Адаптация к экстремальным условиям среды и радиочувствительность растений : Радиоэкологические исследования

• Автор: Журавская, Алла Николаевна
• Шифр специальности: 03.00.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Якутск
• Количество страниц: 314 с. : ил.

1. . Стресс и адаптация.

1.2. Адаптация растительных организмов к экстремальным нсрадиа

ционным условиям Севера

1.2.1. Биохимические адаптации

1.2.2. Физиологические адаптации

1.3. Биологическое действие радиации как пример стресса

.4. Влияние химиотехногенных загрязнений на растения

1.5.Зависимость радиочувствительности организмов от сформированных у них адаптаций к условиям произрастания.

1.6. Изменение лучевой реакции под действием природных соединений

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Описание объектов растений

2.2. Определение физиологобиохимических показателей.
2.3. Методика введения радиоактивной метки.
2.4. Методика определения митотического индекса и уровня хромосомных аберраций.
2.5. Хроматомассспектромелрия экстрактов и эфирных масел растений
2.6. Облучение семян и критерии оценки радиоустойчивости
2.7. Измерение повышенного естественного радиационного фона и антропогенных загрязнений
3.3.2. Некоторые закономерности внутривидовой изменчивости радиочувствительности у пшеницы.
3.4. Физиологобиохимические адаптации растений к экстремальным нерадиационным факторам Севера и их влияние на радиочувствительность.
3.4.1. Влияние физиологобиохимической адаптации растений к экстремальным факторам Севера на формирование их радиочувствительности.
3.4.2. Радиочувствительность растений Якутии, их классификация
3.5. Физиологобиохимические адаптации растений, произрастающих в условиях воздействия низкоинтенсивных стрессирующих факторов среды повышенный естественный радиационный фон и химиотехногенное загрязнение и их влияние на радиочувствительность
3.5.1 .Физиологобиохимическая адаптация растений к повышенному естественному радиационному фону.
3.5.2. Радиочувствительность растений, сформированных в условиях повышенного естественного радиационного фона.
3.5.3. Физиологобиохимические механизмы адаптации растений к химиотехногенным загрязнениям и их влияние на реакции при остром облучении.
3.6. Биологически активные вещества растений Якутии и их влияние на стрессовые реакции нерадиационной и радиационной природы у растений и животных
3.6.1. Биологически активные вещества низкомолекулярной природы в организмах, адаптированных к экстремальным раздражителям среды
3.6.2. Изменение состава биологически активных веществ в зависимости от экстремальности погодных условий обитания растений
2.8. Методика определения типа неспецифической адаптивной реакции НАР состояния животных
2.9. Статистическая обработка результатов.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.
3.1. Способы оценки радиоустойчивости, определения общей активности систем репликации, репарации и относительной устойчивости генома растений
3.1.1. Оценка радиоустойчивости семян растений.
3.1.2. Метод определения общей активности систем репарации ДНК, общей относительной активности и устойчивости генома
3.2. Особенности функционирования защитных антиоксидантных и геномных систем у дикорастущих растений в различных экологоклиматических условиях и их влияние на радиочувствительность.
3.2.1. Ангиоксидантные адаптации растений к экологогеографическим местам обитания.
3.2.2. Изменения содержания и активности антиоксидантов в растениях
в зависимости от погодных условий.
3.2.3. Активность геномных систем растений в зависимости от экологогеографических мест обитания
3.2.4.Влияние экологогсографических биохимических адаптаций на радиочувствительность растений
3.3. Влияние внутривидового адаптационного потенциала на радиочувствительность растений.
3.3.1. Зависимость радиочувствительности дикорастущих растений от внутривидового разнообразия признаков, а также функциональной активности защитных и репарационных систем
3.6.3. Влияние биологически активных веществ на митоз меристемной ткани корешков проростков пшеницы
3.6.4. Влияние биологически активных веществ на проявление стресса
у растений и животных
4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
ВЫВОДЫ.
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
Сокращения
Ь АВ биологически активные вещества
ДНКм материнские ДНК
ДНКд дочерние ДНК
ЗОС загрязнение окружающей среды
ДпЗОС 1п ЗОС к отдельным типам загрязнений
ПМАО низкомолекулярные антиоксиданты
ПЕРФ повышенный естественный радиационный фон
СОД супероксиддисмутаза
коаг коэффициент общей активности генома
Цхшс коэффициент трансляции крсп коэффициент репарации крепя коэффициент репликации
куг коэффициент общей относительной устойчивости генома кю коэффициент общей антиоксидантпой защиты к .ксгр коэффициент экстремальности среды обитания
МИ митотический индекс
МИм нормированное значение митотического индекса
Ос значение квазипороговой дозы, Гр
га угол наклона кривой дозаэффект, показатель зависимости радиационного эффекта от дозы облучения растений.
ВВЕДЕНИЕ


