Оценка интегральной реакции луков разных видов на действие ксенобиотика для использования в эколого-генетическом мониторинге

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Для понимания влияния на организмы антропогенных ксенобиотиков, постоянно попадающих в природные экосистемы, необходимы лабораторные модельные эксперименты, в которых используются разнообразные тест-объекты и скрининг-тесты, дающие интегральную оценку биологических ответов. С помощью Allium-теста мы проанализировали реакцию трёх видов рода Allium: Allium cepa, Allium ramosum, Allium fistulosum на воздействие спиртовыми растворами бензотриазола в крайне низких концентрациях – 0,0001; 0,001 мг/мл. Растворителем служил 0,5% изопропиловый спирт. Длительность эксперимента – 5 суток. Выявили, что воздействие бензотриазолом в самой низкой концентрации стимулирует ростовые процессы у A. cepa, A. ramosum по сравнению с контролем, в более высокой дозе – ингибирует ростовые процессы. На A. fistulosum бензотриазол в исследованных концентрациях оказывает стимулирующее действие, но в более высокой концентрации оно менее выражено. Раствор бензотриазола в низкой концентрации стимулирует пролиферативную активность в клетках корневой меристемы всех видов. Бензотриазол в более высокой концентрации не стимулирует клеточное деление у A. cepa и A. ramosum. У A. fistulosum под действие растворов бензотриазола всегда происходит ингибирование клеточного деления по сравнению с контролем. Наибольшую чувствительность к митозомодифицирующему действию бензотриазола проявляет вид A. fistulosum, у которого бензотриазол вызывает блок на стадии анафазы в двух исследованных концентрациях, у двух других видов воздействие бензотриазолом только в высокой концентрации приводило к торможению митоза на стадии профазы. A. ramosum проявляет устойчивость к генотоксичности бензотриазола, а A. cepa – высокую чувствительность к мутагенности бензотриазола. Обсуждается связь между адаптационными возможностями и устойчивостью вида к антропогенным ксенобиотикам, а также использованием толерантных видов в качестве тест-объектов для эколого-генетического мониторинга.

Об авторах

Екатерина Сергеевна Селезнева

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва

Email: catana7@yandex.ru

кандидат биологических наук, доцент кафедры зоологии, генетики и общей экологии

Россия, Самара

Сергей Владимирович Саксонов

Институт экологии Волжского бассейна РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: svsaxonoff@yandex.ru

