Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Использование комплексной растительной тест-системы для oценки интенсивности мутагенного влияния, обусловленного действием факторов Чернобыльской аварии

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Использование комплексной растительной тест-системы для oценки интенсивности мутагенного влияния, обусловленного действием факторов Чернобыльской аварии"

Український науковий гігієнічний центр

го од

/ В ІШЛ 1СГЗ

КОВАЛЬЧУК ОЛЬГА ВІКТОРІВНА УДК: 616.006+618.19+616.006.6+612.014

Використання комплексної рослинної тест-системи для оцінки інтенснвності мутагенного фону, зумовленого дією факторів Чорнобильської аварії.

03.00.15 - генетика

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Івано-Франківській державній медичній академії МОЗ України.

Науковий керівник:

д.м.н. професор Ковальчук Лариса Євгенівна,

Івано-Франківська державна медична академія МОЗ України, завідуюча кафедрою загальної біології та генетики та генетичної лабораторії ЦНДЛ.

Офіційні опоненти:

д.м.н. Пілінська Марія Андріївна,

Інститут експериментальної радіології

наукового центру радіаційної медицини АМН

України,

завідуюча відділом цитогенетики. к.б.н., с.н.с. Дуган Олексій Мартеміанович,

Український науковий центр медичної генетики, завідувач лабораторією біоіндикації мутагенів.

Провідна установа:

Національний Університет ім. Т.Г.Шевченка, кафедра загальної та молекулярної генетики.

Захист відбудеться » 1998 о годині на засіданні

спеціалізованої вченої ради Д26.604.01 Українського наукового гігієнічного центру, 253660 м. Київ-94, вул. Попудренка 50.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Українського наукового гігієнічного центру, 253660 м. Київ-94, вул. Попудренка 50.

Автореферат розісланий 2-3 Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради _ Селезньов Б.Ю.

Загальна характеристика роботи.

Актуальність теми. Розвиток науково-технічного прогресу призвів до глобального забруднення навколишнього середовища різноманітними мутагенними факторами - від хімічних речовин (шкідливі викиди підприємств, консерванти, харчові додатки, пестициди) до похідних сучасних технологій (іонізуюча радіація, лазерні промені, хвилі надвисоких частот), тощо (Бариляк И.Р, Бердышев Г.Д., Дуган A.M., 1996). Викликані ними генетичні розлади зумовлюють 10% інвалідизації населення Європейського регіону (Богатирьова Р.В., Бариляк І.Р., Тимченко

О.І., 1985), скорочення тривалості життя і зниження народжуваності (Сердюк А.М., Тимченко О.

І.,1997). Як відомо, збільшення мутагенного навантаження до рівня, здатного подвоїти у людини частоту виникнення мутацій, може привести до катастрофічних змін генофонду нації (Бариляк І.Р. таін., 1989).

В Україні екологічна криза значно поглибилась у зв’язку з аварією на Чорнобильскій АЕС, яка спричинила значні радіоактивні викиди у довкілля, загальна сумарна активність яких оцінюється у 50 Млн Кюрі (Прістер, 1996). Це призвело до порушення усталеного способу жита і господарської діяльності на території кількох областей України та забруднення значної площі :ільськогосподарських угідь. . . ; .

Радіоактивного забруднення зазнали 5 млн га земель України, з них 3.5 млн -Сільськогосподарські угіддя, 1.5 млн га - ліси. Забруднення зазнали 77 районів 12 областей. Територія із рівнем забруднення цезієм-137 понад 5 Ки/км2 становить понад 28 тисяч км2, з заселенням понад 700 тисяч осіб. Забруднення понад 1 Ки/км2 спостерігається на території ътощсю понад 100 тисяч км2.

У зв’язку з цим на перший план виходить актуальна проблема екологічної генетики -жстемне дослідження генетичних аспектів аварії та прогнозу віддалених наслідків впливу онізуючого випромінювання на стан живої природи та здоров’я людей. Труднощі виявлення ііддалених генетичних наслідків полягають у тому, що для їх прояву повинно пройти багато часу. Гому вибір об”єкта досліджень мас вирішальне значення. Він повинен поєднувати швидку зміну юколінь з великою кільхістю нащадків та універсальністю генетичного коду (Lewin, 1997). В учасних економічних умовах найбільш придатними для визначення мутагенного пресінгу ювкілля є рослинні тест-системи, які відповідають описаним вимогам (Grant, 1994; Fiskesjo, 1985; :iskesjo, 1988).

Мета роботи і завдання роботи

Метою даної роботи було встановлення характеру впливу іонізуючого випромінювання на падковий апарат вищих еукаріот, використовуючи вищі рослини як модельні організми та озробка і апробація нової комплексної тест-системи для моніторингу інтенсивності мутагенного ону, зумовленого дією факторів Чорнобильської аварії.

У відповідності до мети були поставлені такі завдання:

1. Вивчити генотоксичність питної води та грунтів із районів України, що зазн; радіоактивного забруднення внаслідок аварійного викиду на Чорнобильській А] використовуючи Allium сера тест, рекомендований ВООЗ.

2. Вивчити процеси соматичної інірахромосомної гомологічної рекомбінації в моделы трансгенних рослинах Arabidopsis thaliana та Nicotiana tabacum в умовах хронічного вше іонізуючого випромінювання.

3. Розроботи методичні підходи до використання трансгенних рослин Arabidopsis thalianc Nicotiana tabacum, що містять у геномі візуальний ген-маркер р-глукуронідази як рекомбінаційі субстрат, як індикаторів мутагенного пресінгу в умовах радіоактивного забруднення довкілля.

Наукова новшпа одержаних результатів

1. Вперше встановлений характер пошкоджуючої дії на хромосомний апарат All сера іонізуючого випромінювання грунтів із зон обов’язкового відселення та посилен радіаційного контролю.

2. Вперше з’ясований характер хронічного впливу іонізуючого випромінювання рівень двониткових розривів ДНК та соматичної інтрахромосомної гомологічної рекомбінац геномі вищих рослин.

3. Вперше проведене комплексна оцінка мутагенного пресініу довкілля у районах, зазнали радіоактивного забруднення внаслідок аварії на ЧАЕС, з використанням Allium сера те та трансгенних рослин Arabidopsis thaliana та Nicotiana tabacum, що містять у геномі візуаль: ген-маркер (5-глукуронідази як рекомбінаційний субстрат.

4. Встановлена доцільність використання трансгенних рослин Arabidopsis thalianc Nicotiana tabacum, що містять у геномі візуальний ген-маркер, для генетичного монітори наслідків дії факторів Чорнобильської аварії.

Практичне значення роботи

1. Розроблені методичні підходи до вивчення активності мутагенного ф< зумовленого радіоактивним забрудненням навколишнього середовища.

2. Запропонована і апробована нова комплексна тест-система (трансгенні росл Arabidopsis thaliana та Nicotiana tabacum та Allium сера тест) для визначення генетичного вші факторів Чорнобильської аварії.

3. Рекомендовано використовувати трансгенні рослини, що містять у геномі візуаль маркер, як наочну ілюстрацію радіаційної небезпеки забруднених територій для населення, що проживає.

