Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Эколого-физиологическое изучение действия эндогенных ксенобиотиков на растения

ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Эколого-физиологическое изучение действия эндогенных ксенобиотиков на растения"

АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ' Г 5 ОД Научно-производственное объединение "Биолог". 1 , Институт экспериментальной биологии растений.

1 0 я и п

На правах рукописи

ГАИН ПУРНЕНДУ

ЭКОЛОГО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ ДЕЙСТВИЯ ЭНДОГЕННЫХ КСЕНОБИОТИКОВ НА РАСТЕНИЯ

(03.00.t2 - физиология растений) 03.00.16 - экология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук.

Ташкент - 1995 г.

Работа выполнена в лаборатории иммунитета хлопчатника Инс-штута Экспериментальной биологии растений НПО "Биолог" All РУз. Научные руководители: доктор биологических наук, профессор кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Официальные оппоненты: чл-корр. УзАСХИ.

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

кандидат биологических 'наук, старший научный сотрудник Ведущее учреждение: кафедра физиологии растений.

Ташкентский Государственный Университет.

Авазходжаев М.Х.

Имамалиева Н.Х.

Рахманкулов С.А.

Коблов Р.К.

Защита состоится "^с?" г. в _ часов на за-

седании-Специализированного Совета Д. 015.19.21. по присуждению ученой степени доктора биологических наук при Институте экспериментальной биологии растений НПО "Биолог" АН РУз.

По адресу: 700125. Ташкент, ул. Ф. Ходжаева, 26

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НПО "Биолог" ИнЭБР АН РУз.

Автореферат разослан " /7 " 1995 Г

Ученый секретарь специализированного совета д. б.н.

ЩС

Ф.Р.Нуритяипова

Общая характеристика работы.

Актуальность проблемы. Согласно современным представлениям, растительная клетка, так не как и животная, обладает иммуноли! и-ческим контролен, в функции которого входит не только защита ог фитопатогенных микроорганизмов, но и поддержание структурно! и функциональной целостности растительного организма.

Благодаря системе иммунитета организм распознает чужеро/ш:;*: клетку• [микроорганизмов, чужеродные белки, токсины, включая.и re нетически изменившиеся собственные клетки. Тем самым осуществля ется иммунологический контроль за постоянно идущем в opratm..-ме мутационным процессом, лежащим в основе генетической изменчивое! п и естественного отбора. Функциональные отклонения в иммунной сие теме под действием самых различных неблагоприятных факторов ии.; ь ней среды, могут сопровождаться серьезными нарушениями и вызывай наследственные изменения. И хотя фитоиммунология - молодая, бурно развивающаяся отрасль науки, она является одним из приорше гнпх направлений биологической науки и интенсивно развиваете.! в.: мни гих странах мира, в том числе и Бангладеш, где первостепенное значение приобретает решение экологических проблем. Это овязане, прежде всего, с проблемой сырьевых ресурсов, здоровьем человека и охраной окружающей среды. Эти вопросы тесно переплетены между бой, а их решение требует комплексного подхода с участием с'иело гов, химиков, микробиологов, медиков, агрономов и др.

В условиях всевозрастающего антропогенного загрязнения окружающей среды, большой научный и практический интерес преде ¡авл.чкп защитные механизмы растительных организмов, с помощью которых они подвергают различным превращениям чужеродные вещества и ьвведят их из своей внутренней среды, и тем самым сохраняя < труктур -но-Функциональную целостность.

Цель и задачи исследований. Целью наших исследований является эколого-физиологическое изучение действия эндогенных ксенобиотиков на растительный организм.

В связи с этим были поставлены следующие задачи:

1. Изучить Физиологическую апшыюсть uaoi е-миг «оояпела на хлопчатнике и креписе.

2. Определить Физиологическую активность сш1';ш шпрезоамнН: на растениях .

3. Быятпь особенности метаоолизапии изучай«*'. i^iu-. ir мирро-

- г -

остальной фракцией и в реакциях сверхчувствительности исследуемых растений.

4. Определить концентрацию фитоалексинов. которые обеспечивают рост каллусных тканей, изучаемых в культуре видов.

5. Показать цитогенетический эффект фитоалексинов и нитрозоа-мина на наследственный аппарат хлопчатника и креписа.

6. Изучить возможности индукции органогенеза в культуре тканей хлопчатника и креписа под воздействием фитоалексина и нитро-зоамина.

Научная новизна исследований. Получили дальнейшее развитие исследования функционирования защитных систем иммунологического контроля у растений в связи с детоксикацией фитотоксичных метаболитов эндогенного происхождения и их влияние на наследственный аппарат- растительной клетки. Впервые на культуре хлопчатника и Сгер1з сар!11аг1з исследованы эндогенные ксенобиотики изогемигос-сипол и нитрозоамин. Установлена и дана качественная характеристика их метаболизации микросомальной фракцией и в реакциях сверхчувствительности растительной клетки. Впервые установлены видовые различия по детоксикации ксенобиотиков, которые более интенсивны у креписа по сравнению с хлопчатником. Показано "депонирование" изогемигоссипола в некротизированных клетках до конца вегетационного периода хлопчатника. Определена оптимальная концентрация фитоалексина и нитрозоамина, которые обеспечивают нормальный рост каллусных тканей, что может служить моделью при исследовании генетических и молекулярных механизмов биотрансформации ксенобиотиков. При воздействии ксенобиотиков на исследованный аппарат растений установлено, что нитрозомин и изогемигосоипо.п вызывают ци-тогенетические изменения как в меристематических клетках первичных корешков, так и в клетках креписа и хлопчатника. При этом, наряду с увеличением частоты аберративных мета-, анз-, и телофаз под воздействием ксенобиотиков изменяется и степень плоидности. Эти экспериментальные данные, так же как соматические эмбриодн и растения-регенераты креписа. получены впервые и могут быть широко попользованы в решении проблемы биотрансформэиии ксенобиотиков, охр-лрн окружающей среды и биомониторинга.

•УичоСчшия работы. Материалы диссертации,ч-мй работы были ;у'-'!К'Т:№Л'?ны на: I научной конференции молоды/, ученых, посияв:«-«-и. г л£т1го принятия закона о государстг.елом я:1';--- МятУтинн ?»•

бекистан (Ташкент, 14-15 ноября 1994 г.); конференции иное границ;-, аспирантов НПО "Биолог" АН РУз (Ташкент. 1995 г.); научной конкуренции. посвященной 75-летнему юбилею ТашГУ. "Современные пройе мы биологии и экологии" (16-18 февраля 1995 г.).

Материалы диссертации также обсуждались- на заседании лаб(.ра тории иммунитета хлопчатника и научно-технического совета по Фи зиологии и биохимии растений НПО "Биолог" инЭБР АН РУз

Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 научные раои

ты.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит н.ч введения, обзора литературы, экспериментальной части, включающей 3 главы, заключения, выводов и списка использованной литературы.

