УДК 630*162:630*174.754:539. 16

ХРОМОСОМНЫЕ И ХРОМАТИДНЫЕ ПЕРЕСТРОЙКИ В МЕРИСТЕМАХ ПРОРОСТКОВ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ ИЗ РАДИОАКТИВНО ЗАГРЯЗНЕННЫХ НАСАЖДЕНИЙ

доц. Кистерный Г.А., доц. Глазун И.Н., соис. Прокошина А.Л.,

студ. Шепель И.А., студ. Доманов В.Н.

Брянская государственная инженерно-технологическая академия

г. Брянск, Россия

АННОТАЦИЯ

На репродуктивном материале первого поколения сосны обыкновенной из юго-западных районов Брянской области, спустя 20 лет после чернобыльской аварии установлены повышенные уровни общего количества нарушений митоза от 3,87 до 7,14%, при  мощностях экспозиционной дозы 12,0-725,0 мкР/ч.

On a reproductive material of the first generation of a pine ordinary of southwest areas of Bryansk area, later 20 years after Chernobyl failure of seeds are established the raised levels of total of infringements in mitosis from 3,87 to 7,14 %, at capacities of an exposition dose 12,0-725,0 mkR/ch.

После аварии на Чернобыльской АЭС интерес к методам скрининга мутаций в соматических и половых клетках растений возрос. Остается актуальной проблема реакции репродуктивной сферы хвойных пород при непрерывном воздействии радиоактивности в течение длительного времени.

В качестве объекта исследований выбрали сосну обыкновенную – радиочувствительный вид, один из основных лесообразователей Брянской области, а в качестве тест-реакции   на длительное действие радиации – обилие нарушений клеточного деления, хромосомных и хроматидных аберраций в меристемах проростков. 

Материал (шишки сосны обыкновенной) собирали при мощности экспозиционной дозы (МЭД) ионизирующего излучения от 12,0 мкР/ч (условный контроль) до 725,0 мкР/ч на поверхности лесной подстилки возле модельных деревьев в диапазоне плотностей радиоактивного загрязнения 1- 200 Ки/ км² и в контроле – менее 1Ки/км² по ¹³⁷Cs. Корешки проростков семян, достигших 1,0-1,5 см, фиксировали в уксусном алкоголе. Окрашивание препаратов  осуществляли ацетокармином, мацерацию и дифференциацию – хлоралгидратом. Просмотр и анализ меристем вели при увеличении микроскопа МБИ-6 – 40×2,5×7.

Полученные данные характеризуют влияние накопленных доз по ¹³⁷ Cs на семена с момента закладки женских генеративных почек до созревания и сбора шишек и общее состояние репродуктивных сферы модельных деревьев сосны обыкновенной в период исследования.

Установлен широкий спектр нарушений митоза: одиночные и двойные мосты, фрагменты, сложные нарушения в виде мостов с фрагментами, а также задержка хромосом в экваториальной области, отставания и преждевременные выходы хроматид к полюсам клеток.

Анализ нарушений клеточного деления и хромосомных и хроматидных перестроек указывает на широкую их амплитуду по отдельным модельным деревьям от полного отсутствия нарушений (модельное дерево №16 при МЭД ионизирующего излучения 190 мкР/ч на поверхности почвы) до 13,0% (модельное дерево №15 при МЭД ионизирующего излучения 192 мкР/ч).

Полученные данные не позволяют однозначно интерпретировать характер влияния ионизирующей радиации в сверхмалых дозах на обилие перестроек в меристемах проростков (таблица 1), несмотря на кумулятивные эффекты, возникающие при пролонгированном действии радиоактивности, обусловленном присутствием в почвах района наблюдения ¹³⁷Cs, поступающего в генеративные органы сосны обыкновенной в ходе биогенной миграции.

Таблица 1 – Нарушения в анафазе-телофазе митоза, %, в корешках проростков семян сосны обыкновенной при разных уровнях МЭД ионизирующих излучений

Примечание. В числителе – лимиты колебаний, в знаменателе – среднее значение.

Отмечена относительно высокая встречаемость одиночных мостов, обилие которых в 4,8, 9,9 и в 3,4 раз больше, чем двойных соответственно по мере снижения уровней МЭД ионизирующего излучения. Увеличение количества мостов не сопровождалось ростом дозы облучения материнских деревьев. Был выявлен относительно высокий уровень аберраций в контроле.

 Выход хромосомных мостов не превысил уровень спонтанных нарушений (до 1%). Однако сумма средних значений перестроек значительна на всех уровнях МЭД ионизирующего излучения.

Хроматидный тип повреждений  встречался чаще, чем хромосомный.  

Одиночные фрагменты обнаруживались значительно реже, чем другие нарушения, а двойные фрагменты, когда поражение хромосом происходит на стадии двух эффективных нитей, и микроядра отсутствовали. Не установлено нарушений в интерфазе в виде эндомитозов, а-митозов и к-митозов.

Низкая встречаемость одиночных мостов свидетельствует о том, что они плохо обнаруживаются при использовании ана-телофазного метода исследований.

По литературным данным цитогенетические отклонения митоза, превышающие спонтанные уровни, регистрировались при изучении воздействия малых доз на сосну обыкновенную в диапазоне плотностей загрязнения 5-10000 Ки/км² в первые годы после радиоактивного загрязнения.

Преждевременные выходы хроматид к полюсам делящихся клеток, их задержки на экваторе и отставания в анафазе связаны с различными аномалиями веретена деления.

Выходы хроматид вперед были интенсивнее при наибольшем значении МЭД ионизирующих излучений, но встречались относительно часто и в контроле.

Задержки хромосом и хроматид на экваторе клетки в контроле обнаружены не были, а при МЭД 194,5 мкР/ч встречались чаще, чем при 685,3 мкР/ч.

Установлено последовательное увеличение суммы средних значений нарушений клеточного деления с возрастанием МЭД ионизирующих излучений.

Сравнение общих долей нарушений митоза не показывает такой закономерности. В общем, при МЭД 194,5мкР/ч доля нарушений митоза в меристемах проростков ниже, чем в других случаях.

Мосты и фрагменты по встречаемости преобладали над нарушениями, связанными с кинетикой процесса расхождения хромосом к полюсам делящихся клеток.

Для получения полной картины хромосомных аномалий необходимо сочетать метафазный и ана-телофазный методы исследований соматических клеток хвойных растений, в т.ч. и сосны обыкновенной – одного из наиболее радиочувствительных видов.