Цитогенетичний аналіз свиней, яких утримують в різних радіоекологічних умовах Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

УДК 636.4.082:612.12:577.34

Джус П. П., астрант, Костенко С. О., к.б.н., доц., Сидоренко О. В., астрант,

([email protected]) ®

Нацюнальний утверситет 6iopecypcie i природокористування Украгни, м. Кигв

ЦИТОГЕНЕТИЧНИЙ АНАЛ1З СВИНЕЙ, ЯКИХ УТРИМУЮТЬ В Р1ЗНИХ РАД1ОЕКОЛОГ1ЧНИХ УМОВАХ

Проведено цитогенетичний аналiз свиноматок, що eiдтeoрюютьcя в рiзнихрадioекoлoгiчних умовах. Встановлено тдвищення частоти лiмфoцитie з мжроядрами (7,51±0,66 %о) у тварин при дп хротчного низькодозового опромтення пoрieнянo i3 тваринами з радioекoлoгiчнo благополучних райотв (2,5±0,29 %о) утримання. За спектром хромосомних аберацт у свиноматок, як eiдтeoрюютьcя на теритoрiях з тдвищеним радiацiйним фоном eiдмiченo значний eiдcoтoк анеуплогдних клтин (18,55±3,39 %). Встановлено ткний кореляцтний зв'язок (r=0,85) мiж частотою клтин з мжроядрами та eiдcoткoм анеуплогдИ у тварин при хрошчному низькодозовому опромтент. Виявлено статистично eiрoгiдний вплив радiацiйнoгo фону територп утримання свиноматок на частоту клтин з мжроядрами та eiдcoтoк анеуплогдних клтин.

Ключовi слова: свиня свтська, мжроядра, анеуплоШя, низькодозове ютзуюче опромтення.

Вступ. Шсля авари на ЧАЕС на значних територiях Украши склалися Hecnprararni радюеколопчш умови. У зонах з тдвищеним радiацiйним фоном досить часто розмщеш господарства штенсивно! вiдгодiвлi свиней, тому актуальним е прогноз наслщюв впливу хротчного низькодозового опромшення на популяци даного виду сшьськогосподарських тварин. Швидка змша поколшь, багатоплщтсть i вивчетсть геному робить свиню свшську вдалим модельним об'ектом для такого роду дослщжень.

За рахунок генетично! гетерогенности яка притаманна свиням, та характеру !х утримання групами рiзноl чисельноси, генетичт процеси, що в них вщбуваються, можна розглядати як процеси на рiвнi популяци. Результати, одержат в ходi комплексного цитогенетичного скришнгу свиней, можна екстраполювати на популяци шших видiв ссавцiв, в тому чи^ i людей, за рахунок анатомiчноl та функцюнально! подiбностi свиней до людини.

Тому метою нашо! роботи був порiвняльний аналiз цитогенетичних параметрiв свиноматок, що утримуються в рiзних радiоекологiчних умовах.

Матер1али та методи дослщження. Дослiджували тварин господарства ТОВ «ШплЬ с. Шпилi 1ванювського району Ки1всько1 областi та ТОВ «Луговське» с. Александропiль Дншропетровсько! области Перше господарство знаходиться в зот ди хронiчного низькодозового iонiзуючого опромшення. За даними ветеринарно! служби !ванювського району загальний радiацiйний фон

® Джус П. П., Костенко С. О., Сидоренко О. В., 2010

64

територи становить 96 мжроренген на годину (мкР/год), що перевищуе загальний фон по Укрш'ш у 7-9 pa3iB. Радiацiйний фон у Дншропетровськш областi не перевищуе 20 мкР/год.

Периферiйну кров вщбирали з вушно! вени тварин одного вжу (15-16 мiсяцiв) з дотриманням максимальних умов стерильностi. В результат такого вибору до групи дослщжуваних тварин увiйшло 15 свиноматок господарства ТОВ «ШплЬ та 10 - ТОВ «Луговське».

Цитогенетичнi препарати готували за методикою А.Ф. Яковлева [1]. При мжроскопи визначали частоти лiмфоцитiв з мiкроядрами (МЯ), двоядерних (ДЯ) i апоптозних (АП) клiтин та м^отичний iндекс (М1). Пiдрахунок здшснювали на 1000 клiтин. Вiд кожно! тварини аналiзували не менше 3000 кл^ин. При дослiдженнi метафазних пластинок встановлювали вiдсоток хромосомних та хроматидних розривiв, а також вiдсоток кл^ин з анеупло1доею (А1=2п±2), полшло1доею (ПП) та асинхронним розщепленням центромiрних райошв хромосом (АРЦРХ). У кожно! тварини аналiзували не менше 30 метафаз. Для дослщження цитогенетичних препаратiв тимчасових культур лiмфоцитiв використовували бiнокулярний мжроскоп Carl Zeiss. Аналiз карiотипу здшснювали при збшьшенш мiкроскопа у 1000 разiв.

