Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Радиобиология сельскохозяйственных растений

ВАК РФ 03.00.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "Радиобиология сельскохозяйственных растений"

ГОСУДАРСТВЕННАЯ КОМИССИЯ ?/•-->

ПО ПРОДОВОЛЬСТВИЮ ¿-Ь ^

И ЗАКУПКАМ ПРИ СОВЕТЕ МИНИСТРОВ СССР

'А

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ РАДИОЛОГИИ

На правах рукописи

СЕМЕРДЖЯ Н Сурен Петросович

УДК 577.391/58!.1

РАДИОБИОЛОГИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ

(Экспериментальные и прикладные исследования) 03.00.01 — радиобиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Обнинск — 1989

/

Работа выполнена в научно-исследовательском институте земледелия АрмССР.

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Н. Ф. Батыгми —

Агрофизический НИИ ВАСХНИЛ (г, Ленинград) .. ______

доктор биологических наук, профессор В. И. Корогодии — Объединенный институт ядерных исследований (г. Дубна) доктор биологических наук Ю. А. Кутлахмедов — Институт ботаники им. Н. Г. Холодного АН УССР (г. Киев)

Ведущая организации:

Кишиневский сельскохозяйственный институт им. М. В. Фрунзе

Защита диссертации состоится « »......1990 года в .. . часов на заседании Специализированного совета Д 120.81.01 при Всесоюзном научно-исследовательском институте сельскохозяйственной радиологии Госкомйссии по продовольствию и закупкам при Совете Министров СССР по адресу: г. Москва, Волков пер., 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всесоюзного научно-исследовательского института сельскохозяйственной радиологии.

Отзывы просьба направлять по адресу: 249020, г. Обнинск, Калужской области, ВНИИСХР, Специализированный совет Д 120.81.01.

Автореферат разослан « » 1989 года.

Ученый секретарь Специализированного совета, кандидат биологических наук

Н. И. Санжарова

'» ■-'• - I

' :' „ I ОНДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

\ т з ' .

--.,:.тАктУ4льно(угь проблемы. Изучение механизмов радиочувствител'ьнсс-

га'отеток,' тканей и целых организмов в связи с бурным ростом примерная радиоактивных изотопов и ионизирующих излучений в производст-зенной и научной деятельности человека остается одной из наиболее истуальных задач современной радиобиологии. В настоящее время установлено, что радиочувствительность является генетически детаршширо-занным признаком, а каждой клетке и организму присуща ввдоспецифич-ная норма реакции на действие ионизирующего излучения. Вместе с тем, размах нормы реакции этого признака зачастую оказывается весьма звательным, что и обуславливает широкое варьирование радиочувстви-сельности различию: организмов при действии разнообразных модифици-зупцих факторов физической и химической природа. Иными словами, пошло генетически детерминированной видовой радиоустойчивости мзлшо звделить ряд модифицирующих факторов эндогенной и экзогенной приро-хы, в значительной степени обусловливающих фенотипическое варьирование радиоустойчивооти югеток я организмов. Анализ механизмов лвйот-зия сопутствуодих облучению факторов на формирование уровня радиоус-гойчивости позволяет выявить основные этапа лучевого поражения ка физико-химическом и биологическом уровнях.

Следует отметить, что в обширной литературе по проблема радио-*увствителнюсти организмов практически отсутствуют работы, позвояя-яцие в более или менее полной степени объяснить роль эндогенных и экзогенных факторов в формировании радиоустойчивости биологических зистем. В ранних работах механизмы радиоустойчивости сводились к ка-юму-либо одному фактору, что, в конечном итоге, привело к появлению 5олыпого количества альтернативных теорий и гипотез, зачастую взаиы-го исключавдих друг друга. В связи с этим не вызывает сомнений, что дог выявления достаточно полной картины формирования феномена радиоустойчивости необходимо проведение комплексных исследований, учитывающих, народу с генетически детерминированной компонентой, ачияниа иирокого круга эндогенных и экзогенных модифицирующих фактороз физи-геской и химической щшрсды.

В настоящем исследовании в качестве основных объектов исгользо-зали проростки и покоящиеся семена растений. Преимущества указанных эбъектов связаны с тем, что проростки, благодаря небольшим размерам I относительно высокой радиочувствительности, шкно облучать в раз-

личных условиях сжружащзй среды и анализировать на репрэзентативных выборках модификационную изменчивость генетически детерминированного признака радиоустойчивости. Покоящиеся семена, благодаря крайне замедленному метаболизму и отсутствию гуморальной регуляции, являются незаменимой экспериментальной системой дая исследования влияния вла» ности, температурного реяпма, эффекта хранения, газового состава атмосферы, радиопротекторов и радиосенсибилизаторов как в muent облучения, так и на разных этапах пострадиационного восстановления. Боле< того, в зародышах и эндосперме можно раздельно оценить количество индуцированных облучением свободных радикалов, эндогенных радиопротекторов и радиосенсибилизаторов. Именно использование покоящихся сешн позволяет отделить во времши первичные процессы поглощения энергии ионизируыцего излучения от последующих событий пострадиационного восстановления, начинающихся лишь в процессе закачивания и прорастания сешн.

Цел% rç додачи исследования. Целью настоящей работы является комплексное изучение роли эндогенных и экзогенных факторов в модификации генетически детерминированной радиоустойчивости семян и проростков сельскохозяйственных растений. Для достижения указанной цели необходимо решить следувдие конкретные задачи:

1. Провести систематическое изучение соотношения генотишческой и ысдификационной изменчивости радиоустойчивости пшеницы в зависимости от сортовой принадлежности, иловдюсти, срока хранения, биохимического состава, крупности и влажности сешн.

2. Охарактеризовать районированные в Api,ССР сорта шеницы по уровню радиоустойчивости семян в зависимости от агроклиматических условий их репродукции.

3. Исследовать сравнительную радиоустойчивость семян и проростков полиплоидных форм теницы и тритикале с учетом содержания сульф-гидрильных групп в зародышах и меристематическйх тканях.

4. Провести цитогенетический анализ частоты спонтанных аберраций хромосом, количества свободных радикалов и роли газового состава атмосферы в модификации радиочувствительности семян в процессе их хранения.

5. Провести исследование зависимости радиоустойчивости семян

от их размера, вдазшости и газового состава атмосферы в период пострадиационного восстановления.

6. Исследовать роль эндогенных радиопротекторов (количество

сульфгацрильных групп, белков, аминокислот, активность лшюксигена-зы) и радиосенсибшгизагоров (уровень эндогенных хиюнсз) в мэханлз-мэ модификации радиоустойчивости семян и растений.

7. Оценить вклад процессов пострадиационного восстановления патогенетических поврездений клеток в формирование дифференциальной радиоустойчивости растений.

8. Разработать теоретические основа и практические приемы реализации предпосевного облучения семян овощных и кормовых сельскохозяйственных культур малыми доз&'ли ионизирующих излучений и провести апробацию метода в условиях Араратской д акты АрмССР.

Научная новизна. В настоящей работе аперзае проведено комплексное систематическое исследование роли эндогенных и экзогенных факторов физической и химической природа в шдификации геготаческп детерминированной радиоустойчивости семян и проростков сельскохозяйственных культур, позволившее выявить ранее на известные факты и сформулировать принципиально ваяныа полсзения о механизме формирования дифференциальной радиоустойчивссти организмов, которые внносятся ра заедает:

- экспериментально определены параметры радиоустойчивости районированных сортов пшеницы с учетом экологических условий репродукции семян в основных агроклиматических зонах Арг.зССР;

- в полиплоидном ряду шеннцц различия по радиоустойчивости наблвда-втся только на стадии покоящихся семян и нивелируются при их прорастании. На основании данных по сравнительной радиоустойчивости проростков, сухих и набухших семян, а также по содержанию сульфгвдрильных соединений в зародыше и меристемной ткани показано, что число элементарных геномов не является единственным фактором, дегорминиру-аднм уровень видовой радиоустойчивости;

- на растительных объектах теоретически обоснована и экспериментально подтверздена сульфгвдрильная гипотеза радиоустойчивости биологических систем. Показано неравномерное распрэделвние сульфгвдрильных групп в анатомических структурах селена, основное количество которых находится в зародыше и коррелирует с уровнем радиоустойчивости семян;

- уровень кислородного эффекта зависит от газового состава атмосфера в момент облучения. При отсутствии кислорода в момент облучения кислородное последействие выражено р большей степени;

- определящим фактором реализации лучевых повреждений в пострадиационный период является относительная ажажность атмосферы хранения семян;

- в про датах сортовой пспуляции пшеницы фракции крупных и шлках семян достоверно различаются по уровням радиоустойчивости. Определяющими факторами при этом являются: а) соотношение массы эндосперма и зародыша, содержание белка в эндосперме, гиствдина, аргинина, глюта-миновой кислоты, цисиша и пролина в эндосперме и пролина в зародыше, активность и изоферментный состав лзтоксигеназы, а также уровень индуцированных облучением радиотоксинов хкновдной природы в тканях проростков; й) различия в элиминации первичных цитогенетических пов-рездений на физико-химическом уровне и в процессе репарации делящихся клеток корневой медастет "в первом пострадиационном митозе;

- теоретические основа и реяимы предпосевной обработки семян овощных и иэрмовых культур с учетом комплекса модифицирующих радиоустойчивость факторов для получения стабильно воспроизводимых результатов радиационной стимуляции продуктивности растений в условиях Араратской долины АрьйСР.

Теоретическая и практическая значфюсть. Теоретичесвэе значени проведенных исследований заключается в том, что впервые получен боль той массив экспериментальных данных, позвсшящий выявить новые закономерности и расширить представления о генетических и физиолого-био-химических механизмах формирования радиоустойчивости семян и проростков сельскохозяйственных растений. Радиоустойчивость растений определяется взаимодэйствием генетических и ыодификационных факторов, включающих структурную организацию генома, физиологическое состояние организма в момент облучения, содержание таких биологически активных соединений, как белки и белковые фракции, аминокислотный состав, активность и изоферментный состав лигоксигеназы, уровни сульфгвдриль-ных соединений, свободных радикалов и хинонов в зародыше, эндосперме и меристемной ткани в пострадиационный период. Полученные результаты позволяют количественно оценить вклад различных эндогенных и экзогенных факторов в формирование дифференциальной радиоустойчивости семян и проростков.

