Цитогенетические исследования семенного потомства Pinus sylvestris L. в районе Сегежского ЦБК
Аннотация
Представлены результаты цитогенетического анализа семенного потомства Pinus sylvestris, произрастающих в 6,5 км от Сегежского целлюлозно-бумажного комбината. Исследование метафазных пластинок, обработанных 1% раствором колхицина, показало, что у 60% проростков в корневой меристеме встречаются полиплоидные клетки. Также были зарегистрированы анеуплоидия, дицентрические и кольцевые хромосомы. Исследование митотического деления (без обработки колхицином) на стадиях метафазы и ана-телофазы выявило, что средний уровень патологий митоза составил 4,2±0,2% и не превышает нормы спонтанного мутирования – 5%. Спектр патологий митоза представлен 10 типами: забегание, обособление, фрагментация, кольцевые хромосомы, отставание, мосты, многополюсное и хаотическое расхождение хромосом, микроядра, сложные (множественные) нарушения. Микроядра в клетках на стадии интерфазы митоза встречались у 53% изученных проростков, их доля сильно варьировала от 0,1 до 0,8% и в среднем составляла 0,12±0,03%. Анализ цитогенетических параметров у семенного потомства Pinus sylvestris выявил высокую гетерогенность семенного потомства. По результатам кластерного анализа было выделено 3 группы: «активно делящиеся» (среднее число клеток на стадиях метафазы и ана-телофазы митоза – 328,8±13,2 шт.), «нормально делящиеся» (200,4±6,0 шт.) и «медленно делящиеся» (116,0±5,8 шт.). Особый интерес представляют проростки отнесенный к группе «активно делящиеся», поскольку у них стимулируется деление клеток, увеличивается спектр типов нарушений и доля микроядер, но при этом снижается частота патологий митоза. Полученные данные, вероятно, могут свидетельствовать о генотоксическом воздействие аэротехногенного загрязнения на растения. Исследования такого плана проведены впервые на данной территории, однако, для понимания механизмов воздействия поллютантов на цитогенетические параметры растительных организмов необходимы дополнительные исследования, в том числе анализ состояния атмосферного воздуха вблизи Сегежского ЦБК.
Ключевые слова
Полный текст:
PDFЛитература
Атлас Карельской АССР. М.: ГУГК СССР. 1989. 40 с.
Буторина А. К., Ермолаева О. В., Черкашина О. Н., Мазурова И. Э., Белоусов М. В., Чернодубов А. И. Перспективы использования цитогенетического анализа в лесоводстве на примере оценки состояния островных боров Воронежской области // Успехи современной биологии. 2008. Т. 128, № 4. С. 400-408.
Гераськин С. А., Кузьменков А. Г., Васильев Д. В. Временная динамика цитогенетических эффектов в хронически облучаемых популяциях сосны обыкновенной // Радиационная биология. Радиоэкология. 2018. Т. 58, № 1. С. 74-84. DOI: https://doi.org/10.7868/s0869803118010083
Горячкина О. В., Сизых О. А. Цитогенетические реакции хвойных растений в антропогенно нарушенных районах г. Красноярска и его окрестностей // Хвойные бореальной зоны. 2012. №1-2. С. 46-51
Государственный доклад о состоянии окружающей среды Республики Карелия в 2019 году. Петрозаводск: ООО «Версо», 2020. 248 с.
Государственный доклад о состоянии окружающей среды Республики Карелия в 2009 году. Петрозаводск: АУ «Издательский дом «Карелия», 2010. 296 с.
Государственный доклад о состоянии окружающей среды Республики Карелия в 2012 году. Петрозаводск: ООО «Два товарища», 2013. 328 с.
Государственный доклад о состоянии окружающей среды Республики Карелия в 2018 году. Петрозаводск: ООО «Принт», 2019. 314 с.
Игнатенко Р. В., Галибина Н. А., Ефимова Л. А. Цитогенетическая характеристика Pinus sylvestris L. в лесных фитоценозах Карелии // Всероссийская научно-практическая конференция «Современное лесное хозяйство – проблемы и перспективы» (Воронеж, 3-4 декабря 2020). Воронеж, 2020. C. 36-39.
Ильинских Н. Н., Новицкий В. В., Ванчугова Н. Н., Ильинских И. Н. Микроядерный анализ и цитогенетическая нестабильность. Томск: Издательство Томского университета. 1992. 269 с.
Калаев В. Н. Цитогенетические реакции лиственных древесных растений на стрессовые условия и перспективы их использования для оценки генотоксичности окружающей среды: Автореф. дис. …докт. биол. наук. Воронеж, 2009. 47 с.
