Влияние вариабельности физиологических и цитолого-биохимических характеристик на радиочувствительность семенного потомства ольхи

*р  ≤0,1

Следует отметить, что наибольшая вариабельность значения k_оаз  отмечена у клеток проростков, выросших из семян, сформированных при ПЕРФ 100 мкР/ч. Вычисленный коэффициент корреляции между вариабельностью значения коэффициента общей антиоксидантной защитой клеток и фоном произрастания материнских растений показал отрицательную зависимость (r=-0,2) и низкую статистическую достоверность различий между полученными данными (рис.3.5. А). То есть,  суммарная антиоксидантная защита у проростков в целом находится на одном уровне и не зависит от фона произрастания материнских растений.  Вторая часть дозовой  кривой показывает обратно пропорциональную зависимость изучаемого критерия от величины дозы облучения. Количественно эту зависимость оценивали по тангенсу угла наклона  (tga) второго участка дозовой кривой, величина которого была тем больше,  чем быстрее изменялись наблюдаемые показатели в интервале больших доз радиации. 

Рис. 3.4. Вариабельность выживаемости проростков семенного потомства ольхи кустарниковой, выросшей в условиях ПЕРФ, А – без облучения, Б - острое g-облучение 250 Гр.

По оси абсцисс – радиационный фон, мкР/ч;

по оси ординат – коэффициент  вариабельности (V), %

Наклонный участок дозовой кривой показывает второй  вид устойчивости - резистентность  геномных систем.

При сравнении вариабельностей  общей активности генома и репаративной способности клеток проростков ольхи кустарниковой в зависимости от ПЕРФ произрастания также была установлена отрицательная статистически достоверная корреляция (r = - 0,6 и  - 0,8, соответственно; рис.3.5 Б и В). Следует отметить, что вариабельность значения k_оаг при фоне 100 мкР/ч на 50% выше контрольного значения. Значения tga по мере роста ПЕРФ увеличиваются на 20-80 % (кроме варианта 500 мкР/ч; табл.3.3). Ранее проведенные исследования общей функциональной активности генома у проростков растений показали, что у большинства исследованных центрально- и южноякутских видов растений повышенная функциональная активность генома приводит к снижению радиоустойчивости (в диапазоне доз, превышающих квазипороговую), по сравнению с уральскими экоформами (Журавская и др, 2006).

На  рис.3.5. Г показано изменение вариабельности  интегральной общей относительной устойчивости генома клеток проростков, семенного потомства родительских растений, длительное время существующих в условиях ПЕРФ. Показано, что с повышением фона произрастания происходит увеличение вариабельности этого показателя (r=0,5).

Следует отметить Vk_уг  при γ-фоне 500 мкР/ч, где показатель вариабельности в 4,1 раза выше чем у контроля, что отразилось на значении квазипороговой дозы (Dq=15,0 Гр), которая в 2,5 раза выше, относительно контроля. Можно предположить, что при этом фоне произрастания эволюционно создались благоприятные условия для различных вариаций характеристик растений (физиологических и биохимических). И это несмотря на то, что вариабельность k_аоз, k_оаг k_реп  ниже контрольного значения (табл.3.3). Вероятно, подобное сочетание вариабельностей выше перечисленных коэффициентов при γ-фоне 500 мкР/ч является наиболее оптимальным для существования ольхи кустарниковой, длительное время испытывающей действие хронического γ-облучения естественной радиацией и вызывает высокую радиоустойчивость семенного потомства, относительно других значений ПЕРФ.

Рис. 3.5.  Вариабельность  антиоксидантной защиты (А - k_аоз), общей активности генома (Б - k_оаг), репарации (В - k_реп) и общей относительной устойчивости генома (Г - k_уг) клеток проростков семенного потомства ольхи кустарниковой,  выросшей в условиях разного ПЕРФ

По оси абсцисс – радиационный фон, мкР/ч;

по оси ординат – коэффициент  вариабельности (V), 

Выводы

1. Установлено уменьшение и «стандартизация» средней массы семян ольхи, выросшей в условиях 300 мкР/ч. Выявлено появление бимодальных вариационных кривых всхожести семян растений, выросших в условиях ПЕРФ, что говорит о нестабильности геномов индивидуумов, составляющих эту выборку.