Разработанная радиобиологическая модель крупных и мелких семян в предагах сортовой популяции вида позволяет на гензтически однородном материале оценить взаимодействие комплекса модифицирующих факторов, контролирование которых является необходимой предгосылкой для получения стабильно воспроизводимых результатов в радиационно-бдологических исследованиях и технологических процессах.

Приоритетными являются также результаты экспериментов по изучению индивидуальной радиоустойчивости проростков ппеницы и выявление

тесной коррелятивной связи с такими ванными биологическими параметрами, какими являются митотическая активность клеток меристемы, объем интерфазных дцэр-и содержание эндогенных белковых сульфгидрильных соединоний в клетках тэщсташ. Показана, что в пределах вида корреляция мевду митотической активностью, объемом интерфазных япэр и ра-диоустойчивостыо отсутствует, однако мевду содержанием белковых сульфгидрильных групп и радиоустойчивостью выявляется. Этот результат является первым подтверждением на примере растительных объектов сульфгидршшгой гипотезы радиоустойчядости биологических систем.

В работе проведена экспериментальная проверка и обсуждается возмэяпость и перспективность внедрения в производство метода предпосевного облучения семян овощных и кормовых культур в условиях открытого и защищенного грунта. Эффективность разработанных методов предпосевного облучения семян подтверждена соответствующими актами производственных испытаний. Решением Коллегии Министерства сельского хозяйства Ар^ССР от 30 пегя 1979 года (постановление № 10/5) метод предпосевного облучения семян овсцных культур рекомендован для использования в овощеводческих хозяйствах республики.

Апробятгая ляс се оташщ. Основные голостния диссертационной работы были долоаены на П и Ш Международных сютозиущх "Первичные и начальные кэханизш дайствия радиации на клетку"(Ереван, 1968, 1975), на Международном симпозиуме "Атносфера-88" (Ереван, 1988), на I Научно-практической юнферетщга по применении пзотов и ионизирущих излучений в сельская хозяйстве (КЕпинев, 1970), на П Всесоюзном симпозиуме по радиобиологии растений (Тадкент, 1971), на Всесоюзной симпозиуме по 'радиационной генетика (Звенигород, 1975), на Симпозиуме по сельскохозяйственной радиобиологии (Киикев, 1976), на Всесстзгом совещании "Системы, опрэделлщзэ радиорезистентность растений" (Киев, 1977), на Есесогагом сактозиумэ "Роль и механизмы действия бислогичеоки активных соединений в таила-облученном организме" (Пущино, 1978), на Всесоюзных конференциях "Радиочувствителыссть и процессы восстановления у яивотных и растений" (Ташсент, 1979), "Теоретические основы противолучевой згс-ата я пршпщш изыскания новых радиопротекторов" (Свердловск, 1980), на I Всесоюзной конференции по прикладной радиобиологии (Кишинев, 1331), па 1У Всесоюзном сашюзаукэ "Роль первичных и начальных процессов в проявлении основных радиобиологии ских реакций" (Ерэван, 1982), на Всесоюзной сшпозпукэ "Модификация лучевого поражения растший" (Чернигов, 1983), на П Всеооязшй нонферен-ции по сельскохозяйственной радиология (Обнинск, 1984), на Всесовз-

ном рабочей совещании "Модификация радиочувстаителшости биологических объектов и ее значение для практики" (Эчшвдзин, 1985), на научно-координационном совещании "Использование физических факторов для обработки семян и посадочного материала" (Рязань, 1986), на Всесооз-ном совещании "Пострадиационное восстановдвние у растений" (Паланга, 1987), на Ш традиционном симпозиума по современным проблемам биологии, поовященнш паияти Н.В.Тимофеева-Ресовокого (Нор-Акберд, 1989), на Научной сессии ШИ земледелия Закавказских республик, ¿освященной 100-летию со дня рождения В.И.Ленина (Мщсета, 1969), на Закавказской сшпозиуме го биологии шеншщ (Эчмивдзин, 1976), на И Закавказской конференции по применению изотопов и ионизирущшс. излучений в сельском хозяйстве (Тбилиси, 1963), на Ш Съезде Армянского обпрстЕа генетиков и селекционеров им. Н.И.Вавилова (Ереван, 1976) и на 1 Республиканской научной сессии по вопросам биофизики' (Ереван, 1982), а так-

хе представлены на I Всесоюзной радиобиологической съезде (Москва, 1989).

ВХ&ШШЗВ« Основные результаты исследований изложены в 56 публикациях, в т.ч. в 32 статьях.

Структура и таботн. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, трех экс-„ периментальных глав, вакзшчения и основных выводов. Работа изложена на 345 страницах машинописного текста, содервит 83 таблицы и 28 рисунков. Спиоок литературы содержит 534 оригинальных источника.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Основными объектами исследований слуаиди кондиционные семена и проростки конских бобов, различных сортов а полиплоидных форм шени-цы, районированных в АрьЮСР о ортов тоыатов, огурцов н лкцервы. Бее опыты проведены при строгом контролировании влажности сенян.*Фракционирование осыян проводили о помощью специальных калибровочных сит. Накачивание, цроршдиваяид а фиксацию материала проводили стандартными матодиа. Частоту клеток о аберрациями хромосом определяли цитоге-нетичэскш метод си в анафазах или ранних талофазах 1-го пострадиационного митоза в клетках меристемы.

Источником Еонизирувдого излучения служили рентгеновский аппарат РУИ-11, а такае установки ГУТ-400 и ГУБЗ-ЗЗ (^Со). Радиобиологической эффект оценивали по подавлению росса проростков и частоте аберраций хршосш. По ирпвны доза-эффект находили дозы, приводящие к

50^-ному ингибированию роста 7-шзуточннх проростков (ИД50/7)» я дозы, вызывающе в 50$ делящихся клеток аберрация хромое он при прохса-дении 1-го митотическаго цикла (Д^).

Пострадиационное восстановление- клеток от первичных цитогенети-чэских повреждений оценивала со изкэкенив кривых Ереыя-эффект о учетом действия экспериментально моделируемое исдифицирущих факторов.

С целью изучения механизмов модификации радиоустойчив ости семян и проростков применяли общепринятые биохимические тесты для количественного определения болюв н их фракционного состава, шинокислот, белковых и кислотораствориыых сульфгвдрнльннх групп, хинонов и ферментов.

Все экспериментальные данные подвергнуты статистячэской обработка (Рокацкий, 1964; Урбах, 1968).

I. Роль эндагенннх бактоооп в оттаделента гадиачтаствительноюр! овтан и шотеяф}. Известно, что радиочувствительность осиял в вегетирующих растений варьирует в широксл диапазоне, прочей радиоуотойчивооть семян по сравнении с вегатирупщми растениями одшго и того же вида оказвается, как правило, ш порядок и более высокой. Наряду о существованием кзавядовего радиационного полЕтарф!зш. различия в уровнях' радиоустойчивости семян вшвляюгоя такз в прэдэлах одного гада» мех- -ду сортами и издшвдууцгми в пределах популяции. В этой связи представляло интерес изучить радаочувстштаиассть сортов шеницы, возделываемых в условиях Армении. На основании лабораторных, вегетационных и полевых опытов районированные сорта была разделены ва радиоуотойчи-вуп ■ (Эритрадеуксн 12, Егаавди 4, Безостая I), среднечувствитель-ную (Арташати 42, Каягун 20, Шираки I) и радиочувствительную (Карцир Слфаат, Мироновская 838) группы. В этой серии исследований радиочувствительность сортоз оценигатась по коншпксу признаков, учитываемы! от начала прорастания семян до плодсноаенкя растений. Следует отметить, что различия в рзддоустойчивссти сортоз наиболее четко выявляются ва разпшх стадиях развития растений и нивэлирувтея на более поздних этапах онтогенеза.

Известно, что устойчивость растений к дейстбию неблагоприятных факторов в значительной степени определяется условиями выращивания. В ряде исследований показано (Нуздин и др., 1967; Янушкевич, 1961), что семена, репродуцированные в разных географических зогах, обладают неодинаковой чувствителен остью к ионизирующим излучениям. Ландшафт Армении характеризуется вертикальной зошльюстью, что позволяет ва

сравнительно на большой территории выращивать семена в крайне отлича-вдихся уодсвгзх.

Элита создавалась шдивидуадьно-сеиейным отборов о двухкратной проверкой по потожтву и репродуцировалась в различных сельскохозяй-отвеншх зонах. Результата радиобиологамского анализа агатных сешн проведаны в табл. 1.1.

ТАБЛИЦА. 1.1.

Радночувотвл гальш сть алпгншс семян шеницы, выращенных в различных почвэнно-кхкматичеоктс зонах, и содержание ®-вн в зародышах

Зона репродугашп1Щи-./7, ! Клетки о хршоссшнми!Содергание х-гн в ! ' !аберрациями, $ !зародшах,мкмоль на

! Гр ! 1100 мг навески

Одзун 149 48,2 + 2,9 3,62 + 0,05

Эчмкадзин 144 46,2 + 2.9 3,91 + 0,02

Ацак 142 44,8 + 2,9 3,67 + 0,0

Зангезур 117 55,4 + 2,8 3,33 + 0,0

Из табл. 1.1. видно, что элитные семена, репродуцированные в Зангезурской зоне, характеризуются повышенной радиочувотвитатьностью по сравнению о семенами других почвенно-климатических зон.

