Введение к работе
Актуальность проблемы. Изучение радиочувствительности организмов является одной из основных проблем радиобиологии и радиоэкологии. Радиочувствительность как общее свойство биоты*зависит от совокупности морфо-генетических и фиэиолого-биохимических свойств организмов и их реакций на стрєссирующиє воздействия Факторов среды. Большое количество работ посвящено исследованию радиочувствительности как свойства самих организмов ЕПреобра— женская Е..1971; Кузин А.,1977,1986; Куликов Н.,Молчанова И,,1975; Гродзенский Д.,19993, Существенно в меньшей степени исследованы изменения радиочувствительности организмов в зависимое ти от условий их существования. Совершенно не изучена радиочувствительность' растений, произрастающих на Северо-Востоке.России. ' Наша работа гіосвящена изучению эколого-географических изменений радиочувствительности семян растений. . Р качестве o6vpktob взяты наиболее.типичные для Якутии виды растений. испытывающие ма себе действие экстремальных экологических Факторов (резкие перепады суточных температур, леФииит влаги и аномальный световой режим в период вегетации), по сравнению с аналогичными видами;, произрастающими на Среднем Урале.
Якутия является природной лабораторией для изучения изменений радиочувствительности растений в результате синергического действия экстремальных условий произрастания, включая естественный повышенный радиационный Фон.
Известно, что в растениях, произрастающих е течение многих поколений в.экстремальных природных условиях, в качестве одного из защитных механизмов происходит усиление синтеза биологически активных веществ (антиоксидантов Флавоноидной, Флавогликозидной и другой природы), которые является веществами мнактивир\'к>щими радиотоксины свободнорадикальной природы в растительной и животной клетке СГудков И.,1985; Кузин А.,19833. Это позволяет предположить, что экстракты из тканей этих растений, содержащие указанные биологически активные соединения, могут оказывать радиопратекторный эффект и на другие организмы, включая семена растений.
Целью настоящей работы является изучение особенностей ради
очувствительности семян широко распространенных видов растении
Центральной Якутии, обусловленных Физиолого—биохимической адап
тацией последних к условиям резко—континентального климата,
включая.повышенный естественный радиационный Фон, а также иссле
дование возможностей переноса свойства, повышенной радиоустойчи
вости растений на другие организмы при их обработке экстрактами
из тканей .радиоадаптированных растений.
Для достижения указанной цели работы были поставлены следующие задачи:
1- Изучить диапазон индивидуальной и видовой радиочувствительности семян широкораспространенных дикорастущих растений Центральной Якутии;
2. Исследовать эколого-географические изменения радиочувствительности семян дикорастущих растений одних и.тех же видов, сформированных в экстремальных природных условиях Центральной Якутии и умеренного климата Среднего Урала;
-
Изучить эколого-географические .особенности радиочувствительности семян сортов пшеницы, произрастающих в Центральной Якутии и на Среднем Урале по совокупности Физиологических, биохимических и цитологических параметров;
-
Исследовать вклад повышенного естественного радиационного Фона (ПЕРТ*) , как составной части окружающей среды, в Формирование радиорезистентности семян якутских видов растений;
5. Изучить радиомодиФицирующее действие на семена пшеницы экстрактов из тканей якутских видов растений, обладающих повышенной радиоустойчивостью,, в том числе из растений, произрастающих в условиях повышенного естественного радиационного фона, а также растворов двухуглеродных веществ, обладающих выраженным антиоксидантним (этанол) или гипобиотическим (ацетальдегид) действием.
Научная новизна данной работы состоит в следующем:
— впервые изучена индивидуальная и видовая радиочувстви
тельность семян якутских видов растений и установлено, что боль
шинство из них относятся к среднеустойчивым видам п-j классифика
ции Е.И.Преображенской;
- выявлено, что семена якутских видов растений.относящихся
к семействам, расположенным на периферии Филогенетической системы, обладают, по сравнению с семенами аналогичных видов растем ний, произрастающих на Среднем Урале, повышенной радиоустойчи— > вость» в диапазоне доз облучения до 20—50 Гр и пониженной радиоустойчивостью при более высоких дозах облучения. Предложено объяснение этого явления на основе известных изменений строения генома -и<Физиолаго—биохимических свойств растений Якутии, при их адаптации к условиям резко-континентального климата;
устайовлен диапазон изменчивости радиочувствительности некоторых сортов пшениц, произрастающих в условиях Якутии, и выявлены изменения их радиочувствительности при интродукции этих сортов на Среднем Урале. Дана объяснение обнаруженных изменений радиочувствительности на основе различий в лабильности генома и содержании антиоксидантов в семенах;
показано радиомодифицирукщее действие повышенного естественного радиационного Фона на растения» произрастающие в условиях ПЕР1?, заключающееся в активации Фотосинтеза, увеличений содержания антиоксидантов, активности пероксидаэы;-'
на семенах якутских видов растений установлен эффект радиационной стимуляции повышенным естественным радиационным фоном, проявляющийся в виде повышения выживаемости и листообразо— вания проростков из семян сформированных в условиях ПЕРФ в
диапазоне от 70 мкР/ч до 250-300 мкР/ч, а также явление радиоадаптации, т.е. повышенной радиоустойчивости семян этих растений к повторному провокационному облучению.
Практическое значение исследования заключается в том, что в результате изучения радиомодифицирующего действия на семена пшеницы 25 экстрактов из тканей растений Якутии выявлены четыре из них (содержащие повышенное количество более активных антиокси-^ дантов), перспективные с точки зрения их использования как радиопротекторов семян полезных растений и, невидимому* животных организмов,
*
Дпробация работы. Основные результаты работы были представ
лены на Второй Всесоюзной конференции по сельскохозяйственной
радиологии (Обнинск,1984), Всесоюзной школе по актуальным проб
лемам биохимии (Якутск,1991), . на симпозиуме: Механизмы действия
сверхмалых доз (Москва,1992). -
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методик , результатов экспериментальных исследовании, обсуждения результатов, выводов и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 154 страницах и включает 23 таблицы и 12 рисунков.