. Результати роботи впроваджені у науковий та навчальний процес на кафедрі загал біології та генетики Івано-Франківської державної медичної академії, на кафедрі загальної 6ioj та генетики Вінницького медичного інституту, на кафедрі екології Івано-Франківсьі державного університету нафти і газу, в Чорнобильському Науково-Технічному Це Міжнародних Досліджень, у лабораторії молекулярної біології рослин (керівник - Prof. Ваг Hohn) в інституті Фрідріха Мішера, Базель, Швейцарія, а також в лабораторії генетики рос (керівник -Dr. Holger Puchta), Гатерслебен, Німеччина.

Особистий внесок здобувана

Автором здійснено збір та аналіз літературних і патентних даних, запропонована тема дисертації та проведені всі експерименти. Автором особисто проводилися експедиції в радіаційно забруднені райони Житомирської та Івано-Франківської областей, забір проб грунтів та води, підготовка зразків для мікробіологічного, хімічного та радіологічного дослідження. Мікробіологічне дослідження зразків грунтів та води проводилося особисто автором, хімічне -автором у співробітництві з Івано-Франківським об’єднанням “Облагрохімія”, радіологічне -автором у співробітництві із лабораторією радіаційної гігієни Івано-Франківської обласної санепідемстанції. Автором самостійно проведено опромінення рослин на базі Івано-Франківського обласного онкологічного диспансеру. Всі експерименти по вивченню генотоксичності питної води та грунтів за допомогою Allium сера тесту проведені особисто автором. Експерименти по встановленню рівнів мутагенезу в радіаційно забруднених регіонах України за допомогою трансгенних рослин, люб’язно наданих професором Барбарою Хон (Інститут Ф. Мішера, Базель, Швейцарія), проведені у співробітництві з м.н.с. кафедри біології ІФДМА Ковальчуком І.П. Статистична обробка результатів експериментів проведена автором у співробітництві із професором Германом Мозером (FMI, Базель, Швейцарія).

Апробація результатів дисертації

Результати досліджень по темі дисертації доповідалися на Міжнародному регіональному семінарі “Охорона довкілля: сучасні дослідження в екології і мікробіології” (Ужгород, травень 1997); на щорічній конференції інституту Ф.Мішера (Монтро, Швейцарія, вересень 1997); на 12 щорічній конференції з проблем забруднення грунтів (Амхерст, США, жовтень 1997); на 5 регіональній конференції по молекулярній біології рослин (Базель, Швейцарія, листопад 1997), на міжнародному конгресі студентів та молодих вчених (Тернопіль, травень 1998). Результати досліджень обговорювалися на засіданнях лабораторії молекулярної біології під керівництвом професора Барбари Хон, на щомісячних семінарах інституту Ф.Мішера, на засіданнях провідних лабораторій Європи, що працюють по проблемах рекомбінації та репарації ДНК (інститут Макса Планка, Кельн, Німеччина, жовтень 1997 та інститут Jlyi Пастера , Париж, Франція, травень 1998), на науково-технічних радах Чорнобильського Науково-Технічного Центру Міжнародних Досліджень та на засіданнях кафедри біології та генетики ІФДМА.

Публікації

Матеріали дисертації опубліковані: у збірнику наукових праць Ужгородського

держуніверситету “Охорона довкілля: сучасні дослідження в екології і мікробіології”, 1997; у матеріалах щорічної конференції інституту Ф. Мішера, 1997; п’ятої регіональної конференції по молекулярній біології рослин, 1997; дванадцятої щорічної конференції по проблемах забруднення грунтів, 1997; у щорічному журналі-добірці наукових праць інституту Ф. Мішера, 1997, у матеріалах міжнародного конгресу студентів та молодих вчених, Тернопіль, 1998, у міжнародному журналі Mutation Research, 1998, у журналі “Галицький Лікарський Вісник”- № 4,1997 та №1, 1998 та депоновані в УкрНТІ.

Основні положення, що виносяться на захист

1. Методом ана-телофазного аналізу клітин апікальної мерисгеми первинних корінців All сера встановлено цито- та генотоксичність питної води та грунтів із зон антропогени радіоактивного забруднення внаслідок аварії на ЧАЕС.

2. Експериментальне опромінення трансгенних рослин Arabidopsis thaliana та Nicoti tabacum на різних етапах розвитку та культивування рослин на грунтах, штучно забрудне радіоактивними речовинами, супроводжується зростанням частоти соматичної інтрахромосол гомологічної рекомбінації. Виявлена залежність частоти гомологічної рекомбінації від поглин; дози опромінення та від активності радіоактивної речовини у грунті.

3. Трансгенні рослини Arabidopsis thaliana та Nicotiana tabacum, що містять у геї візуальний ген-маркер p-глукуронідази як субстрат гомологічної рекомбінації, мои використовуватися як індикатори інтенсивності мутагенного фону, зумовленого забруднен навколишнього середовища радіоактивними речовинами внаслідок аварії на Чорнобильській А Запропонована тсст-система проста у використанні, сенситивна і об’єктивна.

Зв’язок з державними плановими роботами

Робота виконана в рамках закінченої комплексної науково-дослідної роботи “Он генетичних наслідків антролпогешюго забруднення навколишнього середовища і перспектив попередженій”, 1995-1997, що проведена кафедрою медичної біології та генетики та Щ генетики у рамках державної програми “ Захист генофонду населення України”; спільного про< ІФДМА та інституту Ф.Мішера (Базель, Швейцарія), що отримав грант Швейцарсы національного наукового фонду (1996).

Об’єм та структура дисертації

Дисертація викладена українською мовою на 150 сторінках у вигляді 5 розділ складається із вступу, огляду літератури, опису об’єкту та методик дослідження, розділу влас досліджень, обговорення результатів, висновків, практичних рекомендацій та списку літерах Дисертація містить 24 таблиці, ілюстрована 35 рисунками. Список литератури включає джерел.

Проведене комплексне дослідження впливу радіаційного забруднення з використанням н комплексної рослинної тест-системи: трансгенних рослин - індикаторів, що містять у геї перерваний ген Р-глукуронідази як рекомбінаційний субстрат для виявлення рівнів двониткс розривів ДНК та їх репарації шляхом гомологічної рекомбінації, а також відомого і ши] вживаного Allium сера тесту .

Матеріали і методи дослідження.

Об’єктом дослідження були питна вода та сільськогосподарські грунти Народиць району Житомирської області (села Великі Кліщі, Лозішця, смт. Народичі), що належать до : обов’язкового відселення та Снятинського району Івано-Франківської області (села Стеї Русів, Підвисоке та Потічок), що належать до 4 зони (посиленого радіаційного контролю).

Для розв’язання поставлених у роботі завдань використовувалися наступні методики:

1. Мікробіологічний контроль грунтів, що включав визначення загальної мікро контамінації (ЗМК) в одиниці маси грунту (в 1г) аутохтонною та алохтонною мікрофло визначення ендобактерій та термофілів (Сердюк та ін., 1997).

