr 66,0 ± 2,90 41,0 ± 1,78 30,0 ± 1,24 40,0 ± 1,15 100,0*
Cu 26,3 ± 2,08 20,3 ± 1,40 14,0 ± 0,90 20,0 ± 1,00 55,0*
Ni 23,3 ± 1,69 13,0 ± 1,05 13,0 ± 1,09 10,0 ± 0,58 85,0*
Примечание: выделенным шрифтом отмечены значения превышающие фон, одной чертой подчеркнуты значения превышающие кларк, двумя - ПДК
Сравнительный анализ с нормативными данными показывает, что содержание титана, хрома, меди и никеля не превышает ПДК, следует отметить что, содержание металлов выше в пос. Первомайский и пос. Новоорловск, чем в г. Чите. Содержание стронция превышает фоновые значения на всех исследуемых участках, а также превышает кларк почв в пос. Первомайский и пос. Новоорловск. Рубидий содержится в количествах превышающих кларк почв на всех исследуемых участках. По валовому содержанию цинка отмечается превышение фоновых значений и ПДК на урбанизированных территориях в условиях повышенного техногенного загрязнения в пос. Первомайский, пос. Новоорловск и г. Чите.
В почвах пос. Первомайский концентрации исследуемых тяжелых металлов выше по сравнению с пос. Но-воорловск. В тоже время содержание тяжелых металлов в почвах пос. Новоорловск выше, чем в почвах г. Читы.
Повышенное содержание исследуемых металлов: титана, стронция, рубидия, цинка, хрома, меди и никеля в почвах пос. Первомайский и пос. Новоорловск, по нашему мнению, связано непосредственно с горнорудной и перерабатывающей промышленностью, так как добыча руды ведется открытым способом. По литературным данным [7] исследуемые тяжелые металлы входят в состав вредных примесей при переработке бериллиевой и танталовой продукции, добываемой на данных территориях.
Дополнительным источником поступления цинка и рубидия в окружающую среду пос. Первомайский, пос. Новоорловск и г. Чита выступают: автотранспорт, жилищно-коммунальное хозяйство, отходы работающих на угле ТЭЦ: угольная пыль, зола, золошлакоотвалы [5. 6].
На основе анализа полученных данных нами построен элементный ряд накопления тяжелых металлов по убыванию их концентраций в почвах исследуемых участков: Т > Sr > Rb > 2п > Сг > Си > №. Элементная последовательность данного ряда оказалась одинаковой для
всех исследуемых участков, что указывает на сходный характер миграции и аккумуляции металлов в почвенном покрове изучаемых территорий, тем самым прослеживается постоянство физико-химических свойств почв на территории Забайкальского края.
Таким образом, проведенный нами количественный анализ на определение валовых форм тяжелых металлов в почвах изучаемых урбанизированных территорий показал, что почвы накапливают определенное количество тяжелых металлов, содержание которых соответствует степени воздействия человеческой деятельности на окружающую среду.
Список литературы:
1. Алексеенко В.В. Геохимия ландшафта и окружающая среда. М.: Наука, 1990. 142 с.
2. Вальков В.Ф. Экология почв: Учебное пособие для студентов вузов Часть 3. Загрязнение почв. Ростов-на-Дону: УПЛ РГУ, 2004. 54 с.
3. Гончарук Е.И., Сидоренко Г.И. Гигиеническое нормирование химических веществ в почве. М.: «Медицина», 1986. 320 с.
4. Методические рекомендации по проведению полевых и лабораторных исследований почв и растений при контроле загрязнения окружающей среды металлами / под ред. Н.Г. Зырина, С.Г. Малахова. М.: Гидрометео-издат, 1981. 109 с.
5. Парибок Т.А. и др. Содержание стронция и рубидия в городских растениях / Т.А. Парибок, Н.А. Сазыкина, В.Н. Топорский // Ботанический журнал, 1989. Т.74. № 4. С. 528-533.
