Влияние пестицидов на спектр хромосомных аберраций в меристематических клетках озимой пшеницы

Среди существующих экологических проблем одной из тревожных в настоящее время является влияние пестицидов на геном растительных организмов. Исследовано, что химические мутагены могут вызывать в ядерном аппарате клеток растений различного рода нарушения, в частности, хромосомные перестройки, изолокусные разрывы, образование хроматидных мостов и другие необратимые изменения микрофрагментов ядра.
Известно, что стадия формирования здорового и стабильного наследственного материала является наиболее ответственной в процессе органогенеза различных сельскохозяйственных культур и, в конечном итоге оказывает влияние на их продуктивность. К сожалению, вопросам изучения возможной мутационной изменчивости генома клеток растительных организмов при воздействии ксенобиотиков уделяется ещё недостаточно внимания. Учитывая вышеизложенное, целью данной работы явилось изучение цитогенетических особенностей в спектре хромосомных аберраций в клетках образовательной ткани озимой пшеницы 2-х сортов, вызванных инсектицидами различных химических классов (протравителями зерна). Цитогенетические исследования клеток меристемы озимой пшеницы, в которых одно митотическое деление следует за другим, проводились в лабораторных условиях с использованием сортов Доля и Одесская 267, согласно общепринятым методикам.
       Посевной материал указанных сортов инкрустировался тремя видами современных инсектицидных препаратов: Круизер 350 FS, т.к.с. (тиаметоксам) в норме расхода 0,7 л/т; Рубеж, 40 % к.э. (диметоат) и Семафор, 20 % т.к.с. (бифентрин) в норме расхода 2 л/т. Затем зёрна проращивались как в контрольном варианте (без обработки протравителем), так и в опытах с пестицидным фоном до достижения длины первичных корешков 0,8-1,0 см.
       Цитогенетический анализ митотических клеток проводился микроскопическим методом путём изготовления временных препаратов апикальной части корешков зернового материала. Образцы меристематических тканей фиксировались смесью (этиловый 96% спирт : ледяная уксусная кислота в соотношении 3:1), затем окрашивались красителем ацетоорсеином и микроскопировались с иммерсией (увеличение в 1350 раз). Выборка по вариантам составляла 1-1,2 тыс. клеток. Согласно данным проведенных исследований, оказалось, что в зависимости от вида применяемого протравителя в клетках корешков озимой пшеницы сортов Доля и Одесская 267, находящихся в стадии митоза, проявлялся неоднотипный спектр хромосомных аберраций, к которым относились образование микроядер, протекание трёхполосных митозов, выброс хроматина за границы веретена деления, возникновение ацентричных колец и др. Среди хромосомных отклонений на инсектицидном фоне предпочтительнее регистрировались дицентрические и парные ацентрические фрагменты хромосом. Причём большая часть перестроек относилась к одиночным ацентрическим элементам малых размеров и мостов хроматидного типа. Значительная часть аберраций при использовании всех трёх протравителей для 2-х сортов пшеницы относилась к отстающим хромосомам (21,3-27,5 % от общего количества перестроек). 
       Таким образом, в результате цитогенетического анализа экспериментов предпосевной обработки зерна указанных сортов озимой пшеницы изучаемыми протравителями было установлено, что соотношение ацентрических фрагментов хромосом к хроматидным мостам находится в пределах 1,8-2,6. Было отмечено, что наибольшее количество аберраций (3,3 ± 0,6 %) по сравнению с контролем (без обработки) вызвал препарат Круизер 350 FS, т.к.с. Нарушения в геноме, вызванные Семафором, 20 % т. к.с. относительно контроля составили (1,7 ± 0,5 %). Также оказалось, что применение препарата Рубеж, 40 % к.э. сопровождается самым незначительным повреждающим эффектом ядерных структур – частота нарушений превышала контрольный опыт всего на 0,6-1,1 %.
       1. Применение химических мутагенов способствует повышению адаптационной активности в меристематических клетках озимой пшеницы, которая связана с изменениями, происходящими в генетических структурах (хромосомными аберрациями).
       2. Характер и глубина хромосомных аберраций зависит от типа применяемого пестицида, в частности, от природы действующего вещества протравителя, от нормы его расхода.
       3. В результате предпосевной инкрустации зернового материала озимой пшеницы сортов Доля и Одесская 267 протравителем Рубеж, 40% к.э. была индуцирована самая низкая степень перестройки ядерных структур – частота незначительно превышала контроль (без обработки) – на 0,6-1,1%.
 
Влияние пестицидов на спектр хромосомных аберраций в меристематических клетках озимой пшеницы / Лисицкая С.М., Рябченко Н.А., Мочалов В.В. // І-й Всеукраїнський з’їзд екологів: міжнар. наук.-техн. конф., 4–7 жовтня 2006 р.: тези допов. – Вінниця, 2006. – С. 141.
МНПК “Перший Всеукраїнський з’їзд екологів”,  4-7 жовтня, 2006 р. 
Вінницький національний технічний університет
Секція 3 “Проблеми загальної екології та захисту біосфери. Агроекологія та радіоекологія”.
Скачати в форматі pdf: 
Оцінка: 
0
No votes yet