CC BY
20
22
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 11 (20), 2015 |БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
Микроорганизмы-ассоцианты смородиновой тли и ее кормовых растений
Таблица 1.
Виды бактерий Организм тли Кормовое растение
поверхность растения внутренняя среда
Bacillus badius - - +
B. barbaricus - + +
B. flexus - + -
B. halmapalus - - +
B. horikoshii + + +
B. mycoides + + -
B. pumilus + + +
Pantoea ananatis - + +
Pseudomonas diminuta + + -
Staphilococcus auricularis - + -
Stenotrophomonas maltophila + - +
Так, с поверхности растений было выделено 8 видов бактерий, из внутренней среды кормовых растений - 7 видов, а из организмов тлей лишь 5 видов. Таким образом, микрофлора кормовых растений намного разнообразнее, чем микрофлора питающихся на них тлей.
Было проведено более детальное изучение микрофлоры кормовых растений смородиновой тли. Все виды, выделенные из кормовых растений имели высокие показатели встречаемости (от 70 до 100%). На поверхности и во внутренней среде кормовых растений преобладали бактерии рода Bacillus. Наибольшей экологической пластичностью обладали B. horikoshii и B. pumilus, которые были выделены как из организмов тлей, так и с поверхности и из внутренней среды кормовых растений. Таким образом, бактерии могут попадать в организм тли как с поверхности, так и из внутренней среды кормовых растений.
Таким образом, большее влияние на видовой состав микробоценоза тлей оказывает микробная ассоциация по-
верхности кормового растения (индекс общности видового состава 44,5%). Меньший индекс общности видового состава (33,4%) оказался характерен для микробных ассоциаций, населяющих внутреннюю среду тлей и внутреннюю среду кормовых растений.
Список литературы:
1. Исследования молодых ученых в биологии и экологии: сб. научных трудов. - Саратов: Изд-во Сарат. Ун-та, 2013. - Вып. 11. - 112 с.
2. Пивоваров Ю.П. Санитарно-значимые микроорганизмы (таксономическая характеристика и дифференциация). М.: ИКАР, 2000. - 268 с.
3. Щеголев В.Н. Сельскохозяйственная энтомология. М.: Сельхозгиз, 1980. - 450 с.
4. Tsuchida T. Symbiotic Bacterium Modifies Aphid Body Color. Science. 2010. Vol. 330, № 6007. - P. 1102-1104.
МОЛЕКУЛЯРНО-ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ МАРКЕРЫ В ХРОМОСОМНОМ АНАЛИЗЕ КЛОПОВ (HETEROPTERA)
Голуб Наталья Викторовна
Канд. биол.наук, старший научный сотрудник Зоологического института РАН, г. Санкт-Петербург, Россия
АННОТАЦИЯ
Методом FISH c 18Sрибосомной и TTAGG теломерной пробами получены первые данные о молекулярно-цитогенетических маркерах хромосом клопов-кружевниц (Tingidae, Heteroptera). Изученные виды, характеризуются стабильным
23
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 11 (20), 2015 |БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
кариотипом с 2п = 14 у самок, однако демонстрируют дифференциальные отличия между видами по числу и локализации кластеров рибосомальных генов. Представители семейства разделяет отсутствие теломерного повтора TTAGG с другими семействами клопов инфраотряда Cimicomorpha. Полученные данные показывают перспективность использования молекулярно-цитогенетических маркеров в кариологических исследованиях клопов (Heteroptera).
ABSTRACT
First results of molecular-cytogenetic study of lace-bugs (Tingidae, Heteroptera) obtained by FISH with 18S rDNA and TTAGG telomeric probes are obtained. The studied species are characterized by stable karyotype with 2n = 14 in females, but differ in number and localization of rDNA clusters. Tingidae share the absence of TTAGG telomeric motif with the other families of the bugs infraorder Cimicomorpha. The data show the promise of using of molecular cytogenetic markers in karyological studies of bugs (Heteroptera).
Ключевые слова: кариотип, хромосомный анализ, FISH, 18SrRNA, TTAGG, Tingidae, Heteroptera.
Keywords: кариотип, chromosomal analysis, FISH, 18S rRNA, TTAGG, Tingidae, Heteroptera
В последние годы в практику цитогенетических исследований насекомых прочно вошли методы молекулярной цитогенетики. Один из них - метод FISH (флюоресцентая in situ гибридизация ДНК), с помощью которого осуществляется хромосомное картирования геномов, позволяющее определить положение отдельных генов и последовательностей ДНК непосредственно на цитологическом препарате.