2. Хімічний аналіз зразків грунту та води. При проведенні хімічного аналізу контрольних та задіаційно-забруднених грунтів проводилося визначення агрохімічних показників - вмісту іухомих форм азоту, фосфору та калію, pH сольової витяжки та % гумусу, а також вмісту важких металів.

3.Радіологічний аналіз зразків води і фунту.

4. Опромінення рослин кобальтом-60 з метою вивчення особливостей одноразового впливу іонізуючої радіації на геном.

5. Штучне забруднення грунтів радіоактивним ізотопом цезію-137 для вивчення вилину хімічно™ складу грунтів на рівень гомологічної рекомбінації та мутацій » рослинах.

6. Вивчення генотоксичиості питної води та грунтів із радіаційно забруднених після аварії на ЧАЕС областей України методом ана-телофазного аналізу клітин апікальної мерисгеми первинних проростків Allium сера. Мітотичний індекс клітин апікальної мерисгеми визначали як відношення кін кості клітин в мітозі до загальної кількості клітин і обраховували на 400 клітин на препарат, 7-Ю препаратів на пробу грушу чи води. Хромосомні аберації визначали шляхом аналізу 100 ана- і телофаз на препарат, 5 препаратів на пробу. Всі дослідження проводилися на кодованих препаратах. Підраховували кількість мостів, фрагментів, хромосом, що злиплися та к-мітозів. Мости та фрагменти - кластогенні ефекти, є результатами хромосомних та хроматидних розривів та показниками мутагенності і генотоксичності, натомість вагрантні хромосоми, хромосоми, що злиплися та с-мітоз с показниками різко токсичного, майже завжди незворотнього ефекту, що, можливо, веде до загибелі клітини (Fiskesjo, 1983; Fiskesjo, 1985а; Fiskesjo, 1985b; Mateos, 1992; Grant and Salomone, 1994).

7. Вивчення рівнів інтрахромосомної гомологічної рекомбінації в трансгеннтх рослинах Arabidopsis thaliana та Nicotiana tabacum, що містять у геномі ген-маркер бета-глукуронідази (GUS) як субстат гомологічної рекомбінації. (Рис 1 ,)Arabidopsis thaliana лінія 11, щоміститьік трансген три копії рекомбінаційного субстрату N1DC1 в одному локусі; Arabidopsis thahema лінія 651, шо містить як трансген одну копію рекомбінаційного субстрату N1DC1 в одному Фокусі; Nicotiana tabacum лінія 9, що містить як трансген одну копію рекомбінаційного субстрату N1 DC4 в одному локусі.

1

|~p[U~Gi Bye |и s|7~|-

Hyg

і и І Нук Гр

Рис 1. Схеми рекомбінаційних субстратів

1 - ОШ рекомбінаційпий субстрат прямої орієнтації; 2 - ОиБ рекомбінаційний субстрат оберненої орієнтації; ЬВ - ліва границя; ІШ - права границя; СІ)В - ген р-глукуронідази; поб-нопалін-сиятазний термінатор; 358СаМУ - промотер вірусу мозаїки кольорової капусти.

8. Математична обробка результатів досліджень з використанням кореляційного ана: математичного моделювання за матрицями, розробленими у співробітництві з проф. Г.Мозі Базель, Швейцарія.

Результати досліджень і їх обговорення

1. Аналіз радіологічного стану, мікробіологічного та хімічного складу води і грунти.

З метою вивчення природи мутагенних факторів антропогенного забрудо навколишнього середовища проведений аналіз проб грунтів та води у селах Снятинського ра Івано-Франківської області - Підвисоке, Потічок, Стецева та Русів; у селищі міського Народичі та селах Лозниця і Великі Кліщі Народицького району Житомирської об] Контролем слугували проби, відібрані у екологічно чистому за даними Івано-Франків обласної санепідстанції, селі Підлісся Тисменецького району. Були проведеш радіологі' мікробіологічний та хімічний аналізи відібраних проб.

Дані вивчення вмісту радіонуклідів у грунтах та воді досліджуваних регіонів наведі таблицях І та 2.

Таблі

Результати дослідження радіоактивності проб грунту.

Місце Активність радіонуклидів (Бк/кг)

відбору сумарна ■у-акт. Сз-137 К-40 Яа-226 ТЪ-232 Бг-9

Вел. Кліщі 159.00 6549 336 <10 99.6 234<

Народичі 63.25 2543 371 <10 24 400

Лозниця 27.50 2287 221.5 <10 10.1 <30

Стецева 130.00 575 555 22 46 <30

Потічок 127.90 187.8 514 23 46.6 <30

Підвисоке 138.10 145 494 33.5 47.4 <30

Русів 124.00 582 554 24.57 40 <30

Результати досліджень доводять значну забрудненість грунтів Житомирської област радіоактивним цезієм, так і стронцієм, особливо у селі Великі Кліщі та у селищі Народичі віднесені до зони обов’язкового відселення. Серед населених пунктів Івано-Франківської об. найбільшого радіаційного забруднення зазнали села Русів та Стецева.

. Таблі

Результати дослідження проб води із радіаційно-забруднених районів

Місце Активність радіонуклидів (Бк/кг)

відбору сумарна у-акт. С5-137 К-40 Ка-226 ТІі-232 Бг-9С

Вел. Кліщі 8.1 <3.7 <20 <3.7 6.0 <1.8

Народичі 8.0 <3.7 <20 <3.7 6.1 <1.8

Лозниця 6.4 <3.7 <20 <3.7 4.9 <1.8

Стецева 7.9 <3.7 <20 <3.7 6.1 <1.8

Потічок 7.8 <3.7 <20 <3.7 5.8 <1.8

Підвисоке 7.85 <3.7 <20 <3.7 6.0 <1.8

Русів 6.5 <3.7 <20 <3.7 5.0 <1.8

Рівень радіоактивності питної води істотно не відрізняється у всіх досліджених регіонах. Мікробіологічне вивчення проб грунтів із радіаційно забруднених областей України довели, що всі дослідні грунти можна було віднести до категорії “чистих” згідно “Методичних вказівок по санітарно-мікробіологічному дослідженню грунту”МЗ СРСР Ш446-7брік.

Результати мікробіологічного вивчення питної води із радіаційно забруднених областей України свідчать про схожість проб води за мікробіологічним складом. Ні в одній пробі не виявлено умовно-патогеиних та патогенних мікроорганізмів, колі титр та загальне мікробне число знаходились в межах норми.

Для визначення внеску хімічних факторів у пошкодження спадкового апарату рослин було вивчено хімічний склад грунтів та проб питної води радіаційно забруднених регіонів. Враховуючи те, що мутагенні ефекти описані для сполук хлору, нітратів, нітритів, особлива увага приділялась вивченню вмісту даних сполук у пробах питної води та грунтів (Лекявічус, 1989). Слід зауважити, що у питній воді 5-ти досліджуваних регіонів, крім контрольної зони і с. Підвисоке, визначався аміак. Нітрити виявлені у питній воді с. Підвисоке та Иародичах. Концентрація нітратів у воді з сіл Русів та Потічок переважата таку у контролі у півтора рази. Істотно, збільшений показник хлоридів виявлено у селах Русів та Підвисоке, однак він не переважав стандартних показників.

