CC BY
29
УДК 504.73.054
Е.В. Борздыко, Е.Н. Самошкин
ВЛИЯНИЕ ХРОНИЧЕСКОГО ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ БРУСНИКИ ОБЫКНОВЕННОЙ
Установлено, что радиоактивное загрязнение угнетает скорость деления клеток, уменьшает их количество в стадии профазы и анафазы, но увеличивает - в стадии метафазы и телофазы; активирует появление патологических митозов.
Ключевые слова: ягоды, брусника, радиоактивное загрязнение, фазы митоза и их структурные нарушения.
Известно [2], что ионизирующая радиация обладает выраженным мутагенным эффектом и практически не имеет пороговой дозы. Больше того, отрицательное воздействие радиации на растения со временем может усиливаться [5]. Степень влияния ионизирующего излучения отражает ми-тотический индекс: количество делящихся клеток к общему их числу на препарате [1].
Цель наших исследований - установить роль ионизирующей радиации в угнетении скорости деления клеток.
В 2003 г. нами проведены цитологические исследования брусники обыкновенной из сосняка бруснично-черничного и березняка бруснично-черничного с различной плотностью радиоактивного загрязнения почвы. Мощность экспозиционной дозы (МЭД, мкР/ч) измеряли дозиметрами СРП-68-01, РКСБ-104. Образцы ягод собирали в загрязненной зоне Ново-зыбковского и Софиевского лесничеств Брянской области (пробные площади (ПП) 1, 2, 3) и в относительно чистой зоне Кировского лесничества Калужской области (ПП 4, 5). Для увеличения всхожести семена 3 сут выдерживали в водопроводной воде, затем проращивали на свету в течение 60 сут в чашках Петри на влажной фильтровальной бумаге при температуре 20 ... 25 °С). Корешки проростков длиной 0,8 ... 1,0 см в 9 ч утра заливали фиксатором (3 части этилового спирта и 1 часть ледяной уксусной кислоты) и оставляли в нем на 1-2 дня, затем хранили в холодильнике при температуре 4 ... 5 °С. Фиксатор сливали, образцы промывали дистиллированной водой, затем 70 %-м спиртом, снова заливали 70 %-м спиртом и оставляли в холодильнике до приготовления микропрепаратов. Для усиления мацерации тканей корешки выдерживали в холодной 1н соляной кислоте в течение 20...25 мин. Корешки окрашивали в 2 %-м растворе ацеторсеина в течение 24 ч без подогрева. Для просветления цитоплазмы их на 15 мин погружали в 45 %-ю уксусную кислоту. После удаления лишних тканей корешок длиной 1,0 ... 1,5 мм помещали в каплю 76 %-го глицерина, затем, накрыв покровным стеклом, раздавливали осторожным нажатием ногтя или карандаша.
Просмотр образцов вели под микроскопом Биолан Р-14, МБИ-6 (окуляр 10х, иммерсионный объектив 90х). В каждом варианте опыта изучали 20 микропрепаратов. При этом учитывали количество просмотренных и делящихся клеток, а также патологических митозов. Типы хромосомных аберраций определяли по методике Е.Н. Самошкина [6]. Было приготовлено и проанализировано 150 временных («давленых») препаратов апикальных меристем корешков проростков по методике З.П. Паушевой [4]. Все количественные показатели обработаны статистически [3].
Анализ результатов экспериментов показал, что при увеличении МЭД митотический индекс в корешках проростков из загрязненных насаждений по сравнению с контрольными (1111 4 и 5) уменьшается (см. таблицу). Наблюдается небольшое ингибирование количества клеток в стадии профазы, а при самой высокой МЭД (1111 1) достоверность ?факх > ¿табл при точности опыта Р = 99,9 %. Отмечен достоверный рост количества клеток в стадии метафазы.
