Отдаленные эффекты действия радиации во втором поколении сосны обыкновенной из ближней зоны аварии на ЧАЭС
ВВЕДЕНИЕ
В радиобиологии одним из основных предметов исследований является действие ионизирующих излучений на живые организмы. Уже в 50-ые годы было известно [1], что под действием ионизирующей радиации у растений проявляются многочисленные радиоморфозы, задержка роста, эффекты стимуляции и гибель организмов. Кроме того, ионизирующее излучение относится к мутагенным факторам, которые способны вызывать генетические перестройки у всех живых организмов.
Наиболее остро вопрос о влиянии ионизирующего излучения на живые системы встал после аварии на 4 блоке Чернобыльской АЭС, которая привела к серьезным последствиям [2]. В результате аварии огромные территории Российской Федерации, Украины и Белоруссии подверглись радиоактивному загрязнению. Самую высокую радиочувствительность среди природных экосистем проявили лесные биогеоценозы, в особенности сосновые насаждения [3], которые подверглись радиоактивному загрязнению на площади около 6,3 тыс. га.
Непосредственно после аварии начались
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 7
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 9
1.1. Особенности радиоэкологической ситуации в ближней зоне ЧАЭС 9
1.2. Передача пострадиационных изменений в поколениях растений 9
1.3 Отдаленные последствия действия радиации у растений, произрастающих на загрязненных территориях 14
1.4.Изменения у растений в отдаленный период после действия ионизирующего излучения на организменном и популяционно-видовом уровнях……. 15
1.4.1. Флуктуирующая асимметрия 20
1.4.2. Всхожесть и энергия прорастания у облученных семян 23
1.5.Изменения у растений в отдаленный период после действия ионизирующего излучения на молекулярно-клеточном уровне 27
1.5.1.Цитогенетические нарушения у растений, которые подверглись воздействию ионизирующего излучения 31
1.5.1.1. Цитогенетический анализ ана-телофазным методом у растений 32
1.5.1.2. Митотическая активность клеток у облученных растений 36
1.6. Агрохимические показатели почвы 37
1.6.1. Гумус в почве 38
1.6.2. Емкость поглощения почв 40
1.6.3. Кислотность почв 43
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 46
2.1. Второе послеаварийное поколение сосны обыкновенной 46
2.2. Месторасположение исследуемых деревьев 49
2.3. Анализ хвои сосны обыкновенной 53
2.3.1. Измерение морфометрических показателей хвои 53
2.3.2. Оценка индекса флуктуирующей асимметрии хвои 54
2.4. Анализ репродуктивных качеств семян 55
2.4.1. Отбор проб шишек 55
2.4.2. Измерение всхожести и энергии прорастания семян 55
2.5. Цитогенетический анализ семян 56
2.5.1.Ана-телофазный метод цитогенетического анализа проростков семян….. 56
2.5.2. Определение митотической активности клеток 57
2.6. Агрохимический анализ почвы 58
2.6.1. Отбор проб почвы 58
2.6.2. Определение гидролитической кислотности почв по Каппену 58
2.6.3.Определение актуальной кислотности почвы (рH) потенциометрическим методом… 59
2.6.4. Определение гумуса методом Тюрина 59
2.6.5. Определение емкости поглощения почв 59
2.7. Статистическая обработка экспериментального материала 60
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 61
3.1. Анализ хвои сосны обыкновенной с 2016 по 2022 гг 61
3.1.1. Морфометрические показатели хвои с 2016 по 2022 гг 61
3.1.2. Флуктуирующая асимметрия хвои с 2016 по 2022 гг. 64
3.2. Репродуктивный потенциал семян 68
3.2.1. Результаты всхожести и энергии прорастания семян 68
3.3. Результаты цитогенетического анализа семян 69
3.3.1. Результаты ана-телофазного метода анализа семян 70
3.3.2. Результаты определения митотической активности клеток 74
3.4. Результаты агрохимического анализа почвы с 2018 по 2021 гг. 76
3.4.1. Результаты определения гидролитической кислотности по Каппену 76
3.4.2.Результаты определения актуальной кислотности почвы потенциометрическим методом 78
3.4.3. Результаты определения гумуса методом Тюрина 80
3.4.4. Результаты определения емкости поглощения почв 82
3.5. Результаты статистической обработки экспериментального материала 84
3.6. Изучение зависимости между морфометрическими, агрохимическими и цитогенетическими показателями 85
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 90
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 91
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Бреславец, Л.П. Растение и лучи рентгена / Л.П. Бреславец. – М.: Академия наук СССР, 1946. – 194 с.
Чернобыльская авария: дополнение к INSAG-1 [Электронный ресурс] // Международное агентство по атомной энергии. – 1993. – URL: https://www.iaea.org/ru/publications/4233/chernobylskaya-avariya-dopolnenie-k-insag-1 (Дата обращения 21.04.2022).
Козубов, Г.М. Радиобиологические исследования хвойных в районе Чернобыльской катастрофы / Г.М. Козубов, А.И. Таскаев. – М.: Дизайн. Информация. Картография, 2002. – 272 с.
Радиоэкологические последствия Чернобыльской аварии / И.И. Крышев, Р.М. Алексахин, И.Н. Рябов [и др.]. – М.: ИАЭ им. И.В. Курчатова, 1991. – 190 с.
Макаренко, Е.С. Морфометрические показатели хвои сосны обыкновенной в условиях хронического радиационного воздействия / Е.С. Макаренко, А.А. Удалова, С.А. Гераськин // Лесоведение. – 2016. – №5. – С. 355-364.
Влияние низкоинтенсивного электромагнитного излучения на активность амилазы в проростках Lupinus Angustifolius L. / Ж.Э. Мазец, К.Я. Кайзинович, Н.В. Пушкина [и др.] // Труды БГУ. – 2013. – Т.8. – №2. – С. 95-101.
Шевченко, В.А. Генетические последствия действия ионизирующих излучений / В.А. Шевченко, М.Д. Помаранцева. – М.: Наука, 1985. – 279 с.
Хронина, В.В. Длина и флуктуирующая асимметрия хвои у потомков сосны обыкновенной из ближней зоны ЧАЭС / В.В. Хронина, А.А. Удалова, Е.С. Макаренко // Будущее атомной энергетики–AtomFuture 2018: Тезисы докладов XIV Международной научно-практической конференции. – Обнинск: ИАТЭ НИЯУ МИФИ, 2018. – С. 53.
Хронина, В.В. Длина и масса хвои у второго послеаварийного поколения сосны обыкновенной из ближней зоны ЧАЭС / В.В. Хронина, А.А. Удалова, Е.С. Макаренко // Современные проблемы радиобиологии, радиоэкологии и агроэкологии: Тезисы докладов международной молодежной конференции. – Обнинск: ФГБНУ ВНИИРАЭ, 2019. – С. 95-98.
Далее рассмотрим, какие цитогенетические последствия могут наблюдаться у растений, приведем примеры хромосомных нарушений и методики измерений таких нарушений.
Цитогенетические нарушения у растений, которые подверглись воздействию ионизирующего излученияИз рассмотренных выше материалов становится понятным необходимость проведения цитогенетического мониторинга для выявления влияние стрессовых факторов (в данном случае речь идет об ионизирующем излучении) на биоту.
Цитогенетический мониторинг представляет собой систему мер слежения, оценки и прогнозирования состояния цитогенетической системы (хромосомного аппарата в митотическом и мейотическом циклах)