Работа изложена на стр. машинописного текста, иллюстрирована 14.'таблицами, 5о рисунками и приложениями. Список цитированной литературы включает -¿£0 наименования, в том числе иностранных.

Материалы и методы исследований. Объектом исследований служили следующие формы: Gosslplura hlrsutum 1 ssp. mexlcanum Mayer тетраплоидный (2n =52) новосветский представитель генома AD из семейства хлопчатника Gosslplura. Сорта этого вида: С-4277, lam кент-6, Ок олтин.

Crépis Capillaris (Wallr) - представитель рода Crépis (г, =--6). Этот вид относиться к эволкшионно наиболее процветающей группе видов в роде Crépis, имеет малый объем ДНК, маленькие клетки, морфологические иденфицированные хромосомы.

Выбор объектов исследований основывался на том. что оса ;хе нобиотика растительного происхождения и являются продуктами метаболизма, растений.

Фитоалексины - низкомолекулярные антибиотические в^шсгтьа высших растений, которые практически отсутствуют в интактных тканях и возникают в ответ на инфицирование. Фитоалексины играют защитную роль в патогенезе вертициллезного вилта хлопчатника, яъля ются эндогенными ксенобиотиками, в определенных концентрациях токсичными для патогена и для растения.

Нптрозоамин - продукт, образующийся в результате нарушенного • метаболизма азотного обмена у растений.

опыты проводились на семенах, культуре каллусных тканей, ги-покотилях и вегетирующих растениях. При этом были чсжтл/.улаии

- А -

иммунологические физиолого-биохимические, цитогенетические и биотехнологические методы исследований.

Большая част из них была модифицирована применительно к условиям опыта и представлена в различных разделах работы, где обсуждаются результаты эксперимента.

В исследованиях использовали микроскопы МБИ-3; МБИ-6 при увеличении 90x10x2.5, фотографировали фотонасадкой МФН-12. Рисунки сделаны' рисовальным аппаратом РА-4.

Статистическая обработка полученных данных проведена при использовании компьютерных программ по Доспехову Б.Н.(1972) и Ра-кицкому П.Ф. (1972)

Результаты исследований.

Физиологическая активность фитоалексина-изогемигоссипола и нитрозоамина в связи с реакцией сверхчувствительности у хлопчатника.

В опытах по изучению биологической активности изогемигоссипо-ла были исследованы спектры люминисценции и индкуционные кривые индуцированной лазером флуоресценции у хлопчатника. Эксперименты проводились на установке, разработанной в институте физиологии и биофизики АН РУз (Лукин и др.. 1989г.). В качестве излучателя использовался гелий-неоновый лазер с длиной волны излучения 632 нм и мощностью от 2 до 10 МВт. Приемником излучения являлся телескоп системы "Ньютон" с диаметром зеркала 110мм. Далее излучение поступало на монохроматор МУМ-1. С выходной щели монохроматора излучение попадало на ФЭУ-79. с целью уменьшения темнового тока ФЭУ помещен в медный охлаждаемый водой кожух. Сигнал с ФЭУ усиливался и.подавался либо на самописец, либо на аналого-цифровой преобразователь для ввода в ЭВМ.

Были следующие варианты опыта: 1. Инфицирование растений в зоне корневой шейки..с помощью стерильного капиляра в фазе 3-4 настоящих листьев дозированной суспензией конидий (2.5 млн. конидий/мл) гриба УеШсПИшп йаЬНае II расы; 2. Введение с помощью стерильного капиляра фитоалексинов в концентрации 0,01% 3. Введение в стебель хлопчатника этим же способом фитоалексина-изогеми*-госсипола в 0.01% концентрации. Контролем служили проростки хлопчатника в стебель которых была введена вода. Соответствующие наблюдения и анализы проводили в динамике на 3-6-8-11 дней, инкуба-

ции. (Рис.1)

Результаты исследований спектров люминесценции - индукционные кривые индуцированной лазером флуоресценции хлопчатника показали, что у опытных растений всех вариантов наблюдается уменьшение дли-новолнового пика излучения по сравнению с контрольными растениями. В .качестве исследуемого параметра использовано отношение ин-тенсивностей в спектрах люминесценции, при длинах волн 685 и 732 нм. Отношение К= 1 685/ 1 732 у здоровых растений (контроль) в различные сроки инкубации варьирует незначительно от 1.85 до 1.98 так же. как и в варианте с индуктором от 1.72 до 2.07. У растений. подвергнутых воздействию фитоалексина также увеличивается исследуемая величина К. и составляет 75% по отношению к контролю. По-видимому, такое подавление длиноволновой части спектра объясняется фотодеструктивным поражением хлорофилла в фотосистеме I. изменение спектров Флуоресценции хлорофилла в листьях свидетельствует об изменениях пигментного состава светособирающих комплексов фотосистемы I и II. Все это не может не отразиться на процессах в мембранах тиллакоидов и. как следствие, проявляется в изме-нении характеристик индукции флуоресценции. При этом изменения кинетических кривых могут отражать как уменьшение количества реакционных центров (вместе со снижением уровня хлорофилла), так и различные структурные изменения фотосинтетического аппарата. Нами были исследованы кривые индукции флуоресценции на длине волны 685 нм. В качестве исследуемого параметра индукционных кривых использовано отношение (1р-10)/1р, где 1р амплитуда максимума переменной флуоресценции,10- амплитуда стационарного уровня (постоянная Флуоресценция).

Полученные экспериментальные данные показали, что на начальных сроках инкубации наблюдается увеличение отношения (1р-10)/1р для варианта с введением индуктора и снижения для фитоалекси-на-изогемигоссипола по сравнению с контролем. Максимальное различие между контрольным вариантом и вариантом « инфицированным патогеном Vertlciniurn dalillae Kleb, наблюдается на одиннадцатый день инкубации и достигает 25%. Несколько меньше эти различия на варианте с использованием фитоалексина.

Таким образом, установлена связь между характеристиками индуцированной лазером Флуоресценции и глубиной функциональных нарушений Фотосистем ряочччшй хлопчатника, обусловленных токсическим

(1р-1о)/1р

- ь -

0,2

3 6 8

Рис.1 Зависимость отношения (1р-1о)/1р в индукционных

кривых флуоресценции интактных листьев хлопчатника. I - контроль; 2 заражение; 3 - индуктор;

4 - фитоалексин

1685/1732

Гис.г Зависимость отношения -^¿/1732 интенсивности флуоресценции в спектрах интактных листьев хлопчатника.

воздействием изогемигоссипола.

Фитоалексины относятся к числу эндогенных ксенобиотиков, поэтому накопившись в тканях хлопчатника в токсичных для патогена концентрациях, блокируя его развитие, в дальнейшем должны выводиться из метаболизма растений. Иначе накопление этих веществ в клетках здорового хлопчатника может привести к необратимым изменениям в обмене веществ и гибели растения. А смысл сверхчувствительности. как известно, заключается в обратном - "гибель части во имя сохранения целого". В этой связи мы исследовали накопление изогемигоссипола на различных отрезках стебля инфицированного хлопчатника в динамике латентного периода инфекции .