доктор биологических наук, профессор, временно исполняющий обязанности директора

Россия, Самара

Список литературы

  1. Fiskesjо G. The Allium Test as a standard in environmental monitoring // Hereditas. 1985. Vol. 102. P. 99-112.
  2. Руководство по краткосрочным тестам для выявления мутагенных и канцерогенных химических веществ // Гигиенические критерии состояния окружающей среды. Всемирная организация здравоохранения. Женева, 1989. № 51. 212 с.
  3. Зотов А.В., Иванова М.В. К перспективам применения видов и сортов лука в процедуре Allium-теста // Вестник молодых ученых и специалистов Самарского государственного университета. 2014. № 2. С. 22-27.
  4. Орлова Н.Н. Естественный мутационный процесс в семенах при хранении // Успехи современной генетики. 1972. Т. 4. С. 206-228.
  5. Булах П.Е. Луки природной флоры Средней Азии и их культура на Украине. Киев: Наукова думка, 1994. 123 с.
  6. Серегин А.П. Новые комбинации в роде Allium L. (Alliaceae) // Новости систематики высших растений. 2004. Т. 36. С. 101-102.
  7. Серегин А.П. Род Allium L. (Alliaceae) во флоре Восточной Европы: дис. … канд. биол. наук. М., 2007. 242 с.
  8. Серегин А.П. Флористические материалы и ключ по лукам (Allium L., Alliaceae) Европейской России // Бюл. МОИП. Отд. биол. 2005. Т. 110, вып. 1. С. 45-51.
  9. Кузнецов Ю.И., Андреева Н.П., Агафонкина М.О. Адсорбция и защитные свойства 1,2,3-бензотриазола на сплаве МНЖ 5-1 в нейтральных растворах // Электрохимия. 2014. Т. 50, № 10. С. 1100-1105.
  10. Наметкин С.С. Гетероциклические соединения. М.: Наука, 1981. 356 с.
  11. Шемаханская М.С. Реставрация металлов. Методические рекомбинации. М.: ВНИИР, 1989. 108 с.
  12. Nukaya H., Shiozawa T., Tada A., Terao Y., Ohe T., Watanabe T., Takahashi Y., Asanoma M., Sawanishi H., Katsuhara T., Sugimura T., Wakabayashi K. Identification of 2- [2-(acetylamino)-4-amino-5-methoxyphenyl]-5-amino-7-bromo-4-chloro-2H-benzotriazole (PBTA-4) as a potent mutagen in river water in Kyoto and Aichi prefectures, Japan // Mutat. Res. 2001. Vol. 492. P. 73-80.
  13. Shiozawa T., Suyama K., Nakano K., Nukaya H., Sawanishi H., Oguri A., Wakabayashi K., Terao Y. Mutagenic activity of 2-phenylbenzotriazole derivatives related to a mutagen, PBTA-1, in river water // Mutation Research. 1999. Vol. 442 (2). P. 105-111.
  14. Селезнева Е.С., Валиева Э.А., Теньгаев Е.И. Роль структуры ксенобиотика в развитии биологического ответа на примере производных бензотриазола // Вестник Самарского университета. Естественнонаучная серия. 2012. № 3-1 (94). С. 212-225.
  15. Бахтина Л.И. Числа хромосом некоторых видов рода Allium (Alleaceae) флоры СССР // Ботанический журнал. 1985. Т. 70, № 5. С. 700-710.
  16. Иксакова А.И. Оценка и отбор материала для селекции многолетних луков в условиях нечерноземной зоны России: автореф. дис. … канд. с/х. наук. М., 2011. 20 с.
  17. Песня Д.С., Романовский А.В., Прохорова И.М. Исследование токсического и генотоксических эффектов синтетических пищевых красителей методом Allium test // Ярославский педагогический вестник. Естественные науки. 2012. Т. III. № 3. С. 86-93.
  18. Прохорова И.М., Фомичёва П.Н., Ковалёва М.И. Оценка митотоксического и мутагенного действия факторов окружающей среды. Методические указания. Ярославль: ЯрГУ, 2003. 140 с.
  19. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1990. 352 с.
  20. Песня Д.С., Серов Д.А., Вакорин С.А., Прохорова И.М. Исследование токсического, митозмодифицирующего и мутагенного действия борщевика Сосновского // Ярославский педагогический вестник. (Естественные науки). 2011. Т. III. № 4. С. 93-98.
  21. Селезнева Е.С., Белоусова З.П. Изучение генотоксичности производных индола при их действии на Allium cepa // Бутлеровские сообщения. 2016. Т. 47, № 7. С. 21-25.
  22. Эйдус Л.X., Эйдус В.Л. Проблемы механизма радиационного и химического гормезиса // Радиоэкология. 2001. Т. 41, № 5. С. 627-630.
  23. Calabrese E.J. Hormetic mechanisms // Critical Reviews in Toxicology. 2013. Vol. 43. № 7. P. 580-606.
  24. Эйдус Л.Х. О механизме неспецифической реакции клеток на действие повреждающих агентов и природе гормезиса // Биофизика. 2005. Т. 50, вып. 4. С. 693-703.
  25. Calabrese E.J. Hormesis and medicine // British Journal of Clinical Pharmacol. 2008. Vol. 66. P. 594-617.
  26. Коршиков И.И., Тарабрин В.В. Загрязнение окружающей среды органическими веществами и устойчивость растений к их воздействиям // Проблемы фитогигиены и охраны окружающей среды / под ред. Э.И. Слепяна. Л.: Зоол. Ин-т АН СССР, 1981. С. 84-88.
  27. Угрехелидзе Д.Ш., Дурмишидзе С.В. Поступление и детоксикация органических ксенобиотиков в растения. Тбилиси: Мицниереба, 1984. 230 с.
  28. Чадаева В.А., Шхагапсоев С.Х. Анализ стратегий выживания видов рода Allium российской части Кавказа // Юг России: экология, развитие. 2016. Т. 11, № 4. С. 93-109.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рисунок 1 – Показатели пролиферативной активности клеток корневой меристемы луков разных видов

Скачать (22KB)
Метаданные
3. Рисунок 2 – Митозомодифицирующее действие растворов бензотриазола в разных концентрациях на клетки корневой меристемы исследуемых видов лука

Скачать (29KB)
Метаданные
4. Рисунок 3 – Количество аберрантных ана-телофаз в клетках корневой меристемы индуцированных спиртовыми растворами бензотриазола у трех видов рода Allium

Скачать (15KB)
Метаданные

© Селезнева Е.С., Саксонов С.В., 2019

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).