Состояние семенного потомства популяций сосны обыкновенной из Полесского государственного радиационно-экологического заповедника, Белоруссия
- Авторы: Гераськин С.А.1, Васильев Д.В.1, Лыченкова М.А.1, Кудин М.В.2
-
Учреждения:
- Всероссийский научно-исследовательский институт радиологии и агроэкологии
- Полесский государственный радиационно-экологический заповедник
- Выпуск: Том 63, № 4 (2023)
- Страницы: 421-431
- Раздел: РАДИОЭКОЛОГИЯ
- URL: https://journals.rcsi.science/0869-8031/article/view/137698
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0869803123040033
- EDN: https://elibrary.ru/EIAXAL
- ID: 137698
Цитировать
Аннотация
Исследовали состояние семенного потомства в популяциях сосны обыкновенной из Полесского государственного радиационно-экологического заповедника (ПГРЗ), Белоруссия. Семенное потомство исследованных популяций характеризуется повышенной частотой цитогенетических нарушений и абортивных семян, а также пониженной всхожестью. Вместе с тем семена сосны обыкновенной из популяций, длительное время развивавшихся в условиях хронического облучения, отличаются повышенной устойчивостью к дополнительному γ-облучению. Таким образом, современные уровни радиационного воздействия на территории ПГРЗ способны угнетать репродуктивную способность сосны обыкновенной и служить фактором отбора на повышенную устойчивость к облучению.
Об авторах
С. А. Гераськин
Всероссийский научно-исследовательский институт радиологии и агроэкологии
Автор, ответственный за переписку.
Email: stgeraskin@gmail.com
Россия, Обнинск
Д. В. Васильев
Всероссийский научно-исследовательский институт радиологии и агроэкологии
Email: stgeraskin@gmail.com
Россия, Обнинск
М. А. Лыченкова
Всероссийский научно-исследовательский институт радиологии и агроэкологии
Email: stgeraskin@gmail.com
Россия, Обнинск
М. В. Кудин
Полесский государственный радиационно-экологический заповедник
Email: stgeraskin@gmail.com
Белоруссия, Хойники
Список литературы
- Geras’kin S.A., Fesenko S.V., Alexakhin R.M. Effects of non-human species irradiation after the Chernobyl NPP accident // Environ. Int. 2008. V. 34. P. 880–897.
- Fesenko S. Review of radiation effects in non-human species in areas affected by the Kyshtym accident // J. Radiol. Prot. 2019. V. 39. P. R1–R17.
- Шевченко В.А., Печкуренков В.Л., Абрамов В.И. Радиационная генетика природных популяций. Генетические последствия Кыштымской аварии. М.: Наука, 1992. 221 с. [Shevchenko V.A., Pechkurenkov V.L., Abramov V.I. Radiation genetics of natural populations. Genetic consequences of the Kyshtym accident. M.: Nauka, 1992. 221 p. (In Russ.)]
- Geras’kin S., Volkova P., Vasiliyev D. et al. Scots pine as a promising indicator organism for biomonitoring of the polluted environment: A case study on chronically irradiated populations // Mutat. Res. 2019. V. 842. P. 3–13.
- Geras’kin S., Yoschenko V., Bitarishvili S. et al. Multifa-ceted effects of chronic radiation exposure in Japanese red pines from Fukushima prefecture // Sci. Total Environ. 2021. V. 763. 142946.
- Козубов Г.М., Таскаев А.И. Особенности морфогенеза и ростовых процессов у хвойных растений в районе аварии на ЧАЭС // Радиац. биология. Радиоэкология. 2006. Т. 46. № 3. С. 268–278. [Kozubov G.M., Taskaev A.I. Osobennosti morfogeneza I rostovih protsessov u hvoinih rasteniy v raione avarii na ChAES // Radiatsionnaya biologia. Radioecologia. 2006. V. 46. № 3. P. 268–278. (In Russ.)]
