Влияние вариабельности физиологических и цитолого-биохимических характеристик на радиочувствительность семенного потомства ольхи

  Влияние  повышенного естественного  радиационного фона произрастания  ольхи кустарниковой на расчетные  значения, характеризующие антиоксидантную защиту (k_аоз), репарацию (k_реп), общую относительную активность (k_аг) и устойчивость генома (k_уг) клеток проростков корневой меристемы, значения квазипороговой дозы (Dq) и tgα угла наклона дозовой кривой.

Х - среднее значение  по выборке;  *р ³0,1

Репаративная способность клеток растений выраженная вычисленным коэффициентом, изменялась от 0,3 до 4,8  у контрольной выборки; от 0,1 до 2,8 у растений произрастающих на фоне 700 мкР/ч. Средние значения репаративной способности клеток данных выборок находились на одном уровне (1,6). Репаративная способность клеток растений, произрастающих на фоне 100  мкР/ч, варьировала от 0,1 до 4,8. Среднее значение было равно 1,8. На 300 мкР/ч значения этого коэффициента изменялись от 0,1 до 4,5. Среднее по выборке составило 1,4. У растений произрастающих на фоне 500 мкР/ч коэффициент репарации варьировал от 0,1 до 2,2. Среднее значение по выборке равно 1,0.

Общая относительная активность генома клеток растений в среднем по выборки  у исследованных фонов достоверно статистически не отличалась. Варьирование значений активности у контроля было от 0,2 до 3,7 . На фоне 100 мкР/ч – от 0,2 до 4,5. На фоне 300 мкР/ч – от 0,3 до 2,7. На фоне 500 мкР/ч – от 0,1 до 2,0. 700 мкР/ч – 0,2 до 2,8.

Установлено, что средняя устойчивость генома клеток растений произрастающих на фоне 100 мкР/ч была максимальной (1,7) и варьировала от 0,4 до 2,8. Устойчивость генома клеток контрольной выборки и растений, произрастающих на фоне 700 мкР/ч, отличалась несущественно. Изменение значений устойчивости контрольной выборки составило от 0,5 до 2,0; у 700 мкР/ч – от 0,3 до 2,9. На 300 мкР/ч – среднее значение устойчивости генома было равным 1,0; варьирование значений находилось в диапазоне 0,2 до 2,2.  На 500 мкР/ч – среднее значение устойчивости генома соответствовало 1,6; варьирование значений находилось в диапазоне 0,9 до 4,9.

 Следует отметить, что среднее значение квазипороговой дозы было максимально у проростков произрастающих на фоне 500 мкР/ч – 15,8 Гр.  А самая низкая  «доза перегиба» у  выборки с фона 700 мкР/ч – 4,0 Гр.

Резистентность  самих приспособительных систем, включая системы репарации, которая оценивается по тангенсу угла наклона дозовой кривой- tga, которая изменялась в небольшом диапазоне: у контроля от 0,4 до 0,5, среднее значение по выборке равно 0,5. У 100 мкР/ч - tga изменялся от 0,2 до 1,7, среднее значение по выборке составило 0,8. У 300 мкР/ч - он варьировал от 0,3 до 1,0. У 500 мкР/ч - tga варьировал от 0,2 до 0,6 при среднем значении – 0,4. А у 700 мкР/ч – от 0,7 до 1,2, среднее значение по выборке составило 0,9.

Таким образом, установлено, что по показателю антиоксидантной защиты растения исследованных фонов находились примерно на одном уровне. Репаративная способность клеток организма растений с разных фонов ПЕРФ также различались несущественно. Исключение составили растения, произрастающие на фоне 500 мкР/ч, которые имели минимальную репаративную способность.

Следует отметить, что общая относительная  активность генома клеток минимальна у растений существующих на фоне 100 мкР/ч и существенно отличается от остальных растений, активность генома которых сохраняется по мере увеличения фона произрастания. Относительная устойчивость генома клеток  была максимальна у растений фона 100 мкР/ч  и минимальна - у фона 300 мкР/ч среди выборок. Потенциал устойчивости растений к острому облучению также был максимален у выборки произрастающей на фоне 100 мкР/ч.  Способность выживания организма растения, произрастающего на фоне 700 мкР/ч при наложении радиационного стресса, резко снижалась.

Произрастание организма в условиях ПЕРФ налаживает определённый отпечаток на физиологические и цитолого-биохимические характеристики семенного потомства, которые являются адаптационным потенциалом существования данного вида в данных условиях обитания.

3.3. Вариабельность коэффициентов антиоксидантной защиты, общей активности генома, репарации, общей относительной устойчивости генома клеток и радиочувствительность  ольхи  кустарниковой

На  рис.3.4А показаны вариационные кривые выживаемости проростков семенного потомства ольхи кустарниковой, выросшей в условиях разного ПЕРФ. Видно, что вариабельность выживаемости проростков растений, выросших в условиях γ-фона от 100 до 700 мкР/ч, изменяется нелинейно. Но во всех вариантах значение вариабельности выше в 2÷3,8 раза, относительно контроля (20 мкР/ч; табл.3.3). Вычисленный коэффициент корреляции  (r=0,7) имеет положительное значение и указывает на достоверность этого явления. Максимальная вариабельность выживаемости была зафиксирована у семенного потомства ольхи, произрастающей в условиях 500 мкР/ч. Острое дополнительное облучение семян растений g-квантами ⁶⁰Со дозой 250 Гр позволило определить изменение вариабельности выживаемости проростков, выросших из семян растений, хронически облучаемых природной радиацией (рис.3.4.Б; табл.3.3.). Установлено, что с увеличением экспозиционной дозы произрастания материнских растений уменьшается вариабельность выживаемости проростков на 10–50%. В варианте с облучением  семян наблюдалась обратная  корреляция  (r = - 0,6) между вариабельностью признака и фоном произрастания семенного потомства.

Как упоминалось выше,  важную роль в формировании адаптаций к экологическим  условиям обитания у растений играют эволюционно сформированные антиоксидантные и геномные защитные системы клеток, определяющие общую устойчивость организмов

В табл.3.3. представлены значения коэффициентов вариабельности общей антиоксидантной защиты, общей активности генома, репарации и общей относительной устойчивости генома клеток проростков, семян растений, выросших в условиях разного ПЕРФ. Установлено, что вариабельность общей антиоксидантной защиты клеток проростков также увеличивается в 1,4-2,0 раза и изменяется нелинейно по мере роста γ-фона произрастания материнских растений.

Таблица 3.3.

Вариабельность (%) выживаемости проростков, коэффициентов антиоксидантной защиты, общей активности генома, репарации, общей относительной устойчивости генома клеток и радиочувствительность (Dq, Гр и tga) семенного потомства ольхи кустарниковой, выросшей в условиях разного ПЕРФ