Влияние свинца на политенные хромосомы слюнных желез Chironomus Plumosus L . и Glyptotendipes Glaucus Mg. (Diptera, Chironomidae)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Представлены результаты экспериментальной работы по изучению влияния нитрата свинца различных концентраций при 12 ч экспозиции на структурно-функциональные характеристики политенных хромосом клеток слюнных желез двух видов хирономид: Chironomus plumosus (Linnaeus, 1758) и Glyptotendipes glaucus (Meigen, 1818). В качестве критерия функционального состояния политенных хромосом были использованы количественные показатели относительных размеров постоянно генетически активных районов — ядрышкового организатора и кольца Бальбиани (коэффициенты NOR и BRR соответственно). Впервые получены уравнения зависимости изменения коэффициента функциональной активности ядрышкового организатора от концентрации ионов свинца в среде NOR = 5,187–0,01 lnC для C. рlumosus и NOR = 2,11–0,03 lnC для G. glaucus и коэффициента функциональной активности кольца Бальбиани: BRR = 1,504–0,04 lnC для C. plumosus и BRR = 2,018 + 0,03 lnC для G. glaucus. Полученные зависимости позволили провести сравнительный анализ морфологических показателей, отражающих интенсивность транскрипции генов политенных хромосом в присутствии ионов свинца. С увеличением концентрации ионов свинца в среде активность ядрышкового организатора и кольца Бальбиани политенных хромосом C. plumosus снижалась. При тех же условиях активность ядрышкового организатора политенных хромосом G. glaucus снижалась, а кольца Бальбиани повышалась. С увеличением концентрации свинца значения NOR снижались у C. plumosus и G. glaucus, что предполагает снижение интенсивности процессов биосинтеза белка. Значения BRR уменьшались у C. plumosus и увеличивались у G. glaucus. Различия в реакции геномов двух видов указывают на существование у них различных механизмов адаптации к повышенным концентрациям свинца.

Об авторах

Юлия Владимировна Белоногова

ФГБОУ ВО «Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского» Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: belonogova.u@gmail.com
SPIN-код: 3658-8797

канд. биол. наук, старший преподаватель, кафедра общей биологии, фармакогнозии и ботаники

Россия, 410012, г. Саратов, ул. Б. Казачья, 112

Наталья Анатольевна Дурнова

ФГБОУ ВО «Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского» Минздрава России

Email: ndurnova@mail.ru
SPIN-код: 3348-2957

д-р биол. наук, доцент, заведущая кафедрой, кафедра общей биологии, фармакогнозии и ботаники

Россия, 410012, г. Саратов, ул. Б. Казачья, 112

Анна Сергеевна Шереметьева

ФГБОУ ВО «Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского» Минздрава России