- Кальченко В.А., Спирин Д.А. Генетические эффекты в популяциях сосны обыкновенной, произрастающих в условиях хронического облучения малыми дозами // Генетика. 1989. Т. 25. № 6. С. 1059–1064. [Kalchenko V.A., Spirin D.A. Geneticheskie effecti v populatsiyah sosni obiknovennoy, proizrastayuschih v usloviah hronicheskogo obluchenia malimi dozami // Genetika. 1989. V. 25. № 6. P. 1059–1064. (In Russ.)]
- Федотов И.С., Кальченко В.А., Игонина Е.В., Рубанович А.В. Радиационно-генетические последствия облучения популяций сосны обыкновенной в зоне аварии на ЧАЭС // Радиац. биология. Радиоэкология. 2006. Т. 46. № 3. С. 268–278. [Fedotov I.S., Kalchenko V.A., Igonina E.V., Rubanovich A.V. Radiatsionno-geneticheskie posledstvia obluchenia populatsiy sosny obiknovennoy v zone avarii na CHAES // Radiatsionnaya biologia. Radioecologia. 2006. V. 46. № 3. P. 268–278. (In Russ.)]
- Евсеева Т.И., Гераськин С.А., Белых Е.С. и др. Оценка репродуктивной способности Pinus sylvestris, произрастающей в условиях хронического воздействия радионуклидов уранового и ториевого рядов // Экология. 2011. № 5. С. 355–360. [Evseeva T.I., Geras’kin S.A., Belih E.S. et al. Otsenka reproduktivnoy sposobnosti Pinus sylvestris, proizrostauschey v usloviah hronicheskogo vozdeystvia radionuklidov uranovogo I torievogo riadov // Ekologia. 2011. № 5. P. 355–360. (In Russ.)]
- Козубов Г.М., Таскаев А.И. Радиобиологические исследования хвойных в районе Чернобыльской катастрофы (1986–2001 гг.). М.: ИЦП “Дизайн. Информация. Картография”, 2002. 272 с. [Kozubov G.M., Taskaev A.I. Radiobiologicheskie issledovania hvoinih v raione Chernobilskoy katastrofi (1986–001). M.: ITSEP “Dizain. Informatia. Kartografi”, 2002. 272 pp. (In Russ.)]
- Fesenko S., Spiridonov S., Geras’kin S. Radiation effects in the forest ecosystems: Acute irradiation // J. Environ. Radioact. 2022. V. 250. 106908.
- Ipatyev V., Bulavik I., Braginsky V. et al. Forest and Chernobyl: forest ecosystems after the Chernobyl nuclear power plant accident: 1986–1994 // J. Environ. Radioact. 1999. V. 42. P. 9–38.
- Переволоцкая Т.В., Переволоцкий А.Н., Гераськин С.А. Ретроспективная оценка формирования радиационной обстановки в сосновых насаждениях в первый год после аварийных выпадений ЧАЭС // Радиац. биология. Радиоэкология. 2022. Т. 62. № 3. С. 295–307. [Perevolotskaya T.V., Perevolotskii A.N., Geras’kin S.A. Retrospectivnaya otsenka formirovania radiatsionnoy obstanovki v sosnovih nasazdeniyah v perviy god posle avariinih vipadenii TCHAES // Radia-tsionnaya biologia. Radioecologia. 2022. V. 62. № 3. P. 295–307. (In Russ.)]
- ICRP Publication 108. Environmental protection: the concept and use of reference animals and plants // Annals ICRP. 2009. V. 38 P. 1–242.
- Атлас современных и прогнозных аспектов последствий аварии на Чернобыльской АЭС на пострадавших территориях России и Беларуси (АСПА Россия-Беларусь) / Под ред. Ю.А. Израэля, И.М. Богдевича. М.: Фонд “Инфосфера” НИА Природа; Минск: Белкарография, 2009. 140 с. [Atlas sovremennyh i prognoznyh aspektov posledstvij avarii na Chernobyl’skoj AJeS na postradavshih territorijah Rossii i Belarusi (ASPA Rossija-Belarus’) / Pod red. Ju.A. Izrajelja, I.M. Bogdevicha. Moskva: Fond “Infosfera” NIA-Priroda; Minsk: Belkarografija; 2009. 140 p. (In Russ.)]
