CC BY
19
Рисунок 7. Ультраструктура поперечного среза клеток апикальной корневой меристемы 7-ми дневных проростков пшеницы при 0,15 М NaCl. П - пластида; М - митохондрия; КС - клеточная стенка; Р - рибосома; масштабный отрезок - 2 мкм.
Таким образом, в результате проведённого сравнительного электронно - микроскопического исследования образцов корневой меристемы пшеницы в норме и в условиях хлоридного засоления отмечены изменения ультраструктуры клеточных органелл, свидетельствующие о снижении уровня метаболических процессов в изученной ткани. При этом степень выявленных изменений зависит от концентрации хлоридов, которое проявилось при 0,15М №С1 засолении. Полученные данные показали, что наиболее устойчивыми к хлоридному засолению являются митохондрии, затем ядра, а наиболее чувствительными оказались пластиды. Эти данные подтверждаются другими авторами [3, с.674] для различных растительных объектов.
Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки РФ, проект № 40.91.2014/К.
Список литературы:
1. Белецкий Ю.Д., Шевякова Н.И., Карнаухова Т.Б. Пластиды и адаптация растений к засолению. Ростов-на-Дону: РГУ. 1990. - 48 с.
2. Гуськов Е.П., Федоренко Г.М, Шкурат Т.П. Ультраструктура клеток меристемы пшеницы в норме и после барооксигенации. Цитология. 1985. Т. 27, №1, с.94-97.
3. Кузнецов В.В., Дмитриева Г.А. Физиология растений. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Высшая школа. 2006. -742 с.
Рисунок 8. Ультраструктура поперечного среза клеток апикальной корневой меристемы 7-ми дневных проростков пшеницы при 0,15 М NaCl. Бактериальная клетка, внедрившаяся в клеточную стенку; масштабный отрезок - 0,5 мкм
4. Ленинджер А. Биохимия. М.:Мир. 1974. - 476c.
5. Мальцева А.Н., Федоренко Г.М. Изменение ультраструктуры клеток апекса побега при трансформации в корень у ежевики. / Сб. Интродукция, сохранение и использование биологического разнообразия мировой флоры. Материалы Международной конференции, посвящённой 80-летию Центрального ботанического сада Национальной академии наук Беларуси. Минск. Беларусь. 2012. Т.2 с. 128-133.
6. Машанский В.Ф., Боброва И.Ф., Рижимадзе Н.А. Сравнительное исследование ультраструктуры митохондрий. Сб. ультраструктура растительных клеток. Л., «Наука». 1972. с. 90 -97.
7. Рассадина В.В., Усатов А.В., Федоренко Г.М., Аверина Н.Г. Активность системы биосинтеза хлорофилла и структурно- функциональная организация хлоропластов в пластомном мутанте подсолнечника en:chlorina-5. Физиология растений. 2005. Т.52, №12, c.683-693.
8. Усатов А.В., Федоренко Г.М., Щербакова Л.Б., Машкина Е.В. Ультраструктура хлоропластов горчицы Brassica junceae как показатель галорези-стентности. Цитология. 2004. Т.46, №12, с. 10351042.
9. Усатов А.В., Федоренко Г.М., Устенко А.А. и др. Нехромосомные мутации подсолнечника. Ростов-на-Дону: ЮФУ. 2011. -264 с.
ВЛИЯНИЕ КСИЛОЛА НА МИКРОФЛОРУ ПОЧВЫ И ВЫДЕЛЕНИЕ ДЕСТРУКТОРОВ
Ильина Наталья Анатольевна
Доктор биологических наук, профессор, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный педагогический университет имени И.Н.
Ульянова». Проректор по научной работе, доктор биологических наук, профессор, г. Ульяновск.
Фуфаева Татьяна Валентиновна
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный педагогический университет имени И.Н. Ульянова», аспирант кафедры зоологии, г.
Ульяновск
Казакова Наталья Анатольевна
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный педагогический университет имени И.Н. Ульянова», ассистент кафедры географии,
г. Ульяновск.