Полученные данные показали, что в нижней части зараженного вертициллиозным вилтом хлопчатника содержится изогемигоссипола больше, чем в верхней при обеих инфекционных нагрузках и во все сроки анализа в динамике вилтовой болезни.

Это согласуется с данными по исследованию роли фитоалексинов, как основного и завершающего этапа сверхчувствительности инфицированных клеток хлопчатника (Авазходжаев и др.. 1995). Иными словами, чем устойчивее сорт, тем выше скорость синтеза фитоалексинов их локализации в местах инфекции и, тем меньше некротизиро-ванных..'клеток. При этом, после блокирования инфекции в зоне некроза идет снижение содержания изогемигоссипола. что. по-видимому, связано с тем, что в здоровых клетках приостанавливается синтез фитоалексинов, идет их детоксикация, исключение ксенобиотика из дальнейшего метаболизма. (Табл.1)

Некротизированные клетки вместе с патогеном, его токсичными метаболитами и фитоалексинами обкладываются пареихимными клетками и отторгаются от дальнейшего участия в процессах жизнедеятельности растительного организма. Некротические зоны могут образовываться и при воздействии других неблагоприятных факторов, например, пестицидов - экзогенных ксенобиотиков. Пестициды каторан, толуин, Би-58. зтоксилин. децис в равной степени индуцировали образование фитоалексинов и сверхчувствительность в неинфицирован-ных патогеном растениях хлопчатника. ' Различие заключается в том. что при воздействии пестицидов практически не обнаружены элементы пролиферации паремхимных клеток и тиллообразование.(Рис.3) что более характерно для реакции зараженного патогеном растения (Муса-

ев, 1990; Авазходжаев, Мусаев, 1990). В этом проявляется не только однотипичность, но и различия в осуществлении'характерной для растительного мира сверхчувствительной реакции. Эта защитная реакция аналогична механизму депонирования пестицидов животной клеткой (Петров. 1983; Бреслер, 1989 и ,др.), когда некоторые из них накапливаются в отдельных тканях, защищая другие и жизнедеятельность организма в целом.

Если продуцирование фитоалексинов как элемент иммунной системы сформировался в ходе сопряженной эволюции растений и их патогенов, то один из высокотоксичных ксенобиотиков - нитрозомин является результатом антропогенного воздействия на окружающую среду, интенсивной химизации сельскохозяйственного производства. В этом плане особенно ярко проявляется питательная и загрязнитель-ная роль азота. Как известно, это физиологически активное вещество, резко ускоряющее процессы роста и развития растений, важнейший элемент плодородия, дефицит которого характерен почти для всех почв.. В то же время, его минеральные соединения, особенно нитраты-и нитриты, являются загрязнителями окружающей среды, накапливаются в воде и пищевых продуктах. Избыточное накопление нитратов вредно и для растительного организма, в тканях которого они аккумулируются в виде различных уплотнений в проводящей системе, окружающих сосуды клетках, межклетниках и др.

О Физиологической активности нитрозоамина и изогемигоссипола можно судить и по данным, полученным нами при изучении их влияния на культуру тканей и гипокотилей хлопчатника и Crépis capllanls.

Для подбора более оптимальной концентрации нитрозоамина и фи-тоалексина были использованы по десять в разной степени концентраций водных растворов изучаемых веществ. Критерием был нормальный рост каллусной ткани I—II пассажа. Сравнивая с контрольными вариантами нами были выявлены оптимальные концентрации нитрозоамина и фитоалексина которые были использованы для дальнейших исследований.

В серии опытов изучалась физиологическая активность ксенобиотиков по энергии прорастания и всхожести семян после обработки нигрозамином и фитоалексинами.

Полученные данные показали, что всхожесть семян несколько снизилась при концентрации нитрозоамина 0,025% до 77,2% у хлопчатника и 63,8% у крепиеа по сравнению о контролем 95,00%. За

Не хротиз иро ванные клетки Л

г»с. л Вазицентричная КсидейшьШ

паренхима сосуд

Поперечный срез стебля хлопчатника сорта Ок-олтин

через 48 часов после введения фитоалексина-изоге-

мигоесипода

Таблица 4х

Лднаиика продуцирования изогемигоссипола при инфицировали* хлопчатника различными расами гриба

{ыкг/1гр. ткани)

Сорта (Концентра:- Шериод'латейтной хлоп- !ция иноку- [инфекции (в дн.) чатни 1авма 2, о ! р Г • = Ттп ка Iмлн.конидий! * ! *

! /ил. ! ! !

Ташкент-1 раса 2 2Ь,7 43,8 42,6

Ташкент-1 авирулент-ный мутант

Р-Г77 37,2 40,4 20,1

С-4727 раса 2 15,3 25,7 47,6

С-4727 авирулент-ный мутант

Р-17У 33,6 41,2 26,1

точкой- максимума 0,1% всхожесть резко упала до 55% у хлопчатника. 39.Х у. креписа. При обработке 0,0535 раствором нитрозоамина всхожесть снизилась до 62,40% у хлопчатника и 57, is? у креписа. При изучении другого физиологического параметра - энергии прорастания семян было установлено отрицательное действие на этот показатель нитрозоамина. Наиболее сильно снижал энергию прорастания 0,1% концентрация раствора.

Фитоалексин-изогемигоссипол снижает всхожесть семян и хлопчатника и креписа. Следует отметить, что при 0,1% концентрации фитоалексин не оказывал отрицательного воздействия на всхожесть семян хлопчатника (93,24%), однако всхожесть семян креписа относительно контроля снизилась (83%). Повышение концентрации до 1% привело к снижению всхожести.до 55,8955 у хлопчатника и 50.08% у креписа. Рассматривая действие фитоалексина на энергию прорастания семян следует отметить также дозовую зависимость. Увеличение концентрации раствора фитоалексина до 1% приводит к резкому снижению этого показателя до 63,45% и 61,95% соответственно.

Метаболизация изогемигоссипола и нитрозоамина

никросомальной фракцией хлопчатника и Crépis Capillarls.

В наших экспериментах мы изучали возможность деградации фито-алексин^-изогемигоссипола и нитрозоамина микросомальной фракцией хлопчатника и Crepis capillarls. т.к. в микросомах происходит активная метаболизация ксенобиотиков с помощью локализованных в них ферментных систем (Могег, 1983; Edwards, 1986; Колесниченко, 1989; Любимова и др., Мусаев, 1990; Авазходжаев и др., 1990; 1995 и др. )...

В основу выделения.микросомальной фракции была положена методика Альберсхейма (Albersheim, 1975), с некоторыми модификациями применительно к объектам исследования. (Авазходжаев и др. 1982.)