Email: anna-sheremetyewa@yandex.ru
SPIN-код: 3755-4410

ассистент, кафедра общей биологии, фармакогнозии и ботаники

Россия, 410012, г. Саратов, ул. Б. Казачья, 112

Список литературы

  1. Майстренко В.Н., Хамитов Р.З., Будников Г.К. Экологический мониторинг суперэкотоксикантов. – М.: Химия, 1996. – 320 с. [Maystrenko VN, Khamitov RZ, Budnikov GK. Ekologicheskiy monitoring superekotoksikantov. Moscow: Khimiya; 1996. 320 p. (In Russ.)]
  2. Пурмаль А.И. Антропогенная токсикация планеты. Часть 1 // Соросовский образовательный журнал. – 1998. – Т. 4. – № 9. – С. 39–45. [Purmal’ AI. Antropogennaya toksikatsiya planety. Chast’ 1. Sorosovskiy obrazovatel’nyy zhurnal. 1998;4(9): 39-45. (In Russ.)]
  3. Будников Г.К. Тяжелые металлы в экологическом мониторинге водных экосистем // Соросовский образовательный журнал. – 1998. – Т. 4. – № 5. – С. 23–29. [Budnikov GK. Tyazhelye metally v ekologicheskom monitoringe vodnykh ekosistem. Sorosovskiy obrazovatel’nyy zhurnal. 1998;4(5):23-29. (In Russ.)]
  4. Голованова И.Л. Влияние тяжелых металлов на физиолого-биохимический статус рыб и водных беспозвоночных // Биология внутренних вод. – 2008. – № 1. – С. 99–108. [Golovanova IL. Effects of heavy metals on the physiological and biochemical status of fishes and aquatic invertebrates. Biologiya vnutrennikh vod. 2008;(1):99-108. (In Russ.)]
  5. Маляревская А.Я., Карасина Ф.М. Влияние азотнокислого свинца на физиолого-биохимические показатели некоторых водных беспозвоночных // Гидробиологический журнал. – 1987. – T. 23. – № 1. – С. 79–83. [Malyarevskaya AY, Karasina FM. Vliyanie azotnokislogo svintsa na fiziologo-biokhimicheskie pokazateli nekotorykh vodnykh bespozvonochnykh. Hydrobiological journal. 1987;23(1):79-83. (In Russ.)]
  6. Комаровский Ф.Я., Полищук А.Р. Ртуть и другие тяжелые металлы в одной среде: миграция, накопление, токсичность для гидробионтов // Гидробиологический журнал. – 1981. – T. 17. – № 5. – С. 71–83. [Komarovskiy FY, Polishchuk AR. Rtut’ i drugie tyazhelye metally v odnoy srede: migratsiya, nakoplenie, toksichnost’ dlya gidrobiontov. Hydrobiological journal. 1981;17(5):71-83. (In Russ.)]
  7. Петрова Н.А. Реорганизация политенных хромосом личинок хирономид (Diptera, Chironomidae) и их реакция на мутагенное загрязнение окружающей среды (Чернобыльская катастрофа). – СПб.: ЗИН РАН, 2013. – 98 с. [Petrova NA. Reorganizatsiya politennykh khromosom lichinok khironomid (Diptera, Chironomidae) i ikh reaktsiya na mutagennoe zagryaznenie okruzhayushchey sredy (Chernobyl’skaya katastrofa). Saint Petersburg: ZIN RAN; 2013. 98 p. (In Russ.)]
  8. Зинченко Т.Д. Биоиндикационная роль хирономид (Diptera, Chironomidae) в водных экосистемах: проблемы и перспективы // Успехи современной биологии. – 2009. – T. 129. – № 3. – С. 257–270. [Zinchenko TD. Bioindikatsionnaya rol’ khironomid (Diptera, Chironomidae) v vodnykh ekosistemakh: problemy i perspektivy. Usp Sovrem Biol. 2009;129(3):257-270. (In Russ.)]
  9. Белянина С.И., Сигарева Л.Е. Хирономиды как модельная группа для изучения влияния антропогенных факторов среды на состояние наследственного аппарата гидробионтов // Сборник тезисов V Всесоюзного съезда Гидробиологического общества; Тольятти, 15–19 сентября 1986 г. – Куйбышев, 1986. – С. 175–176. [Belyanina SI, Sigareva LE. Khironomidy kak model’naya gruppa dlya izucheniya vliyaniya antropogennykh faktorov sredy na sostoyanie nasledstvennogo apparata gidrobiontov. In: Proceedings of the 5th All-Union Congress of Hydrobiological society; Tol’yatti, 15-19 Sep 1986. Kuybyshev; 1986. P. 175-176. (In Russ.)]