6. Цинк и кадмий в окружающей среде / под ред. В.А. Алексеенко, Л.В. Алещукина, Л.Е. Беспалько и др. М.: Наука, 1992. 199 с.
7. Юргенсон Г.А. Минеральное сырье Забайкалья: учебное пособие. Часть I. Книга 2. Редкие элементы. Чита: Поиск, 2008. 240 с.
ИДЕНТИФИКАЦИЯ ХРОМОСОМ ЯСНОТКИ СТЕБЛЕОБЪЕМЛЮЩЕЙ
(ЬАМ/иМ ЛМРЬЕХ/СЛиЬЕ ¿.)
Козак Маргарита Федоровна
Профессор, доктор биологических наук, профессор кафедры молекулярной биологии, генетики и биохимии,
Астраханский государственный университет, г. Астрахань * Турдугулова Раушан Темиржановна Аспирант кафедры молекулярной биологии, генетики и биохимии*
Введение. Кариологические исследования являются составной частью изучения мирового разнообразия генетических ресурсов. Яснотка стеблеобъемлющая (Lamium amplexicaule L.) - однолетнее травянистое
эфиромасличное растение семейства Яснотковые. Имеет широкое распространение в умеренном поясе Евразии [24, с. 291]. L. атр1ехкаи1е - сорное растение, но, тем не менее, обладает многими полезными лекарственными
свойствами. В условиях Астраханской области популяции L. атр1ехкаи1е обнаружены по пойменным лугам среднего и высокого уровней, засоренным полям, обочинам грунтовых дорог, населенным пунктам, в местах с нарушенным растительным покровом [13, с. 133]. Водный настой цветков яснотки стеблеобъемлющей широко применяется в народной медицине. Весьма актуальным направлением исследований является анализ кариотипа яснотки стеблеобъемлющей, поскольку эти исследования дают одну из главных характеристик вида. Цель работы: анализ кариотипа, исследование морфометрических параметров хромосом, их идентификация, составление идиограммы хромосом.
Материал и методы. Семена (репродукции 2012 года), собранные в окрестностях села «Три Протока» Астраханской области, проращивали в строго контролируемых условиях в чашках Петри на фильтровальной бумаге, обильно смачиваемой дистиллированной водой, в термостате в темноте в зимнее время года при температуре 25,5 °С. Зародышевые корешки, длиною 0,7 -1,0 см., фиксировали ацетоалкоголем с 12 до 13 часов [912]. Изучение кариотипа проводилось на метафазных пластинках клеток апикальной меристемы корешков на временных препаратах с использованием предобработки колхицином для укорочения хромосом и выявления центромерной зоны
Рисунок 1. Яснотка стеблеобъемлющая (Ьатшт атр1ех1еаи1в Ь.)
Астраханская область, Приволжский р-н, село «Три Протока», 2012 г.