Как видно из полученных данных инкубирование изогемигоссипола в микросомальной фракции хлопчатника сортов Ташкент-6 и Ок-олтин сопровождается метаболизацией фитоалексина. В присутствии микросомальной фракции обоих сортов метаболизируется более 70% изогемигоссипола (табл.2). На хроматограмме представлена детоксикация фитоалексина у хлопчатника сорта Ок-олтин (рис.4 ). Как видно, в присутствии микросомальной фракции изогемигосоипол метаболиг-иру-

ется в 2-3 дополнительных флороглюцин-положительных соединения с Rf.-0.13; 0.33; 0.46.

Постановка опытов с нитрозамином была связана с некоторыми методическими трудностями , т. к. метаболизация этого ксенобиотика в присутствии микросомальной фракции изучалась с применением методики физиологического изучения параметров сверхчуствительности у хлопчатника на тонкослойных пластинах Sllyfol-UV-254. В связи с этим, нитрозамин инкубировали как отдельно с микросомальной фракцией хлопчатника, так и вместе с изогемигоссиполом.

На рисунках представлены хроматограммы, полученные при инкубировании с микросомальной фракцией хлопчатника изогемигоссипола (на старт хроматограмм нанесены 2 концентрации), изогемигосси-пол+нитр'озоамин и отдельно нитрозоамин. Как видно из полученных данных, закономерности по метаболизации изогемигоссипола сохранялись и при увеличении концентрации ксенобиотика. Обнаружены дополнительные 3 зоны с флороглвдин-положительной реакцией, т.е. фитоалексин-эквиваленты. Менее четко этот процесс идет в варианте опыта с совместным введением в инкубационную среду фитоалексина и нитрозоамина. На фронте хроматограммы обнаружено одно пятно изогемигоссипола без дополнительных флороглюцин-положительных веществ, которые отмечали в варианте опыта с одним изогемигоссиполом без добавления нитрозоамина. На варианте опыта, где с микросомальной фракцией был инкубирован только нитрозоамин флороглю-цин-положительные соединения обнаружены не были. Более того, как • видно из хроматограммы, добавление нитрозоамина в инкубационную среду с изогемигоссиполом резко снижало процесс метаболизации фитоалексина (Рис. 5,6). г-

Исследования, проведенные с микросомальной фракцией Crépis caplllaris показали, что инкубирование этой фракции с изучаемыми ксенобиотиками сопровождаются их метаболизацией в большей степени по сравнению с аналогичными экспериментами на культуре хлопчатника. Так, фитоалексин-изогемигоссипол метаболизируется микросомальной фракцией Crepis Caplllaris, более чем на 90% (рис.7.8). При добавлении в инкубационную среду нитрозоамина процесс детикоц-кацни изогемигоссипола снижается,так же как и на аналогичных вари антах опыта с культурой хлопчатника. Как видно, на фронте хроматограммы с метаболизацией изогемигоссипола в присутствии микросо-•мальной фракции Crepis Caplllaris отсутствуют зоны с фитоэлек-

лш-эквивалентом, которые четко.обнаружены в опытах на хлопчатни-■ а. в связи с этим, нами был поставлен опыт, где в инкубационную месь с микросомальной фракцией Crépis Gapllanls был добавлен 'огемигоссипол + нитрозоамин, а- также отдельно нитрозоамйн. Порченную хромотограмм|/ на пластинках Sllufol UV-254 просматривали il УФ-лучах, а затем проявляли флороглюцином. При этом было обнаружено, что кроме изогемигоссипола, на фронте хроматограмм присутствуют еще 3 соединения , которые дают ярко-голубую флуоресценцию в потоке уф-лучей. В варианте опыта с внесением в инкубационную среду только нитрозоамина, также обнаружено одно пятно с Rf,. дающее ярко-голубую флуоресценцию в УФ-лучах. Можно полагать.' что соединения, обнаруженные в потоке уф-лучей характерны для зоны флуоресценции инфицированных грибом Vertidlllurn danliae kleb, хлопчатника, описанные в работах Авазходжаева и др. (1976; 1982; 1984; 1990; 1994).

< В дальнейшем, для получения дополнительных данных по метабо-лизации•изучаемых ксенобиотиков, особенно нитрозоамина в присутствии микросомальной фракции хлопчатника и Crépis Capillaris мы использовали метод Либермана (Губен-Вейль, 1967). Этот метод используется для исследования ароматических нитрозосоединений. нит-розоаминов, и большинства алифатических нитросоединений.

Результаты анализов показали, что у Crépis Capillaris способность к метаболизации нитрозоамина по сравнению с хлопчатником значительно больше, что подтверждает ранее полученные нами данные. Так, процесс метаболизации ксенобиотика нитрозамина у Crépis Capillaris в 15-20 раз выше по сравнению с контролем, т.'е. без микросомальной фракции. А у хлопчатника нитрозамин метаболизиру-ется в 2 раза больше по сравнению с контролем. Иными словами, имеет место видовая специфичность по биотрансформации ксенобиотиков у вида G.hlrsutum и Crepls Ca- plllarig . Кроме видовых особенностей этих растений, по-видимому, существенную роль в • этом имеет агротехника и условия возделывания хлопчатника и Crépis Capillaris. Как отмечалось выше интенсификация хлопководства сопровождается все большим применением пестицидов и. особенно азотных удобрений, что, естественно, несравнимо с возделыванием культуры Crepis Capilla- ris. Кроме того, изогемигоссипол - это фито-алексин хлопчатника, и для Crepis Capillaris этот ксенобиотик не является продуктом метаболизма. Представляет большой, интерес

- -

Таблица* Рис.4.'

Сорта 1Варианты ! Ос та то я изоге-!Метаболизацтя хлопчат- (опыта (мигосаипода Тиэогемигосси-

ника

(опыта (мигоеотода Тизогешгоес I |посл| инкубу- |пола ( ■ >)

Тавиент-6 Контроль 90,2В 10,0

Опыт 25,7 72,3

Ок-олтин Контроль 97,4 3,9

Опыт 25,5 73,5

Рис.Метаболизация изогэмигоссипола микросональной фракции хлопчатника

Сорт Ок-олтин

• I

I 2

Изогеми- йэогеми-госсипол госсипол

¥

0.1

0,2

3 4

Изогеми- Нитро-госсипол+ зоамин нитрозо-амин 0,1+0,2

I II контроль опыт

Условные обозначения:

1 - Изогемигоссипол 0,1

2 - Изогемигоссипол 0,2

3 - Изогемигоссипол 0,1 •

нитрозоамин 0,1

4 - Нитрозоамин 0,1

Рис. о Метаболияация ксенобиотиков изогемигоссипол и нитрозоамин микросомальной фракцией хлопчатника.

