МИТОТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ МЕРИСТЕМ ПРОРОСТКОВ СОСНЫ ОБЫКНОВЕНОЙ ИЗ РАДИОАКТИВНО ЗАГРЯЗНЕННЫХ НАСАЖДЕНИЙ БРЯНСКОЙ  ОБЛАСТИ

Самошкин Е.Н., Глазун И.Н., Кистерный Г.А., Прокошина А., Шепель И., Доманов В.

Исследовали относительную продолжительность  фаз митоза и митотический индекс в клетках меристем проростков, полученных из семян первого поколения сосны обыкновенной в юго-западных районах Брянской области 

Цитологическая характеристика сосны обыкновенной из насаждений, произрастающих на радиоактивно загрязненных территориях, имеет большое значение для изучения изменчивости и эволюции данного вида. При оценке радиочувствительности растений используют показатели митотических индексов, относительной продолжительности фаз митоза. Интерес представляет изучение кумулятивных эффектов при формировании дозы облучения в генеративных органах сосны обыкновенной. В качестве достоверной реакции на хроническое действие радиоактивности может быть стимуляция или угнетение процесса клеточного деления.

Материал (шишки сосны обыкновенной) собирали при мощности экспозиционной дозы (МЭД) ионизирующего излучения от 12 мкР/ч и 34,0 (условный контроль) до 725 мкР/ч на поверхности лесной подстилки возле модельных деревьев. Семена сосны проращивали при температуре 24-26ºС, корешки проростков фиксировали в уксусном алкоголе. Перед окрашиванием корешков материал выдерживали в 50% соляной кислоте для мацерации в течение 5 минут при комнатной температуре воздуха, потом промывали в 2-х – 3-х сменах дистиллированной воды и споласкивали в 45% уксусной кислоте.

Окрашивание препаратов осуществляли ацетокармином, мацерацию и дифференциацию – сильным хлоралгидратом. Просмотр и анализ меристем вели при увеличении микроскопа МБИ-6 – 40×2,5×7. Для последующего анализа препаратов использовали известные цитологические методы исследований (Паушева,1992).

Скорость прохождения отдельных фаз митоза в проростках различна на разных участках сбора материала (таблица). Наибольшей продолжительностью отличаются стадии профазы и телофазы. Вначале происходит накопление делящихся клеток в состоянии профазы и прометафазы. Длительность профазы по разным участкам МЭД различается в 1,2…1,7 раз. Дальнейшие стадии протекают быстрее, а в телофазе происходит некоторая задержка и, соответственно, накопление клеток в таком состоянии. В общем, скорость прохождения телофазы несколько быстрее – на 7,4, 14,2 и 30,9% соответственно по мере снижения уровня МЭД ионизирующих излучений, чем профазы в условиях радиоактивного загрязнения.  И только в контроле при 12,0 мкР/ч телофаза продолжительнее на 10,6%. Установлено, что после завершения цитокинеза хроматин части разделившихся клеток некоторое время сохраняется в виде активных конденсированных структур.

Согласно наблюдениям, метафаза – самая скоротечная фаза митоза и наименее стабильная в данных условиях; ее продолжительность в меристемах на разных уровнях МЭД изменяется скачкообразно – в 1,9…5,3 раз при сравнении с условным контролем (МЭД – 34,0 мкР/ч).

Таблица – Относительная продолжительность фаз митоза и митотический индекс при разных уровнях МЭД ионизирующих излучений

Скорость протекания анафазы отличается наибольшей стабильностью, причем, при МЭД – 685,3 мкР/ч она минимальна. С увеличением фона наблюдается достоверное снижение доли анафаз в  делящихся клетках меристем проростков сосны обыкновенной. Сокращение относительной длительности анафазы свидетельствует о незначительном возрастании скорости протекания данной фазы митоза. На этом этапе как бы стимулируется процесс клеточного деления.

Митотический индекс апикальных меристем проростков сосны несколько увеличивается по мере снижения МЭД ионизирующего излучения до уровня условного контроля (34,0 мкР/ч). При МЭД 12,0 мкР/ч митотический индекс минимальный. В общем, для исследованных меристем проростков семян установлен низкий уровень митотической активности.

Полученные данные в большинстве случаев не позволяют однозначно интерпретировать характер влияния ионизирующей радиации в сверхмалых дозах на интенсивность клеточного деления в меристемах проростков семян, несмотря на кумулятивные эффекты, возникающие при пролонгированном действии радиоактивности, обусловленной присутствием в почвах района наблюдения ¹³⁷Cs, поступающего в генеративные органы сосны обыкновенной в ходе биогенной миграции. Требуются дополнительные цитологические наблюдения на более обширном материале.