ВЛИЯНИЕ ОЗОНА НА ЧАСТОТУ АБЕРРАЦИЙ ХРОМОСОМ У СЕМЯН ПШЕНИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВРЕМЕНИ ЕГО ЭКСПОЗИЦИИ
Данная работа посвящена изучению цитогенетического действия озона на семена пшеницы различных сортов.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Эксперименты выполнены на свежих семенах пшеницы 4 сортов - Нурлу-99, Гобустан, Гырмызы гюль-1 и Эземетли-95. Семена хранились в озоновой среде 5,10,15,20,25,30 минут при постоянной дозе озона (1,3 мгл). В опытах был использован озонатор, созданный в отделе Физика Биологических Систем Института
Физических Проблем при БГУ [8]. Он состоял из активного элемента, работающего на основе двухбаръерного разряда. Высоковольтным электродом является графит, низковольтным - обычная водопроводная вода из-под крана. Она также охлаждала систему электродов. В качестве барьеров служили стеклянные трубки. Ток разряда был равен 15 мА. Частота питающего напряжения 600 Гц. Расход нагоняемого воздуха через генератор был равен 3 л/мин.
Во время экспериментов эти параметры поддерживались постоянными. Также исключалось наличие в озоно-воздушной смеси примесей тяжелых металлов, в виду возможного их воздействия на мутагенность клеток. Температура в контактной камере образцов с озоном поддерживалась постоянной. Исключалось попадание какого-либо излучения на камеру извне [2].
Отметим, что физико-химические процессы, протекающие в барьерных разрядах достаточно сложны [6]. Роль различных частиц в химических реакциях, имеющих место в разрядном промежутке двухбарьерного разряда, сильно зависит от внешних условий и от энергетических параметров самого разряда. При достаточно высоком давлении, при котором, как правило, осуществляются барьерные разряды, свободные пробеги ионов малы, температура ионов мало отличаются от температуры молекул и ионы ведут себя как молекулы. В таких условиях ионы мало активны и поэтому в передаче энергии молекулам основную роль играют не ионы, а свободные электроны газоразрядной плазмы.
За счет неупругих столкновений электронов с молекулами кислорода могут происходить как возбуждение молекул О2 (е + О2 → О*2 + е), так и ионизация (е + О2 → О*2 + 2е), а также диссоциация молекул кислорода электронными ударами (е + О2 → О* + О + е) (здесь «*» показывает электронно-возбужденное состояние молекул). При достаточно больших энергиях в разрядном промежутке могут иметь место также ионизация и диссоциация молекул кислорода при соударении их между собой и с третьими молекулами, входящими в состав газоразрядной плазмы, например, с молекулами азота по схеме
О2 + N → О+2 + N + е
О2 + N → 2 О + N
(здесь N - третья частица).
Далее столкновения атома с молекулами с участием и без участия третьей частицы и молекулы с молекулой кислорода приводят к образованию озона (О3 ):
О+О2 ↔О3 ; О2 +О*2 ↔О3 +О; О*2 +О+N↔O3 +N
По истечении времени обработки озоном семена промывали проточной водопроводной водой в течение 20 минут и инкубировали на воде при температуре 24ºС.
Далее проростки (0,8-1,0 см) фиксировали в смеси этилового спирта в уксусной кислоте (3: 1). Корневую меристему окрашивали ацетокармином и готовили временные давленые препараты. Анализировали частоту аберраций хромосом в клетках апикальной меристемы проростков семян растений, а также уровень клеточной пролиферации. Контролями служили интактные семена, проращиваемые на воде. Все экспериментальные данные обpaбатывали общепринятыми методами математической статистики [7, 9].
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Озон токсичен и механизм его биологического действия, по крайней мере, частично, по-видимому, включает участие радикалов. Этот вопрос детально рассматривался в работах многих ученых [10]. Озон взаимодействует с полиненасыщенными жирными кислотами, приводя к появлению сигналов ЭПР, что свидетельствует об образовании радикалов. Известно также, что эти свободные радикалы с большой скоростью действуют на генетический аппарат клетки.