У порівнянні з контролем вміст вивчених важких металів, крім ртуті, був вищим у с. Лозниця, міді та кадмію - ум. Народичі, свинцю та кадмію - ус. Підвисоке, цинку - ус. Потічок, свинцю - у с. Русів. Ртуть була виявлена у питній воді сіл Підвисоке, Стецева, Русів Івано-Франківської області.

Порівняльний аналіз вмісту солей важких металів у грунтах досліджуваних регіонів доводить, що у всіх пробах переважають концентрації солей свинцю в порівнянні з контролем, вміст цинку - в усіх, крім с. Підвисоке, кадмію - в усіх, крім Народичів.

Слід зазначити, що вміст міді перевищував ГДК (3.0 мг/кг) в усіх пробах грунтів, крім таких

з села Лозниця. Вміст цинку був вищим за ГДК (23.0 мг/кг) у пробах з сіл Підвисоке та Стецева Івано-Франківської області та у пробах з села Великі Кліщі та селища міського типу Народичі Житомирської області. Вміст свинцю незначно перевищував ГДК (20.0 мг/кг) у пробах з сіл Потічок (22.30±3.3 мг/кг) та Русів (21.36± 1.4 мг/кг) Івано-Франківської області. Вміст кадмію, хрому, нікелю та ртуті не перевищував ГДК ні в одній з досліджуваних проб грунтів. Вищезгадані у контрольних пробах із села Підлісся Тисменецького району не перевищували нормативні рівні, прийняті Державним комітетом стандартів України.

Наступним етапом роботи було проведення агрохімічного дослідження грунтів. Встановлено, що pH грунту у с.Великі Кліщі був таким самим, як pH контрольного грунту, а у всіх інших грунтах цей показник був нижчим та становив приблизно 6.6.

Вміст гумусу та рухомих форм азоту був найвищим у с. Великі Кліщі, а вміст фосфору - у контрольному грунті. Вміст фосфору у с. Великі Кліщі був меншим, ніж такий у контрольному грунті в 1,3 рази (Р<0.05).

Проведене радіологічне, бактеріологічне та хімічне дослідження проб грунтів та пи води екологічно забруднених регіонів свідчить про..перевагу радіаційного фактора у загал сукупності мутагенних чинників навколишнього середовища.

2. Вивчення ггнотоксичноті питної води та грунтів радіаційно забруднених регіонів.

Одним з найпоширеніших та найвідоміших рослинних тестів для проведення генетич моніторингу є Allium сера тест, що базується на вивченні мітотичної активності та хромосо.\ аберацій у клітинах апікальної меристеми первинних корінців цибулі - Allium сера (Ftskesjo, 1 1993,1995(1), 1995(2), 1997).

Враховуючи те, що ріст рослин визначається в першу чергу активністю кг, меристематичних тканин, важливо було встановити вплив іонізуючого випромінювана) мітотичну активність. Останню оцінювали за інтенсивністю клітинного поділу і кількістю клії меристемах, здатних вступати в мітотичний цикл. Одночасно визначали патологію мг хромосомні аберації.

Встановлена залежнісіь активності проростання насіння на пробах питної води від ] забрудненості території радіонуклидами - проростання насіння мало тенденцію до зниженім у поріві із контролем. Мітотична активність клітин первинної меристеми також мала тенденцію до лшжсіі підвищенням рівня радіоактивної забрудненості територій, де відбиралися проби.

Цитологічний аналіз препаратів первинної меристеми довів тенденцію до зннж мітотичного індексу у корінцях, пророщених на воді з Великих Кліщів, Народичів та Лозини 27,9+2.8%, 33,3±6.39% та 35,7±4.3%, відповідно, та достовірне значне зниження корії пророщених на воді з Великих Кліщів (Р<0.05). У контролі мітотичний індекс становив 38.9+4

Наступним етапом роботи було вивчення патологій мітозу, які є результатом сумар ефекту метаболічних порушень, що відбуваються в період підготовки клітини до мітозу. 1 врахована класифікація його патологій, запропонована І. А. Аловим (1972).

Найвищі показники хромосомних аберацій встановлені у первинній меристемі корінців, вирош на воді із населених пунктів Великі Кліщі та Народичі, найменші - із сіл Стецева та 1 Ііддісся.

Кількість клітин з хромосомними абераціями зростала у відповідності до зрост забрудненості території, де прроводилися забори води радіонуклидами та становила відповц Великих Кліщах - 5.24±0.59%, у Народичах - 4.44±0.52% , у Лозниці - 3.56+0.37% у порівня контрольним рівнем 1.66+0.32%. У корінцях, що пророщувалися на воді з сіл Івано-Франківі області, кількість аберацій у клітинах була значно меншою та майже не відрізнялася від контр Так, показник аберантних клітин становив у с. Стецева- 1.73+0.3%, у с. Підвисоке- 2.7±0.8 с.Русів- 2.8±0.6% у порівнянні з контрольним рівнем 1.7±0.3%.

При вивченні генотоксичності грунтів радіаційно забруднених регіонів в першу v враховували те, що радіаційно забруднені грунти із різних регіонів України відрізнялис хімічним складом. Тому було вирішено перевірити в лабораторних умовах вплив іруїг однаковим рівнем радіаційного забруднення цезієм -137, але різним хімічним складом на ріве спектр хромосомних аберацій в клітинах корінців Allium сера. Для цього корінці пророщувз на двох типах грунтів ( 1 та 2), що були штучно забруднені цезієм -137 - активність проб станс 125, 250, 500, 1000, 2000 та 4000 Бк/кг, але відрізнялись за хімічним складом: кількістю іу: концентрацією міді та хрому відрізнялися майже вдвічі, фосфору та калію -.приблизно на 30 результаті проведених експериментів було встановлено залежне від активності зразків грун

незієм-137 зниження відсотку проростання насіння. а також мітотичної активності та зростання фракції аберантних клітин.

Подальші дослідження були спрямовані на вивчення пито- та генотоксичноеті грунтів із зон радіоактивного забруднення. При пророщуванні насіння цибулі на контрольних грунтах та на грунтах із радіаційно забруднених зон було відмічене різке зниження відсоткупроростання насіння , мітотичної активності клітин первинних корінців та зростання кількості абераіггних клітин -при збільшенні радіоактивності грунту. Мітотичний' індекс.та хромосомні аберації у клітинах проростків Allium сера, іцо культивуватися на радіаційно забруднених грунтах населених регіонів України (X+SX) наведені у таблиці 3 та на рис.2. .

' ; •: ■ : ; : ■; Таилит З

Хромосомні аберації у клітинах Allium сера, що культивувалися на радіаційно забруднених

фунтах населених регіонів України.