2. Установлено, что вариабельность выживаемости проростков растений, выросших в условиях γ-фона от 100 до 700 мкР/ч, изменяется нелинейно, во всех вариантах значение вариабельности выше в 2÷3,8 раза, относительно контроля. Вычисленный коэффициент корреляции  (r=0,7) имеет положительное значение и указывает на достоверность этого явления С увеличением экспозиционной дозы произрастания материнских растений уменьшается вариабельность выживаемости проростков на 10–50%. В варианте с облучением  семян наблюдалась обратная  корреляция  (r = - 0,6) между вариабельностью признака и фоном произрастания семенного потомства.

3. Установлено, что  вариабельность общей антиоксидантной  защиты клеток проростков также  изменяется нелинейно по мере  роста γ-фона произрастания материнских растений, и статистически достоверно не зависит от фона произрастания материнских растений. 

4. Показано, что вариабельности активности генома и репаративной способности клеток проростков ольхи кустарниковой в зависимости от ПЕРФ произрастания имеют отрицательную статистически достоверную корреляцию (r = - 0,6 и - 0,8), что приводит к увеличению на 20-80 % значений tga (кроме варианта 500 мкР/ч).

5. Показано, что с ростом фона произрастания  происходит увеличение вариабельности  интегральной общей относительной  устойчивости генома клеток проростков (r=0,5), что приводит к повышению радиоустойчивости семенного потомства ольхи кустарниковой (по Dq).  Предположено, что длительное произрастание ольхи кустарниковой при γ-фоне 500 мкР/ч  привело к повышению вариабельности физиологических и биохимических характеристик ее потомства, что явилось благоприятным фактором для формирования их высокой радиоустойчивости к острому облучению.

Список использованной литературы

1. Акимова Г.П., Родченко О.П. Изменение активности пероксидазы в клетках корня кукурузы в условиях низкой температуры // Физиолго-биохимические аспекты устойчивости растений к неблагоприятным факторам внешней среды. Иркутск, 1976. С. 4-5.
2. Акифьев А. П., Дегтярев С. В. Антропогенный принцип в биологии и радиобиологии. // Радиационная биология. Радиоэкология. М.: Наука. Т. 39. № 1. 1999. С. 5-9.
3. Алексеев В.Г. Устойчивость растений в условиях Севера: Эколого-биохимические аспекты. Новосибирск: ВО Наука, 1994. 152 с.
4. Алексеев В.Г., Кершенгольц Б.М.,  Попов А.А. О характере изменений  свойств пероксидазы при адаптации растений к экстремальным    условиям Севера //Физиология растений. 1983а. Т.30, вып. 6. С. 1094-1101.
5. Алексеев В.Г.,  Мярикянов  М.И., Щербакова Т.М.  Биохимические аспекты адаптации пшеницы к условиям Севера.  В кн.: Биологические проблемы Севера. Якутск.1974, вып. 7. С.3-9.
6. Андреев В.Н., Галактионова Т.Ф., Горовой П.Г., Караваев М.Н., Леонова Т.Г., Липшиц С.Ю., Михалева В.М., Пермякова А.А., Перфильева В.И., Скворцов А.К., Толмачев А.И., Чугунова Р.Н.  Определитель высших растений Якутии. Новосибирск, изд.: Наука, 1974. 544 с.
7. Асатиани В.С.  Ферментные методы анализа.  М.: Наука,1969. 740 с.
8. Барабой В.А. Механизмы стресса и перекисное окисление липидов // Успехи современной биологии, 1991. Т. 111. Вып. 6. С. 66-78.
9. Барабой В.А., Брехман И.И., Голотин В. Г., Кудряшов Ю. Б. Перекисное окисление и стресс. С.-Петербург: Наука. 1992. 148 с.
10. Бурлакова Е.Б., Храпова Н.Г. Перекисное окисление липидов мембран и природные антиоксиданты // Успехи химии, 1985. Т. LIV. Вып. 9. С. 1540-1558.
11. Веселовский В.А., Веселова Т.В. Люминисценция растений. М.: Наука, 1990. 201с.
12. Ветчинникова (Ко<span class="dash041e_0431_044b_0447_04