. Параллельно анализ проводился в стадии неполной конденсации хроматина для исследования морфо-метрические параметров хромосом и их вариации. Исследование прометафазных хромосом дало возможность повысить разрешающую способность хромосомного анализа. Окрашивание корешков проводили ацетокармином [17,18,19]. Анализ препаратов под микроскопом при увеличении 16^40 и 16^100. Фотографии с микропрепаратов получены с помощью цифровой фотокамеры Canon Power Shot SX 130 IS. Тип файла «JPG». Анализ цифровых изображений микропрепаратов с помощью ABBYYY
FneReader 7.0 Professional. Объем репрезентативной выборки проросших семян составлял 60-70 и более штук. Число хромосом определяли на 30 метафазных пластинках. Кариотип анализировали на 12 метафазных пластинках без наложения хромосом, которые затем идентифицировали, зарисовывали, фотографировали и на их основании строили идиограмму хромосом. Классификация типов хромосом по центромерному индексу согласно рекомендациям В.Г. Грифа и Н.Д. Агаповой [3, с. 550]. Для морфометрического анализа использовали фотографии метафазных пластинок. Характеристику кариотипа
проводили по следующим признакам: абсолютная длина хромосом (La, мкм); суммарная длина хромосом набора (ELa, мкм); относительная длина (Lr,%) как отношение абсолютной длины хромосомы к суммарной длине набора; центромерный индекс (IC,%) как отношение абсолютной длины короткого плеча к длине всей хромосомы [14, с. 72]. Кариотипирование хромосом проводилось с использованием компьютерной системы ВидеоТест-Карио 3.1 (с программным обеспечением на базе Windows 2000, XP), разработанной фирмой ВидеоТесТ (Санкт-Петербург). Результаты и обсуждение. Митотические деления в большинстве клеток апикальной меристемы корня
яснотки стеблеобъемлющей проходили нормально с правильной ориентацией хромосом в метафазе и последующим расхождением их к полюсам. Установлено, что диплоидный набор хромосом яснотки стеблеобъемлющей включает 18 хромосом (рис.2). Структура кариотипа. Для проведения детального хромосомного анализа изучено более 12 метафазных пластинок. Суммарная абсолютная длина диплоидного набора варьирует от 56,1 до 88,4 мкм. Средний показатель этой величины равен 73,7±2,91 мкм (коэффициент вариации, CV, составил 13,7%).
Рисунок 2. Хромосомы Lamium amplexicaule, увел. 16*100
Для построения поликариограммы на основании использования показателя степени спирализации хромосом было отобрано 10 пластинок в интервале ^а=65,0 - 85,0 мкм (рис. 3). На поликариограмме (рис.4)
й
S 1)
12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
длинные (большие) субметацентрические хромосомы I пары выделяются отдельно. Параметры этих хромосом следующие: Lа=4,1 - 6,5 мкм; Lr=6,09- 9,83%; 1С=31,6 -38,9%.
55
60
65
70
75
80
85
90
Абсолютная длина диплоидного набора хромосом L. amplexicaule , мкм
Рисунок 3. Вариация степени спирализации хромосом L. amplexicaule
Области точек, соответствующие П-У парам хромосом, не идентифицируются и образуют одну группу с близкими параметрами: La=3,1 - 5,4 мкм; Lr=4,50 -7,41%; 1С=30,3 - 38,6%. Область точек, соответствующая УШ - IX парам хромосом, имеет следующие параметры: La=2,2 - 4,6 мкм; Lr=3,08 - 5,30%; Равноплечие хромосомы VI и VII пар на поликариограмме выделяются отдельно. Параметры этих хромосом следующие:
> VI пара - La= 3,0 - 4,7 мкм; Lr=4,44 - 5,32%;
Ю=40,1 - 50%;
> VII пара - La= 2,8 - 4,6 мкм; Ь-=4,99 - 5,20%;
Ю=42,9- 47,8%.
Согласно рекомендациям [3, с. 552] хромосомы идентифицировали по значению центромерного индекса, как субметацентрические (1С от 30,1 до 40,0%) и метацентрические (1Сот 40,1 до 50,0%).
х1
о4
е
о о о
о Л X й к к
«
й К л
ч
о Н К о о К н О
— ТУ ♦ ♦
20
25
30
35
40
45
50
Центромерный индекс, %
Рисунок 4. Поликариограмма Ь. атр1вх1саи1в
В кариотипе L. атр1ехкаи1е I - V, VIII - IX пары хромосом являются субметацентрическими, а VI и VII пары хромосом - метацентрическими. При сравнении морфометрических параметров хромосом (табл.1) установлены достоверные отличия:
> по абсолютной длине между II и I, IV и V; III и V-VI; IV и VI-VII; V и VII-VIII; VI и VIII; VIII и IX парами хромосом;
> по относительной длине между III и II, IV; IV и V; VII и VI, VIII парами хромосом.