Не канее существенным доказательством влияния по чванно-климатических условий возделывания сортов на их радиочувствительность являются результаты опытов с репродуцированными семенами. С этой целью элиту получали в каждой из пяти почвенно-климатических зон (Араратс-яэй, Шнракской, Северо-Восточной, Зангезурской в Севанского бассейна) и рзпродуцирооапн в течение 4-х дет по месту создания, а тоже в четырех других зонах. Результаты исследований показали, чтфаиболжей рздаочувстшгельностью, независимо от места получения элиты, характеризуются семена зангезурской репродукции. Так, если проростки семян первой репродукции, полученные в Зангезуре от элитных оригинато-ров одзунского, эчмиздзинского, ацикского я норакертокого продаховде-ния, характеризовались ВД50/7 равным -91+101 Гр, то аналогичные параметры для семян, выращенных в Одзуне, Эчмиадзине, Ацике и Норакерте, бшш равны 135*156, 150+168, 131+144 и 118+127 Гр соответственно. Сходные закономерности установлены при оценке радиобиологического эффекта пс^тесту хромосомных аберраций. Следует такае отметить, что в радиочувствительных семенах зангезурской репродукции концентрация общих сульфгидрильных групп достоверно ниге, чем в относительно ра-

щоустойчивых семенах остальных зон возделывания. Зангезурская зона этличается большим количеством атмосферных осадков в период вегетации, относительно высокими температурами в зимний период, низкой уроаай-юстью сортов и высокой зараженностью грибковыми заболеваниями, что, зероятно, и является причиной пониженной радиоустойчивости репродуцированных в этой зоне семян сортов шеница.

Хорошо известно, что активно нетабслизирущие и быстроразвиваю-циеся организмы, ткани и органы характеризуются повышенным уровнем радиочувствительности. Из табл. 1.2 следует, что проростки конских 5обов с быстрорастущими корешками достоверно более радиочувствительные по сравнению с растениями, шекщими медленнорастущие корешки.

ТАБЛИЦА 5.2

Радиоустойчивосгь проростков конских бобов в зависимости от скорости роста корешков

радиоустойчивости ' Доза излучения, Гр

проростков | 0>75 , I>00 J 1,75 .

Проростки с быстрорастущими корешками Подавление роста, в %

к контролю 59,1 62,8 80,7

Аберрации хродасом, % 23,0 + 3,0 30,0' + 3,2 38,0 + 3,4

Проростки с медленнорастущими корешками Подавление роста, в %

к контролю • 52,9 55,3 75,9

Аберрации хромоссм, % 27,5 + 3,2 26,5 + 3,1 27,0 + 3,1

Общее ссдергание оульфгидрильных групп в целых корешках по мэре увеличения возраста проростков закономерно уменьшалось, причем в сравнительно радиоустойчивых медленнорастущих корешках содержание вН-групп достоверно вше (0,104 £ 0,002 мкмоль), чем в радиочувствительных быстрорастущих корешках (0,085 + 0,002 мкмоль). Следует отметить неравномерное распределение сульфгидрилышх групп в корешках быстро- и медленнорастущих проростгов: в кончиках нэрезнзв их больше (0,21 и 0,24 мкмояя соответственно), чэм в средней части (0,10 и 0,12 мкмшгь) и основании (0,10 и 0,12 мкшль). Разница в ра-диочувствиталшости между проростками с быстро- и издаэннорастущими корешками наиболее отчетливо проявлялась у 3-сутотных проростков, что соответствовало наиболее выраженным различиям в содереанш общих оульфгидрильных групп (0,12 против 0,15 мкмоль) .в коротка* иптаотшх про-

ростков. Аналогичные закономерности обнаружены также в отношении кислоторастворимых сульфгздрильных соединений.

С точки зрения экспериментальной проверки тиоловой гипотезы радиочувствительности (Граевский, 1966; 1969) несомненный интерс представляют результаты цитохимического анализа (рис. 1.1), свидетельствующие о том, что содержание белковых сульфгщсрильных групп значительно выле в меристемных клетках медленнорастущих корешков.

м

м

ф 13

к

о §

о

о

5 §

%

9*

&

3

[СЕРИЯ «СЕРИЯ

Рис. 1.1. Относитальше содержание белковых сульфгидрильных групп в клетках меристемы быстро- и медленнорастущих ко решав проростков конских бобов

Закономерности, установленные в опытах с конскими бобами, нашли свое подтверденке при исследовании быстро- и медленнорастущих про-

ростков швницы. Так, частота клеток с хрокссоотпг~,п абэррацхтп в быстрорастущих проростках в среднем по трем сериям опытов достпг?.п 39,0 + 2,8$ против 28,7 + 2,1% У медленнорастущих проростков при со-ответствувдэм увеличении уровня общих сульфгвдрильных групп от 0,938 + 0,014 до 1,234 + 0,012 мшсшь.

С целью более глубокого понимания гекзтической прщ>оды радиоустойчивости анализу были подвергнуты секена и проростки политговдинх форл пшеницы» Семзна и проростки облучали на установке РУМ-И в дозах 50, 100, 150, 200, 300 и 10, 20, 30 Гр соответственно. Содержание сульфгэдрилышх групп определяли в сндссперта, зародыше и в стеблевой меристеме. Результаты исследований показали (табл. 1.3), что по мере увеличения шовднрсти найлвдаэтся закономернее повкзен!.'.э

ТАВШЦА 1.3

Радиочувствительность сет ян и содержание сульфгвдрильных групп у полипловдных фор?,? пиеницы

Уровень |ВДсП/7, ¡Клетки с аберра-!Содеракиэ сульфгвдрзльных групп, п7гптгнпг«Р11| !циями хромосом, !мкмоль на 100 иг навески плоадности! гр ¡^ дОзаг100 ; зтаоопед? ! затхт-i_

2п = 14 90 + 2 63,2 + 2,5 0,340 + 0,045 3,983 + 0,083

2п = 28 160 + 3 53,4 + 2,2 0,360 + 0,038 4,199 + 0,066

2а.= 42 180 + 3 51,2 + 2,5 0,390 + 0,019 4,367 + 0,033

2п = 56 190 + 4 42,8 + 2,4 0,460 + 0,020 4,699 + 0,033

уровня радиоустойчивости семян при параллельном возрастания содержания сульфгвдрильных груш в структурах семени и проростках. При анализе радиоусточивости набухших семян показано, что при замачивании в течение 18 ч отмеченные выше различия практически полностью нивелируются и величины ИД50/7 доя всего ряда полиплоидных форд колебляг-ся в пределах 16-18 Гр. При этом особого внимания заслуживает тот факт, что в результате гидратации семян нивелируются на только различия в радиоустойчивости, но и в концентрациях сульфгвдрильных групп у полиплоидных форл пшеницы. Аналогичный вывод об отсутствии связи мевду уровнем шговдности и содержанием общих сульфгидрнлышх соединений бЬл сделан при анализе радиочувствительности 2-суточных проростков ди-,тетра- и гексалловдной пшеницы (см. рис. 1.2). Факты существования зависниюсти уровня радиорезистентности от числа элементарных геномов при анализе покоящихся семян и отсутствия подобной зависимости цри изучении набухших семян и проростков в значительной .

§ га-

•§ га

А

8 я аз

I

а / * /

/ /

/ /

/ /

' /

/ /

^ /

/ /

/ *

/ г >

/ /

/

г»

о а>

1.0

И

ё

8 „м

й к

А 8

2п-й гп-гв 2п-42 2и»» Уровни Ш10ИДН0СТИ

й5 -м

И

..А

Рио. 1.2. Радиочувствительность проростков и содержание сульф-гидрильных соединений (заштрихованные столбцы) в клетках полиплоидных форм шеницы

10

степени объяснят1 противоречивость имеющихся в литературе данных о существовании (Сарыч, 1957; Сахаров, 1962), либо отсутствии определенной связи (Садаков, 1970) между уровнями радиоуотойчивости и плоидности растений.

В процессе старения семян изменяются скорость и направленность физиолого-биохимических процессов, которые в значительной степени влияют на энергию прорастания, всхожесть и дадифицируюг ответные реакции растительного организма на экстремальные воздействия. В связи с этим, особый интерес представляло изучение радиочувствительности интактных семян, долгое время хранившихся в различных условиях атмосферы, влажности и температуры. При старении семян увеличивается частота спонтанных хромосомных аберраций и мутаций. Так, Навашин (1933) обнаружил 1000-кратное увеличение уровня спонтанного мутагенеза (с 0,1 до 80$ в расчете на I проросток) между свежеубранныыи и хранившимися в течение 5-6«лет семенами, что сопоставимо с частотой хромое ал них аберраций при облучении свежеубрашшх седан в дозе 30 Гр. В пттит^г Сакса и Сакса (1961) количество индуцированных при облучении в дозе 12 Гр хромосомных аберраций возрастало с 39 до 55 на 100 клеток у семян 1959 и 1958 гг репродукции.

В наших опытах проведено исследование радиочувствительности

разновозрастных семян пшеницы сортов Арташати 42 и Эритролеукон 12. Результаты опытов, представленные в табл. 1.4, однозначно указывают на то, что по мере старения радиоустойчивость семян снижается при соответствующем уменьшении количества общих сульфгцдрильных групп.

ТАБЛИЦА 1.4

Влияние старения на радиоустойчивость и содержание общих сульф-гидрильных групп в зародышах интактных семян

Сорт !Год репро-!Кол-во клеток о хромо-!Кол-во общих сульфгицриль-шеницы1дукции 1сомннш аберрациями. %!ных групп, мкмалеи/ТООмг - ; ¡контроль ! доза 1Ш 1р!навеоки

Арташати 42

Эритролеукон 12

1967

1969

1970

1963 1965 1967 1269

5,3 + 1,3 2,0 + 0,8

68,5 + 2,7 56,3 + 2,9 38,5 + 2,8

11,0 ± 1,8 69,7 + 2,7

11,7 ± 1,8 58,0 ± 2,8

6,0 + 1,6 53,0 + 2,9

4,0 ± 1,1 49,3 + 2,9

2,938 + 0,003 3,306 ± 0,007 3,453 + 0,010

2,678 + 0,011 2,767 + 0,0 2,900 + 0,0 3,400 + 0,0

Результаты цитохимического анализа позволили получить данные о снижении содержания белковых сульфгвдрильных групп в клетках зародыша и стеблевой меристемы по мере старения семян. Вышеописанная закономерность наиболее четко проявляется у сорта Эритролеукон 12 и иллю- ■ стрируется на рис. 1.3.