В настоящее время в связи с развитием химической промышленности особую опасность представляют загрязнения почв синтетическими поверхностно-активными веществами (СПАВами), тяжелыми металлами и другими ксенобиотиками. Все эти вещества оказывают негативное влияние на многие виды микроорганизмов, в том числе на осуществляющие важнейшие круговороты веществ. Химические примеси способны изменять реакцию среды и окислительно-восстановительный потенциал, оказывать стимулирующее или токсическое воздействие на организмы. Так или иначе, все загрязняющие вещества изменяют качественный и количественный состав естественных сообществ [1, с.85].
Получение деструкторов для рекультивации земель, загрязненных отходами химических производств (ксилола), проводят согласно стандартной методической схеме приемов [3, с.3]:
- отбор почвы, подготовка почвы к исследованию;
- подготовка почвы к исследованию (просеивание, перемешивание, взвешивание, укладка в контейнеры);
- подготовка загрязнителя к исследованию (приготовление концентраций, содержащих 10, 100, 1000 доз ПДК);
- внесение различных концентраций загрязнителя в почву;
- увлажнение почвы до 60 % от ПВ;
- отбор проб после внесения загрязнителя в почву на 5 и 30 сутки на определение численности микроорганизмов в почвах с различными концентрациями токсиканта (опыт);
- отбор проб после внесения химического вещества в почву на 5 и 30 сутки на определение численности микроорганизмов в почвах без загрязнения (контроль);
- выделение устойчивых и доминирующих видов микроорганизмов из почвы, длительно (30 дней) содержащей ксенобиотик;
- пассировка культур на средах с увеличивающейся концентрацией загрязнителя;
- получение чистых культур микроорганизмов деструкторов;
- отбор штаммов деструкторов препаратов;
- изучение деструктивной активности микробов.
- идентификация штаммов деструкторов
Исследования проб загрязненных почв были направлены на изучение численности гетеротрофных бактерий, актиномицетов и плесневых грибов, так как именно эти группы обеспечивают самоочищающую способность почвы и участвуют в почвообразовательных процессах.
Плесневые грибы выявляли поверхностным методом, высевая 0,1 мл почвенной суспензии из разведения 10-2 на агаризованную среду Чапека-Докса (состав в г: глюкоза (сахароза) - 30,0; №N03 - 3,0; KH2PO4 - 0,3; MgSO4•7H2O - 0,25; FeSO4 - 0,01; ZnSO4- 0,04; CuSO4•5H2O - 0,005; дрожжевой экстракт - 50 мл; агар -20,0; вода дистиллированная - 1000 мл) и растирали ее шпателем. Актиномицеты выделяли также как и грибы, поверхностным методом, высевая 0,1 мл из разведения 103 на среду Красильникова №1 (состав в г: глюкоза - 20,0; КШ3 - 1,0; K2HPO4 - 0,5; MgSO4•7H2O - 0,5; - 0,5; CaCOз - 1.0; FeSO4 •7H2O - 0,01; агар - 20,0; вода водопроводная - 1000 мл, рН 7,0 - 7,2). Гетеротрофные бактерии выявляли глубинным методом посева 1 мл суспензии из разведения 10-5 на ГРМ-агар. Для этого почвенную
взвесь выливали на дно чашки Петри и заливали расплавленным и остуженным до плюс 40 0С агаром. Мягкими круговыми движениями взвесь равномерно распределяли в агаре и оставляли в неподвижном состоянии до полного застывания.
Культивирование посевов осуществляли в термостате при 25 0С в течение 2 суток при выделении гетеротрофных, 5-7 суток при выделении актиномицетов и плесневых грибов. После инкубации посевов проводили количественный учет выросших колоний и определяли КОЕ в 1 г почвы. Количество микробов, содержащееся в одном грамме контрольной почвы (без загрязнителя), было принято нами за 100%. Динамику численности микроорганизмов в почве с ксенобиотиком отражали в процентах по отношению к контролю.
Изучение влияния ксилола на почвенные микроорганизмы и выделение деструкторов.