грэ.чнительное изучение метаболизации фитоалексина хлопчатника и пгюгинфекционных ингибиторов культуры Crépis Caplllaris. Однако, о фитоалекбинах Crépis Caplllaris никаких сведений в специальной литературе мы . не обнаружили. Тем не менее, получены данные не

1 только о метаболизации ксенобиотиков в присутствии микросомальной

• Фракции, у Crépis Caplllaris и хлопчатника, но и количественных и

* качественных, различиях этого процесса у двух различных видов растений.-■.-

Изучение цитогенетическмх особенностей влияния ксейобиотихов на Ч наследственный аппарат растений.

Сравнительное изучение действия эндокриногенных ксенобиотиков на наследственный аппарат растений проводилось на клетках каллус-пой ткани креписа и хлопчатника.

Для изучения цитогенетической активности нитрозоамин и изоге-мигоссипол добавляли в среду питания в различных концентрациях. Опытным,путем была установлена зависимость между увеличением концентрации препаратов и выходом'хромосомных нарушений. Добавление в среду питания мутагена привело к увеличению аномальных клеток, уменьшению числа клеток с нормальным набором хромосом. Количество хромосом в мутированных клетках достигало от 8 до 12 у креписа и более 60 у хлопчатника.

Полученные данные представлены в таблицах 3-4-5-6.

Как видно, нитрозоамин в изучаемых концентрациях вызвал у хлопчатника значительно большее количество фрагментов по отношению к количеству мостов. Хроматидных перестроек было больше, чем хромосомных; фрагменты, в основном были очень мелкие, часто точечные; так же наблюдалось слипание хромосом.

Под действием нитрозоамина у креписа достоверно увеличивается количество аберративных анафаз, телофаз и метафаз. В определенных условиях, в зависимости от физиологического состояния обработанных семян и применяемой концентрации нитрозоамина, количество аномальных клеток в несколько раз превышает это же число в клетках контрольного варианта. Аномальные ана- и телофазы с мостиками' и фрагментами свидетельствуют об аберациях в строении хромосом, не подвергавшихся своевременной репарации. При действии нитроза-мина на начальных стадиях развития каллуса наблюдался отимули-

В УФ - лучах Условные обозначения:

■I. Инкубирование микросомальной фракции с фитоалехсином и

н+^^тг^г-т^г нитрозоамином.

2. Иннубирование микросомальной фракции с нитрозоамином.

0,46 0,33 0,13

П-

0,32

I г

Рис. V Метаболизация изогемигоссипола и

нитрозоамина микросомальной фракцией

Условные обозначения:

I - контроль (изогемигоссипол без инкубации с

1 микросомальной

; | фракцией)

^ I

3

2 - Опыт (инкубирование в микро-

сомальной фракции)

3 - Контроль (изогемигоссипол

без инкубации с

микросомальной

фракцией)

4 - Опыт (изогемигоссипол 0,2+

' нитрозоамин -0,1 с микросомальной фракцией)

Рис. ь Кетаболизацкя ксенобиотиков изогемигоссипола и нитрозоамина микросомальной фракцией

румций эффект, проявляющийся обильным делением клеток каллуса. Однако на поздних этапах проявляется ингибирование развития каллуса мутагеном.

Исходя из этого можно предположить, что нитрозамин сначала вызывает активацию растительных ферментов, которая обуславливает распад нитрозоамина с образованием промежуточных продуктов, способных к взаимодействию с генетическим материалом клеток хлопчатника и креписа и вызывать мутации.

Введение в среду питания фитоалексина привело к нарушению ка-риотического баланса каллусных клеток хлопчатника и креписа. После этого Появились клетки с разными , аномалиями, увеличилась частота нарушенных анафаз, телофаз и метафаз.

Для-выявления мутагенного действия фитоалексина1 определяли количество абберативных клеток и степень плоидности хромосом в клетках опытных тканей. Достоверное увеличение количества абберативных клеток обнаруживается лишь в 50-ом пассаже при воздействии фитоалексина в концентрации 5 мг/л. За исключением некоторых случаев. в каллусной ткани опытных вариантах, достоверных цитогенети-ческих изменений при увеличении доз фитоалексина до предельно токсических концентраций. Так. повышение доз изогемигоссипола более 10 мг/л привело к гибели каллусной ткани хлопчатника и креписа. Культивирование же каллусной ткани на среде с фитоалексином при концентрации 10 мг/л более 20 пассажей оказалось невозможным из-за кумуляции токсического действия вещества.

Анализ спектра аббераций хромосом показал, что в индуцированных клетках каллусной ткани хлопчатника преобладают нарушения хроматидного типа - хроматидные мосты, их уровень растет с увеличением • концентрации вещества. Также чаще встречаются отстающие хромосомы, одиночные микрофрагменты. Наряду с ним наблюдались хромосомные мосты, нехватки, множественные отстающие хромосомы. Реакция генетической системы исследуемого вида хлопчатника на . увеличение дозы фитоалексина выражается также в нарастании темпов/ мутирования набора хромосом.

Анализ спектра аббераций хромосом на вариантах опыта с крепи-сом, показал, что наряду с делециями и микрофрагментами встречались кольца, полиплоидные клетки и другие нарушения, которые трудно было идентифицировать в какой-либо тип нарушений:

? каждом варианте встречаемость типа аберраций была разной.

однако частота делений у всех изученных вариантах преобладала над другими типами аббераций. Меньше всего встречались клетки с полиплоидным набором хромосом, хотя у хлопчатника было наоборот. Следует отметить, что нарушения были хромосомно-хроматидного ти па. что дает основания предполагать о том. что фитоалексини действуют как мутаген незадержанного типа.

Изложенные выше результаты показали, что исследованные вещества в различной степени влияют на индуцированный мутационной процесс. Выявленная закономерность увеличения выхода структурнпл мутаций с повышением концентрации веществ позволяет произвести оценку уровня чувствительности генетического аппарата хлопчатника и креписа к таким чужеродным соединениям как фитоалексины и пит розоамины.

Экспериментальные данные по изучению влияния, ксенобиотиков на хромосомный аппарат меристематических клеток первичного корейка креписа и хлопчатника, представлены в таблице.

Отмечена аналогичная закономерность по зависимости между концентрацией исследуемых веществ и уровнем выхода аббераций. В отношении-спектра аббераций. индуцированных фитоалексином и ншро -замином, наблюдаются следующие потенциальные нарушения у хромосом креписа: Часто встречаются делеции следующими по численности категориями мутаций являются транслокации. Микрофрагменты представлены малым количеством. В большинстве случаев это парные микрофрагменты, которые можно отнести к категории малых парных концевых делеций, а иногда удвоенными интерстициальными делециями.

Под.влиянием изучаемых веществ возросла частота хромосомных аббераций. При изучении особенностей частоты и спектра хромосомных аббераций было установлено, что в вариантах опыта с нитрозоами-ном наблюдались все типы нарушений, с фитоалексином не встречались двойные'мосты с одиночными фрагментами.

Самый высокий процент выхода нарушений в хромосомах хлопчатника все таки был ниже, чем у креписа. Что объясняется видовой специфичность» опытных растений.