- Гераськин С.А., Фесенко С.В., Черняева Л.Г., Санжарова Н.И. Статистические методы анализа эмпирических распределений коэффициентов накопления радионуклидов растениями // Сельскохоз. биология. 1994. № 1. С. 13–37. [Geras’kin S.A., Fesenko S.V., Chernyaeva L.G., Sanzharova N.I. Statistical methods of analysis of empirical distributions of radionuclide accumulation coefficients by plants // Agricultural Biol. 1994. № 1. P. 13–37. (In Russ.)]
- Переволоцкая Т.В., Переволоцкий А.Н., Гераськин С.А. Дозы облучения сосновых насаждений в белорусском секторе 30-километровой зоны вокруг Чернобыльской АЭС на современном этапе // Радиационная биология. Радиоэкология. 2023. Т. 63. № 3. С. 300–310. [Perevolotskaya T.V., Perevolotskii A.N., Geras’kin S.A. Dozy obluchenia sosnovih nasazdeniy v belorusskom sektore 30-km zony vokrug Chernobylskoy AES na sovremennom etape // Radiac. biologiya. Radioekologiya. 2023. V. 63. № 3. Р. 300–310. (In Russ.)]
- Andersson P., Garnier-Laplace J. et al. Protection of the environment from ionizing radiation in a regulatory context (protect): proposed numerical benchmark va-lues // J. Environ. Radioact. 2009. V. 100. P. 1100–1108.
- Чережанова Л.В., Алексахин Р.М., О биологическом действии повышенного фона ионизирующих излучений и процессах радиоадаптации в популяциях травянистых растений // Журн. общей биологии. 1975. Т. 36. № 2. С. 303–311. [Cherezhanova L.V., Alexakhin R.M. On the biological effect of the increased background of ionizingradiation and radioadaptation processes in populations of herbaceous plants // J. Gen. Biol. 1975. V. 36. № 2. P. 303–311. (In Russ.)]
- Streffer C., Bolt H., Follesdal D. et al. Low dose exposures in the environment. Dose-effect relations and risk evaluation. Berlin-Heidelberg: Springer-Verlag, 2004. 471 p.
- Geras’kin S.A., Zimina L.M., Dikarev V.G. et al. Bioindication of the anthropogenic effects on micropopulations of Pinus sylvestris L. in the vicinity of a plant for the storage and processing of radioactive waste and in the Chernobyl NPP zone // J. Environ. Radioact. 2003. V. 66. P. 171–180.
- Geras’kin S.A., Kim J.K., Oudalova A.A. et al. Bio-monitoring the genotoxicity of populations of Scots pine in the vicinity of a radioactive waste storage facility // Mutat. Res. 2005. V. 583. P. 55–66.
- Дмитриев А.П., Гродзинский Д.М., Гуща И.И., Крыжановская М.С. Влияние хронического облучения на устойчивость растений к биотическому стрессу в 30-километровой зоне отчуждения Чернобыльской АЭС // Физиология растений. 2011. Т. 58. № 6. С. 922–929. [Dmitriev A.P., Grodzinskii D.M., Gushcha N.I., Kryzhanovskaya M.S. Effect of chronic irradiation on plant resistance to biotic stress in 30-km Chernobyl nuclear power plant exclusion zone // Rus. J. of Plant Physiology. 2011. V. 58. № 6. P. 1062–1068. (In Russ.)]
- Peterson C.H., Rice S.D., Short J.W. et al. Long-term ecosystem response to the Exxon Valdez oil spill // Science. 2003. V. 302. P. 2082–2086.
- Theodorakis C.W. Integration of genotoxic and population genetic endpoints in biomonitoring and risk assessment // Ecotoxicology. 2001. V. 10. P. 245–256.
- Глазко Т.Т., Архипов Н.П., Глазко В.И. Популяционно-генетические последствия экологических катастроф на примере Чернобыльской аварии. М.: МСХА им. К.А. Тимирязева, 2008. 556 с. [Glazko T.T., Arhipov N.P., Glazko V.I. Populiatsionno-geneticheskie posledstviya ekologicheskih katastrof na primere Chernobilskoy avarii. M.: MSHA im. Timiriazeva, 2008. 556 p. (In Russ.)]