В почву вносили 3, 30 и 300 мг/кг фенола, что соответствовало 10, 100 и 1000 доз ПДК.
Результаты, полученные в ходе исследования, свидетельствуют о характере влияния доз ксилола на состав и функционирование комплекса почвенных микроорганизмов.
В ходе исследования у актиномицетов было выявлено активное размножение лишь впервые пять суток, причем при высоких дозах ксилола 30 и 300 мг/кг, что соответствует 100 и 1000 доз ПДК, наблюдалось их более интенсивное размножение. В последующие дни наблюдений отмечалось уменьшение числа актиномицетов, опустившееся ниже контрольного уровня. Возможно, актино-мицеты, используя препарат в процессе своего метаболизма, обусловили его распад и, тем самым, создали для себя возможность использования продуктов полураспада другими физиологическими группами микробов, размножение которых, в свою очередь, оказывало конкурентное влияние на актиномицеты.
Также было установлено угнетающее действие ксилола при высоких дозах 100 и 1000 ПДК на состав и жизнеспособность некоторых исследованных физиологических групп почвенных микроорганизмов, в частности на плесневые грибы и гетеротрофные бактерии.
Наибольшее угнетающее действие на бактерии оказывает доза 300 мг/ кг, что соответствует 1000 доз ПДК. Затем наблюдалось нарастание количественных показателей микробов к 30 суткам. При этом уровень содержания гетеротрофных бактерий превысил исходный (контрольный) в 2,3 раза. Очевидно, что высокие концентрации (100 и 1000 ПДК) вызывали торможение ростовых процессов этих микробов в первые дни эксперимента.
Фунгицидное действие на плесневые грибы оказывал ксилол в течение пяти дней, которое усиливалось с увеличением внесенной в почву дозы ПДК. К 30 же суткам контакта ксилола с грибами в почве наблюдалось постепенное нарастание содержания плесневых грибов, в основном родов Mucor и Pénicillium, превысившего контрольный показатель в 1,5 раза.
На протяжении всего эксперимента были выделены три штамма бактерий, которые обозначили под шифрами Кл 1, Кл 2 и Кл 3. При микроскопическом изучении видов бактерий установлено, что это мелкие грамотрица-тельные палочки бактерий, образующие на агаре мелкие, блестящие, гладкие, с однородной структурой, мягкой консистенцией, светло-коричневые выпуклые колонии с ровным краем.
Определение систематического положения отобранных штаммов проводится в соответствии с определителем бактерий Берги [2] по настоящее время.
В связи с тем, что ксилол как и фенол достаточно сложно поддается трансформации и не способен подвергаться полной минерализации только одним штаммом, мы использовали весь консорциум устойчивых штаммов при анализе деструкции. Недостатком этого консорциума является низкая концентрация ксилола при его утилизации, в связи с чем для эффективной работы консорциума необходимо проведение оптимизации условий биодеградации ксилола.
Библиографический список:
1. Остроумов С.А. Биологические эффекты поверхностно-активных веществ в связи с антропогенными воздействиями на биосферу. М.: МАКС-Пресс, 2000. - 116 с.
2. Хоулт Дж. Определитель бактерий Берджи: в 2т. т.1. / Дж. Хоулт, Н. Криг; под ред. Акад. РАН Г.А. Заварзина. - 9-е изд. - М. Мир, 1997. - 430с.
3. Чиров П.А., Ксенофонтова О.Ю. Изучение влияния пестицидов на микроорганизмы почвы: метод. ре-ком. для студ. биол. фак-та. Саратов: СГУ, 2002. -16с.
ХАРАКТЕРИСТИКА ФИЗИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ РЕЗЕРВОВ «ЛЫЖНИКОВ-ГОНЩИКОВ» ПУБЕРТАТНОГО ВОЗРАСТА
Гиренко Лариса Александровна
Канд. биол. наук, доцент кафедры анатомии, физиологии и безопасности жизнедеятельности, ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный педагогический университет», г. Новосибирск
Высокий уровень урбанизации образа жизни человека в XXI веке явился причиной снижения двигательной активности, что в сочетании с резким ухудшением экологической обстановки привело к значительному снижению иммунных сил организма и высокой заболеваемости. В настоящее время в России занимаются физической культурой и спортом всего 8-10 процентов населения, тогда как в развитых странах мира этот показатель достигает 4060 процентов.