Результати дослщження та 'ix обговорення. Частоти клiтин з мжроядрами та структурними i числовими порушеннями хромосом використовують в якостi цитогенетичних iндикаторiв радiацiйного впливу на оргашзм [4].

Результати цитогенетичного аналiзу свиноматок представлеш на гiстограмi рис.1.

%%

8л 7 6 5 4 3 2 1 0-1

7,51

Рис. 1. Цитогенетичш показники свиноматок (на 1000 клггин, %о)

У ходi проведених дослiджень у свиноматок господарства ТОВ «ШпилЬ> виявлено значну шдив^альну варiабельнiсть за частотою лiмфоцитiв з мiкроядрами. Загальний розмах значень даного показника коливався вщ 4±0,57 %о до 12,33±2,18 %о, що пов'язано з шдивщуальними особливостями оргашзму окремих тварин при iдентичнiй радiацiйнiй ди. Середне значення частот кл^ин з мiкроядрами по групi дослщжуваних тварин становило 7,51±0,66 %о. Це перевищуе верхню межу параметрiв умовного контролю за кшькктю клiтин з мкроядрами для ссавцiв, яка складае 5,6 %о [2] i статистично достовiрно вище

65

(при Р>0,999), шж у свиноматок з Дншропетровсько! области частота лiмфоцитiв з мжроядрами у яких становила 2,5±0,29 %о. У тварин з Ки!всько! областi дещо вищими були також показники частот двоядерних лiмфоцитiв (2,24±0,27 %о) i апоптозних клiтин (2,33±0,22 %о) порiвняно з аналогiчними показниками свиноматок з Дншропетровсько! области що дорiвнювали 1,5±0,14 %о та 1,77±0,16 %о вщповщно. Значення мiтотичного iндексу у двох дослщжуваних груп тварин було досить низьким - 1,81±0,68 %о (у свиноматок ТОВ «ШпилЬ») i 1,53±0,49 %о (у свиноматок ТОВ «Луговське»). Це можна пояснити однаковим сезоном вщбору кровi (осiнь), в який спостеркаеться зниження мiтотично! активностi кл^ин.

При аналiзi метафазних пластинок було виявлено наступний спектр геномних та хромосомних порушень. Процентне вираження одержаних результат наведено в таблицi 1.

Таблиця 1

. *езультати аналiзу метафазних пластинок свиней, (%)_

Мкце утримання Анеуплод1я ПолшлоТд1я АРЦРХ Хроматид розрив Хром. фрагмент

ТОВ «ШпилЬ» Кшвсько! обл. 18,55±3,39* 2,98±1,75 2,89±0,03 5,69±0,12 1,32±0,02

ТОВ «Луговське» Дшпропетров-сько! обл. 4,52±0,03* - 1,34±0,02 - -

*Р>0,999

Як свiдчать данi, вiдображенi в таблиц 1, у свиноматок, що утримуються на територи з пiдвищеним радiацiйним фоном значним був вiдсоток анеупло!дних клiтин. Лiмфоцити з анеуплодiею типу 2n±2 зустрiчалися з частотою 18,55±3,39 %. Це статистично достовiрно вище (при Р>0,999), нiж у тварин з радюеколопчно благополучно! територи утримання, вщсоток анеупло!дних клiтин у яких становив 4,52±0,03 %. За даними С.Т. Джепарщзе, у свиней рiвень анеуплощи в клiтинах кровi в нормi не перевищуе 5,4-6,2 %. З вжом вiдсоток анеупло!дних кл^ин може пiдвищуватися до 19,4% [3]. Оскшьки дослiджуванi тварини були молодими за вком, то хронiчне низькодозове опромшення, при якому утримуються свиноматки господарства ТОВ «ШпилЬ», можна вважати основним детермшуючим фактором кiлькiсних змш !х карiотипу по типу анеуплощи.

Досить часто наслiдком анеуплодi! е мкроядра. Тому для встановлення зв'язку мiж частотою виникнення мiкроядер та анеуплодiею було проведено кореляцiйний аналiз. Кореляцiйний аналiз свiдчить про пряму залежшсть мiж частотою лiмфоцитiв з мжроядрами та вiдсотком анеупло!дних кл^ин. Для свиноматок ТОВ «Шпилi» значення коефщенту кореляцi! становило г=0,85, для тварин з ТОВ «Луговське» г=0,62. Тобто тдвищення частоти утворення мжроядер у тварин з радiоекологiчно забруднено! територi! зумовлено втратами хромосом.