Результаты опытов с клетками меристемы корешков и клетками каллусной ткани креписа и хлопчатника подтверждают теорию потенциальных изменений хромосом. Факты проявления новых мутаций в последующих клеточных поколениях после обработки биогенными ксенобиотиками хромосом в одном исходном поколении наглядно показали

-<е-

Таблица 3

Частота структурных мутаций хромосом хлопчатника после Действия биологических соединений на мерисматические клетки.

Г" |Варианты опыта Концентрац. 1 Количество 1 IКоличество 1 1 1% клеток |

(%) Iпросмотренных!клеток с |с аберраЧ

|анафаз.клеток|хромосомн. 1циями I

1 | 1 нарушениями!хромосом | 1 1 1

I Нитрозоамин 0.10 1799 125 6.95 |

.. 0.05 3276 146 4.45 |

0.025 . 5985 172 2.87 |

| Контроль - 4414 54 1.22 |

I Фптоалексин 0. 10 1672 123 '7.35 |

1.00 1632 209 12.85 |

■ 1

Таблица 4

Кластогенный эффект некоторых эндогенных ксенобиотиков на клетках первичных корешков креписа

1 11 |1 арианты опыта|Концент. |Кол-во 1 %.клеток|Хромо- 1 |Хрома- 1 1 I Микро-1

1 (%) I изучен. с I с омные|тидныеIфраг- |

1 I клеток с нарушен. |нару- |нару- 1 менты |

1 | (аберрац. | |шения 1шения I 1 1

I Нитрозоамин 0.10 437 43.7 1.8 40.4 1.5 I

0.05' 161 16.1 1.9 13.3 0.9 |

0.025 196 19.6 2.2 16.6 0.8 |

I Контроль - 28 2.8 . 0.4 1.9 0.5. |

1 'Гитоалексин 0. 10 • 86 12. 0 2.2 7.3 1.8 |

1 1.00 126 15.4 4.8 9.2 0.7 | |

Таблица 5

Сравнительный анализ цитогенетического эффекта биогенных ксенобиотиков у хлопчатника в условиях In vitro

i-1-1-1-1-1-:-1--1-1

I Варианты |Концент. | Кол-во | Кол-во I J! клеток I Кол-во I%, раз- I

I I мг/л (изучен.Iанафаз c|c аберра-|разно-|нопло- I

I I I клеток I хромосом|циями |плоид.|идных I

I I I |нарушен.|хроцосом IклетокIклеток I

I-1-1_i_i_i_i_i

Нитрозоамин 1 1008 376 26.0 130 16. 25

8 1147 208 48.7 132 17. 12

Контроль - 1105 33 4.2 22 2. 84

5 1622 140 8. 68 58 3. 57

Фитоалексин 10 1451 255 15.50 107 7. 37

I_:___1

Таблица 6

Сравнительное изучение воздействия биогенных ксенобиотиков на хромосомы клеток каллусной ткани креписа

i I Варианты ' i ■■ ■ Жонцент. i |Кол-во 1 1 ----- I Кол-во %-клеток I 1 1 IКол-во\%, раз- I

1 мг/л I изучен. |анафаз с с аберра-1разно-|нолло- I

1 I клеток I хромосом(циями |Плоид.|иДных |

1 i I i Iнарушен.Iхромосом IклеТокI клеток I i-i it i

! нитрозоамин 1 1709 548 • 30.6 11.0 19.6. 1

8 989 605 61.1 23.1 38.0 I

| Контроль - 5640 937 1.9 0.5 1.4 I

5 1898 156 15.6 14.7 0.9 . |

I Фитоалексин i 10 2035 181 18.6 .17.3 1.3 | i

наличие потенциальных изменений, способных переходить через синтез ДНК. В наших исследованиях два вида растений - хлопчатник и крепис - были оценены на способность к индукции каллуса и его последующему субкультивированив. При этом использовали обычную среду Мурасиге-Скуга. В опытных вариантах в среду добавляли фитоалек-син и нитрозоамин в определенных концентрациях. У изученного вида . хлопчатника процесс эмбриогенеза не прослеживался. В третьем пассаже у креписа, полученного на среде с очень малым количеством ни-трозоамина, на участках рыхлого, обесцвеченного каллуса, наблюдали появление глобулярных структур зеленого цвета. Микроструктуры отдельных глобул представлены слабовыпуклым конусом нарастания, листовыми и корневыми зачатками. Попытка дальнейшей дифференцировки эмбриоидов была безуспешной.. После серии пересадок эмбриоиды увеличились в размере и на этом их развитие приостановилось.При культивировании каллусной ткани креписа, полученной в среде о фито-алексином. в 3-5 пассажах наблюдали органогенез. Причем регенераци-онная способность падала, с увеличением концентрации Фитоалексина. В третьем пассаже у половины ткани ■ креписа образовалась рыхлая, обесцвеченная ткань с глобулярными эмбриодами. Через несколько дней зги образования зеленели и приобретали форму зародыша, в дальнейшем появились бугры, напоминающие листья и корни. После начала органогенеза появились нормальные побеги с зелеными листьями и' нормальными корнями. Экспериментальные данные показывают, что исследованные виды растений различаются по способности к эмбрио и органогенезу при одинаковых условиях культивирования. Таким образом, -нами впервые получены эмбриоды и растекия-регецрранты креписа (.фото). -------— ... -—:—-г.- --------

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Наши экспериментальные исследования были связаны с эндогенными ксенобиотиками - фитоалексином-изогемигоссиполом и нитрозами ном. Фитоалексины являются важным компонентом иммунной системы, а нитрозамин - продуктом нарушенного метаболизма азотистых соединений у растений. Фитоалексины являются низкомолекулярными антибиотиками широкого спектра токсического действия, т.к. они токсичны не только для грибов, бактерий, нематод, насекомых, но и для клеток растений и животных. Тот факт, что фитоалексины являются чужеродными соединениями для растительных тканей и в сочетании со свойством фунги- и фитотоксичности воздействуют на систему иммунологического контроля у растений, они должны подвергаться оиот рансформации и обезвреживанию. Растительная клетка не способна выдержать высокие концентрации фитоалексинов и поэтому они накапливаются в токсичных дозах в погибших клетках. Этот процесс имеет сходство с депонированием чужеродных веществ, характерных для им -мунной .системы человека и животных. Поэтому, если раньше фитоалексины определялись как индуцированные антибиотические вещества, защищающие растения от патогенов, то теперь они рассматриваются как метаболиты, защищающие растительные ткани от различных стрессовых воздействий, в том числе и от некоторых химических и физических повреждений.

