Вивчення можливостей індукції, ступеню вираженості збереження індукованої радіоадаптивної відповіді клітин у інбредних і гетерозисних рослин в результаті опромінення насіння адаптувальними режимами гамма-радіації і радіохвиль міліметрового діапазону.
Одним з механізмів захисту клітин від пошкоджуючого впливу радіації є індукована радіоадаптивна відповідь (РАВ), що проявляється в зменшенні наслідків впливу високих, ударних, доз радіації після попереднього опромінення малими, адаптувальними, дозами. Вивчення ефекту РАВ на рівні меристемних тканин рослин має важливе значення у звязку з тим, що в основі процесів росту рослини, реалізації його генетичної програми розвитку, а отже, і формуванні врожайних якостей, лежить структурно-функціональна цілісність клітин меристеми і активність їх поновлення від пошкоджень (Гродзинский Д.М., Гудков И.Н., 1982). Методи дослідження: для вивчення цитофізіологічних і цитогенетичних характеристик меристеми проростків опроміненого насіння визначали показники рівнів та динаміки мітотичної активності протягом перших мітотичних циклів, синхронність вступу клітин в перший мітоз, відсоток проростків без мітозів, використовуючи світловой мікроскоп. Результати дослідження рівнів і динаміки мітотичної активності кореневої меристеми проростків гібрида і його батьківських ліній в ранні строки проростання насіння в нормі показали перевагу гібрида над батьківськими лініями, що проявлялась в більш раннім формуванні першої хвилі мітозів (на 35 годині в порівнянні з лініями - на 41 у батьківської і 45 у материнської) і різкому збільшенні числа клітин, що діляться, в 1,5 рази (з 3,0±0,5% до 8,3±0,8%, р<0,001), що відбиває більш високий ступінь синхронізації мітозів в меристемі гібрида. Для гібрида, на відміну від материнської лінії, характерний не стимульований, а високий природний рівень мітотичної активності: максимальні значення мітотичних індексів, МІ, що відповідають пікам мітотичної хвилі у варіанті 50 Гр вірогідно не відрізнялись від контролю, у материнської лінії відбулось їх збільшення на 2,5% (р<0,05).В дисертаційній роботі представлено теоретичне узагальнення і нове експериментальне вирішення наукової задачі, яка полягає у вивченні можливості індукції, показників прояву, ступеню вираженості і тривалості збереження індукованої радіоадаптивної відповіді клітин у інбредних і гетерозисних рослин в результаті попереднього опромінення насіння адаптувальними режимами гамма-радіації і радіохвиль міліметрового діапазону. Інбредна депресія у батьківських ліній і гетерозис у гібрида чітко виявляється в нормі за показниками рівня і динаміки мітотичної активності клітин кореневої меристеми проростків і листової меристеми вегетуючих рослин. Вплив на насіння інбредних ліній і гетерозисного гібрида соняшника адаптувальних режимів індукує радіоадаптивну відповідь, яка проявляється на клітинному рівні в ранній післярадіаційний період, в онтогенезі рослин, і після трирічного зберігання опроміненого насіння. На ранніх етапах проростання насіння в ранній післярадіаційний період феномен радіоадаптивної відповіді виявляється в клітинах ліній і гібрида, але ступінь його виразності різний. Захисна реакція (РАВ) в більшій мірі активується при дії двох адаптувальних режимів (варіант ММХ-50-200), і проявляється в стимуляції мітотичної активності клітин, зниженні рівня хромосомного мутагенезу, зниженні частоти клітин із множинними абераціями хромосом.
Вывод
В дисертаційній роботі представлено теоретичне узагальнення і нове експериментальне вирішення наукової задачі, яка полягає у вивченні можливості індукції, показників прояву, ступеню вираженості і тривалості збереження індукованої радіоадаптивної відповіді клітин у інбредних і гетерозисних рослин в результаті попереднього опромінення насіння адаптувальними режимами гамма-радіації і радіохвиль міліметрового діапазону. В результаті дослідження можливо зробити наступні основні висновки.
1. Інбредна депресія у батьківських ліній і гетерозис у гібрида чітко виявляється в нормі за показниками рівня і динаміки мітотичної активності клітин кореневої меристеми проростків і листової меристеми вегетуючих рослин. Природна проліферативна активність меристеми гібрида в 1,5-2 рази вище, ніж у ліній (р<0,01-0,001) на протязі всього періоду онтогенезу.