Известно, что более значительное влияние на формирование и развитие здоровья оказывают циклические упражнения аэробной направленности - бег, плавание, ходьба на лыжах и др. Программа физического воспитания школьников предполагает использование различных форм физической активности [1; 5] .
В связи с этим, целью исследования явилось изучение показателей физического развития, компонентного состава тела, кардиореспираторного аппарата, физической работоспособности и функциональных резервов основных систем жизнеобеспечения мальчиков 13-15 лет, занимающихся в спортивной школе и не занимающихся спортом.
Были обследованы мальчики в возрасте 13-15 лет в количестве 35 человек: первая группа (контрольная) - это обучающиеся в МОУ СОШ № 2 р.п. Сузун Новосибирской области по традиционной программе физического воспитания (2 часа в неделю); вторая группа (экспериментальная) - мальчики, занимающиеся в Сузунской ДЮСШ по направлению «лыжные гонки» 18 часов тренировочных занятий в неделю. По состоянию здоровья все обследованные школьники относились к основной медицинской группе.
Обследование включало: определение массы и длины тела, окружности грудной клетки, кистевой и становой динамометрии (КС и СтС), толщину жировых складок методом калиперметрии [7; 9], а также расчёт массово-ростового показателя (индекс Кетле) и активной массы тела (АМТ). Компоненты тела (жировой, мышечный и костный) определяли по соматотипической классификации Б.Х.Хит и Дж.Е.Л.Картер (1969), основанной на
балльной оценке (от 1 до 7) трёх компонентов телосложения: эндоморфного мезоморфного и эктоморфного [3; 4; 5; 6]. Функцию внешнего дыхания оценивали по показателям: жизненной емкости легких (ЖЕЛ) и максимальной скорости потока воздуха при форсированном вдохе и выдохе (МСПВвд. и МСПВвыд.). Рассчитывали относительные показатели на 1 кг массы тела: жизненный показатель (ЖИ) и МСПВвд/кг, МСПВвыд/кг, а также кистевой и становой индексы (КИ, СтИ). Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы оценивали по частоте сердечных сокращений (ЧСС) в условиях относительного покоя и при физической нагрузке, систолическому и диасто-лическому артериальному давлению (САД, ДАД), двойному произведению (ХР). С помощью пробы РWСl70 для оценки функциональных резервов организма изучали физическую работоспособность и адаптацию учащихся к физическим нагрузкам [5; 8].
Изучение основных антропометрических показателей на первом этапе исследования в октябре 2008 года не выявило существенных различий между ребятами 1 и 2 групп. К 2009 году по массе тела (МТ), окружности и экскурсии грудной клетки (ОГК и ЭГК) у мальчиков, занимающихся спортом, показан более выраженный прирост, составивший 7,9 кг, 6,1 и 1 см, соответственно, по сравнению с не занимающимися спортивной деятельностью, ребятами (5,9 см, 5,8 кг, 5 см и 0,8 см, соответственно) (Табл. 1).
Величина ИК, характеризующая плотность телосложения, возросла во 2-й группе обследованных на 2,1 кг/м2, у не занимающихся ребят - на 0,8 кг/м2. Более высокие значения содержания резервного жира на всех этапах исследования наблюдались у не занимающихся спортом ребят по сравнению со - спортсменами (табл. 1). Активная масса тела у спортсменов возросла более значительно по сравнению с величиной этого показателя мальчиков 1 группы на 6,7 кг и 4,3 кг, соответственно. Увеличение МТ у подростков, занимающихся лыжным спортом, происходило в большей степени за счет прироста АМТ, тогда как у ребят, не занимающихся спортивной деятельностью, за счет увеличения резервного жира (Табл. 1).