По значению центромерного индекса IX пара достоверно отличается от VI и VII пар хромосом (для
проверки достоверности различий использовался ^ критерий Стьюдента). Анализ изменчивости морфометрических признаков хромосом показал, что наименьший коэффициент вариации соответствует центромерному индексу II, IV, V и VIII пар хромосом (11,1-11,6%). На низком и среднем уровнях варьируют признаки абсолютной и относительной длины хромосом. Суммарная длина диплоидного набора по всем изученным метафазным пластинкам в зависимости от степени спирализации хромосом, варьирует на среднем уровне (13,7%).
Морфометрические параметры хромосом яснотки стеблеобъемлющей
Таблица 1
№ хромосом Тип Абсолютная длина La, мкм Относительная длина Ьг,% Центромерный индекс !С,%
М±т М±т М±т CV,%
I 8 5,2±0,14 13,3 7,2±0,19 12,8 38,2±1,25 16,1
II 8 4,6±0,14 14,7 6,3±0,11 8,3 38,8±0,90 11,3
III 8 4,5±0,14 15,2 6,0±0,10 7,7 38,6±1,14 14,4
IV 8 4,2±0,12 14,4 5,8±0,07 5,6 38,1±0,86 11,1
V 8 4,1±0,11 13,7 5,5±0,04 3,1 38,1±0,90 11,6
VI М 3,9±0,13 16,1 5,2±0,05 5,0 40,0±1,25 15,3
VII М 3,8±0,12 15,9 5,1±0,06 5,8 39,9±1,07 13,1
VIII 8 3,5±0,13 18,5 4,8±0,09 9,2 38,4±0,88 11,3
IX 8 3,0±0,14 22,4 4,1±0,13 15,6 37,3±0,98 12,9
Примечание. Суммарная длина диплоидного набора хромосом 73,7±2,91 мкм. La - абсолютная длина хромосом, Lr -относительная длина хромосом, Ю - центромерный индекс, ^ - коэффициент вариации, М±т - среднее арифметическое ± ошибка репрезентативности
Описание кариотипа и составление идиограммы хромосом проводили в соответствии с рекомендациями и терминологией Н.Д., Агаповой и В.Г Грифа [1, с. 1280]. В результате было установлено, что хромосоиный набор L.amplexicaule представлен метацентрическими и субметацентрическими хромосомами, среди которых: > I (первая) пара хромосом - большие (длинные), субметацентрические хромосомы с субмедианной центромерой;
> II-V пары хромосом - средние, субметацентрические хромосомы с субмедианной центромерой;
> VI, VII пары хромосом - средние, метацентрические хромосомы с медианной центромерой;
> VIII, IX пары хромосом - малые (короткие), субметацентрические хромосомы с субмедианной центромерой.
На этой основе составлена формула кариотипа L.
amplexicaule:
1 мкм
I ПЛИ УШIX
Рисунок 5. Идиограмма хромосом яснотки
K = 2n = 18 = 2-(1Ls + 4Ms + 2Mm + 2Ss). На основе анализа кариотипа и идентификации хромосом представлена идиограмма хромосом (рис. 5).
Таким образом, хромосомный набор яснотки стеблеобъемлющей (2n=18) содержит: 7 пар (I, II-V, VIII, IX) субметацентрических и 2 пары (VI, VII) метацентрических хромосом. Наименьший коэффициент вариации соответствует центромерному индексу II, IV, V и VIII пар хромосом (11,1-11,6%). На низком и среднем уровне варьируют признаки абсолютной и относительной длины хромосом. Пары гомологичных хромосом L. amplexicaule различаются между собою. Яснотка стеблеобъемлющая является весьма перспективным объектом для цитологического исследования. Морфология хромосом четко выявляется в метафазе и прометафазе при использовании «колхицинового» метода, популяции яснотки стеблеобъемлющей широко распространены не только по всей территории Евразии, но и по всему земному шару.
Библиографический список
1. Агапова Н.Д. О хромосомной терминологии / Н.Д. Агапова, В.Г. Гриф // Ботанический журнал, 1981. - Т. 66. - № 9. - С. 1280—1284.
