IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

В настоящее время отмечается загрязнение окружающей среды техногенными продуктами, которые, обладая повышенной мутагенной активностью, несут в себе опасность воздействия на генетический аппарат живых существ. Оценить эффекты и по­следствия влияния загрязнений на биоценозы могут биоиндикаторы, которые оценивают интегральный эффект воздействия, что позволяет выявить и оценить синергические эффекты. В связи с этим целью данной работы была оценка генотоксичности состояния почвы в Центральном районе города Оренбурга с использованием корневой меристемы лука Alliuт сера.

Наблюдения за особенностями корневой системы лука обыкновенного подтвердили, что это растение является наиболее чувствительным к опасным влияниям токсикантов, ведь корневая система – это часть любого растения, первой вступающая в контакт с химическими загрязняющими агентами, находящимися в составе почв и вод. Биотест Alliumcepaне требует знания кариотипа и идентификации типов повреждений хромосом, является простым, экономичным и достаточно чувствительным для определения мутагенности. Корневые клетки обладают определенными ферментами, выполняющими функции оксидаз, которые способствуют превращению многих немутагенных веществ в мутагенные. Эта система активации позволяет обнаружить те химические вещества, которые усиливают свой токсический эффект в процессе метаболизма.

Лук репчатый имеет 16 крупных, кариотипически хорошо изученных хромосом, что удобно для цитогенетического анализа. Для исследования отбирали луковички сорта одинакового размера (диаметром 1,5 см); масса одной луковицы составляла 5–8 г.

Материалом для исследования послужили про­бы почвы собранные на трех точках отбора: улица, двор, парк.

Для обеспечения равномерности прорастания и синхронизации деления клеток луковички в течение суток выдерживали в дистиллированной воде в холодильнике, затем помещали в пробирки с анализируемыми пробами водных вытяжек из почвы. В контрольном варианте луковицы помещались в пробирки с дистиллированной водой. Проращивание происходило в течение 3 суток в термостате при температуре +24 C. Затем кончики корешков длиной около 7 мм отделялись и фиксировались в фиксаторе Карнуа, состоящем из 3 частей этилового спирта и 1 части ледяной уксусной кислоты. Корешки окрашивались ацеторсеиновым красителем, приготовленным следующим образом: 1 горсеина растворяется в 50 мл уксусной кислоты, нагревается до кипения, медленно охлаждается и фильтруется.

Фиксированные корешки помещались в фарфоровый тигель с красителем. Тигель нагревался над пламенем спиртовки до начала тайного кипения. Затем корешки извлекались из красителя и помещались на предметное стекло. Наиболее окрашенный кончик длиной 2-3 мм осторожно отрезался от корешка, помещался в каплю раствора 45% уксусной кислоты и закрывался покровным стеклом. Для того чтобы получить монослой клеток, корешок при помощи спички раздавливался под покровным стеклом.

Препараты анализировались под микроскопом при увеличениях. Для каждого препарата просматривалось 600 клеток, расположенных монослойно, с хорошо прокрашенными ядрами и неповрежденными клеточными стенками. Учитывались клетки, находящиеся на разных фазах митоза. Отдельно регистрировались клетки на стадии анафазы и телофазы с хромосомными аберрациями (ХА) и отставаниями хромосом.

Для оценки митотоксической активности определялся митотический индекс (МI) в меристеме проростков корешков.

Определение величины митотического индекса (МI) проводилось по формуле:

где П, М, АТ – количество клеток, находящихся соответственно на стадиях профазы, метафазы и ана-телофазы; N – общее количество проанализированных клеток.

На всех исследуемых станциях по сравнению с контролем происходит «мизоугнетающий эффект», то есть снижение митотической актив­ности. Митотическая активность в контроле составила 23%, в эксперименте из вытяжки почвы соответственно была: в парке -11%, двор – 6%, улица – 2%.

Для выяснения возможных причин нарушений митоза определялись фазные индексы (ФИ) – отношение числа клеток, находящихся на разных фазах митоза, к общему количеству делящихся клеток:

где Ф – количество клеток, находящихся на данной фазе митоза.

Исследуя общее количество клеток, находящихся на стадии профазы, метафазы и ана-телофазы от общего числа проанализированных клеток было выявлено, что в процентном соотношении преобладает профазный индекс, так в контроле эта цифра составила 70%, в вытяжках из почв улицы – 67%, двора -52%, парка -2%. Метофазный индекс в контроля был 45%, в вытяжках из почв улицы 33%, двора -35%, парка -25%. Анафазный индекс в контроле составил 20%, в вытяжках из почв улицы 0 %, двора -13%, парка -13%. Рассматривая соотношение фазных индексов в пробах выявлено, что наибольшее количество клеток приходится на стадию профазы. Это означает, что веще­ства находящиеся в почве, снижают митотический индекс на стадии профазы, что свидетель­ствует о нарушении репликации и целостности структуры хромосом.

Выводы:

1. В исследуемых пробах не было зарегистрировано мутагенной активности, что свидетельствует об отсутствии мутагенных веществ в донных отложениях.

2. Митотическая активность проб по сравнению с контролем показывает «мизоугнетающий эффект», то есть снижение митотической активности меристемы лука. Это свидетель­ствует о том, что в пробах находятся вещества угнетающие митотическое деление на стадии профазы, и приводящие к нарушению репликации и целостности хромосом.

Таким образом, определение митотического индекса позволяет регистрировать митотоксическое действие вещества, а расчеты фазных индексов помогают выявить механизм этого действия.

Код для цитирования: Скопировать