В данном исследовании на различных сортах пшеницы установлено, что частота хромосомных аберраций зависит от продолжительности хранения семян в условиях озона.
На рисунке 1а показано, что у корешков семян сорта Нурлу-99 спонтанные мутации составляли 3,43±0,75 %, тогда как в других вариантах этот показатель значительно повышался. Однако эти тенденции наблюдаются в начальных (5-15 минут) и конечных (25-30 минут) экспозициях. Как видно из рисунка, эта частота аберраций хромосом снижается при дальнейшем увеличении времени экспозиции озона (до 25 минут).
Аналогичные результаты были получены и у других сортов пшеницы, а именно у сортов Гырмызы гюль-1, Гобустан и Эземетли-95 [см. рис. 1].
Для объяснения механизмов действия такого рода работ высказывалось много различных предположений.
Е. Б. Бурлаковой высказано предположение, что синтетические или природные экзогенные антиоксиданты могут «заменять» разрушенные облученные эндогенные антиоксиданты, обеспечивающие естественную защиту организма [3].
В нашей работе в опытах после действия озона на семена пшеницы с учетом частоты аберраций хромосом, возникающих при действии озона, определялось и суммарное содержание эндогенных антиоксидантов в зависимости от времени.
Было показано, что содержание эндогенных антиоксидантов в первых минутах падает до нулевого значения. По-видимому, увеличение частоты аберраций хромосом связано именно с этим. А затем эндогенные антиоксиданты восстанавливаются в большой степени, снижая мутагенное действие озона. Можно предположить, что за счет этого и идет снижение частоты аберраций хромосом. Однако, этот процесс длится недолго, поэтому озон вновь обретает преимущество, в результате чего частота хромосомных аберраций увеличивается.
Рис.1.Частота аберраций хромосом в корешках семян& пшеницы сорта: а) Нурлу-99, б) Гырмызы гюль-1, в) Гобустан и г) Эземетли-95, хранившихся различные сроки в условиях озона
Выводы. При воздействии озона на семена пшеницы разных сортов было выявлено, что частота аберраций хромосом зависит от продолжительности хранения семян в условиях озона.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
- Алекперов У. К./ /Антимутагенез. Изд-во Наука, М., 1984.– 104 с.
- Бабаев М. Ш., Мамедов Н. А., Давудов Б. Б., Алекперов Ш. Ш., Магеррамова Л. М. / / «Активность семян пшеницы сорта Тярягги в зависимости от времени воздействия озона». Общество Образование Аз. Респ., Журнал Знание, сер. Химия, Биология, Медицина, № 1 (23), 2005, с.101-105.
- Бурлакова Е. Б., Алесенко А. В. и др./ /Биоантиоксиданты в лучевом поражении и злокачественном росте. М., Наука, 1975, с.211.
- Грин Н., У. Стаут У., Тейлор Д.//Биология, в 3-х т., Изд-во Мир, 1990. – т.1, с.302.
- Гусейнов Т. М., Мамедов Н. А., Гулиев Р. Т., Яхьяева Ф. Я. / / Озон как окислитель в эритроцитах животных, отличающихся метаболизм селена. «Молекулярные, мембранные и клеточные основы функционирования биосистем». Сборник ст. часть I, с.162-164, 6‑8 октябрь, 2004. Минск.
- Давудов Б. Б., Дашдамиров К. М./ /Элементарные процессы в барьерном разряде. Физика НАН Аз. Респ., т. XIII,№ 1,2,2007, с.310.
- Лакин Б. Ф./ /Биометрия. – М.: Высш. шк., 1980.– 293 с.
- Мамедов Н. А., Давудов Б. Б. и др./ /Исследование влияния частоты питающего напряжения на режимы работы активного элемента многоэлементного озонатора. Проблемы энергетики, № 3, с.66-69, 2004.
- Рокицкий П. В./ /Введение в статистическую генетику – Минск, 1974. – 448с.
