Научная статья на тему 'Особенности митотической активности клеток сосны обыкновенной под воздействием хронического ионизирующего облучения'

Особенности митотической активности клеток сосны обыкновенной под воздействием хронического ионизирующего облучения Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
260
36
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МИТОТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ / МИТОТИЧЕСКИЙ ИНДЕКС / МЭД / АКТИВНОСТЬ КЛЕТОК / МЕТАФАЗА / АНАФАЗА / ТЕЛОФАЗА / MITOTIC ACTIVITY / MITOTIC INDEX / EDR / ACTIVITY OF CELLS / METAPHASE / ANAPHASE / TELOPHASE

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Скок Анна Витальевна, Глазун Игорь Николаевич

Целью работы ставилось изучение изменчивости митотической активности тканей сосны обыкновенной в различных зонах, в том числе и в зоне отчуждения, ЧАЭС Южного Нечерноземья РФ. Пробные площади (ПП) располагаются на территории Южного Нечерноземья с разным уровнем радиоактивного загрязнения. Вычислялся митотический индекс (МИ) и определялась относительная продолжительность фаз митоза с учетом количества клеток, находящихся в определенной фазе митоза. Действие ионизирующего излучения увеличивает скорость деления клеток – растет МИ. Минимальное значение МИ (6,64 %) наблюдалось в контроле, в опытных вариантах, оно увеличено. Увеличение МЭД изменило продолжительность фаз митоза, т.е. количество клеток, находящихся в отдельных фазах. Не отмечено существенного влияния мощности экспозиционной дозы (МЭД) на количество клеток в стадии метафазы и анафазы. В целом, с увеличением МЭД растет темп деления клеток (МИ). Количество клеток, находящихся в стадии профазы, с ростом МЭД увеличивается, а телофазы уменьшается, кроме варианта с самой высокой МЭД. Радиационный фон не изменил продолжительность метафазы и анафазы. В стадии анафазы отмечены различные хромосомные аномалии: мосты, фрагменты, выходы хромосом вперед, их отставание, одновременный выход и отставание. Результаты эксперимента показали, что насаждения сосны обыкновенной испытывают существенное влияние хронического ионизирующего облучения: повышена митотическая активность клеток, увеличено количество клеток в профазе, количество анафаз с мостами, с выходом хромосом (при самой высокой МЭД), с отставанием и одновременным выходом и отставанием, не изменена продолжительность метафазы и анафазы, уменьшена – телофаза, в небольшом количестве отмечены анафазы с фрагментами.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Скок Анна Витальевна, Глазун Игорь Николаевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Features of the mitotic activity of cells of Scots pine exposed to chronic ionizing radiation

The purpose of work was the study of variability in mitotic activity of the tissues of Scots pine in various areas, including the Exclusion Zone, Chernobyl NPP Southern non-black earth area of Russia. Sample plots (PP) are located on the South non-black earth area with different levels of radioactive contamination. We calculated the mitotic index (MI) and determined the relative duration of the phases of mitosis based on the number of cells in a specific phase of mitosis. Effects of ionizing radiation increases the rate of cell division – MI grows. The minimum value of MI (6.64 %) was observed in the controls, the experimental variants, it was increased. Increase of DER changed the duration of phases of mitosis, i.e. the number of cells in the individual phases. There was no significant effect of exposure dose rate (EDR) on the number of cells at metaphase and anaphase. In general, with increasing EDR rate of cell division (MI) increases. The number of cells in prophase stage, with increasing EDR increases and telophase decreases, except version with the highest EDR. Background radiation does not change the duration of metaphase and anaphase. In the stage of anaphase we recognized various chromosome abnormalities: bridges, fragments, chromosomes yields ahead, their backlog, and simultaneous yields and gap. The experimental results showed that the Scots pine plantations have significant impact of chronic ionizing radiation: mitotic activity of cells increased, the number of cells in prophase increased, the number of anaphases with bridges, with a yield of chromosomes (at the highest EDR), with a gap, and simultaneous yield and gap, duration of metaphase and anaphase is not modified, telophase is reduced, in a small number the anaphase with fragments are marked.