2. Арсланова Л.Р. Кариология южноуральских видов рода Oxytropis Dc. / Л.Р. Арсланова, Н.А. Калашник // Вестник ОГУ, 2009. - №6. - С. 43-45
3. Гриф, В.Г. К методике описания кариотипов растений / В.Г. Гриф, Н.Д. Агапова // Ботанический журнал, 1986. - №4. - С. 550-553.
4. Дмитриева С.А. Числа хромосом представителей семейств Lamiaceae и Poaceae флоры Белоруссии / С.А. Дмитриева // Ботанический журнал, 1985. - Т.70. - №1. - С. 128-130.
5. Екимова Н.В. Числа хромосом и кариотипы
;блеобъемлющей - I-IX - номера хромосом
некоторых видов семейства Polygonaceae / Н.В. Екимова, Ю.А. Хроленко, Е.Н. Муратова, П.П. Силкин // Ботанический журнал, 2009. - Т.94. - №2. -С. 149-153
6. Квитко О.В. Кариологическая характеристика пихты сибирской в Средней Сибири / О.В Квитко, Е.Н. Муратова // Цитология, 2010. - Т. 52. - № 2. - С. 161167.
7. Ким Е.С. Уникальный геном двухромосомных злаков ZINGERIA И COLPODIUM, его происхождение и эволюция. / Ким Е.С., Большева Н.Л., Саматадзе Т.Е., Носов Н.Н., Носова И.В., Зеленин А.В., Пунина Е.О., Муравенко О.В., Родионов А.В// Генетика, 2009.- Т. 45.- № 11.- С. 1506-1515.
8. Козак М.Ф. Биометрия: [Учеб. пособие] /Астрахан. гос. пед. ин-т. - Астрахань: Изд-во Астрахан. пед. инта, 1995. - 160, [1] с.: ил.; 20 см. - Библиогр.: с. 155156. - Предм. указ.: с. 159-16
9. Kozak, M.F. Evolutionary aspects Microsporogenesis and Microgametogenesis interspecific hybrids of genus Glycine L. / M.F. Kozak // SOYBEAN GENETICS NEWSLETTER University of Missouri, vol. 26 (4) USA. Colorado. 2009 http://www.soygenetics.org
10. Kozak, Margarita. Orcadian Rhythm of Root's Apical Meristem Mitosis Cells of Soybean // Journal of Life Sciences. (5) 2011 257 - 265. (ISSN 1934-7391, USA).
11. Козак М.Ф. Изменчивость идентификационных признаков растений в популяциях Lycopus europaeus / М. Ф. Козак, Р. Т. Турдугулова // Естественные науки. - 2013. - № 1. - С. 43-53: 6 рис., 5 табл. - Библиогр.: с. 52-53. - ISSN 1818-507X
12. Козак М.Ф. Кариологическая характеристика лофанта анисового (Lophanthus anisatus benth) / М. Ф. Козак, Р. Т. Турдугулова // Естественные науки. - 2013. - № 2. -
С. 86-97: 6 рис., 1 табл. - Библиогр.: с. 93-97 (38 назв.).
- ISSN 1818-507X
13. Лактионов А.П. Флора Астраханской области: монография / А.П. Лактионов. - Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2009.-296с.
14. Михеева Н.А. Характеристика кариотипа можжевельника обыкновенного. / Н.А. Михеева, Е.Н. Муратова, С.П. Ефремов // Лесоведение, 2005. - №3. -С. 72-80.
15. Муравенко О.В. Особенности идентификации мелких хромосом растений. / О.В. Муравенко, Т.Е. Саматадзе, Н.Л. Болъшева // Цитология, 2007. - Т. 49.
- С. 779-780.
16. Муравенко О. В. Исследование хромосомной организации геномов мелкохромосомных растений. / О. В Муравенко, А. В. Зеленин // Генетика, 2009. - Т. 45. - М 11. - С. 1516-1529.