- Свободные радикалы в биологии./ /Под ред. акад. Эммануэля Н. М., перевод с англ. – Москва, Мир, 1979. – т.1, с.28.
Статья в формате PDF 128 KB...
24 04 2024 2:44:47
Статья в формате PDF 590 KB...
23 04 2024 5:42:37
Статья в формате PDF 101 KB...
22 04 2024 17:33:43
Статья в формате PDF 100 KB...
21 04 2024 15:46:26
Статья в формате PDF 100 KB...
20 04 2024 2:58:15
Статья в формате PDF 133 KB...
19 04 2024 16:36:15
Статья в формате PDF 245 KB...
18 04 2024 23:16:27
Обсуждены методика и некоторые результаты моделирования вероятных конфигураций межфазных границ на поверхности композиционных материалов, полученные методом итерации прямоугольных генераторов на определенных сетках Кеплера-Шубникова. ...
17 04 2024 5:20:47
Статья в формате PDF 371 KB...
16 04 2024 13:49:43
Исторический аспект развития студенческого самоуправления в дореволюционный, советский и переходный периоды России показали, что будущее страны на современном этапе определяется тем, каким образом будут осуществлены воспитание и подготовка квалифицированной рабочей силы, готовой к постоянному профессиональному росту, социальной и профессиональной мобильности. Одним из важных стимулов повышения гражданской, патриотической и социальной активности будущих специалистов являются восстановление, наличие и дальнейшее развитие и совершенствование таких демократических институтов в студенческой среде как соуправление и самоуправление. ...
15 04 2024 21:57:26
Статья в формате PDF 207 KB...
14 04 2024 8:55:41
13 04 2024 7:43:31
Статья в формате PDF 270 KB...
12 04 2024 13:10:46
Статья в формате PDF 159 KB...
11 04 2024 6:24:29
Статья в формате PDF 135 KB...
10 04 2024 14:26:46
Статья в формате PDF 106 KB...
09 04 2024 0:50:12
Статья в формате PDF 300 KB...
08 04 2024 17:13:45
Статья в формате PDF 109 KB...
07 04 2024 8:52:45
Статья в формате PDF 133 KB...
06 04 2024 16:38:43
05 04 2024 20:27:26
Статья в формате PDF 298 KB...
04 04 2024 21:20:23
Статья в формате PDF 111 KB...
03 04 2024 6:35:26
Статья в формате PDF 110 KB...
02 04 2024 16:13:19
Статья в формате PDF 123 KB...
01 04 2024 0:33:53
Статья в формате PDF 159 KB...
31 03 2024 14:39:36
Статья в формате PDF 835 KB...
29 03 2024 18:24:11
28 03 2024 17:38:18
Статья в формате PDF 175 KB...
27 03 2024 3:19:12
Статья в формате PDF 248 KB...
26 03 2024 20:34:41
На основе системного анализа функционирования экономической деятельности промышленного предприятия введена его теоретическая кривая прогнозирования бизнеса и разработан алгоритм выхода на данную кривую в процессе стратегического управления развитием предприятия. ...
24 03 2024 15:12:16
Представлены результаты исследований влияния открытых разработок месторождений золота на почвенный покров Якокит – Селигдарского междуречья Южной Якутии. Изучены разновозрастные дражные отвалы и почвы естественных лесных биогеоценозов. Главная особенность дражных полигонов – отсутствие или незначительное количество мелкоземного субстрата на отвалах. Мелкоземный субстрат отвалов беден элементами питания. Регенерация почвенного покрова на техногенных ландшафтах затруднена и часто не происходит. ...
22 03 2024 16:53:37
В статье описываются математические модели в виде уравнения регрессии, которое позволяет по клиническим признакам хронической сердечной недостаточности со статистической достоверностью предсказать результаты 6-минутного теста. ...
21 03 2024 5:45:19
Статья в формате PDF 113 KB...
18 03 2024 2:50:26
Статья в формате PDF 113 KB...
17 03 2024 23:12:59
Статья в формате PDF 124 KB...
16 03 2024 12:44:33
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::