Использование FISH особенно актуально для насекомых с голокинетическими хромосомами, каковыми являются клопы (Heteroptera). В хромосомах этих насекомых отсутствует локализованная центромера, а следовательно практически нет маркеров, позволяющих идентифицировать отдельные элементы кариотипа.
Одним из наиболее популярных маркеров является локализация в кариотипе кластеров рибосомальных генов. Данные о локализации гена, кодирующего 18S rRNA, име-
ются в настоящее время для 98 видов клопов, относящихся к 42 родам, 11 семействам [4], в том числе объекту нашего исследования, семейству клопов-кружевниц Tingidae [3]. Нами было установлено, что в этом семействе, характеризующемся кариотипом с 2n = 14 у самок, имеются дифференциальные отличия между видами по числу и локализации кластеров рибосомальных генов, в том числе между видами одного рода. У Tingis crispate крупные 18S rDNA кластеры находятся в половых хромосомах (в X и Y) (Рис. 1), в то время как у Tingis cardui - в аутосомах (Рис. 2). У Agramma femorale рибосомальные гены локализуются в Y хромосоме (Рис. 3), в то время как у Elasmotropis testacea в аутосомах (Рис. 4). Эти, пока еще немногочисленные данные показывают перспективность использования цито-мо-лекулярных маркеров для изучения систематики и понимания механизмов эволюции кружевниц.
Рисунки 1-4. Локализация 18S rDNA кластеров в хромосомах клопов-кружевниц: 1 - Tingis crispate, 2 - Tingis cardui, 3 - Agramma femorale, 4 - Elasmotropis testacea. Кластеры 18S rDNA указаны стрелками. Масштаб 10 мкм.
Еще одним примечательным молекулярно-цитогенетическим маркером является последовательность нуклеотидов в теломерных районах хромосом. Теломеры - это концевые участки хромосом, имеющие важное значение, прежде всего для защиты хромосом от разрушения. ДНК теломерных участков образована короткими сочетаниями (мотивами) нуклеотидов, которые, появившись однажды в эволюции, остаются стабильными и маркируют таксоны и филогенетические ветви высокого ранга. У насекомых преобладает повтор TTAGG, который рассматривается как анцестральный не только для них, но и для членистоногих животных в целом [1], [2], [6]. Известно, что у некоторых насекомых повтор TTAGG был утерян и заменен какими-то другими последовательностями. В некоторых случаях этот повтор был утрачен таксонами высокого ранга. Еще недавно полагали, что его нет у клопов, однако в работе
Кузнецовой с соавторами [5] теломерный повтор TTAGG был найден у представителей базального инфраотряда Nepomorpha. В наших молекулярно-цитогенетических исследованиях кружевниц, впервые было показано, что это семейство разделяет отсутствие теломерного повтора TTAGG с другими семействами Cimicomorpha. Полученные нами данные дали дополнительное подтверждение гипотезы [5], согласно которой теломерный мотив (TTAGG)n был утерян представителями эволюционно более молодых инфраотрядов, то есть в поздней эволюции Heteroptera.
Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 14-04-01051-а) и программы фундаментальных исследований ОБН РАН «Происхождение биосферы и эволюции гео-ботанических систем».
Литература
24
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 11 (20), 2015 |БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
1. Лухтанов, В.А. Что гены и хромосомы говорят о происхождении и эволюции насекомых и других членистоногих? [Текст] / В.А. Лухтанов, В.Г. Кузнецова. - Генетика. - 2010. - Том 46 № 9. - C. 1258-1265.
2. Frydrychova, R. Phylogenetic distribution of TTAGG telomeric repeats in insects [Текст] / R. Frydrychova, Р. Grossmann, P. Trubac, M. Vitkova, F.E. Marec // Genome. -2004. - Vol. 47, N1. - P. 16-178.
3. Golub, N.V. Variability of 18rDNA loci in four lace bug species (Hemiptera, Tingidae) with the same chromosome number [Текст] / N.V. Golub, V.B. Golub, V.G. Kuznetsova // Comp. Cytogen. - 2015. - Vol. 9, N4. - P. 513-522.
4. Grozeva, S. Bed bugs (Hemiptera) [Текст] / S. Grozeva, B. Anokhin, VG. Kuznetsova. In Sharachov I. (ed.): Protocols for Cytogenetic Mapping of Arthropod Genomes // CRC press, Taylor & Francis, Boca Raton, pp. 285-326.