Следовательно, можно полагать, что высокое содержание белка в северных растениях экологическая закономерность, так как физиологические и метаболические процессы, особенно их активация при сокращении сроков вегетации, обеспечиваются функционально активными белками и интенсификация белоксинтезирующих систем способствует выживанию растений в экстремальных условиях. Количество и качество белка, а также содержание нитратного азота у растений Севера варьирует в зависимости от условий их произрастания Мярикянов, Алексеев, . Например, было установлено, что многолетняя интродукция пшеницы Саратовская в Якутии привела к увеличению доли альбуминов и глобулинов, что можно считать правомерным процессом адаптации этого сорта к условиям Севера Алексеев, . При этом, следует отметить, что в клейковине местных пшениц преобладают низкомолекулярные белки, а у Саратовская высокомолекулярные Курилюк, Алексеев, . То есть адаптация к местным условиям привела к изменению отдельных фракций клейковинных белков. У дикорастущих же видов растений фракционный состав белков почти не изучен. Установлено, что в растениях Кольского Заполярья содержание легкорастворимых белков достигает Живоедов, . Также В. Г. Алексеевым и др. Павлова, Манжула, выявлено, что высокий уровень активных низкомолекулярных белков в растениях Субарктики поддерживается в течение всего периода вегетации. По предположению авторов, это дает возможность без больших затрат энерг ии белкам переходить в активное функциональное состояние. Таким образом, низкомолекулярным белкам, по всей видимости, принадлежит ключевая роль в адаптации к условиям Севера. Одной из основ формирования высокого адаптивного потенциала, стрессоустойчивости и толерантности любой биологической системы в рамках генотипа является качественное разнообразие действующих на нее тренирующих факторов при соизмеримой интенсивности каждого из них. Эффективными же путями сохранения гомеостаза, энантиостаза и высокой стрессоустойчивости биологической системы являются гетерогенность низкомолекулярных структур, существование гетерогенного набора ферментов, обладающих близкими каталитическими свойствами при небольших различиях в структуре за счет кодирования каждого из них в геноме набором оперонов. То есть структурнофункциональная гетерогенность и многовариантность молекулярных комплексов. Правомерность сделанных выводов можно проследить уже на уровне регуляторных молекулярных систем, являющихся основой существования живой материи. То есть, во всех этих случаях устойчивость и функционирование систем ферментсубстрат, регуляторрецептор или антигенантитело, обусловлены широким качественным разнообразием образующихся связей, близких между собой по количественным характеристикам. Другим примером такого рода является образование нативной конформации нуклеиновых кислот, включая ДНК, и ее изменения при функционировании этих молекул, обуславливающих хранение, размножение и использование в клетке генетической информации, также за счет большого количества слабых взаимодействий без доминирования какойлибо одной связи над другой Кершенгольц, Колосова, . Полиморфность ферментов позволяет каждую биохимическую реакцию проводить с такой специфичностью и скоростью, которые обеспечивают адекватную ответную реакцию организма на действие разнообразных раздражителей, оптимальные специфичность и скорость реакций дезинтоксикации разнообразных токсикантов попавших в организм или образующихся в нем при действии физических или химических раздражителей Голдовский, Керше и гольц, . Причем, чем важнее функция или шире функциональный спектр фермента, тем шире его изоэнзимный спектр табл. Кершенгольц, , а. Например, все регуляторные ферменты субъединичны, что существенно расширяет их изоферментный спектр. Гетерогенность антиоксидантов и регуляторов активности ферментов флавоноидной, флавогликозидной, гликозидной, алкалоидной, стероидной и другой липидной или бифильной природы позволяет адаптивно посттранстляционно регулировать каталитические свойства и стабильность молекул ферментов, структуру и свойства клеточных мембран без формирования зависимости от какоголибо одного из этих низкомолекулярных ГАВ.