Місце відбору МІ Аберації (%') в цілому Фрагме- нти Мости . Мультап- олярві анафази К-м'їтоз Ваграя -ти Злиплі

Підлісся ! Іідвисоке 49.4+4. Я 1.6+0.85 65.7* 8.5 35.6+10 2 0.1 to. І 0 0.310.3 0

44.8+3.4* 3.4+1.4* 56.8+5.3 40.8+5.3 0.610.5 0.810.6 0.5±0.5 0.510.4

Потічок 46.813.7 3.1±1.4 60.417.3 38.815.8 1.1+0.3 0.510.5 0.6+0.5 0.510.4

Стецева 41.4+4.4* 6.7+2.0* 51.7+6.2 41.717.3 2.9+0.9 0.910.6 1.4+0.7 1.3+0.9

Русів 41.3±4.6 6.0+1.9 55.217.2 40.517.2 1.210.4 1.710.7 0.6+0.3 1.1+0.7

Лозшщя 30.5+3.3* 13.7+3.2* 46.6+4.1 40.7+3..3 311.0 4.6+0.8 1.911.0 4.010.9

Народичі 29.414.8 14.9+4.4 47.2+5.2 35.4+5.9 3.5+1.4 5.4+1.4 3.7+0.8 4.9±0.8

В.Кліщі 22.5+4.0* 23.8+5.0* 40.3+4.4 35.513.0 4.3+1.3 11.1 + 1.8 3.111.3 5.811.2

Примітка. * Р<0.05.

: Рис.2 Хромосомні аберації в меристемі корінців Album сера , пророщених на радіоактивно

забрудненихгрунтах. Ата В нормальні анафази; С -клітина з мостом; D - анафазна клітина з фрагментом: Е - тслофазна клітина з фрагментом; F - вагрантні хромосоми; Q- злиплі хромосоми; Н-х-мітоз.

У корінцях, що росли на пробах грунту з сіл Житомирщини підвищується кількість кліте к-мітозом, із вагрантними та злиплими хромосомами. Вагранги, хромосоми, що злиплися, т, мітоз - прояви цитотоксичної радіації, явища, що призводять до загибелі клітин.

В результаті проведених досліджень було встановлено мутагенні ефекти питної во,> грунтів із радіоактивно забруднених внаслідок Чорнобильської аварії регіонів України. В: радіонуклидів грунтах різко підвищує їх мутагенність, а також мутагенність води як акумуля: антропогенного забруднення. При пророщуванні насіння цибулі (Allium сера) на вод забруднених регіонів, в усіх трьох повторах експериментів були відтворені дані щодо зниже мітотичного індексу та підвищення відсотку аберантних клітин у меристематичних тканині залежності від рівня забрудненості території, де проводився забір зразків води. Ці дані збігаються із загально прийнятим твердженням про те, що вода не забруднена і, таким чином може спричинити мутагенного впливу. Цьому факту можливі два пояснення. Одне з них - ни: детектуюча здатність вимірювальних приладів - 3.7 Бк/л для цезія-137 та ЗО Бк/л для стронція Отже, цілком можливо, що активність цезію-137 у воді Стецевої становить 1 Бк/л, а у : Великих Кліщів - 3.65 Бк/л, але обидва показники лежать за межею активності, що детектуєт А з огляду на безпорогову дію іонізуючої радіації, навіть один розпад у годину може спричия мутагенний вплив на генетичних апарат. За даними вітчизняних вчених вода є акумулято природнього забруднення. Тому генотоксичность питної води із регіонів, що постраж; внаслідок аварії на ЧАЕС потребує подальшого глибокого та всебічного вивчення.

При проведенні кореляційного аналізу були виявлені тісні кореляційні зв’язки (коефіц кореляції г>0.7) між зростанням радіоактивності зразків грунту за цезієм та всіма показник порушень мітозу. Висока активність елементу в грунті спричиняє зменшення мітотичного інді (МІ), активності проростання насіння і збільшення відсотку хромосомних аберацій, г відлові складає -0.9255, -0.9467, 0.9737 (Р<0.05, п=20). Слід також зауважити, що отримані значе мітотичного індексу були дещо вищими від таких, отриманих при тестуванні хімічних рече (Nielsen and Rank, 1993; Gulati et al., 1995). Це, можливо, пояснюється синхронізаі меристематичних клітин у період проростання насіння. Вивчення спектру аберацій дозвол встановити залежність важкості порушень мітотичного апарату від радіоактивності зразків гру У клітинах рослин, пророщених на грунтах зони обов’язкового відселення кількість мостії фрагментів зменшується із’збільшенням вмісту радіоактивного цезію в пробах. В той же виявлені достовірні позитивні кореляційні зв’язки із збільшенням к-мітозів, злиплих і ваграіп хромосом, мультиполярних мітозів (г відповідно складає 0.9939, 0.9007, 0.7722, 0.8315; Р<С п-20). Це вказує не лише на порушенім хромосом, але й на пошкодження мітотичного апар Було встановлено, що високі рівні радіаційного забруднення мають не тільки генотоксичну, ал ' цитотоксичну дію. Ці дані отримані при вивченні змін спектру мутацій у меристематич клітинах первинних корінців цибулі. Мости і фрагменти - кластогенні ефекти, резулы хромосомних та хроматидних перебудов, вони є основними ознаками генотоксичності. Натом хромосоми, що злиплися, вагранти та к-мітоз (затримка клітини у метафазі, неможлив переходу у анафазу) є ознаками токсичності, бо здебільшого ведуть до загибелі клітини (Fisk< 1993; Fiskesjo, 1995; Fiskesjo, 1985). Дані, отримані при проведенні експерименту, відповід?

n

иаявним даним літератури щодо вивчення генотоксичної дії іонізуючої радіації ( Paiadiz et al, 1992; Paradiz et al., 1995; Wang et al., 1994; Ульяненко та ін., 1996).

З.Вивчення впливу іонауючого випромінювання об’єктів довкілля (грунту) на процег інтрахромосомної гомологічної рекомбінації у рослинах та можливості застосування трансгенних рослин для моніторингу рівнів рекомбінації у радіаційно забруднених зонах України.

Останнім часом було розроблено систему із використанням візуального гена-маркера ши вивчення для вивчення рівнів двониткових розривів ДНК під впливом різноманітних мутагенних чинників та їх репарацію шляхом гомологічної рекомбінації (Puchta et al., 1994; Swoboda et al, 1995; Puchta and Hohn, 1996).

Система детекції гомологічної рекомбінації полягає у наступному. GUS ген у неактивному перерваному стані, як рекомбінаційний субстрат, був введений у геном Arabidopsis thaliana та Nicotiana labacum шляхом агробактеріального переносу. Для генерації рекомбінаційних субстратів були проведені делеції 5’та 3’ частин гену р- глукуронідази. Конструкції, отримані при цьому, були введені у бінарний вектор-плазмиду. Рекомбінаційний субстрат вводився під контролем 35S CaMV промотора. Трансформація Arabidopsis thaliana була проведена методом вакуум-інфільтрації, a Nicotiana tabacum методом зараження через нанесення пошкодження. Був проведений генетичний аналіз кількох поколінь рослин з метою виведення чистих ліиій, що містять один рекомбінаційний субстрат в якості трансгену в одному локусі. Клітини, в яких гомологічна рекомбінація відбулася, та їх дочірні клітини починають продукувати фермент, який при реакції із субстратом дає синє забарвлення. Після екстракції хлорофілу етанолом ці клітини візуалізуються у вигляді синіх плямок на білій рослині (Puchta et al, 1992; Puchta et. al, 1994).