5. Kuznetsova, VG. The first finding of (TTAGG)n telomeric repeat in chromosomes of true bugs (Heteroptera, Belostomatidae) [Текст] / V.G. Kuznetsova, S. Grozeva, B.A. Anokhin // Comp. Cytogen. - 2012. - Vol. 6, N4. - P. 341-346.
6. Vitkova, M. The evolutionary origin of insect telomeric repeats, (TTAGG)n [Текст] / M. Vitkova, J. Kral, W . Traut, J. Zrzavy, F. Marec. - Chromosome Research. - 2005. - Vol. 13. - P. 145-156.
ВЛИЯНИЕ МЕДИ И ЦИНКА НА РОСТ РЕДЬКИ ПОСЕВНОЙ (Raphanus sativus L.) И ИХ АККУМУЛЯЦИЯ В РАСТЕНИЯХ
Елисеева Ольга Владимировна
Канд. биол. наук, доцент кафедры неорганической и аналитической химии,
РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, г. Москва Елисеев Александр Федорович Канд. с.-х. наук, доцент кафедры овощеводства, РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, г. Москва
АННОТАЦИЯ
Работа посвящена влиянию разных концентраций меди и цинка в корнеобитаемой среде на ростовые процессы растений редьки. Рассмотрены такие показатели, характеризующие ростовые процессы, как число листьев на 1 растении, длина и ширина наибольшего листа. Приведены данные по содержанию меди и цинка в растениях редьки при разных концентрациях этих элементов в субстрате.
ABSTRACT
The work is contributed to the influence of different concentrations of copper and zinc in rooting zone on the growth of radish. There were taken into consideration such parameters characterizing the growth processes as the amount of leaves on one plant, width and height of the greatest leaf. The represented data contain the information about copper and zinc content in radish in the different concentrations of these elements in substrate.
Ключевые слова: редька, тяжелые металлы, медь, цинк.
Keywords:radish, heavy metals, copper, zinc
Из антропогенных источников в окружающую среду поступает большое число разнообразных химических веществ, особое место среди них занимают тяжёлые металлы (ТМ) - металлы с относительной атомной массой более 40, - и их соединения [1]. В зависимости от концентрации в природной среде их определяют или как микроэлементы, или как тяжёлые металлы [3, 4]. Основным источником поступления ТМ в организм человека и животных являются растения. Главный путь поступления металлов в растения - это абсорбция корнями из почвенной среды - основного источника элементов для растений. Загрязнение растений ТМ носит продолжительный характер и затрагивает все стадии развития растения, что может отразиться на их биологических показателях и пищевой ценности [3, 5]. Степень накопления токсикантов растениями, а также миграция металлов из корней в листья и наоборот, при которой важную роль играют хелатообразующие лиганды, связана с их биологическими особенностями и сортовой спецификой [1, 2, 6].
Цель работы - изучить воздействие меди и цинка, как тяжёлых металлов, на растения редьки.
Объектом исследования были листовая редька южнокорейской селекции сорта VR-Tv-28 и корнеплодная редька сорта ТСХА-Р. Посев проводили 14 августа в контейнеры
прямоугольной формы размером 48*33*13 см, полезной ёмкостью 20,0 дм3. В качестве субстрата использовали верховой торф. Перед посевом его кислотность довели до рННО 5,5-6 с помощью доломитовой муки, и внесли 100 г на контейнер комплексного удобрения Кемира гидро. Изучаемые химические элементы вносили в виде растворов солей: сульфата меди и сульфата цинка. В качестве дозы были взяты навески солей, соответствующие ПДК этих элементов в почве с рННО > 5,5, что составило для меди 132 мг/кг, для цинка 220 мг/кг. По вариантам вносили 1, 5 и 10 доз. Опыт проводили по общепринятой методике.
Определение тяжёлых металлов в субстрате и растениях проводили методом атомно-абсорбционной спектрометрии. Содержание их в субстрате составило 0,040 мг/кг меди и следовые количества цинка.
Внесение меди приводило к увеличению числа листьев на растениях листовой редьки, причём наибольшее значение этого показателя при внесении 10 доз ПДК (табл. 1). В этом варианте число листьев возрастало на 34%. При этом изучаемые дозы меди не оказывали существенного влияния на форму листа, но отмечена тенденция к уменьшению длины и ширины листа при внесении 10 доз ПДК этого элемента.