- Позолотина В.Н., Молчанова И.В., Караваева Е.Н. и др. Современное состояние наземных экосистем Восточно-Уральского радиоактивного следа: Уровни загрязнения, биологические эффекты. Екатеринбург: “Гощицкий”, 2008. 204 с.
- Geras’kin S.A., Evseeva T.I., Oudalova A.A. Plants as a tool for the environmental health assessment // Encyclopedia of Environmental Health. Burlington: Elsevier, 2019. V. 5. P. 239–248.
- Geras’kin S., Vasiliyev D., Makarenko E., Volkova P., Kuzmenkov A. Influence of long-term chronic exposure and weather conditions on Scots pine populations // Environ. Sci. Pollut. Res. 2017. V. 24. P. 11240–11253.
- Geras’kin S., Oudalova A., Kuzmenkov A., Vasiliyev D. Chronic radiation exposure modifies temporal dynamics of cytogenetic but not reproductive indicators in Scots pine populations // Environ. Pollut. 2018. V. 239. P. 399–407.
- Macnair M.R. The genetics of metal tolerance in vascular plants // New Phytologist. 1993. V. 124. P. 541–559.
- Pitelka L.F. Evolutionary responses of plants to anthropogenic pollutants // Trends Ecology Evolution. 1988. 3, 233-236.
- Hoffman A.A., Sgro C.M. Climate change and evolutionary adaptation // Nature. 2011. V. 470. P. 479–485.
- Eranen J.K. Rapid evolution towards heavy metal resistance by mountain birch around two subarctic copper-nickel smelters // J. Evol. Biology. 2008. V. 21. P. 492–501.
- Bondarenko V., Geras’kin S., Bondarenko E. et al. Comparative analysis of epigenetic changes in two pine species exposed to chronic radiation in the Chernobyl and Fukushima affected zones // Environmental Pollution, 2023. V. 330. 121790.
- Kovalchuk O., Burke P., Arkhipov A. et al. Genome hypermethylation in Pinus sylvestris of Chernobyl – a mechanism for radiation adaptation? // Mutat. Res. 2003. V. 529. P. 13–20.
- Volkova P.Y., Geras’kin S.A., Horemans N. et al. Chronic radiation exposure as an ecological factor: Hypermethylation and genetic differentiation in irradiated Scots pine populations // Environ. Pollut. 2018. V. 232. P. 105–112.
- Kovalchuk I., Abramov V., Pogribny I., Kovalchuk O. Molecular aspects of plant adaptation to life in the Chernobyl zone // Plant Physiology. 2004. 135. P. 357–363.
- Duarte G., Volkova P., Geras’kin S. The response profile to chronic radiation exposure based on the transcriptome analysis of Scots pine from the Chernobyl affected zone // Environ. Pollut. 2019. V. 250. P. 618–626.
- Volkova P., Duarte G., Kazakova E. et al. Radiosensiti-vity of herbaceous plants to chronic radiation exposure: Field study in the Chernobyl exclusion zone // Sci. Total Environ. 2021. V. 777. 146206.
- Podlutskii M., Babina D., Podobed M. et al. Arabidopsis thaliana accessions from the Chernobyl exclusion zone show decreased sensitivity to additional acute irradiation // Plants. 2022. V. 11. 3142.
- Geras’kin S.A., Oudalova A.A., Dikareva N.S. et al. Effects of radioactive contamination on Scots pines in the remote period after the Chernobyl accident // Ecotoxicology. 2011. V. 20. P. 1195–1208.
- Wu Y., Chen Z., Wang Z. et al. Nuclear safety in the unexpected second nuclear era // PNAS. 2019. V. 116. P. 17673–17682.
- Zandalinas S.I., Mittler R. Plant responses to multifactorial stress combination // New Phytologist. 2022. V. 234. P. 1161–1167.
- Scheffer M., Bascompte J., Brock W.A. et al. Early-war-ning signals for critical transitions // Nature. 2009. V. 461. P. 53–59.