3.1 Вплив одноразового опромінення кобальтом-60 на рівні інтрахромосомної гомологічної рекомбінації у рослинах Arabidopsis thaliana та Nicotiana tabacum.

Насіння усіх використовуваних ліній Arabidopsis thaliana та Nicotiana tabacum було опромінено кобальтом - 60, поглинута доза складала 10, 50, 100 та 250 рад та одразу ж висаджене у стерильний та нестерильний грунт однакового хімічного складу. На другому етапі дослідження рослини були опромінені у віці 9 днів з метою вивчення особливостей соматичної інтрахромосомної гомологічної рекомбінації у період найбільш активного росту та поділу клітш. Гістохімічна обробка та підрахунок кількості рекомбінаційних явищ проводилися на рослинах у віці 5 тижнів на популяціях у 100-200 рослин (Puchta et al., 1995). Отримані дані свідчать пр значне, залежне від поглинутої дози опромінення збільшення частоти гомологічної рекомбінаціїу всіх лініях рослин, що були опромінені під час активного росту. При опроміненні насіння частота гомологічної рекомбінації також зростала із підвищенням дози опромінення, але не так суттєво. Частота інтрахромосомної гомологічної рекомбінації у рослинах, що росли на стерильному га нестерильному грунтах, практично не відрізнялася взагалі.

3.2.Вивчення впливу хімічного складу радіоактивно забруднених грунтів на рівень інтрахромосомної гомологічної рекомбінаціїу рослинах.

Грунта із різних регіонів України, шо постраждали внаслідок аварії на Чорнобильській А відрізняються між собою за своїм хімічним складом. Тому спочатку було вирішено вивчити вп хімічного складу фунтів на рівень соматичної інтрахромосомної гомологічної рекомбінац рослинах. Дослідні рослини були висаджені на 2 типи фунтів з різним хімічним складом, к< були штучно забруднені розчииом радіоактивного цезію-137 з однаковим рівнем активності- і 250,500, 1000, 2000 та 4000Бк/кг.

Слід зауважити, що частота рекомбінації у популяціях рослин збільшувалася достовірно всіх використаних ліній (Р<0.05) при зростанні радіоактивності зразків грунту від 126.63 до 25! Бк/кг; від 258.97 до 509.39 для фунту 1 та мала тенденцію до зростання у популяціях, що рослі грунті 2. Між значеннями активності зразків за цезієм 1021.8 та 1995.3 Бк/кг у популяціях, росли на фунті 2 частота рекомбінації суттєво достовірно зросла (Р<0.01), натомість як у таки! фунті 1 мала тенденцію до зростання. Між значеннями радіоактивності фунту 1995.3 та 39‘ Бк/кг частота рекомбінації істотно достовірно зросла в усіх досліджуваних лініях (Р<0.001) у та 4.2 рази.

3.3. Вивчення рівнів інтрахромосомної гомологічної рекомбінації у радіаційно забрудне населених регіонах України за допомогою трансгенних рослин, що містять у геномі візуаль ген-маркер як рекомбінаційний субстрат.

Частота соматичної інтрахромосомної гомологічної рекомбінації у популяціях Arabido lhaliana та Nicotiana tabacum, (X±SX), що росли у натурних та лабораторних умовах на фунта радіоактивно забруднених, внаслідок аварії на ЧАЕС, регіонів України представлена у таблиці ■

Найбільш об’єктивним критерієм оцінки цитологічних і молекулярних порушень спадкої апарату рослин є аналіз кореляційних зв’язків між показниками мітотичного циклу , патол мітозу та явищами соматичної інтрахромосомної гомологічної рекомбінації у рослин. У меристематичних тканинах Allium сера мітотичний індекс та відсоток проростання насі знаходились у тісному від’ємному кореляційному взаємозв’язку з явищами соматш інтрахромосомної гомологічної рекомбінації у кожній досліджуваній лінії трансгенних рос Arabidopsis lhaliana та Nicotiana tahacum (г= -0.9878, -0.9953, -0.9753, -0.9818, -0.9771, -0.9834 0.9684, -0.9704, -0.9716, -0,9748, -0.9774, -0.9899) відповідно, P<0.05, n=6. Збільшення чі аберантних клітин з хромосомними мостами з високим ступенем достовірності корелюї (г>0.97) із знижкою активації рекомбінаційної системи, Р<0.05, п=6. Середні кореляц взаємозв’язки визначались між фрагментами у клітинах Allium сера та гомологічі рекомбінацією у трансгенних рослинах (г= -0.3818, -0.3617, -0.4180, -0.3980, -0.3993, -0.45 Показники порушень мітотичного апарату - к- та мультимітози, злиплі та вафантні хромое позитивно достовірно корелювали із показниками соматичної інтрахромосомної гомологі-рекомбінації у всіх лініях Arabidopsis lhaliana та Nicotiana tabacum(x= 0.9329, 0.8477, 0.9і 0.9928), Р<0.05, п=6. В кожному досліді виявлені сильні позитивні взаємозв’язки між показник соматичної інтрахромосомної гомологічної рекомбінації в усіх лініях між собою, які переваж 0.92 та були достовірними - Р<0.05, п=6.

Слід відмітити, що в ході дослідження було встановлено, що рослиіш, які культивувалися на грунтах смт. Народичі та с. Великі Клііці мали більшу кількість великих рекомбінаційній секторів. Відмічена річниця величини останніх у дослідних рослинах може бути маркером інтенсивності забруднення. За даними літератури великі сектори відповідають рекомбінаційнім явищам, що виникли на ранніх стадіях розвитку рослини, а маленькі сектори - яа більш пізнії стадіях. Тобто, чим більший сектор, тим раніше у періоді життя рослими виниклоПошкодженні ДНК (Б^-оЬоаа еі аі., 1995). ... . . :

Таблиця 4

Частота гомологічної рекомбінації у рослинах, що культивувалися на радіаційно .. ... забруднених ірунтах. :

Частота рекомбінацЩХіЗХ) 1: ч '; ' ■ , ' ; ;. : ■

Насел. Натурні умови Лабораторні умови ■

пункт Аг. 11 Аг. 651 Тав. . . Аг. 11 \ Аг. 651 Тав:

Контроль 0.6910.09 0.61+0.06 0.6810.07 v 0.4710.08 0.38+0.03 0.52+0 04

Підвисоке 1.11±0.07* 0.98+0.03* 1.02+0.02* 0.8010.07* 0.71+0.05* 0.6410.05*

Потічок 1.1110.07 1.0310.05 1.01+0.03 0,8210.03 0.7310.05 0.66+0.02

Степова 1.2710.07* 1.1 1+0.04* 1.12+0.04* 1.03+0,10* 0.88+0.04* 0.91+0.07*

Русів 1.18+0.09 1.1 1+0.06 1.18+0.07* 0.95+0.13 0.83+0.15 0.90+0.08

Лозниця 2.7510.07** 2.14+0.05** 2.39+0.16* 2.24+0.05** 1.8110.03** 2-19+0,11*

Народичі 2.7310.07 2.2010.10* 2.7110.16* 2.25+0.04 2.0110,03** 2.30+0.20

В. Клііці : 4.02+0.08“ 3.17+0.11** 3.99+0.13* 3.04*0.07** 2,41+0,09** : 2.95:.0.00*«

Примітка. * Р<0.05; ** Р<0.01.