В наших опытах, связанных с действием ксенобиотиков на растительную- клетку, мы исходили из наличия различных защитных систем иммунологического контроля, к.оторые ответственны за поддержание гомеостаза. Первостепенная роль ..в этих процессах принадлежит поверхностным, мембранным структурам, которые являются основным барьером на пути чужеродных соединений. Именно в основах мембранных аспектах биотрансформации ксенобиотиков заложены генетически детерминированные механизмы детоксикации чужеродных соединений и поддержания нормального функционирования растительного организма в целом. При нарушении проницаемости мембран под действием различных ксенобиотиков на пути чужеродных соединений имеются другие защитные системы, такие как ферменты, связанные с химическими превращениями чужеродных веществ, глутатион-глутатион-з-трансфо-разные системы, оксигеназные системы, цитохром Р-450 и др. При нарушениях процессов функционирования таких защитных систем и их

преодолении, чужеродные соединения могут вступать в непосредственный контакт с наследственным, ядерным аппаратом растительной клетки.

Исследования влияния ксенобиотиков на хлопчатник были связаны с изучением дифференциальных спектров люмшшсценции и индуцированной лазером флуоресценции у ропчатника. В ранее проведенных исследованиях было показано, что. при поражении растений вилтом, происходят существенные изменения в составе люминисцирующих хро^ мофоров (Ахмеджанов и др., 1988. 1995), и в том числе и хлорофил-лов. как это показано в исследованиях дифференциальных спектров хлопчатника.(Бородин, 1978).

Полученные нами данные об изменении спектров флуорисценции хлорофиллов в листьях хлопчатника свидетельствуют об изменениях пигментного состава . светособирающих комплексов фотосистемы I и II. Все'это, несомненно, отражается на процессах в мембранах тил-лакоидов и, как следствие, проявляется в изменении характеристик индукции флуорисценции. В результате была установлена связь между характеристиками индуцированной лазером флуорисценции и глубиной функциональных нарушений фотосистем хлопчатника, обусловленных токсическим действием ксенобиотика-изогемигоссипола. В наших экспериментах мы такие изучали возможность деградации ксенобиотиков микросомальной фракцией растений, т.к. в микросомах происходит активная метаболизация чужеродных соединений с помощью локализованных в них ферментных систем (Моггез, 1983; Edwards, 1986; Любимова и др.,1989; Мусаев, 1990; Авазходжаев и др., 1995, и др. ). Экспериментальные данные, полеченные в этой серии опытов, показали достаточно высокую активность микросомальной фракции при деградации изогемигоссипола и нитрозамина. Методом тонкослойной хроматографии на пластинках "Sllufol UV-254" показана метаболизация этих ксенобиотиков, дана качественная и .количественная характеристика- процессам детоксикации. Показано, что у Crépis capillaris (Wallr).- способность к метаболизации нитрозамина по сравнению с хлопчатником в 15-20 раз выше А у хлопчатника нитрозамин метабо-лизируется в 2 раза больше.

Иными словами, имеет место видовая специфичность по биотрансформации ксенобиотиков у видов G.iiirautum L и Crépis capillaris.

В серии опытов, связанных с исследованием кластогенного воздействия нитрозамина и фитоалексша, в клетках креписа и.хлопчау-

ника обнаружена широкая изменчивость спектра мутированных хромо-сом^ количества хромосом, начавшаяся в условиях in vitro, с первого пассажа и значительно увеличивающаяся к двадцатому пассажу. Изученные каллусы креписа и хлопчатника в процессе длительного культивирования отличались различной степенью увеличения хромосомных наборов. При этом, клетки хлопчатника были более склонны к полиплоидизации, чем клетки креписа. У хлопчатника анеуплоидные клетки увеличивались с увеличением количества пассажей, и размах изменчивости по количеству хромосом шире, чем выше плоидность соответственно. Таким образом, в исследованиях с использованием каллусных тканей в качестве гест-обьектов (модельных объектов) хлопчатника, следует брать ткани первых пассажей, в клетках которых наблюдается относительная стабильность числа хромосом.

Изучение каллусной ткани культуры креписа в качестве тест-системы показало, что испытываемый штамм креписа реагировал на воздействие нитрозамина и фитоалексина как увеличением в анафазе, телофззе частоты аббераций хромосом, так и изменением модального кариотипа. но несколько меньше, чем у хлопчатника. По обоим маркерам обнаруживался дозовнй эффект действия исследуемых веществ.

Данные, полученные при сравнении воздействии нитрозамина и • фитоалексина на первичные корешки креписа и хлопчатника, также показывают кластогенный эффект этих ксенобиотиков. Однако, более чувствительным к воздействию кластогенных факторов оказались клетки каллусной ткани культур хлопчатника и креписа. Анализ спектра, изменений хромосом в клетках креписа показал, что фитоа-лексин в высоких концентрациях проявляет себя как мутаген с "незадержанным" типом действия. Опытным путем была установлена концентрация фитоалексинов, обеспечивающих рост каллусных тканей. В результате этого проявились генотипические особенности в использовании каллусными тканями данных веществ. Это особенно важно, т.к. изучение влияния фитоалексинов на каллусообразование, на хромосомы клеток каллусной культуры сделаны впервые.

Впервые изучена цитогенетическая активность фитоалексина на меристематические клетки первичных корешков, на всхожесть и энергию прорастания семян. Сравнивая полученные результаты, следует отметить, что действие нитрозамина в условиях In vitro оказалось более сильным, чем в условиях In vivo. При сравнении с фитоалек-

типами отмечено аналогичное действие. Это указывает на то, что Фптоалексин - мутаген среднего действия. Представляется важным, что нами впервые были получены растения-регенеранты из культуры греписа, выращенные в питательной среде с Фитоалексином. Необходимо отметить, что наши заключения о кластогенном эффекте эндогенных ксенобиотиков на наследственный аппарат клеток на ростовые процессы семян, на морфогенез в культуре каллусных тканей оценены г' дисперсионном анализе, по результатам которого видна роль не только среды и чужеродных соединений в общей изменчивости признаков, но и первостепенная роль генотипа.

В заключении следует отметить, что нами изучались различные защитные системы иммунологического контроля у растений при воздействии ксенобиотиков - сверхчувствительность с некротизацией клетки, микросомальная оксигеназная активность для поддержания химического гомеостаза. Это было связано с тем. что растительный организм, как и организм человека и животных, имеет целый рял Функционирующих поэтапно защитных систем по детоксикации чужеродных веществ и защиты генетического аппарата от повреждений. Если нарушается или блокируется основная функция иммунологического контроля у растений - распознавание "своего" и отторжение "чужого" - ксенобиотики могут воздействовать на генетический аппарат клетки со всеми 'вытекающими неблагоприятными последствиями. Паши исследования показали функционирование защитных систем иммунологического контроля у растений при воздействии изучаемых ксенобиотиков. Отмечено как депонирование, так и метаболизация фитоалек-сина-изогемигоссипола и нитрозамина. в этих опытах мы изучали защитные реакции, также как и класогенный эффект при воздействии ксенобиотиков в отдельности, не поэтапно. Иными словами, изучались действие одних и тех же концентраций ксенобиотиков на реакцию сверхчувствительности, (при инкубации) с микросомальной фракцией и при воздействии на генетический аппарат растительной клетки. Представляется важным проведение этих экспериментов поэтапно, ь динамике с учетом детоксикации чужеродных соединений в процессе метаболизма растительной клетки, вплоть до воздействия на нас-лсдо]пенный аппарат растений. Это является предметом наших дтль-,чЧш>: исследований проблемы биотрансформации кс.чнобиотиков и ох-окружающей среды.