Рис. 1.3. Радиочувствительность семян пшеницы сорта Эритролеукон 12 (I - контроль; 2 - количество клеток с аберрацитга хромосом, %) и содержание белковых сульф-гидрильных групп в клетках зародыша (3) и стеблевой меристемы (4) в зависиюсти от возраста (срока хранения)

X - оптическая плотность белковых оульфгидриль-ных групп

Таким образом, при старении семян пшеницы, наряду с увеличением уровня спонтанного мутагенеза, наблюдается закономерное возрастание радиочувствителшости. Следует однако отметить, что радиобиологический эффект старения семян не является простой суммой накопления спонтанных и индуцированных облучением повреждений генетических структур клетки, а непосредственно определяется увеличением чувствительности семян к действию ионизирующего излучения.

Среди факторов, оказывающих наиболее вкраденное модифицирующее радиочувствителшость действие, особое место принадлежит влатаости семян в момент облучения. Еще в середине 50-х годов была обнаружена обратная зависимость радиочувствительности покоящихся семян от со-деркания в них шаги ( СаПЛвсо^, 1955; ЕЬгепЪеуБ , 1955). В последующих работах многими авторами (ноЪапх et а1., 1962; Порядкова, 1962; 1963; Немцова и др., 1969; Царалкин, 1974; Атаян, 1985) было убедительно показано, что вода является одним из наиболее эффективных модификаторов лучевого поражения.

В экспериментах с разными сроками гидратации семян по кривым доза-эффект определены величины ВД50/7 (табл. 1.5), анализ изменения которых показывает, что по мере увеличения сроиэв гидратации

ТАБЛИЦА. 1.5

Влияние времени гидратации на уровень общих сульфгидрильных групп и радиочувствительность семян пшеницы

Время гид-! ИД^ ратации, ч! Гр

®50/7* 'Содевзи™6 общих сульфгидрильных групп,

эндосперм

0

0,5

1

2 4 6

12 18 36 48

148 132 116 106 77 56 30 10 9 7

3,449 + 0,017 3,203 ± 0,011 2,821 + 0,015 2,705 £ 0,005 2,294 £ 0,035 2,095 £ 0,050 1,924 £ 0,012 1,789 ± 0,011 1,744 + 0,017 1,725 + 0,011

0,280 +0,0 0,120 + 0,0 0,135 £ 0,005 0,135 + 0,005 0,145 + 0,005 0,200 + 0,0 0,200 + 0,0 0,320 £ 0,004 0,340 + 0,0 0,385 + 0,005

радиочувствительность семян неуклонно возрастает и ко 2-м суткам в 20 раз уступает контрольным воздушно-сухЕм семенам. Из табл. 1.5 также следует, что мезду радиоустойчивостьо гадратированннх семян и содержанием в зародыпах общих сульфгидрлльанх групп наблвдается четкая линейная зависимость, В эндосперме характер подобных изменений оказывается более еясаншд: в первый момент замачивания (0,5 ч) происходит резкое снижение количества общих сульфгвдрильных групп, затем постепенное увеличение их количества с превышением к 18 ч соот-ветствукщэго уровня контрольных сеетн. Вероятной причиной подобных изменений может быть то обстоятельство, что при длительном замачивании (более 18 ч) тисловые ферменты переходят из зародыша в эвдос-„перм и осуществляют мобилизацию питательных веществ семени.

Облучение покоящихся семян разной влажности в широком диапазоне доз от 50 до 300 Гр позволило по кривым доза-эффект установить величины ВД50/7 и показать, что сухие семена (влажность 5,9$) в 3 раза чувствительнее к действию ионизирующего излучения по сравнении с семенами, увлажненными до 11%. Однако дальнейшее повышение влажности до 23,6 и 28,5$ приводит не к повышению, а, напротив, к снижению радиоустойчивости семян (табл. 1.6)

1 ТАШИЦА 1.6

Влияние влажности семян на уровень их радиоустойчивости и со- ' деряаниэ общих сульфгвдрильных групп в зародыше и эндосперм

Влажность семян, %

ВД50/7-Гр

Содержание общих сульфгвдрильных групп,

„ на 1ВД _

зародыш ; эндосперм

5-,9 88 3,400 + 0,015 0,270 +0,0

9,6 148 3,449 + 0,017 0,260 +0,0

17,0 230 3,189 + 0,066 0,185 + 0,0

23,6 184 3,021 + 0,019 0,110 + 0,0

28,5 120 2,846 + 0,065 0,080 + 0,0

Сравнение уровней радиоустойчивости семян с содержанием в их зародшах и эвдоспергах общих сульфгвдрильных групп на первый взгляд противоречит тиоловой гипотезе. В этой связи представляется вероятным, что в сухих семенах с ограниченной годвияностью молекул взаимодействие свободных радикалов и сульфгвдрильных групп практически не происходит. Этим югяо объяснить отсутствие корреляции между уровня-

ми радиоустойчивости и сульфгидрильных групп в зародше и эндосперме семян, содеркащих до 11% влаги. Если же влажность превышает значение, соответствующее максимальному уровню радиоустойчивости, создаются необходимые условия взаимодействия сульфгидрильных групп со свободными радикалами. Поэтому именно в диапазоне влажности от 17 до 28,5$ прослеживается положительная корреляция между уровнями радиоустойчивости и общих сульфгидрильных групп в зародыше и эщоспер-ма семян.

Роль воды в формировании радиобиологического эффекта не ограничивается ее модифицирующим действием в мсмент облучения семян, а в значительной степени проявляется в процессе пострадиационного хранения. Обычно эффект хранения сопровождается усилением радиационного поражения и, несмотря на наличие противоречивых данных (см. обзор Атая-на, 1987), характеризуется рядом вполне определенных закономерностей: поражение усиливается пропорционально напряжению кислорода. (Сопйег , 1961), уменьшению влажности семян ( Constantin et al., 1970; Порозова, 1983), температуры хранения (Атаян, 1978, 1979; По-розова, 1979, 1980), дозе (Позолотила, 1980) и мощности дозы (Юп-ков, 1979) излучения. Следует также особо отметить, что механизмы, ответственные за развитие поражения в процессе длительного хранения, в корне отличны от механизмов, действующих сразу после облучения (Гудков, 1973), что и лежит в основе неоднозначности и противоречивости результатов ряда исследований. Из сказанного следует, что при изучении эффекта хранения особое внимание необходимо уделить широкому варьированию как условий облучения, так и режимов пострадиационного хранения.

В проведенной нами серии экспериментов эффект хранения регистрировали в зависимости от газового состава атмосферы и влажности как в мсмент облучения, так и в пострадиационшй период. В ходе "фоновых" опытов была установлена зависимость радиационного поражения сешн пшеницы сорта Арташати 42 при влажности в момент облучения 5 и 10%, Облучение проводили на гамма-установке в камере с кислородом при давлении 7,5 атм. или азотом при давлении I атм. Эквивалентные дозы облучения баш подобраны в предварительных экспериметтах и равнялись для семян с влажностью Ь% - 100 Гр, а для семян с влажностью 10$ - 240 Гр. Часть семян замачивали сразу после облучения, а остальные - после хранения в течение 15 суг. Результаты исследований показали, что кислородный эффект наблюдается в семенах обеих влажностей, причем с увеличением влажности от 5 до 10% ФВД возрастает с 1,53 до

3,72. Хранение семян сопровождается усилением радиобиологического эффекта, н^иболнпая величина которого обнаруживается при хранении в атмзсфере азота. Для семян с влажностью 5 и 10$ ФЦЦ в атмосфере азота равен 1,99 и 2,98, а в атмосфере кислорода соответственно 1,65 и 1,06.

Полученные в этой серии экспериментов результаты можно отнести к категории нетривиальных, поскольку согласно свободнорадикальной концепции следовало ожидать, что кислородный эффект будет более вы-раяен при хранении семян меньшей влажности в атмосфере кислорода. Однако при использованной тами схеме опыта эффект кислорода проявился аде в момент облучения, а дальнейшее хранение семян в присутствии кислорода уже не оказывает заметного влияния ш ход Зпзико-химичес-ких процессов.

Приведенные выше рассувдения основаны на свободнорадикальной концепция лучевого пораления. В связи с этим,была предцринята попытка методом ШР-спектрометрии экспериментально изучить выход и кинетику рекомбинации свободных радикалов в ходе пострадиационного хранения семян с влажностью 5 и 10$. Результаты опытов приведены в табл. 1.7, из которой видно, что количество свободных радикалов за-

ТАШИЦА 1.7

Изменение сигнала ЭДР »'.процессе пострадиационного хранения семян разной влажности (доза облучения - 36 Гр)

Влажность ! Время пострадиационного хранения, ч

семян, % | I ] 24 | 96 | 168 | 360

5 12,90+0,37.10,95+0,15 5,40+0;25Г 4,20£0,09 3,00+0,10

10 9,25+0,13 7,40+0,10 3,60+0,25 1,60+0,10 1,00+0,09

метно уменьшается в процессе пострадиационного хранения семян. Выход свободных радикалов, зарегистрированный спустя I ч с момента облучения, на 40$ вше в относительно более сухих семенах. Кинетика рекомбинации свободных радикалов во времени происходит сначала быстро, а затем замедляется. Ваяно отметить, что в относительно радиочувствительных семенах с влажностью Ъ% стационарные концентрации свободных радикалов в любые отрезки времени оказываются достоверно выше по сравнению с более радиоустойчивыми семенами о влазностью 10$.

■ • - 18 -

Полученные данные хорошо укладывается в модель Конгера (1970), согласно которой часть сохранившихся в сухих семенах свободных радикалов образует высокоактивные перекисные продукты, обусловливающие дополнительное поранение критических структур семени.

Для решения вопроса о роли газового состава атмосферы в развитии биологического последействия при пострадиационном хранении семена с влажностью 5 и 23$ облучали предвариельно подобранными эквивалентными дозам! 80 и 180 -Гр в атмосфере азота или кислорода, а затем хранили в специальных сосудах,заполненных азотом или кислородом. Выбор влажности семян осуществлен таким образом, .что'в одном случае (вариант с 5%-ноё. платностью) модно было ожидать реализацию эффекта хранения в соответствии со свободнорадикальной концепцией, а в другом (вариант о 23^-ной влажностью) - свободнорадикальный механизм не юг иметь места, поскольку при таксой высокой влажности рекомбинация радикалов в основном завершается уже в процессе облучения. Действительно, как показали результаты экспериментов, эффект хранения проявлялся только в случае сухих семян при хранении их в атмосфере кислорода.