Рис 3. Рекомбінаційні ..'явища': у рослинах >)r«feit/ops/y візуалізованіїу вигляді синіхплямок

.А- контроль рослина, В - рослина, що культивувалася на грунті с. Лозиння,. . ■:

>: : :Припускається; і ще/одне пояснення.великі сектори моя^ті. иказунаїи на токсичну ;іі:0 іонізуючого випромінювання, яка спричиняє переважно загибель клітини, а в тих з них, що виживають та у їх дочірніх клітинах GUS ген відновлюється (Jean Masson, особисте спілкування).

Необхідно зауважити, що в результаті дослідження доведена неселективність даної сист для in situ моніторингу генетичних наслідків радіоактивного забруднення - тобто, рекомбінаїї явища відбувалися в усіх органах рослин.

3.4 Математичне моделювання перебігу клітинних процесів соматичної інтрахромосої гомологічної рекомбінації під впливом хронічного випромінювання.

У метаболізуючій клітині, що зазнає хронічного впливу іонізуючого • випромінюв; об’єктів довкілля, водночас перебігають як процеси пошкодження ДНК, так і процеси репар Обидва механізми до певного порогу врівноважують один одного. Це забезпечує норма існування клітини. Для розуміння процесів гомологічної рекомбінації, як одногс найважливіших клітинних механізмів репарації ДНК, була розроблена математична моделі допомогою якої можна встановити залежність рекомбінаційного процесу у рослинній клітин радіоактивності грунту, на якому рослини культивувалися. Процес соматичної інтрахромосої гомологічної рекомбінації у клітинах залежить від радіоактивності зразків грунту, і ця залежі може бути оприсана фупкцією Бейтмана (Batemann function). Дана функція передбачає , процесів - пошкодження і відновлення: Функція виходить з нуля при радіоактивності грунту, довівнює нулю, та обертається у нуль, коли показники радіоактивності грунту сяп безкінечності. Справедливість нашого припущення була перевірена у співробітництвінаявніс Чорнобильським Центром Міжнародних Досліджень. При висадці рослин у грунти із дослі; ділянок зони відчуження спостерігалося зростання частоти соматичної інтрахромосої гомологічної рекомбінації до значень 6.2±1.4 при радіоактивності грунтів за цезієм 120000 Б та різкий спад рекомбінації до значень 1.4±0.8 при активності проб, що сягала 9000000 £ (Р<0.05). Спад рекомбінації при дуже високій радіоактивності проб грунту потребує подальї глибокого та всебічного вивчення, так як може привести до розкриття шляхів та механі репарації, а також родин генів, що беруть участь у цих процесах.

Модель рекомбінг-’ ' ‘ ' ' ожна представити настуг

Модель була успішно протестована та виявилася справедливою для всіх ліній рослин, лабораторному, так і у натурному експериментах, про що свідчать невисокі залишкові значе: Частота соматичної інтрахромосомної гомологічної рекомбінації у рослинах ЛгаШорда- іИа та ШсоНапа іаЬасит як функція від радіоактивності зразків грунту , на яких рос; культивувалися, представлені на рисупку 4,

рівнянням: fie О.

=> а, . L е. - є.

де t d Тсьр <■

aSo ~ал*ш.Я*4'*гп*‘ s

. /її*. •* о , /слис О; о.

(3.3),

/сси&и <£ оО

О 1000 2000 3000 4000 5000 61X30 7000

Cs 137(Bq/kg)

Cs-137 (Bq/kg)

Рис.4. Частота соматичної інтрахромосомної гомологічної рекомбінації у рослинах АгаЬііІорїіі Лаііапа та МісоИапа ІаЬасит як функція від радіоактивності зразків грунту, на яких вони культивувалися.

-------observed

-------predicted

* residuals

Висновки.

1 .Запропонована та апробована нова комплексна тест-система, що включає генетичі моніторинг з використанням Allium сера тесту та трансгенних рослин Arabidopsis thaliana Nicotiana tabacum об’єктивно відображає інтенсивність мутагенного фону, зумовлен радіоактивним забрудненням довкілля внаслідок аварії на Чорнобильській АЕС.

2.На основі комплексу методів радіологічного, мікробіологічного та хімічного досліджені вивчення кореляційних зв’язків між радіоактивністю грунту, його хімічним та мікробіологічі складом та генетичними пошкодженнями у популяціях вищих рослин як представників еукар встановлено, що найбільший внесок у пошкоджуючий вплив факторів довкілля досліджуваї регіонів належить радіоактивному забрудненню.

3.Рівснь хромосомних аберацій у меристематичних клітинах первинних корінців Allium с підвищується, а мітотичний індекс знижується із підвищенням радіоактивності грунту, на які пророщується насіння Allium сера. Обидва показники мають функціональну залежність активності проб фунту за цезієм -137, що підтверджує розроблена математична модель.

4Allium сера тест сенситивний і придатний для вивчення цито- та генотоксичності пю води та грунтів із регіонів України, що зазнали радіоактивного забруднення внаслідок аварійн викиду на ЧАЕС.

5.В експерименті з опроміненням насіння та рослин 60Со у різних дозах та штучі забрудненням грунтів n7Cs доведена чутливість та ефективність використання трансген рослин Arabidopsis thaliana та Nicotiana tabacum, що містять у геномі візуальний ген-марке[ рекомбінаційний субстрат, як індикаторівмутагенного впливу іонізуючого випромінювання.

6.Вшіив іонізуючої радіації на рослини збільшує кількість двониткових розривів ДНК, частково репаруються шляхом гомологічної рекомбінації. Підвищення рівня сомати* інтрахромосомної гомологічної рекомбінації у рослинах залежить від радіоактивності грунту якому рослини культивувалися. Розроблена математична модель для пояснення проц пошкодження ДНК за рахунок хронічного впливу іонізуючого випромінювання об’єктів довк: та репарації ДНК шляхом соматичної інтрахромосомної гомологічної рекомбінації.

7.Трансгенні рослини Arabidopsis thaliana та Nicotiana tabacum, що містять у геї візуальний гея-маркер (З-глукурояідази як субстрат інтрахромосомної гомологічної рекомбін; можуть використовуватися для оцінки інтенсивності мутагенного фону, зумовленого і факторів Чорнобильської аварії та для вивчення глибинних шляхів та механізмів пошкоджс та репарації ДНК.

Практичні рекомендації

1 .Запропонована і апробована нова комплексна рослинна тест-система , що включає Allium і тест та використання трансгенних рослин може використовуватися для визначення інтенсивн мутагенного фону, зумовленого дією факторів Чорнобильської аварії.