  10. Белянина С.И., Полуконова Н.В., Белоногова Ю.В., и др. Реакция генома эукариот на воздействие факторов среды на примере хирономид (Diptera: Chironomidae) // Сборник тезисов международной научно-практической экологической конференции «Современные проблемы популяционной экологии»; Белгород, 2–5 октября 2006 г. – Белгород: Политерра, 2006. – С. 21–22. [Belyanina SI, Polukonova NV, Belonogova YV, et al. Reaktsiya genoma eukariot na vozdeystvie faktorov sredy na primere khironomid (Diptera: Chironomidae). In: Proceedings of the International Scientific and Practical Ecological Conference “Sovremennye problemy populyatsionnoy ekologii”; Belgorod, 2-5 Oct 2006. Belgorod: Politerra; 2006. P. 21-22. (In Russ.)]
  11. Петрова Н.А., Михайлова П.В., Селла Г., и др. Структурно-функциональные изменения политенных хромосом Chironomus riparius из водоемов Италии, загрязненных тяжелыми металлами // Сибирский экологический журнал. – 2000. – Т. 7. – № 4. – С. 511–521. [Petrova NA, Mikhaylova PV, Sella G, et al. Strukturno-funktsional’nye izmeneniya politennykh khromosom Chironomus riparius iz vodoemov Italii, zagryaznennykh tyazhelymi metallami. Siberian Ecology Journal. 2000;7(4):511-521. (In Russ.)]
  12. Michailova P, Petrova N, Sella G, et al. Structural–functional rearrangements in chromosome G in Chironomus riparius (Diptera, Chironomidae) collected from a heavy metal-polluted area near Turin, Italy. Environ Pollut. 1998;103(1):127-134. https://doi.org/10.1016/s0269-7491(98)00085-2.
  13. Michailova P, Belcheva R. Different effects of lead on external morphology and polytenechromosomes of Glyptotendipes barbipes (Staeger) (Diptera, Chironomidae). Mutat Res. 1989;216(5):308. https://doi.org/10.1016/0165-1161(89)90147-7.
  14. Petrova N, Michailova P. Cytogenetic characteristics of Chironomus bernensis Klotzli (Diptera, Chironomidae) from a heavy metal polluted station in Northern Italy. Annales Zoologici (War saw). 2002;52(2):227-233.
  15. Мур Дж.В., Рамамурти С. Тяжелые металлы в природных водах. – М.: Мир, 1987. – 286 с. [Mur JV, Ramamurti S. Tyazhelye metally v prirodnykh vodakh. Moscow: Mir; 1987. 286 p. (In Russ.)]
  16. Перельман А.И. Геохимия природных вод. – М.: Наука, 1982. – 154 с. [Perel’man AI. Geokhimiya prirodnykh vod. Moscow: Nauka; 1982. 154 p. (In Russ.)]
  17. Никаноров А.М., Жулидов А.В., Покаржевский А.Д. Биомониторинг металлов в пресноводных экосистемах. – Л.: Гидрометиздат, 1991. – 311 с. [Nikanorov AM, Zhulidov AV, Pokarzhevskiy AD. Biomonitoring metallov v presnovodnykh ekosistemakh. – Leningrad: Gidrometizdat; 1991. 311 p. (In Russ.)]
  18. Воробьев Д.В., Андрианов В.А., Осипов Б.Е. Биогенная миграция металлов в грунтах, воде и растениях Нижней Волги // Сборник статей / Под ред. В.П. Пилипенко, А.В. Федотова. – Астрахань: Астраханский издательский дом АГУ, 2006. – С. 16–22. [Vorob’ev DV, Andrianov VA, Osipov BE. Biogennaya migratsiya metallov v gruntakh, vode i rasteniyakh Nizhney Volgi. In: Sbornik statey. Ed. by VP Pilipenko, AV Fedotov. Astrakhan’: Astrakhanskiy izdatel’skiy dom AGU; 2006. P. 16-22 (In Russ.)]
  19. Гурджия Ж.Г. Формы миграции свинца в природных водах и их определение: Автореф. дис. … канд. хим. наук. – Волгоград, 1990. [Gurdzhiya ZG. Formy migratsii svintsa v prirodnykh vodakh i ikh opredelenie. [dissertation] Volgograd; 1990. (In Russ.)]
  20. Белянина С.И. Кариотипический анализ хирономид фауны СССР: Автореф. дис. … д-ра биол. наук. – М., 1983. [Belyanina SI. Kariotipicheskiy analiz khironomid fauny SSSR. [dissertation] Moscow; 1983. (In Russ.)]
  21. Дурнова Н.А. Хирономиды перифитона водоемов Саратовской области: экологические особенности. Морфология, цитогенетика (Diptera, Chironomidae, Chironomini): Автореф. дис. … д-ра биол. наук. – CПб., 2010. [Durnova NA. Khironomidy perifitona vodoemov Saratovskoy oblasti: ekologicheskie osobennosti. Morfologiya, tsitogenetika (Diptera, Chironomidae, Chironomini). [dissertation] Saint Petersburg; 2010. (In Russ.)]
  22. Дурнова Н.А., Климова Ю.В., Воронин М.Ю. Политенные хромосомы G. glaucus как тест-объект для изучения токсического воздействия ионов свинца // Токсикологический вестник. – 2017. – № 2. – С. 35–39. [Durnova NA, Klimova YV, Voronin MY. Polytene chromosomes of Glyptotendipes glaucus Mg. (Diptera, Chironomidae) as test – object to study toxic effects of lead ions. Toxicological review. 2017;(2):35-39. (In Russ.)]