Текст научной работы на тему «Особенности митотической активности клеток сосны обыкновенной под воздействием хронического ионизирующего облучения»

С целью оздоровления лесов, улучшения состояния, создания условий для отдыха необходимо своевременно удалять из насаждений сухостойные, отмирающие, поврежденные вредителями и болезнями деревья.

В результате обследования было обнаружено недостаточное количество обустроенных мест для отдыха. Это приводит к случайным остановкам в наиболее привлекательных местах, что в свою очередь, к большой захламленности и возникновению пожаров. Поэтому необходимо провести работы по организации и благоустройству территории.

Библиографический список

1. Ивонин В.М. Рекреология. Ростов-

на-Дону.: ЮФУ, 2008. 240 с.

2. Миленин А.И., Лизунова А.В. Мониторинг рекреационного воздействия на охраняемые экосистемы Сочинского национального парка // Проблемы мониторинга природных процессов на особо охраняемых природных территориях: Матер. межд. науч.-практ. конф., посвященной 75-летию Хопёрского гос. заповедника, Воро-нежск. обл., 2010. С. 348-351.

3. Шевелина И.В. Таксационные особенности сосновых древостоев различных стадий рекреационной дигрессии / Шеве-лина И.В., Коростелев И.Ф., Плотникова О.А., Росляков АН., Григорьев В В. // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2010. № 5. С. 30-36.

УДК 630*165.43:539.16.04

ОСОБЕННОСТИ МИТОТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ КЛЕТОК СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ХРОНИЧЕСКОГО ИОНИЗИРУЮЩЕГО

ОБЛУЧЕНИЯ

кандидат биологических наук, доцент кафедры садово-паркового и ландшафтного

строительства А. В. Скок кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры садово-паркового и ландшафтного

строительства И. Н. Глазун ФГБОУ ВПО «Брянская государственная инженерно-технологическая академия»

[email protected]

Наиболее чувствительны стадии га-метогенеза, зиготы и молодых проростков. Радиация поражает весь генетический аппарат клетки, а не только специфические его участки. На загрязненных территориях у хвойных увеличивается частота возни-

кающих мутаций в зависимости oт уровня радиоактивного загрязнения [2].

Целью работы ставилось изучение изменчивости митотической активности тканей сосны обыкновенной в различных зонах, в том числе и в зоне отчуждения, ЧАЭС

Южного Нечерноземья РФ.

Пробные площади (ПП) располагаются на территории Южного Нечерноземья с разным уровнем радиоактивного загрязнения: в зоне отчуждения - Красногорский межхозяйственный лесхоз (плотность загрязнения почвы свыше 80 Ки/км2, кв.4, ПП № 31, мощность экспозиционной дозы (МЭД)=643 мкР/ч), Красногорское лесничество Клинцовского лесхоза (плотность загрязнения почвы - 40...80 Ки/км2, кв.21, ПП № 35, МЭД=239 мкР/ч); в зоне проживания с правом на отселение (плотность загрязнения почвы - 5,1.15 Ки/км2) - Красногорское лесничество Клинцовско-го лесхоза (кв.16, ПП №36, МЭД=204 мкР/ч и ПП №37, МЭД=192 мкР/ч), Красногорский межхозяйственный лесхоз (кв.14, ПП №32, МЭД=40 мкР/ч) и в относительно чистой зоне (плотность загрязнения - менее 1 Ки/км2) - Учебно-опытный лесхоз Брянской государственной инженерно - технологической академии, Опытное лесничество (кв.75, ПП№ 15, МЭД=12 мкР/ч - контроль).

Митотический индекс (МИ) и число патологических митозов (ПМ) включены в шкалу критериев цитогенетического мониторинга. Число ПМ отражает степень влияния ионизирующего излучения и помогает отслеживать его интегральный эффект [1].