Кунах В. А. Геномная изменчивость соматических клеток растений. 2. Изменчивость в природе // Биополимеры и клетка. 1995. Т. 11, № 6. С. 5-40.
Кунах В. А. Пластичность генома соматических клеток и адаптивность растений // Молекулярная и прикладная генетика. 2011. Т. 12. С. 7-14.
Машкина О. С., Калаев В. Н., Мурая Л. С., Леликова Е. С. Цитогенетические реакции семенного потомства сосны обыкновенной на комбинированное антропогенное загрязнение в районе Новолипецкого металлургического комбината // Экологическая генетика. 2009. № 3. С. 17-29. DOI: https://doi.org/10.17816/ecogen7317-29
Машкина О. С., Тихонова И. В., Муратова Е. Н., Мурая Л. С. Цитогенетические особенности семенного потомства карликовых сосен на Юге Восточной Сибири // Хвойные бореальной зоны. 2012. № 1-2. С. 127-135.
Муратова Е. Н., Седельникова Т. С. Геномные и хромосомные мутации у сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в экстремальных условиях произрастания // Хвойные бореальной зоны. 2004. Т. 22. №. 1-2. С. 128-140.
Нариманов А. А., Корыстов Ю. Н. Стимулирующее действие малых доз ионизирующего излучения на развитие растений // Радиационная биология. Радиоэкология. 1997. Т.37, №3. С. 312–319.
Правдин Л. Ф., Бударагин В. А., Круклис М. В., Шершукова, О. П. Методика кариологического изучения хвойных пород // Лесоведение. 1972. Т. 2. С.67-75.
Пухальский В. А., Соловьев А. А., Бадаева Е. Д., Юрцев В. Н. Практикум по цитологии и цитогенетике растений. М.: Издательство «Колос», 2007. 198 с.
Седельникова Т. С. Изменчивость размера генома хвойных в экстремальных условиях произрастания // Успехи современной биологии. 2015. Т. 135, №. 5. С. 514-528.
Седельникова Т. С., Пименов А. В. Изменчивость числа хромосом и хромосомные перестройки у Pinus sylvestris (Pinaceae) в засушливых условиях Нижнего Поволжья и Южной Сибири // Ботанический журнал. 2021. Т. 106, №. 4. С. 353-362. DOI: https://doi.org/10.31857/S0006813621040116
Симаков Е. А. О пострадиационном восстановлении цитогенетических повреждений в проростках семян разных форм картофеля // Радиобиология. 1983. Т. 23, №5. С. 703–706.
Ярмишко В. Т. Некоторые подходы к оценке состояния лесных фитоценозов, подверженных воздействию аэротехногенного загрязнения // Актуальные проблемы геоботаники. III Всерос. шк.-конф. Лекции. 2007. С. 377-382.
Butorina A. K., Cherckashina O. N., Ermolaeva O. V., Chernodubov A. I., Avdeeva I. A. Cytogenetic monitoring of the Usmansky and Khrenovskoy autochtonic pine stands // Biology Bulletin. 2007. Vol. 34, №. 4. P. 423-426.
Butorina A. K., Kalaev V. N., Mironov A. N., Smorodinova V. A., Mazurova I. E., Doroshev, S. A., Sen’kevich E. V. Cytogenetic variation in populations of Scotch pine. Russian Journal of Ecology. 2001. Vol. 3. P. 198-202. DOI: https://doi.org/10.1023/a:1011366328809
Daev E. V., Dukelskaya A. V., Barabanova L. V. Cytogenetic approaches for determining ecological stress in aquatic and terrestrial biosystems // Russian Journal of Genetics: Applied Research. 2015. Vol. 5, № 5. P. 441–448. DOI: https://doi.org/10.1134/s2079059715050056
Kalashnik N. A. 2008. Chromosome aberrations as indicator of technogenic impact on conifer stands. Russian Journal of Ecology. Vol. 39, №4. P. 261-271. DOI: https://doi.org/10.1134/s106741360804005x
Pardayeva E. U., Mashkina O. S., Popov V. N. State of Pinus sylvestris L. generative sphere according to cytogenetic analysis in changing climate conditions on the territory of Voronezh oblast // Contemporary Problems of Ecology. 2017. Vol. 3. P. 271-276. DOI: https://doi.org/10.1134/s1995425517030088
Yarmishko V. T., Ignateva O. V. Multiyear Impact Monitoring of Pine Forests in the Central Part of the Kola Peninsula // Biology Bulletin. 2019. Vol. 46, № 6. P. 636–645. DOI: https://doi.org/10.1134/S106235901906013X
DOI: http://dx.doi.org/10.17076/eb1499
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.
© Труды КарНЦ РАН, 2014-2019