Количество клеток в митозе и основные типы нарушений хромосом
Показатель Значение показателя для образцов с площадей
ПП 1 ПП 2 ПП 3 ПП 4 ПП 5
МЭД, мкР/ч 109,8 96,2 85,1 18,4 16,7
Митотический индекс 6,48±0,22 6,79±0,19 6,94±0,19 8,08±0,17 8,16±0,17
Количество клеток, %,
на стадии:
профазы 15,50±0,29 17,00±0,29 17,2±0,28 17,7±0,29 16,20±0,32
метафазы 36,40±0,28 33,30±0,28 34,30±0,27 31,50±0,29 31,70±0,30
анафазы 28,18±0,26 31,20±0,34 30,20±0,33 33,40±0,32 36,10±0,29
телофазы 20,08±0,27 18,50±0,26 18,30±0,29 16,40+0,29 16,00±0,27
Общее количество, %,
анафаз с патологическим
митозом 37,75 31,34 31,01 18,09 13,77
В том числе:
с выходом хромосом
вперед 9,38±0,36 8,89±0,30 9,29±0,32 6,58±0,33 3,17±0,31
с одновременным выхо-
дом и отставанием хро-
мосом 11,50±0,29 11,02±0,31 10,70±0,29 7,76±0,29 7,12±0,28
с отстаиванием хромосом 6,89±0,30 3,50±0,24 3,38±0,20 1,21±0,30 1,17±0,40
с хромосомными
мостами 6,34±0,25 6,23±0,23 6,08±0,23 1,77±0,01 1,79±0,01
с фрагментами хромосом 1,68±0,006 1,47±0,004 1,20±0,004 0,48±0,006 0,41±0,005
с другими аномалиями
хромосом 1,96±0,004 0,23±0,004 0,36±0,004 0,29±0,004 0,11±0,003
С увеличением МЭД количество клеток в стадии анафазы уменьшается, в стадии телофазы - увеличивается (¿ф^ > ¿табл при Р = 99,9 %).
Выявлены интересные закономерности при анализе общего количества анафаз с нарушениями (патологическими митозами): на загрязненных участках I II I 1-3 количество таких анафаз почти в 2 раза больше.
С ростом МЭД увеличивается количество анафаз с выходом хромосом вперед (за пределы веретена) и с одновременным выходом и отставанием. Существенно возросло количество анафаз с отставанием хромосом (на I II I 1 - в 5,7 раза, на I II I 2 и 3 - в 3 и более раза), с хромосомными мостами (в 3 и более раза), с фрагментами (до 4 раз) и другими аномалиями (при самой высокой МЭД - в 6 раз): /факт > ¿табл при Р = 99,9 %.
Таким образом, брусника обыкновенная в условиях хронического радиационного фона постоянно испытывает влияние ионизирующего облучения, что вызывает изменение продолжительности фаз митоза и различные нарушения хромосомного аппарата клеток. В связи с этим необходим постоянный мониторинг за генетическими показателями ягод брусники в зоне радиоактивного загрязнения и строгий дозиметрический контроль за их пригодностью к использованию населением.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Дмитриева, С.А. Кариология флоры как основа цитогенетического мониторинга: на примере Березинского биосферного заповедника [Текст] / С.А. Дмитриева, В.И. Шрфенов. - Минск: Наука и техника, 1991. - С. 231.
2. Дубинин, Н.П. Радиационная генетика [Текст] / НЛ. Дубинин, М.А. Ар-сеньева, Ю.Я. Керкис. - М.: Атомиздат, 1962. - 232 с.
3. Зайцев, Г.Н. Методика биометрических расчетов. Математическая статистика в экспериментальной ботанике [Текст] / Г.Н. Зайцев. - M.: Наука, 1973. -С. 256.
4. Паушева, З.П. ^а^тикум по цитологии растений [Текст] / ЗЛ. Шушева. - М.: Колос, 1970. - С. 255.
5. Позолотина, В.Н. Жизнеспособность семенных генераций одуванчика в условиях хронического облучения в зоне ЧАЭС [Текст] / В.Н. !озолотина, ИИ. Юшков, Н.В. Куликов // Экология. - 1991. - № 5. - С. 81-84.
6. Самошкин, Е.Н. Воздействие химических мутагенов на древесные растения [Текст] / Е.Н. Самошкин. - М.: Лесн. пром-сть, 1980. - 86 с.
E. V. Borzdyko, E.N. Samoshkin
Influence of Chronic Ionizing Radiation on Citogenetic Characteristics of Red Whortleberry
Radioactive contamination is set to oppress cell fission rate, decrease an amount of cells in the stage of metaphase and telephase, activate pathologic mitoses.
