Биологическое действие металлов группы железа и алюминия на некоторые виды культурных растений

• Автор: Амосова, Наталья Владимировна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Калуга
• Количество страниц: 111 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА РАСТИТЕЛЬНЫЕ ОРГАНИЗМЫ

1.1. Тяжелые металлы в естественных и искусственных экосистемах

1.2. Влияние закисления вод на распределение и поведение металлов.

1.3. Действие железа и алюминия на живые организмы

1.3.1. Особенности биологического действия железа.

1.3.2. Роль железа в образовании свободных радикалов в биологических системах

1.3.3. Особенности биологического действия алюминия.

1.3.4. Комбинированное действие ионов металлов на растения

1.3.5. Генетическая детерминация устойчивости растений к действию ионов металлов

1.4. Механизмы дотоксикации металлов при поступлении в растения

1.5. Обоснованность использования цитогенетических методов анализа для изучения эффектов тяжелых металлов на растительные объекты
1.6. Заключение.
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.
2.1. Объекты исследования.
2.1.1. Ячмень, как объект для фитотоксических и цитогенетических исследований
2.1.2. Традесканция, как объект для определения мутагенных и токсических эффектов факторов окружающей среды
2.1.3. Отрезки колеоптилей пшеницы
2.3. Определение морфометрических показателей растений при действии ионов Ре, СоиМ
2.4. Определение морфологических аномалий роста и нарушение репродуктивной способности клеток при действии солей тяжелых МЕТАЛЛОВ НА КЛОН ТКАОЕБСЛЬША.
2.5. Определение митотического индекса и митотической активности клеток корневой меристемы различных СОРТОВ ЯЧМЕНЯ.
2.6. Определение частоты и спектра хромосомных аберраций в клетках
КОРНЕВОЙ МЕРИСТЕМЫ РАЗЛИЧНЫХ СОРТОВ ЯЧМЕНЯ
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Оценка фитотоксического действия ионов железа, кобальта и
V 3.1.1. Определение параметров морфофизиологического развития
проростков семян растений.

л
3.1.2. Изменение длины прироста отрезков колеоптилей при действии железа, кобальта и никеля
3.2. Оценка генотоксичности железа, кобальта и никеля
3.2.1. Цитогенетическое влияние железа, кобальта и никеля на растения ячменя.
3.2.2. Цитогенетические изменения в клетках традесканции при действии железа, кобальта и никеля
3.3. Комбинированное действие ионов железа и алюминия на растения
3.3.1. Морфометрические показатели семян ячменя
3.3.2. Цитогенетические показатели корневой меристемы проростков ячменя.
3.3.3. Растяжение клеток колеоптилей пшеницы.
3.4. Чувствительность различных сортов ячменя к раздельному и комбинированному действию ионов алюминия и железа
3.4.1. Фито и генотоксические проявления действия железа и алюминия у различных сортов ячменя
3.4.2. Различия в чувствительности к раздельному и комбинированному действию железа и алюминия исследуемых сортов ячменя.
3.5. Влияние цитрата натрия на развитие токсического действия металлов на растения ячменя
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


При этом присущие техногенным биоценозам сообщества живых организмов характеризуются изменчивостью структуры, слабой устойчивостью, случайным составом видов и неспособностью к воспроизводству Моторина I, Овчинников Н. С., Колесников Б. Г., Моторина I, . Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами может стать фактором, увеличивающим мутагенную нагрузку в популяциях растений, животных и человека, а также модификатором действия других мутагенных факторов Лекаявичюс Р. Б., . При техногенном загрязнении территорий проблема чувствительности растений к биотическим и абиотическим факторам приобретает особое значение, поскольку непосредственно связана с устойчивостью агроэкосистем. Известно, что присутствие в почве тяжелых металлов в высоких концентрациях отрицательно влияет на физиологобиохимические реакции растений, что в конечном итоге приводит к потере урожая. Наряду с этим, изменение биохимического статуса растительных организмов способно опосредованно влиять на состояние других компонентов ценоза, изменяя отношение хозяинпаразит. Возрастающее влияние антропогенных загрязнителей на агроэкосистемы предполагает необходимость изучения состояния и оценки устойчивости наиболее значимых компонентов ценоза и поиска приемов сохранения их стабильности. В почвенных растворах в условиях повышенной кислотности среди металлов наиболее представлены железо и алюминий которые по содержанию в верхних слоях литосферы занимают 3 и 4 места, соответственно, после кислорода и кремния. Присутствующие в почвенном растворе ионы алюминия, а также некоторые органические комплексы, в состав которых входит алюминий, токсичны для растений. Поэтому борьба с алюминиевой токсичностью важнейшая практическая задача. Результаты изучения физиологобиохимических и генетических основ устойчивости растений к ионам алюминия расширят современное представление о токсическом действии металлов и позволят предложить приемы и методы борьбы с ионной токсичностью, а возможность идентифицировать наиболее устойчивые формы растений способны привести к создания устойчивых сортов культурных растений. Следует отметить, что сведения о комбинированном действии железа и алюминия на растения различных видов в доступной литературе отсутствуют. Целью нашей работы явилось изучение фито и генотоксического действия ионов железа, кобальта, никеля и алюминия, в том числе при совместном присутствии в почвенном растворе железа и алюминия на растения традесканции и ячменя. Определить фитотоксическое действие ионов металлов группы железа в зависимости от их концентрации по показателям морфофизиологического развития проростков ячменя и растяжения клеток колеоптилей пшеницы. Определить генотоксичность ионов железа, кобальта и никеля по показателям митотического индекса, частоты и спектра хромосомных аберраций. Выявить особенности комбинированного действия ионов железа и алюминия по морфометрическим показателям проростков ячменя и пшеницы. Определить чувствительность различных сортов ячменя к раздельному и комбинированному действию железа и алюминия. Оценить модифицирующее влияние цитрата натрия на развитие токсических эффектов ионов алюминия и железа у растений ячменя. В качестве объектов исследования в данной работе использовались высшие растения ячмень . Данный выбор не случаен и обусловлен несколькими причинами вопервых, растения по уровню своей биологической организации находятся на достаточно высокой ступени эволюционной лестницы, и этим приближаются к животным. В частности, также как и у животных и человека у растений функционирует система детоксификации тяжелых металлов с помощью фитохелатинов аналогов металлотионеинов у животных i Е. Вовторых, для растений очень хорошо разработаны методы определения всевозможных генетических нарушений С. А. Гераськин и др. Для определения соматических мутаций, а также морфологических аномалий и нарушения репродуктивной способности клеток идеальным объектом является традесканция клон А. Х. Сперроу, . Втретьих, традесканция, проростки ячменя и пшеницы являются доступными объектами для круглогодичного наблюдения в лаборатории.