Следующим этапом этой серии экспериментов явилось изучение влияния пострадиационного изменения влажности семян на эффект хранении. Постановка такой задача продиктована тем обстоятельством, что радиационная чувствительность семян зависит, с одной стороны, от их влажности в мсиент облучения, а с другой - величина эффекта хранения также зависит от влажности оеыян: в сухих семенах развивается значительное последействие, а во влажных подобный эффект выражен в значительно меньшей степени. Эти две группы экспериментальных фактов и стимулировали исследования по влиянию изменения влажности в процессе пострадиационного хранения на конечный радиобиологический эффект. Следует заметить, что имеющиеся по этому вопросу литературные данные в значительной степени противоречивы (см. обзор Атаяна, 1987), Причина этого, на наш взгляд, заключается в том, что опыты проводились, как правило, при одной произвольно выбранной дозе облучения, а влажность семян не всегда варьировалась в достаточно широких пределах. Тем не менее на основе анализа литературных данных можно •сформулировать ряд общих по делений: минимальная радиочувствительном: семян наблюдается в диапазоне влажности 12-20$, а тиболыпая - при 2-3%, причем высокая чувствительность сухих семян обусловлена, в первую очэрэдь, кислородным эффектом. С увеличением влажности роль этого механизма резюэ снижается, а чувствительность влажных семян к действию ионизирующих излучений падает. Дальнейшее увеличение

влажности приводит к повышению радиочувствительности, что обусловливается усилением метаболических процессов и деконденсацией хроматина в набухших семенах.

При облучении семян пшеницы сорта Безостая I с влажностью 5, 12 и 23$ на рентгеновской установке РУМ-П в дозах 10, 50, 100, 150 и 200 Гр по кривым доза-эффект были определены величины Дзд.ксторые оказались соответственно равными 30, НО и 80 Гр. В последующа опытах семена облучались только этими из о эфйе кг ивными (в отношении выхода клеток с аберрациями хромосом) дозами. Часть семян сразу после облучения проращивали, а остальные хранили в течение 2, 15 и 30 суток в условиях различной относительной влажности атмосферы, обеспечивающих поддержание в семенах уровней влажности 5, 12 и 22%.

Результаты исследования показали, что модификация эффекта облучения путем хранения семян в атмосфере кислорода или азота в условиях, приводящих к 5%-ной влажности семян, наблюдается,независимо от исходной влажности семенного материала, уже на вторые сутки и вплоть до 30 суток хранения не сказывается на уровне поражения (рис. 1.4).

Время после облучения-, сутки

Вместе с тем необходимо отметить, что хранение семян в кислородных условиях увеличивает, а в бескислородных - уменьшает поражение хромосом.

70

Рис.1.4. Уровень поражения клеток

8

в семенах с исходной влажностью 5 (а), 12 (б) и 22% (в) при пострадиационном хранении в условиях, приводящих влажность семян к Ъ%-в зависимости от хранения в атмосфере кислорода (I) или азота (2).

Аналогичная картина наблюдалась при пострадиационном хранении в условиях, приводящих к 12/&-ной влажности семян (рис.1.5).

70

60

Е о о о

8

е

59

70

М

»о

Р4 Ф

■о

СО

Ц 70

р ш

60

50

Рис.1.5. Уровень поражения клеток в семенах с исходной влажностью 5 (а), 12 (б) и 23$ (в) при пострадиационном хранении в условиях, приводящих влажность семян к \1% в зависимости от хранения в атмосфере кислорода (I) или азота (2)

О г 1Г Го

Время после облучения, сутки Особый интерес представляют результаты опыта по хранению облученных семян в условиях, псвшакщих их влажность до 23%-ного уровня (рисЛ.6). В этом случае, по мере увеличения времени хранения вплоть

7« <0 И

70 10 50

70 ¿0

I

Рис.Г.6. Уровень поражения клеток в семенах с исходной влажностью 5 (а), 12 (б) и 23$ (в) при пострадиационном хранении в условиях,приводящих влажность семян к 23$ в зависимости от хранения в атмосфере кислорода (I) или азота (2)

-1г.

о г 15 50

Время после облучения, сутки

до 30 суток наблюдается тенденция к усилению лучевого поражения хромосом, причем присутствие кислорода в пострадиационный период оказывает наиболее выраженное действие на уровень поражения по сравнению с более сухими семенами 5- и 12$-ной влажности.

Таким образом, результаты проведенных исследовании свидетельствуют о том, что оцределяпдим фактором реализации лучевых повреждений хромосом в пострадиационный период является относительная влажность атмосферы, в которой хранятся облученныз семена. Данный вывод представляется достаточно обоснованным, поскольку схема опытов предполагала широкое варьирование атмосферных условий хранения, а также исходной влажности семян в момент облучения и в процессе пострадиационного хранения.

Данные, полученные для относительно сухих семян, вполне укладываются^ свободнорадикальную концепцию Конгера (1963, 1972). Однако положения этой концепции нельзя распространять на весь диапазон экспериментальных условий, поскольку эффект хранения, по-видимому, обусловлен лишь малой долей гамма-ивдуцирсванных радикалов, локализованных в непосредственной близости биологически важных макромолекул -уникальных внутриклеточных структур. Изменение влажности семян резко измзняет кинетику рекомбинации свободных радикалов, однако заметно не влияет на величину эффекта хранения, поскольку содержание воды в чувствителшых сайтах мсисет не соответствовать среднему количеству воды в семенах. Подобное предположение фактически было сформулировано при изучении влияния влажности на рекомбинацию индуцированных облучением кислородочувствительных сайтов в зародышах и семенах ячменя при пострадиационном замачивании (иопРег о^ а1 1969; сопаМпоп et а1 ., 1982)

Таким образом, в ходе многолетних систематических исследований определены основные параметры и изучено соотношение генотипической и модификационной изменчивости радиационной устойчивости в зависимости от сорта, уровня пловдности, срока хранения, влажности и биохимического состава семян. Показано, что семена диплоидной пшеницы достоверно радиочувствигельнее тетра- и гексаплоидных форм. Вместе с тем, радиоустойчивость полиплоидных форм определяется не только их геномным составом, но и зависит от уровня сульфгидрильных групп в зародышах и меристемных тканях. В процессе старения семян возрастает количество спонтанных нарушений хромосом и снижается уровень их радиоустойчивости. Хранение облученных семян в атьссфере азота или шслорода приводит к усилению поражения лишь при высоких (более

25 Гр) дозах облучения. Максимальной радиоустойчивостью обладают семена с влажностью 1%, причем отклонение от этого уровня как в сторону уменьшения, так и увеличения влажности сопровождается снижением радиоустойчивости семян. Экспериментальным подтверждением справедливости сульфгидрильной гипотезы радиоустойчивости применительно к растениям является установление четкой коррелятивной связи между радиоустойчивостью семян и проростков и содержанием в зародышах и ме-ристемных тканях общих и белковых сульфгвдрильных групп.

2. Радиочувствительность семян швншы в пределах сорта, р зависимости от их крупности. Известно, что признак радиоустойчивости растений генетически детерминирован и размах нормы реакции определяется уровнем юдификационной изменчивости под действием эвдогенгтс и экзогенных факторов различной природы. Следовательно, для рад1ь.ол>-логических исследований и, особенно, при изучении механизмов радиоустойчивости особое значение приобретает вопрос выбора удобного объекта исследований. С учетом этого для проведения модельных экспериментов были выбраны контрастные по размеру фракции семян пшеницы сорта Безостая 1, поскольку крупные и мелкие семена в пределах сортовой популяции, различаясь во все годы репродукции по массе 1000 зерен в два раза, имеют единую генетическую основу и могут служить незаменимым объектом при аьализе модификационной изменчивости радиоустойчивости в пределах генетически детерминированной нормы реакции этого признака.

При облучении семян пшеницы в диапазоне доз 25+250 Гр по кривым доза-эффект рассчитаны величины Шс^/ч и Д^д для крупной и мелкой фракций семян в разные годы репродукции (табл. 2.Í), сравнение которых позволяет сделать определенный вывод о достоверно более высоком уровне радиоустойчивости фракции крупных семян.

ТАБЛИЦА. 2.1

Радиоустойчивость семян пибницы сорта Безостая I в зависимости от их ¡фупности в разные годы репродукции

Год репро-! Фракция ! дукции ! семян ! ВД50/7, Гр ! 4 Д50, Гр

i t * . 3 t 4

tqw Крупная 238 + В

1976 Мелкая 176 " "

Окончание таблицы 2.1

I ! 2 ! ! & ! 3 !

1977 Крупные Мелкие 250 + 9 175 " 3 зе 115 + 4 „ 50 + 3 й

1978 Крупные Мелкие _ 98 + 5 _ 82 £ 3 к

1979 Кдопные Мелкие 155 + 7 128 + 7 X 85 + 5 „ 65+5

1980 Крупные Мелкие 180 + 7 150 + 9 х 100 + 3 „ 75 + 3

1981 Крупные , Мелкие 275 + 8 237 + 8 100 + 3 „ 60 + 2 *

1982 Крупные Мелкие 250 + 9 187 + 4 X 83 + 4 „ 52 + 3 *

я - различив мезду фракциями семян одного года репродукции достоверно при р * 0,01

Для объяснения причин различной радиоустойчивости семян разного размера было проведено сравнение отношений массы эндосперма и зародыша, которое показало, что этот показатель у крупных семян (92,8 + 0,7) достоверно (р 0,01) выше, чем у мелких семян (85,5 + 0,4). На основании этого можно предположить, что в пределах сортовой популяции большее отношение массы эндосперма и зародыша является одной из предпосылок относительно высокой радиоустойчивости фракции крупных семян.