  23. Кикнадзе И.И. Функциональная организация хромосом. – Л.: Наука, 1972. – 211 с. [Kiknadze II. Funktsional’naya organizatsiya khromosom. Leningrad: Nauka; 1972. 211 p. (In Russ.)]
  24. Белоногова Ю.В. Экологические последствия влияния тяжелых металлов на гидробионтов: Автореф. дис. … канд. биол. наук. – Волгоград, 1999. – 23 с. [Belonogova YV. Ekologicheskie posledstviya vliyaniya tyazhelykh metallov na gidrobiontov. [dissertation] Volgograd; 1999. 23 p. (In Russ.)]
  25. Кикнадзе И.И., Колесников Н.Н., Каракин Е.И., и др. Организация и экспрессия генов тканеспецифической функции у Diptera. – Новосибирск: Наука: Сибирское отделение, 1985. – 240 с. [Kiknadze II, Kolesnikov NN, Karakin EI, et al. Organizatsiya i ekspressiya genov tkanespetsificheskoy funktsii u Diptera. Novosibirsk: Nauka: Sibirskoe otdelenie; 1985. 240 p. (In Russ.)]
  26. Stockert JC. The normalized Balbiani ring size as a quatitave parameter for the morphological analysis of transcription activity in polytene chromosomes. Biol Zent Bl. 1990;109(2):139-146.
  27. Лакин Г.Ф. Биометрия. Учебное пособие для биологических специальностей вузов. – 4-е изд. – М.: Высшая школа, 1990. – 352 с. [Lakin GF. Biometriya. Uchebnoe posobie dlya biologicheskih specialnostei vuzov. 4th ed. Moscow: Vysshaya shkola; 1990. 352 p. (In Russ.)]
  28. Тюрин Ю.Н., Макаров А.А. Анализ данных на компьютере. – М.: Финансы и статистика, 1995. – 384 с. [Tyurin YN, Makarov AA. Analiz dannyh na kompyutere. Moscow: Finansy i statistika; 1995. 384 p. (In Russ.)]
  29. Полуконова Н.В., Федорова И.А. Эколого-кариологическая оценка последствий действия экологических факторов на хирономид (Cironomidae, Diptera) // Поволжский экологический журнал. – 2006. – № 2–3. – С. 164–175. [Polukonova NV, Fedorova IA. Ecologo-karyological estimation of the effect of ecological factors on midges (Chironomidae, Diptera). Povolzhskii ekologicheskii zhurnal. 2006;(2-3):164-175. (In Russ.)]
  30. Кикнадзе И.И. Функциональная организация хромосом. – Л.: Наука, 1972. – 211 с. [Kiknadze II. Funktsional’naya organizatsiya khromosom. Leningrad: Nauka; 1972. 211 p. (In Russ.)]
  31. Дёмин С.Ю. Изменчивость степени конденсированности политенных хромосом в клетках разных органов личинок Chironomus plumosus из природы: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. – Л., 1989. – 25 с. [Dyomin SY. Izmenchivost’ stepeni kondensirovannosti politennyh hromosom v kletkah raznyh organov lichinok Chironomus plumosus iz prirody. [dissertation] Leningrad; 1989. 25 p. (In Russ.)]
  32. Куберская Е.Ф., Бухтеева Н.М. Некоторые реакции личинок хирономид на воздействие фенола различных концентраций // Пато- и саногенетические реакции на различных уровнях организма. – Иркутск: Из-во Иркутского университета, 1975. – С. 41–43. [Kuberskaya EF, Bukhteeva NM. Nekotorye reaktsii lichinok khironomid na vozdeystvie fenola razlichnykh kontsentratsiy. In: Pato- i sanogeneticheskie reaktsii na razlichnykh urovnyakh organizma. Irkutsk: Izdatel’stvo Irkutskogo universiteta; 1975. P. 41-43. (In Russ.)]

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Измеряемые участки хромосомы IV (G): 1 — C. plumosus; 2 — G. glaucus

Скачать (66KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимость коэффициента активности ядрышкового организатора (NOR) от концентрации ионов свинца, экспозиция 12 ч: 1 — C. plumosus, 2 — G. glaucus

Скачать (14KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость коэффициента активности кольца Бальбиани (BRR) от концентрации ионов свинца, экспозиция 12 ч: 1 — C. plumosus, 2 — G. glaucus

Скачать (19KB)
Метаданные

© Белоногова Ю.В., Дурнова Н.А., Шереметьева А.С., 2019

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


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».