2. Стимуляція мітотичної активності клітин під впливом дози 50Гр відбувається у материнської лінії, для якої характерний низький рівень мітозів в нормі. Під впливом ударної дози у всіх досліджуваних форм інтенсивність розмноження клітин істотно зменшується, максимальне зниження проліферативної активності спостерігали у гібрида.
3. Вплив на насіння інбредних ліній і гетерозисного гібрида соняшника адаптувальних режимів індукує радіоадаптивну відповідь, яка проявляється на клітинному рівні в ранній післярадіаційний період, в онтогенезі рослин, і після трирічного зберігання опроміненого насіння.
4. На ранніх етапах проростання насіння в ранній післярадіаційний період феномен радіоадаптивної відповіді виявляється в клітинах ліній і гібрида, але ступінь його виразності різний. Максимально індукована дією радіації адаптивна відповідь виражена в меристемі гібрида. Захисна реакція (РАВ) в більшій мірі активується при дії двох адаптувальних режимів (варіант ММХ-50-200), і проявляється в стимуляції мітотичної активності клітин, зниженні рівня хромосомного мутагенезу, зниженні частоти клітин із множинними абераціями хромосом.
5. Індукована на ранніх етапах росту рослин за показниками рівня мітотичної активності РАВ зберігається в онтогенезі протягом усього періоду вегетації. В ранній період вегетації (4-5 лист) максимальний стимуляційний ефект мітотичної активності і прояв РАВ виявляється у материнської лінії. В пізній період вегетації (16-17 лист), коли починають формуватися генеративні органи і компоненти врожаю, максимальний рівень мітотичної активності і РАВ спостерігали у гетерозисних рослин.
6. При зберіганні опроміненого насіння природне зниження проліферативної активності, а також нагромадження аберацій хромосом меншою мірою відбувається в меристемі гібрида в порівнянні з лініями, що відбиває більшу стабільність його генома. Після трирічного зберігання опроміненого насіння стимулюючий ефект адаптувальної дози, необхідний для індукції РАВ, зберігається у ліній, і проявляється за критерієм мітотичної активності клітин меристеми і не виявлений у гібрида.
7. Ступінь прояву РАВ за критерієм мітотичної активності в меристемі проростків інбредних ліній в перші години проростання насіння після зберігання був нижчий, ніж у свіжеопроміненого насіння і гібрида. В пізні строки росту проростків РАВ індукувався в меристемі всіх форм.
8. Вихід хромосомних аберацій має дозовий характер, збільшується при старіння насіння. За рівнем радіаційно-індукованого мутагенезу інбредні лінії перевищують гібрид. При зберіганні опроміненого насіння збільшення частки клітин з множинними абераціями хромосом відбувається в більшій мірі в меристемі ліній. Адаптувальне опромінення насіння призводить до зниження частки клітин з множинними абераціями хромосом в меристемі проростків свіжеопроміненого насіння і після його зберігання, що, можливо, повязано із загибеллю і елімінацією із популяції ушкоджених клітин.
9. Обовязковою умовою формування РАВ є стимуляція поділу клітин для репопуляційного відновлення рослин. Механізми підвищення мітотичної активності ліній і гібридів різні - у ліній стимуляція проліферації викликається впливом на насіння адаптувальних режимів. Підвищений рівень мітотичної активності клітин меристеми гібридів є в певній мірі наслідком гібридизації, розвитку гетерозиготи й проявом гетерозису.
Список литературы
1. Шестопалова Н.Г., Баева Е.Ю. Митотический потенциал корневой и листовой меристемы гетерозисных растений в период раннего и позднего онтогенеза // Вісник Харківського національного аграрного университету. Сер. Біологія. - 2004. - Вип. 1 (4). - С. 64-69.
2. Баева Е.Ю. Индукция и проявление радиоадаптивного ответа клеток корневой меристемы линий и гибрида подсолнечника // Вісник Харківського національного університету. Серія: Біологія. - 2006. - Вип. 3 (№ 729). - С. 47-52.
3. Баева Е.Ю. Влияние хранения облученных семян на проявление радиоадаптивного ответа клеток корневой меристемы проростков Helianthus annuus L. с разным генотипом // Вісник Харківського національного аграрного университету. Сер. Біологія. - 2007. - Вип. 2 (11). - С. 93-99.
4. Шестопалова Н.Г., Баева Е.Ю. Радиоадаптивный ответ клеток листовой меристемы инбредных линий и гетерозисных растений Helianthus annuus L. В период раннего и позднего онтогенеза // Цитология и генетика. - 2007. - Т. 41, № 6. - С. 44-49.