Как было показано выше, радиочувствительность семян в значительной степени модифицируется содержанием в них влаги в момент облучения. Однако, как показали опыты,влажность фракций крупных (10,6 + 0,1) и мелких (10,5 + 0,1) семян практически совпадает и, следовательно, не мажет являться пргашой их дифференциальной устойчивости к действию ионизирующего излучения. Более того, опыты по определению радиоустойчивости фракций семян с варьированием их влажности показали, что величина Д^при повышении содержания влаги в крупных семенах от 5,7, 10,6 до 16,2$ возрастает соответственно от 27,5, 100 и до 160 Гр, однако во всех вариантах опыта достоверно (р ^ 0,01) превосходит соответствущие показатели (17, 75 и 100 Гр) мелких семян с приведенной влажностью 5,8, 10,5 и 15,9$ соответственно.

При изучении связи радиочувствительности фракций семян с уровнями первичного поражения, элиминации и восстановления радиационных

повреждений хромое сил установлено, что в течение первого после облучения клеточного цикла митотическая активность при прорастании крупных ((5,8+6,3) + 0,3$) и мелких ((5,7+6,4) + 0,3$) семян практически совпадает, такке одновременно (через 20-22 ч после завершения замачивания) происходит выход на плато миг отеческой активности и переход к 28-30 ч ко второму пострадиационному митозу. Однако за этот промежуток времени доля восстановленных от цитогенетических повреждении клеток составила 19,6 + 2,5$ у 1фупных семян по сравнению с 13,2 + 2,3$ - у мелких. Следовательно, уже на ранних этапах прорастания скорость восстановления клеток у крупных радиоустойчивых семян примерно в 1,5 рвза выше по сравнению с мелкими радиочувствительными семенами (р ^ 0,01). Наблюдаемый эффект в основном связан с уменьшением количества клеток с фрагментами.

В пользу представлений о том, что в основе различия радиочувст-вителшости крупных и мелких семян пшеницы лежит неодинаковый уровень элиминации повреждений и восстановления, свидетельствуют результаты опытов с кофеином и цистеамином, представленные на рис. 2.1 и

Рис. 2.1. Восстановление поврежденных клеток в первом митотическом цикле при пострадиационной (доза 75 Гр) обработке крупных (темные точки на графике) и мелких семян цистеамином (а) и кофеином (б)

Таблица 2.2

Влияние цистеамина, кофеина, их кдабинщюванного и совместного действия на величины Д50 и ФВД у крупных и мелких семян

Фракция ! сещн ! Вариант обработки 1 Д50. ГР ! 4ВД

Вода 83+3 1,00

Цистеамин 91 + 3 36 1,11 + 0,07 X

Крупная йфеин 44 + 3 ** 0,54 + 0,05 эи

Цистеамин + Кофеин 64 + 3 306 0,78 + 0,05 3«

Цистеамин х Кофеин 45 + 3 ** 0,55 + 0,04 X*

Вода 52 + 2 1,00

Цистеамин 65 + 3 ** 1,25 + 0,07 ш

Мелкая ' Кофеин 23 + 3 366 0,44 + 0,06 XX

Цистеамин + Кофеин 39 + 2 ** 0,75 + 0,05 XX

Цистеамин х Кофеин 21 + 3 ** - 0,40 + 0,06 зех

Различие с контрольным вариантом обработки (вода) достоверно при р ^ 0,05; ** - р ^ 0,01

Если основываться на литературных данных о связи радиочувствительности с процессами восотансвлеяия, то при воздействии ингибитора репарационных процессов - кофеина следовало ожидать примерно одинаковый выход клеток с аберрациями хромосом независимо от крупности семян. Однако, как показали опыты (рис. 2.1, табл. 2.2), разница в поражении крупных и мелких семян сохраняется на прежнем уровне, несмотря на значительное подавление процессов восстановления по сравнению с контрольным вариантом.

Пострадиационное замачивание семян в цистеамина приводило к' уменьшению наблюдаемого эффекта у обеих фракций семян, причем у крупных семян доля клеток с аберрациями хромосом снизилась о 39,2 до 32,0%, а у мелких - с 46,5 до 47,2$. В первом пострадиационном митозе происходило достоверное (р ^ 0,05) увеличение объема восстановленных клеток, который у крупных семян составил 46,5$, а у мелких - 40,2$. По величине митогичаской активности медастемных клеток независимо от способа обработки каких-либо существенных отличий между фракциями не зарегистрировано.

Изучение кривых доза-аффект показало, что цистеамин снижает радиационный эффект как у крупных радиоустойчивых (Дсп = 91 Гр), так

. - 26 -

и у мелких радиочувствигелыгйх. (Д^ = 65 Гр) семян по сравнении с контролем (83 и 52 Гр соответственно). По этим данным ФИД составил 1,11 и 1,25.

При комбинированном воздействии кофеин полностью не подавляет эффект цистеамина. Это обстоятельство, по-видимому, обусловлено тем, что к моменту ингибиторного воздействия кофеина цистеашн успевает репарировать часть потенциальных повреждений, что подтверждается изменениями Д50 до 64 и 39 Гр и ФЭД - до 0,78 и 0,75.

При одновременном применении этих препаратов эффект цистеамина не проявляется и уровень клеток с аберрациями хромосом не отличается от варианта опыта с воздействием одного кофеина. Значения Д^ в этом случае равнялись 45 и 21 Гр с ФИД, равным 0,55 и 0,40 для крупных и мелких сешн соответственно.

Полученные в этой серии опытов результаты позволяют сделать вывод о том, что в основе различной радиоустойчивости крупных и мелких сешн пыеницы лежат по крайней мере два процесса: элиминация цито-генетических повреждений на физико-химическом уровне а восстановление клеток от хромосомных аберраций в первом пострадиационном митозе.

В серии биохимических атлизов было показано, что по содержанию общих сульфгвдрильных груш в зародышах интактных семян достоверных различий между крупной (2,97 + 0,03 мкмолей/ 100 мг навески) и мелкой фракциями (2,96 + 0,03) не наблюдается. Иная картина имеет место в отношении содержания в интактных семенах белков, поскольку крупные семена независимо от года рецродукции (опыты 1978-1981 гг.) характеризовались белее высокой (в среднем на 1,2-2,4$; р ^ 0,01) белковостью, которая складывалась предце всего за счет эндосперма (разница на 21,6$) и оказывалась незначительной в случай зародышей обеих фракций. Определение фракционного состава белков этих же семян показало, что крупные семена превосходят мелкие по содерканию альбуминов, про-ламинов и остаточных белков на 15,6-27,6#, а также глютелинов на 40,8%. В отношении характерной для зародыша глобулинов ой фракции достоверных различий между фракциями не обнаружено. Крупные семена отличались от мелких также повшеншм содержанием клейковины (28,5 + 0,5 против 22,4 + 0,3 %; р 0,05).

Результаты аминокислотного анализа показали, что в эндосперме крупных семян увеличено содержание цистина (на 48%), гистидина, аргинина, пролина и глютаминовой кислоты (на 23-27%), а в зародыше -пропина (на 17%) до сравнению с соотвегсгаувдши структурами мелких

сети. Суммарное количество аминокислот также было больше в эндосперме крупных.семян (12,9 против 10,8$) и примерно равным (28,9 и 29,4$) в зародышах обеих фракций.

В тканях проростков, выращенных из интактяых семян, достоверных различий по содержания хинонов между фракциями (5,3+0,9 и 7,0+2,1 отн.ед. для крупных и мелких семян соответственно) не обнаружено. Однако при облучении семян дозой 200 Гр в мелких семенах (Д50 = 50 Гр) индуцируется на 55% больше радиотоксинов хиноядной природа по сравнению с крупными радиоустойчивыми семенами (27,0+ +2,0 против 18,2+1,6 отн.ед. соответственно).^

Определение активности и изоферментного состава липоксигеназы, катализирующей реакции перекисного окисления липидов показало, что при одинаковых условиях выделения и инкубирования активность этого ключевого для устранения радиотоксинов перекисной природы фермента на 1.0% выше в Крупных семенах (1430 отн.ед.) по сравнению с мелкими (1300 отн.ед.). Липоксигеназа крупных семян была преимущественно представлена изоферменгами с относительно низкой электрофоретичес-кой подвижностью (0,14 и 0,18) .свойственными, по данным Борисовой и Оганесян (19Ь4).радиоустойчивым видам,а для мелких семян были характерны изоферменты с относительно высокой подвижностью (0,25 и 0,30)..

Таким образом, изучение роли некоторых биологически, активных соединений в механизме модификации радиоустойчивости генетически однородных семян показало, что повышенная устойчивость фракции крупных сешн в пределах сортовой популяции определяется следующими факторами:

1. Большим содержанием белков как в целом зерне, так и в эндосперме с преобладанием в их фракционном составе альбуминов, прола-минов и глютелинов;

2. Повышенным содерхганием клейковины, суммарного количества аминокислот в эндосперме и отдельных аминокислот в зародыше и эндосперме;

3. Повышенной уделыюй активностью липоксигеназы с преобладанием в её составе изоферменгов с низкой электрофоретической подвижностью, характерных дая радаоустойчивых видов;

4. Относительно малым выходом индуцированных облучением сешн радиотоксинов хиноидной природы в проростках;

5. Высокой активностью процессов элиминации цитогенетических повреждений на физико-химическом уровне и элективным восстановлением клеток от аберраций хромосом в первом пострадиационном митозе.

3. Тппш.тятт ШШУтШчжтк ШТЭШ- Озним из эффективных методов радиационно-бисшогической технологии в области сельского хозяйства является предпосевное гамма-облучение семян (Кузин, 1974, 1981). Однако, несмотря на многочисленные положительные результаты по изучению эффективности этого перспективного агроприе-ыа, метод не нашел достаточно широкого применения в условиях производства. Основная причина, ограничивающая внедрение метода предпосевного облучения семян, связана-с низкой воспроизводимостью эффекта радиостимуляции вследствии действия неконтродируе&дах в производственных условиях радиомодифацирущих факторов. Поэтому для успешного применения метода необходимо дня каждой агроклиматической зоны и культуры сельскохозяйственных растений подобрать оптимальные режимы радиационной обработки и условий выращивания.

Исходя из такой постановка вопроса с 1973 года наш проводились исследования по радиационной стимуляции семян овсщных (томаты, огурцы) и кормовых (люцерна) культур. Выбор объектов определялся большим народохозяйственным значением этих культур для основной сельскохозяйственной зоны АрмССР - Араратской долины. Исследования проводили в условиях как открытого, так и защищенного грунта.