2. Allium сера тест може використовуватися як експрес-метод для in situ моніторингу активи мутагенного фону природного середовища, радіоактивним забрудненням.

. Трансгенні рослини Arabidopsis thalaina та Nicotiana tabacum , що містять у геномі візуальний ен-маркер, можуть використовуватися для наочної ілюстрації радіаційної небезпеки забруднених ериторій для населення, що там проживає.

Список опублікованих праць tovalchuk О., Kovalchuk I., Arkhipov A., Telyuk P., Hohn В., Kovalchuk L. The Allium cepa ihromosome aberration test reliably measures genotoxicity of soils of inhabited areas in the Ukraine :ontaminated by the Chernobyl accident // Mutation Research. 1998.-in press/

Covalchuk O., Kovalchuk I., Hohn B. Estimation of the genotoxicity of the soil using transgenic plants: 'Jew approach of carrying out environmental monitoring//flo6ipKa Наукових Праць Ужгородського Держуніверситету:- Proc. Of the International Regional Seminar Environmental Protection: Modem Studies in Ecology and Microbiology, Uzhorod, 1997,- vol 2.-P.13-16.

Hohn B., BravoAngel A.M., Broyer S., Crouzet P., Duckely M., Gloeckler V., Kocher S., Kovalchuk I., Kovalchuk O., Lucht J.M., Ramos C.M.O., Relic B., Ries G., Rosa L., Toki S., Wu Y-Q., Ziemienowicz A. Genetic flux in plants //FMI Annual Reports. -1997.-P.54-57.

Ковальчук O.B. Вплив іонізуючої радіації на частоту соматичної гомологічної рекомбінації в геномі вищих рослин//Галицький лікарський вісник -1997.-Т4/4.-С. 89-93

Ковальчук О.В. Вплив радіоактивного забруднення грунтів на спадковий аппарат еукаріот// Галицький лікарський вісник.-1998.-Т.5/1 .-С.36-39.

Kovalchuk О., Kovalchuk I., Arkhipov A., Hohn В. New Method for Evaluating the Influence of radioactively Contaminated Soils Following the Chernobyl Accident on the Genetic Makeup of Plants // Proc. Of the 12а Conference on Contamionated Soils, University of Massachusetts, Amherst,US A, 1997.-P.28.

Kovalchuk O., Kovalchuk I., Hohn B. Effects of chemical and nuclear pollution on the genetic makeup of plants . 11 years after Chernobyl II Proc Of the Annual Meeting of the FMI, Montreux, Switzerland, 1997.-P.11-21.

Kovalchuk I., Kovalchuk O., Hohn B. Estimation of the frequency of homologous recombination and mutation in plants grown on radioactively contaminated soils in the Chernobyl exclusion zone//Proc. Of the Fifth Regio Meeting on Plant Molecular Biology, Basel, Switzerland, 1997.-P.47-53.

Ковальчук O.B. Використання комплексної рослинної тест-Системи для оцінга інтенсивності мутагенного фону, зумовленого дією факторів Чорнобильської аварії.-Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата медичних наук з спеціальності 03.00.15 - генетика, Український туковий гігієнічний центр, Київ, 1998.

Розроблена та апробована нова комплексна рослинна тест-сисггема для об’єктивної оцінки інтенсивності мутагенного фону, зумовленого дією факторів Чорнобильської аварії. Дана система включає вивчення цито- та генотоксичності питної води та грунтів із зон радіоактивного забруднення методом ана-телофазного аналізу клітин апікальної мерисгеми первинних проростив Allium сера (Allium сера тест, рекомендований ВООЗ) та вивчення рівнів двониткових розривів ДНК та їх репарації шляхом соматичної інтрахромосомної гомологічної рекомбінації із

застосуванням принципово нового методу - трансгешшх рослин Arabidopsis thaliana та Nici tabacum, що містять у геномі візуальний ген-маркер.

Встановлено залежне від радіоактивності зразків грунту зниження мітотичної актив рослинних клітин та підвищення частоти хромосомних аберацій та соматичної гомолої рекомбінації у популяціях рослин. Розроблені математичні моделі для вивчення залеж процесів пошкодження та репарації ДНК рослин від рівнів радіоактивного забруднення грунт біологічної дозиметрії. •

Ключові слова: Чорнобильська аварія, генотоксичність, цитотоксичність, генеті моніторинг, хромосомні аберації, двоішткові розриви ДНК, рекомбінація, біоіндикація.

Ковальчук О.В. Использование комплексной растительной тест-системы для оі интенсивности мутагенного влияния, обусловленного действием факторов Чернобыл аварии.-Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по специаль:

03.00.15-генетика, Украинский научный гигиенический центр, Киев, 1998.

Разработана и апробирована новая растительная тест-система для объективной oi интенсивности мутагенного фона, обусловленного действием факторов Чернобыльской ai Данная система включает изучение циго- и генотоксичности питьевой воды и грунтов и радиоактивного загрязнения методом ана-телофазного анализа клеток апикальной мерш первичных корешков Allium сера ( Allium сера тест, рекомендований ВОЗ) и изучения у двохцепочечных розрывов ДНК и их репарации путем соматической интрахромосс гомологической рекомбинации с применением принципиально нового метода - трансгс растений Arabidopsis thaliana та Nicotiana tabacum, которые содержат в геноме визуальны] маркер. Установлено зависящае от радиоактивности проб почвы снижение митотич активности растительных клеток и повышение уровня хромосомных аберраций и соматич шгграхромосомной рекомбинации в популяциях растений . Разработаны математические м для изучения процессов повреждения и репарации ДНК растений от уровня радиоакти загрязнения почв и биологической дозиметрии.

Ключевые слова:Чернобыльская авария, генотоксичность , цитотоксичность, генетич мониторинг, хромосомные аберрации, двухцепочечные разрывы ДНК, рекомбш биоиндикация.

Kovalchuk O.Y. Application of the compex plant-based test-system for the estimation mutagenic background intensiveness caused by the Chernobyl accident.-Manuscript.

Theses for candidate od medical sciences degree on speciality 03.00.15 - genetics, Uki national hygienic center, Kyiv, 1998.

The new system for monitong of the mutagenic background intensiveness caused by the Chemobjl xident was worked outio The system includes the study of cyto- and genotoxicity of drinking water and Ml samples from the radioactively contaminated areas using the Allium сера chromosome aberration test :commended by the WHO and the estimation of the DNA double-strand breaks levels and theis repair ia homologous recombination using a new method - transgenic plants carrying the visual-marker gene i a transgene.

We noticed a dose-dependent decrease of the mitotic activity of the plant cells which was msistant with a dose-dependent increase of the fraction of aberrant cells as well as the increase of >matic homologoue recombination in plant populations grown on the contaminated soils. Th: lathematic modelling of the processes of DNA damage and repair in plants under the influence of ironic irradiation stemming from the radioactively contaminated soils was carried out.

Key words: Chernobyl accident, cytotoxicity, genotoxicity, genetic monitoring, chromosomal serrations, DNA double-strand breaks, recombination, bioindication.