За даними Нечипоренко рiвень полiпло!дi! в нормi не перевищуе 3 %. В результат проведеного нами цитогенетичного аналiзу у свиноматок господарства ТОВ «ШпилЬ» вщсоток полшлощних клiтин дорiвнював

66

2,98±1,75, що практично зб^аеться з результатами шших aBTopiB [3]. У тварин, яю утримуються в Днiпропетровськiй областi, не виявлено полшлощних клiтин та метафазних пластинок з хромосомними аберащями.

Асинхроннiсть розходження центромiрних районiв хромосом вiдображае особливост органiзацiï перицентромерного гетерохроматину хромосом та функщонування веретена подiлу. В ходi наших дослiджень у свиноматок господарства ТОВ «ШпилЬ виявлено збiльшення частоти АРЦРХ (2,89±0,03 %) порiвняно з аналопчним показником у тварин ТОВ «Луговське» (1,34±0,02 %). Проте рiзниця статистично не пiдтвердилася. За даними А.В. Шельова, найвищу частоту асинхронност розходження центромiрних районiв спостерiгали у миргородсь^' породи свиней (4,69±0,65 %), найнижчу - у великоï бiлоï породи (2,03±0,34 %).

Для встановлення характеру впливу умов утримання свиноматок на частоту лiмфоцитiв з мiкроядрами та вiдсоток анеуплощних клiтин проведено дисперсiйний аналiз. Сила впливу умов утримання на частоту виникнення мжроядер та анеуплощи у свиней становить 62,0 %, що статистично вiрогiдно при Р>0,999. Отже, радiацiйний фон територiï вiдгодiвлi свиней можна вважати визначальним фактором соматичноï мiнливостi 1х геному.

Подальшi дослщження варто присвятити вивченню впливу хрошчного низькодозового опромiнення на репродуктивнi якост тварин.

Висновки. 1. У свиноматок в умовах хрошчного низькодозового опромшення спостер^аеться статистично достовiрне пiдвищення частоти лiмфоцитiв з мiкроядрами, двоядерних лiмфоцитiв та апоптозних клiтин порiвняно з тваринами з радюеколопчно благополучних територш утримання.

2. Вiдсоток анеуплодiï у тварин ТОВ «ШпилЬ» статистично вище (18,55±3,4) порiвняно iз аналогiчним показником свиноматок ТОВ «Луговське» (4,52±0,03). Виявлено значний прямий кореляцшний зв'язок мiж частотою мiкроядер та вiдсотком анеуплощних кл^ин в периферiйнiй кровi свиней.

3. Встановлено, що у свиноматок в умовах хрошчного низькодозового опромшення частота метафазних пластинок з хромосомними аберащями становить в середньому 3,5±0,07 %, з полшлодаею - 2,98±1,75 %.

4. В ходi дисперсшного аналiзу виявлено статистично достовiрний вплив особливостей умов утримання на частоту лiмфоцитiв з мжроядрами та вщсоток анеуплощи в периферiйнiй кровi свиноматок з силою впливу 62,0 %.

Л1тература

1. Кариологический анализ свиней / Яковлев А.Ф., Бавин В.Г., Стефанова В.Н. [и др.] // Методические рекомендации. - Ленинград. - 1984. -44 с.

2. Костенко С.О. Показники цитогенетичнох' мшливост Sus scrofa/ С.О.Костенко, О.М.Коновал, О.В.Сидоренко, В.Т.Сметанш // Фактори експериментальноï еволюци органiзмiв : Зб. наук. праць. - К. : Логос. Т. 6 -2009. - С. 149 - 154.

3. Красавцев Ю.Ф. Кариотипическая изменчивость у домашней

67

свиньи в связи с возрастными, половыми и другими характеристиками : автореф. дис. на соискание уч. степени канд. биол. наук : спец. 03.103 «Генетика» / Ю.Ф.Красавцев - К., 1971. - 26 с.

4. Пикалова Л. В. Применение цитогенетических методов исследования хромосом в радиологии/ Л.В. Пикалова// Молекулярная биология. - Т. 9. - 2007. - С. 160 - 168.

Робота проведена за тдтримки Державного фонду фундаментальних дослщжень МОН Украши.

Summary

CYTOGENESIS ANALYSES OF PIGS WHICH ARE GROWING UP IN THE DIFFERENT RADIOECOLOGY CIRCUMSTANCES

Cytogenesis analyses of sows which are growing up in the different radioecology circumstances bare done. Increasing of frequencies of lymphocytes with micronucleus and aneuploid cells of animals under influence of low dose ionization radiation in comparison with animals from welfare by radioecology situation districts is researched.

Clouse correlation between frequencies of cells with micronucleus and percent of aneuploid cells in the animals influence under low dose ionization radiation is defined.

Key words: micronucleus, aneuploid cells, low dose ionization radiation, Sus scrofa

Стаття надшшла до редакцИ' 6.04.2010

68