Для изучения радиостиадуляционного эффекта у томатов в условиях открытого грунта воздушно-сухие семена 5-ти районированных сортов облучали на рентгеновской установке РУМ-П в дозах 5, 10, 15, 20, • 25 и 30 Гр. На основании 2-хлетних испытаний (1975-1976 гг.) два сорта бшга исключены из дальнейших испытаний, так как не проявляли достаточно четкого эффекта радиостимуляции. В 1979 году был исключен из испытаний третий сорт как снятый с производства. Для сортов Эчмиадзин 260 и Юбилейный 261 эффект радиостимуляции проявлялся в диапазоне доз от 5 до 20 Гр с максимальной эффективностью при дозе 20 Гр. Результаты производственного испытания предпосевного облучения семян трматов в дозе 20 Гр приведены в. табл. 3.1, из которой ввдно, чта этот агроприем характеризуется высокой экономической эффективностью. Обращают на себя внимание результаты производственного испытания метода в колхозе Аратавея Эчмиэдзинского района (1982), где в условиях частичного засоления опытного участка урокай томатов в варианте с радиостимулирущим воздействием более чем в 2 раза превосходил контрольный уровень. Кроме того, предпосевное облучение семян в условиях открытого грунта способствовало снижению поражения растений вольтом. На опытных участках плоды созревали, как правило,

ТАБЛИЦА 3.1

Результаты производственного испытания метода предпосевного облучения семян томатов

! Год !Пло-! Хозяйство, ! Урожай плодов, ц/га¡Прибавка к!Экономическая эфЛек-

Сорт |испы-!щадь! район !-'.урожаю, % !тивность метода в

•,ташш! га ! ! Контроль! Доза 20Гр! '.расчете на гектар

Зчмиадзин 260 1977 2 Совхоз Гукасаван Маеисского р-на 342 399 16,7 570 руб (112 руб. ) 3

Юбилейный 261 1977 2 _ и _ 285 351 24,2 690 руб.(127 РУ<3. )

Юбилейный 261 1980 2 Колхоз им. Грибоедова Эчмиадзин-ского р-на 220 250 14,0 300 руб.( 80 РУб. )

Юбилейный 261 1980 2 Совхоз им. Ленина Эчмиадзинско-го р-на 400 450 12,5 500 руб.(105 РУ<5- )

Юбилейный 261 1982 2,3 Колхоз Араташен Эчмиадзинского р-на 340 687 102,1 3470 руб.(487 руб. )

Юбилейный 261 1983 3,4 - " - 648 800 23,5 1520 руб.(228 РУб. )

Юбилейный 261 1985 2 Колхоз Акнашен Эчмиадзинского р-на 346 504 45,7 1580 руб.(235 РУб. )

* - расчет экономической эффективности метода включает стоимость дополнительной продукции в действующих закупочных ценах, затраты на обработку и дополнительные расходы

-ЗОна 7-10 дней раньше контрольных.

lia основании результатов производственного испытания Коллегия Министерства сельского хозяйства АрмССР приняла решение (Постановление В 10/5 от 30.07.79 г.) о внедрении метода предпосевного облучения семян томатов в овощеводческих хозяйствах республики.

Анализ многочисленных литературных и наших экспериментальных данных показывает, что эффективность предпосевного гамма-облучения семян сельскохозяйственных культур в значительной степени зависит от модифицирующего действия сопутствующих факторов. В силу этого, перспективным представляется применение этого метода в условиях защищенного грунта, где факторы внешней среды (температура, освещенность, условия питания) могут поддерживаться на относительно постоянном уровне или регулироваться для достижения стабильного эф?-кта радиос тимуляции.

Наши исследования радиостимуляционного эффекта у томатов в условиях защищенного грунта показали, что оптимальные дозы могут варьировать от 3 до 20 Гр и зависят от условий питания растений. На обычном фоне питания растений (к I20PI20KI20) оптимальный эффект достигался при дозе 12 Гр, а на высоком агрофоне (N 240Р240К240) - 5 Гр. Ери этих дозах прибавки урожая плодов составили соответственно 20,2 и 15,13», что соответствует годовому экономическому эффекту применения метода предпосевного облучения 22,8 и 19,3 тыс. руб. в расчете на один гектар.

Применение предпосевного облучения семян томатов обеспечивает не только повышение урожая, но и способствует улучшению качества плодов. Данные биохимического анализа свидетельствуют о том, что при оптимальных режимах облучения в плодах повышается содержание сухих веществ, Сахаров и витамина С.

Эффективность метода предпосевного облучения семян в условиях защищенного грунта может быть повышена при использовании дозы 12 Гр и выращивании растений на относительно низком фоне удобрений. В этом случае, при реализации добавочного урожая чистый доход составляет 3,3 руб./м2 при себестоимости I кг плодов 0,94 руб. С учетом низких затрат на облучение, возможности получения экологически чистой продукции, стабильности воспроизведения и высокой экономической эффективности метод предпосевного облучения семян огурцов в дозе 12 Гр также предложен для внедрения в тепличные хозяйства республики.

Для сельского хозяйства АрмССР особо важное значение имеет

люцерна. Сочетание высокой урожайности,способность давать многократные укосы, благоприятное влияние ее возделывания на структуру почвы и значение в борьбе с сорняками ставят люцерну вне конкуренции с другими многолетними травами в севооборотах орошаемого земледелия. В связи с этим, проблема повышения урожая зеленой массы и семян привлекает пристальное внимание специалистов сельского хозяйства. Для решения этой проблемы, помимо создания новых высокоурожайных сортов и совершенствования традиционных агротехнических приемов возделывания, перспективным является использование метода предпосевного гамма-облучения сешн.

В многолетних исследованиях эффекта радиостимуляции районированных в Армении сортов люцерны удалось показать, что оптимальными для повышения урожая зеленой массы или сена является доза 20 Гр, а для повышения урожая семян - доза 50 Гр. Использование этих доз облучения позволяет добиться повышения в зависимости от сорта и места выращивания урожая зеленой массы на 7-10$, а урожая семян - на 2734$. За три года использования посевов люцерны для получения сена чистый доход в случае возделывания сортов Армянская I и Апаранская местная составил 0,43 и 0,36 тыс. руб. в расчете на один гектар. В случав радиостимуляции урожая семян применение мот еда оказывается более экономически эффективным, обеспечивая получение чистого дохода для указанных сортов 0,90 и 0,99 тыс. руб. соответственно.

Таким образом, предпосевное облучение семян сельскохозяйственных культур является высокоэффективным приемом управления жизнедеятельности растений. Стабильное получение эффекта радиостимуляции может быть достигнуто при точном подборе оптимальных доз ионизирующего излучения о учетом конкретных сельскохозяйственных культур, условий выращивания и возможного действия модифицирувдих факторов среды.

. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основании многолетних систематических исследований определены параметры и изучено соотношение генотшшческой и модификаци-онной изменчивости радиоустойчивости пшеницы в зависимости от сортовой принадлежности, гогоидаости, срока хранения, крупности, влажности и биохимике кого состава семян, а также агроклиматических условий их выращивания. Показано, что возделываемые в условиях АрмССР сорта по типу генетически детерминированной устойчивости к действию ионизиру-

- 32 - ■

вдего излучения разделятся на устойчивую (Эритродеукон 12, Егварди 4, Безостая I), сраднеустойчивую (Арташати 42, Кангун 20, Шираки I) и чувствительную (Мироновская 808, Кармир Слфаат) грушы. Семена, репродуцированные в Зангезурской зоне, оказываются более радиочувствительными по сравнению с семенами, полученными в Араратской, Ширакс-кой, Севанского бассейна и Северо-Восточной зонах.

2. Семена тетраллоидной и гексадлоидной пшеницы достоверно радиоустойчивее диплсэдных форм, однако достоверно не отличаются мевду собой и значительно уступают по этому признаку октапловдным формам тритикале. Набухшие овмена и проростки полишговдных форм пшеницы и тритикале по уровням радиоустойчивости достоверно не отличаются. Уровень радиоустойчивости пслшшовдных фэрм определяется не только те-номным составом,.но и содержанием сульфгидрильных соединений в зародышах и меристемных тканях, которые защищают уникальные стр^/л, ^ се мени и способствуют восстановлению клеток от повреждений хромосом.

3. В процессе хранения (старения) семян возрастает количество спонтанных аберраций хромосом и увеличивается радиочувствительность. При хранении облученных семян количество свободных радикалов снижает ся и сопровождается увеличением радиобиологического эффекта. Хранени облученных семян в атмосфере азота или кислорода приводит к усилению поражения лишь при высоких (более -25 Гр) дозах облучения, причем эф4 фект хранения более выражен в атмосфере кислорода.

4. Наибольшей радиоустойчивостью характеризуются семена с влажностью 17$. Отклонение влажности семян до 5,9 или 23% сопровождается снижением уровня радиоустойчивости. При влажности семян до 10% наблк дается кислородный эффект, причем пострадиационное усиление поражен» хромосом выражено сильнее в семенах, облученных в отсутствие кислорс да. Определяющим фактором степени реализации лучевых повреждений в пострадиационный период является относительная влажность атмосферы при хранении семян.

5. Получены экспериментальные доказательства сульфгидрильной и потезы радиоустойчивости клеток, тканей и целых растений, заключающиеся в установлении положительной корреляции между, радиоустойчивостью семян и проростков и содержанием в зародышах и меристемных тканях общих и белковых сульфгидрильных групп.

6. В пределах сортовой популяции пшеницы Безостая I фракция кр; ных семян достоверно/йревосходит по радиоустойчивости фракцию мелки выполненных семян. Повышенная радиоустойчивость крупных семян опред ляется как большим объемам репарации первичных повреждений на физик

химическом уровне, так и более эффективным пострадиационным восстановлением делящихся клеток.

7. Интактные крупные семена характеризуются большим содержанием белков и клейковины с преобладанием низкомолекулярных альбуминов и проламинов, а также высокомолекулярных глютелинов. Основные различия по содержанию белков мевду крупными и мелкими семенами создаются за счет эндосперма. Суммарное количество аминокислот достоверно вше в эндосперме крупных семян и примерно равно в зародышах сравниваемых вариантов. В зародышах крупных семян достоверно увеличено содеркание пролина, а в эндосперме - пролина, аргинина, цистита, гйствдина и глют&миновой кислоты.