17. Муратова, Е.Н. Цитологическое изучение лиственницы сибирской в антропогенно нарушенных районах г. Красноярска и его окрестностей / Е.Н. Муратова, Т.В. Карпюк, О.С. Владимирова, О.А. Сизых, О.В. Квитко // Вестник экологии, лесоведения и ландшафтоведения. Тюмень: Изд-во Института проблем освоения Севера СО РАН. 2008. - №9. -С. 99108.
18. Паушева З.П. Практикум по цитологии растений / З.П. Паушева.- 4-е изд., перераб. и доп. - М.: ВО «Агропромиздат», 1988. - 271 с.
19. Пухальский В.А. Практикум по цитологии и цитогенетике растений / В.А. Пухальский, А.А. Соловьев, Е.Д. Бадаева, В.Н. Юрцев / Учебники и
учеб. пособия для студентов ВУЗов. М.: КолосС, 2007. - 198 с.
20. Пробатова Н.С. Числа хромосом видов растений из Читинской области и Приморского края. / Н.С. Пробатова, Э.Г. Рудыка, А.Е. Кожевников, З.В. Кожевникова, С.В. Прокопенко, В.Ю. Баркалов // Ботанический журнал, 2007. - Т. 92. - №8. - С. 12551265
21. Седельникова Т.С. Кариологические особенности болотных и суходольных популяций Picea Obovata в Западной Сибири / Т.С. Седельникова, Е.Н. Муратова, А.В. Пименов, С.П. Ефремов // Ботанический журнал, 2004. - Т.89. - №5. - С. 718-733.
22. Хромосомные числа цветковых растений. Атлас. / Сост. З.В. Болховских, В.Г. Гриф. Под ред. А.А. Федорова. - Л.: Наука, 1969. - 926с.
23. Цвелёв Н.Н. Семейство губоцветные (Lamiaceae, или Labiatae)/ Н. Н. Цвелёв / Жизнь растений: в 6 т.т. / Под ред. акад. А.Л. Тахтаджяна / Т. 5. Ч. 2. - М., «Просвещение», 1981. - 512с - С. 404—412.
24. Черепанов, С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР) / С.К. Черепанов. - СПб.: «Мир и семья». 1995. - 990 с., С. 557
25. Fukui K. Condensation pattern as a new image parameter for identification of small chromosomes in plant / Fukui K., Mukai Y. // Jpn J. Genet. 1988. V. 63. P. 359-366.
26. Kumar S, Tamura K, Nei M (2004) Integrated Software for Molecular Evolutionary Genetics Analysis and Sequence Alignment. Briefings in Bioinformatics 5:150163
САМООРГАНИЗАЦИЯ НАНОКАПСУЛ НА ОСНОВЕ ФЕРРОЦЕНА
Кролевец Александр Александрович
Д.х.н., доцент, НИУ «БелГУ», г.Белгород Богачев Илья Александрович
Аспирант НИУ «БелГУ», г.Белгород
В продолжении наших исследований по изучения наноструктурных биологических соединений [1-10], в данной статье представлены изученные нами нанокап-сулы ядром, которых выступает ферроцен, а оболочкой ксантановая камедь методами конфокальной микроскопии..
Ферроцен — одно из наиболее известных металлооргани-ческих соединений, представитель класса сэндвичевых соединений (металлоценов). Структурная формула ферроцена представлена ниже:
В литературе не найдены сведения о возможности микро- и нанокапсулирования ферроцена.
Вопросы супрамолекулярной химии различных неорганических соединений широко рассматриваются в литературе [11-13]. Однако соединения сэндвичевской
структуры в этих работах не указаны. Поэтому, нами впервые предпринята попытка получения нанокапсул ферроцена в ксантановой камеди и исследование их самоорганизации методом конфокальной микроскопии. Самоорганизация нанокапсул представлена на рисунках 1,2.