Вычислялся МИ и определялась относительная продолжительность фаз митоза с учетом количества клеток, находящихся в определенной фазе митоза. МИ определялся как количество делящихся клеток от их общего числа (%), относи-

тельная продолжительность фаз митоза (%) - как количество клеток в определенной фазе от количества делящихся [3].

Действие ионизирующего излучения увеличивает скорость деления клеток -растет МИ. Минимальное значение МИ (6,64 %) наблюдалось в контроле, в опытных вариантах, оно увеличено. Существенный рост МИ по сравнению с контролем установлен при МЭД=204 мкР/ч (ПП №36), 1факт>тбл при Р=99,0 %, при МЭД=643 мкР/ч (ПП № 31), МЭД=239 мкР/ч (ПП №35) и МЭД=40 мкР/ч (ПП №32), tфакт>tтабл при Р=95,0 %.

Увеличение МЭД изменило продолжительность фаз митоза, т.е. количество клеток, находящихся в отдельных фазах.

По сравнению с контролем существенно увеличено количество клеток в стадии профазы при МЭД 239 мкР/ч (ПП №35), tфакт>tтабл при Р=95,0 % и при МЭД = 204 мкР/ч (ПП №36), tфакт>tтабл при Р=99,0 %, где отмечена максимальная продолжительность профазы. Достоверно увеличено количество клеток в стадии профазы в варианте с МЭД=643мкР/ч (ПП №31) и с МЭД=192 мкР/ч (ПП №37), tфакт>tтабл при Р=95,0 %. На ПП №32 наблюдается лишь тенденция увеличения продолжительности профазы, но

tф акт^табл.

Не отмечено существенного влияния МЭД на количество клеток в стадии мета-фазы и анафазы.

Если продолжительность профазы растет при увеличении МЭД, то телофазы, наоборот, уменьшается, кроме варианта с самой высокой МЭД (ПП №31), где разли-

чие с контролем недостоверно. В контроле количество клеток в стадии телофазы максимально, а минимально в варианте с МЭД=204 мкР/ч (ПП №36), гфа^таб* при Р=99,0 %. Ниже контроля продолжительность профазы ((факт>(табл при Р=99,0 %) в вариантах с МЭД=239 мкР/ч (ПП №35), МЭД=204 мкР/ч (ПП №36), а так же с МЭД=40 мкР/ч (ПП №32), (факт>(табл при Р=95,0 %. При МЭД = 192 мкР/ч (ПП №37) количество клеток в стадии телофазы увеличено ((факт>(табл при Р=95,0 %) по сравнению с МЭД=239 мкР/ч (ПП №35) и МЭД=204 мкР/ч (ПП №36). При максимальной МЭД=643 мкР/ч (ПП №31) количество клеток в стадии телофазы достоверно выше (Р=95,0 %), чем при минимальной МЭД=40 мкР/ч (ПП №32). Максимальный фон (МЭД=643 мкР/ч, ПП №31) увеличил продолжительность тело-фазы в сравнении с МЭД=204 мкР/ч (ПП №36) и МЭД=239 мкР/ч (ПП №35), (ф акт >(табл при Р=99,0 %.

В целом, с увеличением МЭД растет темп деления клеток (МИ). Количество клеток, находящихся в стадии профазы, с ростом МЭД увеличивается, а телофазы уменьшается, кроме варианта с самой высокой МЭД. Радиационный фон не изменил продолжительность метафазы и анафазы.

В стадии анафазы отмечены различные хромосомные аномалии: мосты, фрагменты, выходы хромосом вперед, их отставание, одновременный выход и отставание.

С ростом МЭД закономерно увеличивается число ПМ, наибольшее - при

максимальной МЭД=643 мкР/ч (ПП №31), а в контроле (МЭД=12 мкР/ч, ПП №15) -минимальное.