8. При облучении мелких радиочувствительных семян в однодневных проростках индуцируется примерно вдвое больше радиотоксинов хиноидной природы, чем при облучении крупных семян.

9. Крупные радиоустойчивые семена отличаются большей активностью лшюксигеназы с преобладанием кзоферментов с относительной электрофо-ретической подвижностью 0,14 и 0,18, в то время как для липоксигена-зы из мелких радиочувствительных семян характерны изоферменты с относительной подвижностью 0,25 и 0,30.

10. Оптимальные дозы для радиостимулящш семян томатов и огурцов равны 12 и 5 Гр, предпосевная обработка которыми в условиях защищенного грунта обеспечивает годовой экономический эффект 22,8 и 21,9 тыс. руб. соответственно. В условиях отбытого грунта в зависимости от сорта томатов экономическая эффективность колеблется в пределах 0,3-1,0 тыч. руб. в расчете на один гектар.

11. Радиостимуляционннй эффект районированных сортов лкцерны наблюдается на втором и третьем годах использования растений о прибавкой урожая сена при облучении семян дозой 20 Гр не менее 10-13$ и чистая дополнительным доходом за 3 года использования метода 364 и 434 руб./га для сортов Апаранская местная и Армянская I соответственно. Применение метода предпосевного облучения в условиях Араратской долины наиболее эффективно о целью получения семян. При облучении оптимальной для радиостимуляции дозой 50 Гр семенная продуктивность у сортов Армянская I и Апаранская местная возрастает на 34 и 27%, что обеспечивает чистый доход о одного гектара 0,90 и 0,99 тыс. руб.

12. Результаты исследования мсдификационной изменчивости радиоустойчивости семян и проростков сельскохозяйственных растений в пределах генетически детерминированной нормы реакции этого признака од-

нозначно свидетельствуют о необходимости учета сортовых и видовых особенностей, шовдности, влажности, срока и условий хранения, крупности и биохимических особенностей семян при планировании радиобиологических экспериментов и определении оптимальных режимов предпосевной обработки семян в целях радиационной стимуляции продуктивности растений для получения стабильно воспроизводимых результатов и корректной интерпретации радиационно-биологических эффектов.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, (ПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Семердаян C.II., Оганесян ifc.O., Симонян Н.В. Радиобиологический эффект у семян ппеницы в зависимости от их возраста // Биол. журнал Армении, 1969.. Т. 22. № 9. С. 47-53.

2. Семерщсян С.П., Нор-Аревян Н.Г. О роли сульфгвдрилшых групп в определении природной радиочувствительности проростков Vicia faba и Triticujn //Радиобиология. 1971. T. II. №2. С. 278-281.

• 3. Нор-Аревян Н.Г., Семердясян С.П. О корреляции радиорезистентности корешков vicia faba с содержанием в них тиоловых соединений // Радиобиология. 1971. T. II. № 2. С. 281-284.

4. Семерпдян С.П., Нор-Аревян Н.Г., Саакян А.Г., Григорян З.Д. О связи радиочувствительности проростков с содержанием сульфгвдриль-ных соединений в клетках меристемы // Бисш. журнал Армении. 1971.

Т. 24. № 3. С. 106-107.

5. Семердкян С.П., Нор-Аревян'Н.Г., Григорян З.Д., Саакян А.Г. Влияние различных модифицирувдих факторов на уровень тиолов в семенах пшеницы и их радиочувствителыгосгь // Радиобиология. 1972. Т. 12. * 6. С. 907-909.

6. Сеыевдяян С.П., Нор-Аревян Н.Г., Оганесян Дж. 0. О роли тиолов в определении радиочувствительности семян ппеницы // Радиобиология. 1973. Т. 13. » 2. С. 303-306.

7. Семердкян С .П., Оганесян Дк.О., Мартиросян В. Цитохимический анализ белковых сульфгвдрильных групп в клетках зародыша и меристемы у различных по радиочувствительности семян пшеницы // Тр. НИИ зем- ' леделия АрмЗСР, серия "Пшеница". 1973. J6 I. С. 3^7.

8. Семерцхян С.П., Бор-Аревян Н.Г. Влияние влажности и кислорода, присутствующего в момент облучения, на эффект хранения семян пшеницы //Тр. НИИ земледелия АрыССР, серия "Пшеница". 1972. J6 I.

С. 157-159.

9. Семердаян С.П., Нор-Аревян Н.Г., Григорян З.Д., Саакян А.Г.

О возможной роли тимов в определении природной радиочувствительноо-ти сухих и набухших семян и проростков полиплоидов ггзрпщн // радиобиология. 1973. Т. 13. № 5. С. 771-773.

10. Сешрджян С.П., Нор-АрэЕяя Н.Г., Казарян Г.Т. Влияние влажности и кислорода на эффект хранения облученных семян пшеницы // Тр. НИИ земледелия АрмССР, серия "Пшеница". 1973. К 2. С. 52-57.

11. Семерджян С.П., Григорян З.Д., Нор-Аревян Н.Г., Саакян А.Г. Сравнительное изучение радиочувствительности различных сортов пшеницы // Там же. 1974. й I. С. 17-29.

12. Семэрджяи С.Е., Григорян З.Д., Нор-Аревян Н.Г., Саакян А.Г. Зависимость радиочувствительности семян озимой пшеницы от экологических условий выращивания // Там se. 1974. й 2. С. 50-58.

13. Нор-Аревян Н.Г., Семердяян С.П. Влияние шоковой томпературы и кислорода на величину сигнала ШР при облучении семян пшеницы // Гам же. 1975. й I. 0. 3-6.

14. Семэрзззян СЛ., Нор-Аревян Н.Т., Григорян З.Д. Влияние экологических условий выращивания на радиочувствительность семян пшеницу и Инф. боля. "Радиобиология". 1976. & 19. С. 56-59.

15. Семэрджян С.П., Нор-Аревян Н.Г., Айдинова Я.Р., Мартиросян

B.Т. К вопросу о роли хинонов в механизме радиочувствительности растений // Тр. НИИ зешвделия АрмССР, серия. "Пшеница". 1976. Л I, С. • 3-9.

16. Асланян Г.Г., Семерджян С.П., Казарян С.А. Втаяние предпосевного облучения семян на продуктивность тепличных огурцов

// Научные труды (юбилейные) НИИ земледелия АрмССР. 1977. С. 156-158.

17. Варданян К.А., Нор-Аревян Н.Г., Семеццжян С.П. Изучение радиочувствительности семян пшеницы в зависимости от их влажности в момент облучения, газовых условий и влажности среды в пострадиационный период // Биол. журнал'Армении. 1978. Г. 31. Ii 7. С. 771-775.

18. Семердяян С.П., Оганесян Дж. 0., Нор-Аревян Н.Г. Роль эндогенных тиолов в радиочувствительности конских бобов при фракционированном облучении// Биол. журнал Армении. 1981. Т. 34. № 6. С. 570-580.

19. Семерджян С.П, Сульфгвдришгае группы и радиочувствительность семян растений // Инф. мат. "Теоретические основы противолучевой защиты и изыскания новых радиопротекторов", Свевдловск. 1980,

C. 49-51.

20. Нор-Аревян Н.Г., Семерпдян С.П., Варданян К.А. 0 роли хинонов в' механизме радиочувствительности растений // Радиобиология. 1982. Т. 22. » 4. С. 567-591.

21. Погосян Г.С., Авакян А.Г., Семэрдаян С.П. Эффективность предпосевного гамма-облучения семян томатов в условиях защищенного грунта под действием минеральных удобрений // Докл. ВАСХНИП. 1983. № 3. С. 18-19.

22. Семердаян C.II., Нор-Аревян Н.Г., Варданян К.А. Зависимость степени лучевых повреждений клеток зародыша семян пшеницы от их величины // Инф. бшл. "Радиобиология". 1983. №27. С. 31-32.

23. Семерцжян С.П. Сульфгидрильные группы и радиочувствительность растений // Проблемы природной и модифицированной радиочувствительности / М..-Наука, 1983. С. 177-185.

24. Нор-Аревян Н.Г., Варданян К.А., Семерддян С.П. О возможной овязи радиочувствителыюсти оешн пшеницы, отличащихоя 1фупноотью в пределах сорта, о содержанием белка // Радиобиология. 1984. Т.24,

» I. С. 87-89,

25. Семердаян С.П., Авакян А.Г., Оганесян Дж.О. Предпосевное гамма-облучение семян томатов // Инф. листок Арм. НИИ научно-техн. информации и технико-экономич. исследований Госплана АрмССР. 1983.

26. Семедаян С.П., Нор-Аревян Н.Г., Варданян К.А. Внутриоорто-вая разнокачественность семян пшеницы и их радиоустойчивость // Инф. бшл. "Радиобиология". 1984, К 30. С. 53-54.

27. Нор-Аревян Н.Г., Оганесян В.В., Варданян К.А., Семэцджян С.П. О возможной связи радиоустойчивости семян паеницы, отличающихся крупностью в прадедах сорта, с содерканием аминокислот // Радиобиология. 1985. Т. 25. И 6, С. 822-825.

28. Варданян К.А., Оганесян H.A., Сомерджян С.П. О возможной связи радиоустойчивости семян пшеницы с активностью и изоферментным составом липоксигеназы // Биол. журнал Армении. 1987. Т. 40. & 10.

29. Semerdjian S.P., Hor-Aiovian The content of sulfhydril Groups in the meristematic cells of Triticum and Vicia faba as connected to their radiosensitivity // IY Intern, congress of radiation res., Evian. 1970. P. 195.

30. Seraerdjian S.P., Nor-Arevian M.G. The role of a few endogenous compounds on the radiosensitivity of plants // Studia biofisica (Berlin). 1975. B. 53. S. 161-162.

C. 872

ТБ-02933 Подписано в печать 18.10.89 г. Заказ 5046 Объем 2 п. л. Тираж 100

Обнинская городская типография г. Обнинск, Комарова, 6