ВЫВОДЫ:

1. На начальных этапах воздействия ксенобиотиков установлена связь между фитотоксичностью фитоалексина-изогемигоссипола, характеристиками индуцированной лазером флуоресценции и глубиной функциональных нарушений метаболизма у хлопчатника.

2. Установлено, что, продуцируемые в ходе реакции сверхчувствительности летальные для патогена концентрации изогемигоссипо-ла, депонируются в некротизированных клетках до конца вегетацнон -ного периода у хлопчатника.

3. В опытах In vitro выявлена способность различных по вирулентности рас гриба Vert iciIlium dahliae К к метаболизации фитоэ-лексин-изогемигоссипола на 2-3 фитоалексин-эквивалентных соединения, не обладающих фунгитоксичностью.

4. Дана качественная характеристика метаболизации изогеиигое-сипола и нитрозамина в присутствии микросомальной фракции хлоп чатника и Crépis caplllarls. Установлены видовые различия по де-токсикации ксенобиотиков, которые у Crepls caplllarls идут интенсивнее по сравнению с хлопчатником.

5. Определена оптимальная концентрация фитоалексина и нитрозамина, которые обеспечивают нормальный рост каллусных тканей, изучаемых в культуре видов. Выявлена тенденция возникновения рас-тений-регенерантов от клеток тканей каллусной культуры креписа при добавлении в питательную среду фитоалексина.

6. Установлено, что нитрозаимин и изогемигоссипол вызывают ци-тогенетические изменения как в меристематических клетках, так и в каллусных клетках креписа'й хлопчатника. Кроме увеличения частоты абберативных мета-, ана- и телофаз под воздействием ксенобиотиков изменяется и степень плоидности.

7. Выявлено, что клетки креписа более чувствительны к воздействию нитрозамина и фитоалексина, чем клетки хлопчатника.

8. Установлена коррелятивная зависимость между дозами изучаемых ксенобиотиков и выходом структурных мутаций. Цитогенетическая активность нитрозамина больше фитоалексин-изогемигоссипола.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОВДШЯ.

1. Методы индуцированной лазрем флуаресценциеи, микросомаль-ное окисление, сверхчувствительность растительной клетки могут быть использованы при токсикологической оценке различных физиологически активных соединений в связи с охраной окружающей среды.

2. Культура каллусных тканей хлопчатника и Creplc Capllarls могут быть рекомендованы в качестве тест-объектов при исследовании вопросов, связанных с детаксикацией ксенобиотиков и защиты наследственного аппарата от повреждений.

ANNOTATION

Gain Purnendu

Ecological and physiological study of endogenic xenoblotlcs of plants.

Our experimental research have been connected with endogen xenobiotlc-phytoalexin-lsohemygossypol and nltrozamin. In early stages of Influence of xenoblotypes have derived connection between phytotoxlnlty of phytoalexin-isohemygossypoles, characterized induced laser flourescence and depth of functional distribution of metabolism of cotton plants.Derived, that produced during reaction of oversensivity letal for pathogens concentration iso-hernygossypol,deposited in necrosized cells to the end of vegetation period of cotton.Given the quality of characteristics of me tabolization of isohemygossypoles and nitrozoamin in presentatio; of microsomal fractions of cotton and Crepis capillaris.Have beei found specific differences in detoxicatlon xenoblotlcs.which 1; Crepis capillaris goes Intensive In comparassion with cotton.Derived, that nltrozoamln'and isohemygossypol provokes cytogenetics changes as in merlstematical cells,as and in callus cells of Cn.-pis and cotton.Except lncreaseraent of frequency of-abberation mt ta-.ana-, and telophase under influence of xenobiotlc will t changed and degree of ploldity..

Cells of Crepis are sensitive to Influence of nltrozamin ai phytoalexln, than cells of -'cotton plants.

X У Л О С А

Бизнинг эксперименталь. изланишларимиз эндоген ксенобиотиклар - фитоалексин - изогемигоссипол ва нитрозоамин билан богланган.

Бошлангич даврида ксенобиотиклар таъсири, натижасида фитоалексин - изогемигоссиполни фитотоксиклиги лазер нурларини таъсири ва гуза метаболизмини чукур функциональ узгаришлари орасида узаро узвий богланиш борлиги аникланди.

In vitro шароитидаги тажрибаларда вирулентлиги буйича турли булган Vertlcllllum dahllae нинг расаларининг фитоалексин - изогемигоссиполни фунгитотоксин хусусиятига эга булмаган 2-3 Фитоалексин - эквивалент бирикмалари метаболизациясига кобилияти аникланди. Урганилган усимликларни фитоалексин ва нитрозозминнинг каллус тукимасини нормал усишини таъминловчи оптимал концентраци-яси аникланди.

Крепис каллус тукимасининг хужайрасидан усимлик - регенерант-нинг ривожланиш тенденциям кузатилди. Усимлик - регенератлар озик мухитга фитоалексин кушилганда хосил булганлиги аникланди. Урганилган усимликларнинг меристематик хужайрасида ва каллус ту-кимаси хужайрасида фитоалексин - изогемигоссипол ва нитрозоами-нинг цитогенетик активлиги кузатилди. Аберратив хромосомалар час-тотасини купайишидан ташкари хромосомалар сонининг ортиши кузатилди. Крепис хужайралари пахта хужайраларига нисбатан нитрозоамин ва фитоалексин таъсирига мойил эканлиги, урганилган ксенобио-тикларни дозаси билан структурали мутациялар уртасида коррелятов богликлик аникланди. Иитрозоаминнинг цитогенетик активлиги Фитоалексин - изогемигоссиполникидан юкори эди.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1.Сг.caplllarls тукимасини In vitro да устиришда NMM таъсири .Узбекистан Давлат тили хакидаги конун 5 йил багишланган еш олим.биринчи илмий анжумани. Маърузаларнинг кискача мазмуни Тош кент.1994Й.14-15 ноябр

2.Препаративное выделение фитоалексина -изогемигоссипола для изучения физиологии иммунитета хлопчатника. ТошДУнинг 75 йнллигига багишланган илмий конференция маърузаларининг тезис лари. Тои--кент.1995.16-18 феврал

З.Пути метаболпзаши Фитоалексинов хлопчатника в системе "хозяин- ;пт'Ч'»н". ж. ХЛ0Ш*орг'Дптвр. 1995г.НЗ-4.Тошкент. J&rt&if