Закономерно увеличивается количество анафаз с мостами в (контроле они не обнаружены): от минимального значения 0,2 % (МЭД=40 мкР/ч, ПП №32) до максимального - 2,61 % (МЭД=643 мкР/ч, ПП №31).

Высокие значения МЭД (643, 239, 204 мкР/ч) существенно увеличивают ((факт>(табл при Р=99,0 %) количество мостов по сравнению с МЭД=40 мкР/ч (ПП №32). При МЭД=643 мкР/ч (ПП №31) и МЭД=239 мкР/ч (ПП №35) число анафаз с мостами увеличено по сравнению с МЭД=192 мкР/ч (ПП №37), (факт>(табл при Р=95,0 %.

Фрагменты наблюдались в небольшом количестве и только в двух вариантах (МЭД=239 мкР/ч, ПП №35 и МЭД=204 мкР/ч, ПП №36), отсутствуют они и в контроле.

Количество анафаз с выходом хромосом вперед при МЭД=643 мкР/ч (ПП№ 31) существенно увеличено по сравнению с контролем и с МЭД=204 мкР/ч ((факт>(табл при Р=95,0 %). В остальных вариантах средние величины достоверно не различаются.

Закономерно увеличивается с ростом МЭД по сравнению с контролем количество анафаз с отставанием хромосом при МЭД=643 мкР/ч (ПП №31) ((факт>(табл при Р=99,9 %) и при МЭД=239 мкР/ч (ПП №35) ((факт^табл при Р=95,0 %). В опыте с МЭД=643 мкР/ч (ПП №31) и МЭД=239 мкР/ч (ПП №35) увеличено число таких

анафаз по сравнению с МЭД=192 мкР/ч (ПП №37), 1факт, соответственно, >тбл при Р=99,9 и Р=95,0 %.

С увеличением фона закономерно растет количество анафаз с одновременным выходом и отставанием хромосом, наибольшее - встречается при максимальной МЭД=643 мкР/ч (ПП №31), наименьшее - в контроле. Количество анафаз с нарушением существенно выше, чем в контроле, в опыте с МЭД=643 мкР/ч (ПП 31) (^факт>^табл при Р=99,0 %), с МЭД=204 мкР/ч (ПП №36) (гфакт^таб, при Р=99,9 %). При минимальной МЭД=40 мкР/ч (ПП №32) и МЭД=192 мкР/ч (ПП №37) количество таких анафаз существенно уменьшено по сравнению с МЭД=643 мкР/ч (ПП №31) и МЭД=204 мкР/ч (ПП №36) (гфакт>гтабм при Р=95,0 %). Существенно больше нарушений при максимальном уровне МЭД=643 мкР/ч (ПП №31) по сравнению с МЭД=239 мкР/ч (ПП №35), гфакт>гтабм при Р=95,0 %.

Таким образом, результаты эксперимента показали, что насаждения сосны обыкновенной испытывают существенное влияние хронического ионизирующего облучения: повышена митотическая актив-

ность клеток, увеличено количество клеток в профазе, количество анафаз с мостами, с выходом хромосом (при самой высокой МЭД), с отставанием и одновременным выходом и отставанием, не изменена продолжительность метафазы и анафазы, уменьшена - телофаза, в небольшом количестве отмечены анафазы с фрагментами.

Библиографический список

1. Буторина А.К., Вострикова Т.В. Изучение цитогенетических показателей у березы повислой в условиях антропогенного нагрузки // Интеграция науки и высшего лесотехнического образования по управлению качеством леса и лесной продукции: Материалы междунар. науч.-практ. конф. (Воронеж, 25-27 сент. 2001г.). Воронеж, 2001. С. 78-92.

2. Гродзинский Д.М. Радиобиология растений. Киев: Наукова думка, 1989. 282 с.

3. Паушева З.П. Практикум по цитологии растений. М.: Агропромиздат, 1988. 271 с.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.