5. Баева Е.Ю. Изменение цитогенетических показателей радиоадаптивного ответа при хранении семян Helianthus annuus L. с разным генотипом // Досягення і проблеми генетики, селекції та біотехнології: Зб. наук. пр. - К.: Логос, 2007. - Т. 1. - С. 7-11.
6. Баева Е.Ю., Семейкина Т.О. Радиоадаптивный ответ клеток листовой меристемы подсолнечника и ячменя // Биология - наука XXI века: 6я Пущинская школа-конф. молод. ученых. Пущино, 20-24 мая 2002 г. - Пущино, 2002. - Т. 2. - С. 14.
7. Баєва О.Ю., Губін Є.А. Підвищення стійкості рослин до високих доз іонізуючої радіації // III зїзд УБТФ. Львів, 8-11 жовтня 2002 р. - Львів, 2002. - С. 290.
8. Баева Е.Ю., Шестопалова Н.Г. Индукция и проявление адаптивного ответа клеток в онтогенезе растений // Биологические механизмы старения: V Междунар. симпоз. Харьков, 30 мая-1 июня 2002 г. - Харьков, 2002. - С. 75-76.
9. Баева Е.Ю., Шестопалова Н.Г. Индукция радиоадаптивного ответа клеток меристемы в связи с явлением гетерозиса у растений // Актуальные проблемы генетики: 2я конф. МОГИС им. Н.И. Вавилова, посв. 115-летию со дня рождения акад. Н.И.Вавилова. Москва, 20-21 февраля 2003 г. - Москва, 2003. - Т. 1. - С. 23.
10. Баева Е.Ю., Шестопалова Н.Г. Радиоадаптивный ответ клеток листовой меристемы растений подсолнечника с разным генотипом // Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений: 2я международная конф. молодых ученых. Харьков, 19-23 мая 2003 г. - Харьков, 2003. - С. 13.
11. Баева Е.Ю., Семейкина Т.О., Тимченко Д.С. Защита сельскохозяйственных растений от повреждающего действия высоких доз радиации // Сучасні проблеми науки та освіти: 5та міжнародна міждисциплінарна науково-практична конференція. Алушта, 30 квітня - 10 травня 2004 р. - Харків, 2004. - С. 71.
12. Баева Е.Ю., Шестопалова Н.Г. Индукция и проявление радиоадаптивного ответа клеток растений под влиянием раздельного и совместного воздействия на семена ионизирующего и неионизирующего излучений // Медикобиологические проблемы противолучевой и противохимической защиты: российская научная конференция. Санкт-Петербург, 20-21 мая 2004 г. - СПБ, 2004. - С. 50-51.
13. Шестопалова Н.Г., Баева Е.Ю., Баева Т.И., Винокурова Л.В. Повышение устойчивости растений к высоким дозам радиации // Актуальные проблемы сохранения устойчивости живых систем: VII Международная научная экологическая конф. Белгород, 27-29 сентября 2004 г. - Белгород, 2004. - С. 246.
14. Винокурова Л.В., Баєва О.Ю., Веклич Н.Л. Вивчення радіоадаптивної відповіді клітин меристеми Allium fistulosum L. у звязку з процесом старіння насіння // Молодь і поступ біології: I Міжнародна наукова конференція студентів та аспірантів. Львів, 11-14 квітня 2005 р. - Львів, 2005. - С. 13.
15. Баева Е.Ю. Радиоадаптивный ответ (РАО) клеток зародышевой меристемы в условиях «ускоренного» радиационного старения семян // Биологические механизмы старения: VII Международный симпозиум. Харьков, 24-27 мая 2006 г. - Харьков, 2006г. - С. 70.
16. Баева Е.Ю. Радиоадаптивный ответ (РАО) клеток зародышевой меристемы инбредных и гетерозисных растений в условиях «ускоренного» радиационного старения семян // Генетика в России и мире: междунар. конф., посв. 40-летию ИОГЕН им. Н.И. Вавилова РАН. Москва, 28 июня-2 июля 2006г.- М., 2006. - С. 9.
17. Баєва О.Ю., Винокурова Л.В. Зміни рівня і спектру хромосомних аберацій при радіоадаптивній відповіді за умови зберігання опроміненого насіння // Біологічні дослідження молодих вчених в Україні: VI Всеукраїнська наукова конференція студентів і аспірантів. Київ, 21-22 вересня 2006 р. - Київ, 2006. - С. 3.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
