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.
 


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах