Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Мутагенный и токсический эффекты у растений Tradescantia (clon 02) и Arabidopsis thaliana (L.) Heynh., индуцированные нефтью и нефтепродуктами

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Мутагенный и токсический эффекты у растений Tradescantia (clon 02) и Arabidopsis thaliana (L.) Heynh., индуцированные нефтью и нефтепродуктами"

На правах рукописи

АНИСЬКИНА Мария Валерьевна

МУТАГЕННЫЙ И ТОКСИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТЫ У РАСТЕНИЙ TRADESCANTIA (CLON 02) И ARABIDOPSIS THALIANA (L.) HEYNH., ИНДУЦИРОВАННЫЕ НЕФТЬЮ И НЕФТЕПРОДУКТАМИ

03.00.16-экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Сыктывкар 2006

Работа выполнена в Институте биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН, Сыктывкар

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Зайнуллин Владимир Габдуллович

Официальные оппоненты' доктор сельскохозяйственных наук, ст.н.с.

Безносиков Василий Александрович

кандидат биологических наук, доцент Воронова Инна Николаевна

Ведущая организация:

Институт экологии растений и животных УрО РАН, Екатеринбург

Защита состоится «15» февраля 2006 г., в 1422 на заседании диссертационного совета Д 004.007.01 в Институте биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН по адресу 167982, Республика Коми, г. Сыктывкар, ГСП-2, ул. Коммунистическая, д. 28.

Fax: 8(8212) 24-01-63; E-mail: dissovet@ib.komisc.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Коми научного центра Уральского отделения РАН по адресу: 167982, Республика Коми, г Сыктывкар, ул. Коммунистическая, д. 24.

Автореферат разослан «/7 » января 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор биологических наук

А.Г. Кудяшева

аооьь

Л^ОО

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Среди современных проблем человечества в последние десятилетия все чаще особое внимание уделяется состоянию окружающей природной среды. Происходит повсеместное загрязнение среды обитания различными мутагенными веществами, истощение природных ресурсов и преобразование ландшафтов, использование новых технологий и химических соединений инициирует процессы разрушения природы. Большой вклад в загрязнение среды в Республике Коми вносит нефть и продукты ее переработки. Загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами вызывает нарушение динамического равновесия в экосистеме вследствие изменения структуры почвенного покрова, геохимических свойств почв, а также токсического действия на растения. В районах добычи и транспортировки нефти возникают зоны перестройки исходных экосистем (Андре-сон, 1980). В связи с этим возникает необходимость оценки состояния биоты в этих зонах.

В последнее время все чаще для индикации загрязняющих веществ в окружающей среде применяют биологические системы Реакция организма позволяет оценить воздействие на среду обитания в показателях, имеющих биологический смысл, а нередко и таких, которые можно перенести на человека. Физические факторы или химические соединения, воздействуя на среду, иногда очень сильно модифицируются факторами живой и неживой природы; их окончательное влияние не всегда легко предвидеть. А биоиндикаторы дают точную, интегральную картину, учитывающую и те загрязнения, которые могла пропустить контрольная служба, время от времени производящая замеры параметров среды (Биоиндикация загрязнений наземных экосистем, 1988).

Широкое применение нашли такие растительные тест-объекты, как табак, виноград, фасоль, шпинат, петуния, ячмень, кукуруза, некоторые хвойные и т.д. Каждая растительная тест-система имеет как свои преимущества, так и недостатки. Важно знать их и уметь наиболее правильно применять разнообразные растения для выполнения поставленных целей. Tradescantia (clon 02) и Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. отличаются высокой чувствительностью к стрессовым воздействиям физической и химической природы. Они широко применяются во всем мире для тестирования мутагенных веществ, но при оценке нефтяных загрязнений используются впервые.

Целью исследования было изучение последствий нефтяного загрязнения почвы для растений (Tradescantia (clon 02) и Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.)

В связи с этим были поставлены следующие задачи:

1. Исследование частоты нарушений в волосках тычиночных нитей Tradescantia (clon 02), выращиваемой на нефтезагрязненной почве (Верх-невозейского нефтяного месторождения, пермокарбоновой залежи Усин-ского нефтяного месторождения);

2. Изучение влияния нефтяного и бензинового загрязнения на частоту нарушений в волосках тычиночных нитей Tradescantia (clon 02);

3. Анализ всхожести, роста и развития растений Arabidopsis thaliana, выращиваемых в почве с различной концентрацией нефтяного и бензинового загрязнения;

Научная новизна.

Впервые изучено влияние нефтяного и бензинового загрязнения почвы на высокочувствительные растительные тест-объекты Tradescantia (clon 02) и Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. Показано, что нефтяное и бензиновое загрязнение почвы в концентрации до 1 % оказывает стимулирующее действие на всхожесть семян Arabidopsis thaliana, которая увеличивается на 9-27 %. При дальнейшем увеличении концентрации нефти и бензина всхожесть семян снижается.

Установлено генотоксическое действие нефти и бензина для растений Tradescantia (clon 02). Оно выражается в достоверном увеличении нарушений в волосках тычиночных нитей Tradescantia (clon 02): соматических мутаций, белых мутантных событий, угнетения клеточного деления и морфологических аномалий. Обнаружена нелинейная зависимость выхода этих нарушений от степени воздействия нефти и бензина. Показано достоверное увеличение всех нарушений в волосках тычиночных нитей Tradescantia (clon 02) в диапазоне относительно низких концентраций нефти (от 0.25 до 1.9 %) и бензина (от 0.1 до 1.5 %).

Теоретическое и практическое значение.

Результаты исследования могут быть использованы при разработке рекомендаций по снижению уровня загрязнения нефтью в принимаемых после очистки и рекультивации землях. Результаты работы используются в лекционных курсах по специальности «экология» СыктГУ.

Положение, выносимое на защиту

- Уровень генетических и морфометрических изменений у растений, индуцированный нефтью и ее производными, нелинейно зависит от концентрации действующего агента.

Апробация работы. Результаты исследований неоднократно докладывались на молодежной научной конференции «Актуальные проблемы биологии и экологии» (Сыктывкар, 2000, 2002, 2003, 2005); на студенческой научной конференции «Человек и окружающая среда» (Сыктывкар, 2000, 2002); на научно-практической конференции «Молодые исследователи -Республике Коми» (Сыктывкар, 2001); на XI международном симпозиуме по биоиндикаторам (Сыктывкар, 2001); на II и III научно-практической конференции «Экологические работы на месторождениях нефти Тимано-Пе-чорской провинции. Состояние и перспективы» (Усинск, 2002; Ухта, 2004); на всероссийской научной школе «Актуальные проблемы регионального экологического мониторинга: научный и образовательный аспекты» (Киров, 2003); на всероссийском популяционном семинаре «Методы популя-ционной биологии» (Сыктывкар, 2004).

Публикации. Автором опубликовано 12 работ по материалам диссертации.

Структура и объем диссертации. Работа изложена на 133 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, главы об объектах и методах исследования, трех глав собственных результатов и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы. Список литературы включает 133 источника, в том числе 37 на иностранных языках. Иллюстративный материал состоит из 32 рисунков и 51 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1.

ВЛИЯНИЕ НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

В главе рассматриваются актуальные проблемы нефтегазодобывающей промышленности, способы воздействия углеводородов нефти на почву, влияние нефтяного загрязнения на растения. Представлены данные литературы о возможности использования растительных тест-систем в оценке токсичности различных химических загрязнений.

Глава 2.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В качестве объектов исследований мы использовали высокочувствительные к факторам физической и химической природы растения Tradescantia (clon 02) и Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.

Традесканция относится к семейству Commelinaceae R.Br Многие виды рода Tradescantia произрастают в природных условиях Северной Америки Клон 02, наиболее часто используемый в целях оценки мутагенных воздействий химических и физических факторов (Ichikawa et al., 1969; Grant et al., 1994; Ma, 1994), был получен из природной популяции. Он является гибридом между Т. occidentales Pritton ex Rydb. и Т. ohiensis Raf., гетерозиготным по окраске цветка (Осипова, Шевченко, 1984).

Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. относится к семейству Brassicaceae Burnett. Arabidopsis thaliana стал самой популярной научной общепринятой системой для изучения физиологии и онтогенеза высших растений (Zhao et al., 1998; Zwan et al., 2000). В настоящей работе был использован короткостебельный мутант Landsberg erecta (из коллекции Института Общей Генетики РАН им. Н.И Вавилова).

Растения традесканции (клон 02), несущие молодые соцветия на одинаковой стадии развития, выращивали в лабораторных условиях на почве, загрязненной нефтью и бензином.

При исследовании почв природного происхождения использовали образцы почвы с пермокарбоновой залежи Усинского нефтяного месторождения (табл. 1). Почвы отбирались равномерно по всему месторождению.

Таблица 1

Характеристика почвенных образцов пермокарбоновой залежи Усинского нефтяного месторождения*

Участок рН Нефтепродукты, мг/кг Сумма полициклических ароматических углеводородов, мкг/кг Бензапирен, мкг/кг

1 7 73 254 50 73 3 91

2 7 30 4160 47 65 0

3 4 13 18998 196 16 98 21

4 6 15 31006 318 46 0

5 804 35794 695 17 160 31

'Данные предоставлены Центром Госсанэпиднадзора РК

Индекс токсичности.

108 1 102 7 90 1 106 1 115.8

Содержание металлов, в основном, было меньше предела чувствительности метода.

При исследовании почв природного происхождения многие факторы среды остаются не выяснены, поэтому нельзя дать точной оценки о роли нефтяного загрязнения в возникновении соматических мутаций и морфологических аномалий. 6 связи с этим следующий эксперимент был проведен на почве, которую в лабораторных условиях загрязняли нефтью Верх-невозейского месторождения Усинского района. Концентрация нефтяного загрязнения составила: 0; 0.25; 0.5; 1; 1.9; 3.8; 7.5 и 15 %. Преимущество лабораторного эксперимента над природным в том, что все растения выращивались в одинаковых почвенных условиях, а варианты отличались только по концентрации нефтяного загрязнения в почве.

Для изучения воздействия легких фракций нефти был проведен отдельный эксперимент. Почва в лабораторных условиях была загрязнена бензином АИ-76 в концентрации 0; 0.1; 0.3; 0.5; 1; 1.5; 2.5; 3.5 и 5 %.

По мере появления цветков, начиная с 4-го по 50-й день после пересаживания, волоски тычиночных нитей традесканции ежедневно исследовали на частоту соматических мутаций по критерию изменения доминантной голубой окраски на рецессивную розовую. Наряду с этим вели учет морфологических аномалий: гигантские и карликовые клетки, разветвления и изгибы волосков. Белые мутантные события и угнетение клеточного деления учитывали отдельно.

Семена АгаЫборыъ МаНапа высевали в горшки с природными (табл. 1) и лабораторными почвенными образцами, загрязненными нефтью и бензином в тех же концентрациях, что и для традесканции. Первые всходы обычно появлялись на четвертый день. Общую всхожесть семян смотрели через две недели после посева. У взрослых растений АгаЫс1ор818 МаНапа (через семь недель после посева) изучались следующие признаки: фаза развития и высота растений, количество нормальных стручков, число боковых побегов. Проведена статистическая обработка данных (Лакин, 1990).

Глава 3.

ОЦЕНКА ГЕНОТОКСИЧНОСТИ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВ ПРИРОДНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

В главе представлены результаты исследования генотоксичности почв с различных участков Верхневозейского нефтяного месторождения Усинс-кого района и пермокарбоновой залежи Усинского нефтяного месторождения.

В таблице 2 приведены данные по частоте нарушений в волосках тычиночных нитей традесканции (клон 02), выращиваемой на почвенных образцах с пермокарбоновой залежи Усинского нефтяного месторождения.

Таблица 2

Уровень нарушений в волосках тычиночных нитей традесканции (клон 02)

№ участка* Количество волосков тычиночных нитей Соматические мутации, % Белые мугантные события, % Угнетение клеточного деления,%

X±Sx X±Sx X±Sx

Контроль 7857 0 06 ± 0 03 0 04 ± 0 02 0 29±006

1 7665 0 27" ±006 0 04 ± 0 02 0 55 ±008

2 7647 0 27" ±0 06 0 24" ±0 06 0 79" ±010

3 6272 0 06 ±0 03 013" ±0 05 0 45 + 008

4 7926 015 ± 0.04 015"±0 04 1 29"±013

5 6988 0 06 ± 003 011 ±0 04 0 74"±010

* Описание участков смотреть в таблице 1 ** Различия с контролем достоверны (р<0 05)

Частота соматических мутаций изменялась от 0.06 до 0.27 %. На менее загрязненных участках 1 и 2 частота мутаций составила 0.27 %, что в 4.5 раза достоверно выше контроля (р<0.05). На участках более загрязненных (3 и 5) уровень этих нарушений оказался равен контролю. Зависимость нелинейная, описывается уравнением четвертой степени с коэффициентом регрессии И2=0.83.

Появление розовых клеток обусловлено гетерозиготностью растений по окраске цветка. В норме тычинки имеют доминантную голубую окраску, которая детерминируется генетическим фактором (Д+), отвечающим за выработку пигмента демфинидина.

При стрессовом воздействии (в нашем случае воздействии углеводородов нефти) доминантная аллель выключается и уступает место рецессивной, ответственной за синтез розового пигмента цианидина. Поэтому, повышение уровня соматических мутаций говорит о мутагенном действии нефти. Однако степень воздействия зависит не только от концентрации, но и от длительности загрязнения и, соответственно, состава остаточной нефти.

Показатель белых мутантных событий варьирует от 0.04 до 0.24 %, причем во 2, 3 и 4 варианте этот показатель достоверно выше контроля (р<0.05) Повышение уровня розовых и белых мутантных событий, как уже упоминалось, говорит о мутагенном действии на растения. В нашем случае, наибольшей мутагенность обладают пробы 1 и 2, где концентрация загрязнения менее 1 %.

Анализ частоты актов клеточного угнетения показывает достоверное увеличение количества угнетенных волосков на нефтезагрязненных почвах, функция степенная с коэффициентом регрессии R2=0.56. Так как угнетение клеточного деления объясняется задержкой хода митоза, то можно говорить о выраженном токсическом действии нефти на растения.

Уровень морфологических аномалий во всех загрязненных нефтью вариантах достоверно выше контроля (р<0.05). Зависимость частоты нарушений от концентрации нефти нелинейная и наиболее полно описывается уравнением четвертой степени (R2=0.96). Резкое повышение частоты морфологических аномалий говорит о сильном тератогенном воздействии нефтяного загрязнения.

Так как исследования велись с почвами природного происхождения, то многие факторы остались не выясненными. В целом, можно отметить ге-нотоксическое действие нефтяного загрязнения почвы на растения традесканции (клон 02). Однако наблюдалась большая вариабельность значений выбранных параметров. Поэтому в следующем эксперименте растения выращивали на почве, которую в лабораторных условиях загрязняли нефтью Верхневозейского месторождения Усинского района.

Глава 4.

ВОЗДЕЙСТВИЕ ПОЧВ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ НЕФТЬЮ В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ, НА РАСТЕНИЯ TRADESCANTIA (CLON 02) И ARABIDOPSIS THAUANA

4.1. Влияние нефтяного загрязнения почвы на частоту нарушений в волосках тычиночных нитей Tradescantia (clon 02)

Результаты по частоте нарушений в волосках тычиночных нитей традесканции (клон 02) представлены в таблице 3.

Частота соматических мутаций изменялась нелинейно в пределах от 0.07 до 0.32 %. И только в двух вариантах (1 и 1.9 %) она была достоверно выше контроля в 3.5-4 раза (р<0.05).

Показатель белые мутантные события также сильно варьирует от 0.18 до 0.58 % Достоверное повышение частоты наблюдается при концентрации нефти 0.25 и 7.5 % (р<0 05) Как уже упоминалось выше, появление

Таблица 3

Уровень нарушений в волосках тычиночных нитей традесканции (клон 02)

Концентрация нефти, % Количество волосков тычиночных нитей Соматические мутации, % Белые мутантные события, % Угнетение клеточного деления, %

X±Sx X±Sx X ± Sx

0 5947 0 08 ± 0 04 0 27 ± 0 07 0 13 ± 005

0 25 3859 0 16 ± 0 06 0 52* ± 0 12 026*008

05 2844 0 07 ± 0 05 0 18 ±0 08 0 46* ±013

1 4839 0 27* ± 0 07 0 29 ± 0 08 0.29 ± 0 08

1 9 7238 0 32* ± 0 07 0 36 ± 0.07 0 11 ±004

38 3063 0 07 ± 0 05 0 23 ± 0 09 0 20 ± 0 08

75 2770 0 14 ± 0 07 0 58* ± 0 14 0 22 ± 0 09

15 2750 0 15 ± 0 07 0 25 ± 0 10 0 15 ±0.07

* Различия с контролем достоверны (р<0 05)

белых и розовых клеток связано с ингибированием выработки одного (доминантного голубого) или двух (голубого и розового) пигментов. Поэтому концентрации нефти (в среднем от 0.25 до 1.9 %), при которых повышается уровень этих нарушений, являются более мутагенными для растений. В последнее время широко изучается нелинейная зависимость воздействия малых доз радиации. Показано, что облучение в малых дозах радиации может обладать более сильным мутагенным эффектом, чем облучение в некоторых высоких дозах (Зайнуллин, 1998). Для нефтяного загрязнения такой зависимости показано еще не было.

Частота угнетения клеточного деления показывает увеличение количества угнетенных волосков в 2-4 раза при концентрации нефти от 0.25 до 1 %. Характер зависимости также нелинейный, так как частота нарушений при концентрации нефти 0.5 % достоверно выше частоты нарушений в контроле и при концентрации нефти 1.9 %. Так как угнетение клеточного деления объясняется задержкой хода митоза, то можно говорить о выраженном токсическом действии нефти при данных концентрациях.

В таблице 4 приведены данные по частоте морфологических аномалий в волосках тычиночных нитей традесканции (клон 02).

Уровень морфологических аномалий во всех загрязненных нефтью вариантах достоверно выше контроля (р<0.05). При концентрации нефти 0.5 % происходит резкий скачок частоты морфологических аномалий до 2.64 %. Как известно, процесс растяжения клеток зависит от наличия и соотношения растительных гормонов (Полевой, 1989). Очевидно, углеводороды нефти способны приводить к гормональному дисбалансу, видимый эффект которого - возникновение клеток, отличающихся по размерам (частота гигантских клеток во всех вариантах достоверно выше контроля). Увеличение частоты морфологических аномалий говорит о тератогенном действии нефтяного загрязнения, которое особенно сильно проявилось при относительно небольшой концентрации нефти - 0.5 %.

Таким образом, полученные данные о влиянии нефтяного загрязнения на частоту соматических мутаций в волосках тычиночных нитей традесканции (клон 02) свидетельствуют о проявлении мутагенных свойств нефти;

Таблица 4

Частота морфологических аномалий в волосках тычиночных нитей традесканции (клон 02)

Концентрация нефти, % Морфологические аномалии, % Гигантские клетки, % Карликовые клетки, % Изгибы и разветвления, %

Х±вх X ± Эх X ± Эх Х±Бх

0 0 55±0 10 0 29 ± 0 07 0 08 ± 0 04 0 18 ±0 05

0 25 1 41*±0 19 1 05* ±0 16 0.03 ± 0 03 0 33 ± 0 09

05 2 64* ± 0 30 2 32* ± 0 28 0 04 ± 0 04 0 28 ±0 10

1 1 28* ± 0 16 0 81* ±013 0 06 ± 0 04 0 41* ±0 09

1 9 1 60* ±0 15 1.23* ±0 13 0 15 ±0 05 0 22 ± 0 06

38 1 44* ± 0 22 1 14* ±0 19 0.10 ±0 06 0 20 ± 0 08

75 1.47* ±0 23 1 08* ± 0 20 0 25 ± 0 09 014 ±0 07

15 1 55* ± 0 24 1 10* ±0 20 0 05 ± 0 04 0 40 ±012

* Различия с контролем достоверны (р<0.05).

повышение выхода морфологических аномалий говорит о тератогенном действии, а увеличение угнетения клеточного деления - о ее генотоксич-ности. Также, следует отметить, наличие тенденции увеличения частоты всех нарушений в диапазоне относительно низких концентраций нефти от 0.25 до 1.9%.

4.2. Влияние нефтяного загрязнения на рост и развитие растений АгаЫборз'я МаНапа

Воздействие нефтяного загрязнения почв на растения изучали также при помощи растительного тест-объекта АгаЫёорэ^ МаНапа. Исследование всхожести семян показало, что при концентрации нефти 0.25 и 0.5 % в почве и 0.07; 0 15; 0.3; 0.6 % в песке всхожесть семян возрастала (рис. 1,2).

Но при увеличении концентрации всхожесть снижается. Такая нелинейная зависимость хорошо описывается уравнением третьей степени (1Ч2=0.59 в почве и И2=0.72 в песке). Причем токсичность нефти, концентра-

Рис. 1. Всхожесть семян Лгай/Луи/в №аНапа в почве с различной концентрацией нефти.

Рис. 2. Всхожесть семян АгаЬШорэ'^ МаНапа в песке с различной концентрацией нефти.

цией более 1 %, ярче выражена на песке, где всхожесть семян в последних трех вариантах (1.1; 2.2; 4.5 %) составила менее 2 %.

Растения АгаЫборз1з МаНапа, которые выращивались в песке, через 2-3 недели стали высыхать из-за неблагоприятных условий выращивания и бедности субстрата. Поэтому дальнейшие наблюдения вели только за растениями, выращиваемыми в почве.

При измерении высоты растений была обнаружена четкая обратно пропорциональная зависимость высоты от дозы загрязнения нефтью (рис. 3). Она хорошо описывается степенной функцией с коэффициентом регрессии К2=0.97.

Средняя высота растений в контроле составила 9.13 см, во втором варианте (0.25 % нефти) почти в 2.5 раза меньше (р<0.05) - 3.85 см. В остальных вариантах высота растений была более чем в 10 раз меньше контроля (р<0.05).

Количество ветвей у ДгаШорвй МаНапа во всех загрязненных вариантах в два и более раз достоверно ниже контроля. Угнетение роста растений, уменьшение количества ветвей указывает на ярко выраженный токсический эффект нефтяных загрязнений для вегетативной сферы растений, даже в малых концентрациях.

Чтобы дать оценку действия нефтяных загрязнений на генеративную сферу растений, изучали количество нормальных стручков на растение. Нормальными считали стручки, несущие в среднем 16-20 семян.

Как видно из рисунка 4, количество стручков также находится в обратно пропорциональной зависимости от концентрации нефти и описывается степенной функцией (Р2=0.95). При больших дозах загрязнения нефтью (3.8; 7.5 и 15 %) растения вообще не имели стручков.

Очень показательными являются наблюдения за фазами развития растений (в возрасте семи недель). При концентрации нефтяного загрязнения 0.25 % число растений, достигших стадии плодоношения, такое же, как и в контроле - 97 %, хотя количественные характеристики (высота ра-

Концентрация нефти, %

Рис. 3. Высота растений АгаЬШорзм МаНапа, растущих на почве с различной концентрацией нефти.

Рис. 4. Количество стручков у растений Лга/ж/оря« МаИапа, растущих на почве с различной концентрацией нефти.

стений и количество стручков) у них сильно отличаются. В последующих трех вариантах (0.5; 1; 1.9 %) количество плодоносящих растений резко снижается, и увеличивается доля растений на стадии бутонизации, цветения, и особенно, вегетации. Все растения, произрастающие в почве с концентрацией нефти 3.8,7.5 и 15 %, находились на стадии вегетации (рис. 5).

100% 80% 60% 40% 20% 0%

0 0,25 0,5 1 1,9 3,8 7,5 15 |

Концентрация нефти, % |

Рис. 5. Фазы развития растений АгаЫборв/в №а//апа.

Таким образом, полученные результаты показывают, что в дозах до 1 % нефтяное загрязнение почвы оказывает стимулирующее воздействие на всхожесть семян АгаЬШорэ'^ МаНапа как в песке, так и в почве. При увеличении же концентрации нефти всхожесть семян снижается. Причем токсический эффект наиболее выражен на песке. Нефтяное загрязнение почвы оказывает угнетающее действие на вегетативную и генеративную сферы растений АгаЫс1ор818 №а//'ала. Степень воздействия нефти прямо пропорциональна ее концентрации в почве.

■ Вегетация

□ Бутонизация

■ Цветение

□ Плодоношение

Глава 5.

ВЛИЯНИЕ БЕНЗИНА НА РАСТЕНИЯ

Изучая генотоксичность нефтяного загрязнения в предыдущих экспериментах можно было только предполагать степень воздействия различных соединений, входящих в состав нефти. Чтобы иметь об этом более полное представление были проведены эксперименты по изучению влияния легких (бензиновых) фракций нефти на растения. В качестве загрязняющего вещества был взят автомобильный бензин (АИ-76), который представляет собой смесь бензиновых фракций прямой гонки, а также термического и каталитического крекинга (Сафиева, 1998; Абросимов, 2002).

5.1. Влияние бензина на Tradescantia (clon 02)

В таблице 5 представлены результаты по уровню нарушений в волосках тычиночных нитей традесканции (клон 02).

Таблица 5

Уровень нарушений в волосках тычиночных нитей традесканции (клон 02)

Концентрация бензина, %

Количество волосков тычиночных нитей

Соматические мутации,

X±Sx

Белые мутантные события,

XtSx

Угнетение клеточного деления, %

XtSx

0 01 03 05 1

1 5 25

2 5 (повтор)*' 3 5 5

7501 5415 4254 5663 5503 5505 5305 3967 3294 4123

0 08 ± 0 03 0 11 ±0 05 0 19 ±0 07 0 16 ± 0 05 0181006 О 18 ±0 06 О*

О 05 ± 0 04 О 18 ±0 07 О 29* ± 0 08

О 05 ± 0 03 О 26* ± 0 07 О 19* ±0 07 О 42* ± 0 09 О 24* ± 0 07 О 27* ± 0 07 О 40* ± 0 09 О 30* ± 0 09 О 33* ±0 10 О 32* ± 0 09

О 15 ±0.05 О 52* ±0 10 042*±0 10 О 25 ± 0 07 О 72* ± 012 О 20 ± 0 06 О 30 ± 0 08 О 18 ±0 07 О 27 ± 0 09 О 29 ± 0 08

* Различия с контролем достоверны (р<0.05)

** Для данной концентрации был проведен повторный эксперимент

Частота соматических мутаций изменялась в пределах от 0 до 0.29 %, в контроле она составила 0 08 %. В вариантах, загрязненных бензином в концентрациях от 0.1 до 1.5 % частота соматических мутаций возрастает в 1.5-2.5 раза по сравнению с контролем, а при концентрации 2.5 % резко снижается. В связи с этим для данной концентрации был проведен повторный эксперимент, частота соматических мутаций в котором оказалась также ниже контрольного уровня. Далее, при концентрации 3.5 и 5 % частота розовых клеток вновь возрастает, достигая 0.29 %, что в 3.5 раза достоверно выше контроля (р<0.05).

Возможно, что такая нелинейная зависимость, описываемая уравнением четвертой степени (Я2=0 76), связана с изменением характера адаптивного ответа клеток. При концентрации бензина около 2.5 % происходит индукция процессов адаптивного ответа, усиливаются защитные механизмы клеток, происходит репарация повреждений. Все это приводит к снижению уровня соматических мутаций. При повышении концентрации бензина защитные механизмы клеток уже не справляются со всеми повреж-

дениями, и число соматических мутаций растет, что говорит о мутагенном действии бензина.

Частота белых мутантных событий варьировала от 0.05 до 0.42 %. В контроле она составила 0.05 %, а во всех загрязненных бензином вариантах в 4-8 раз достоверно выше контроля (р<0.05), что также свидетельствует о мутагенном действии бензина. Описывается зависимость уравнением четвертой степени с коэффициентом регрессии R2=0.63.

Частота угнетения клеточного деления наибольшей и достоверно выше контроля (р<0.05) оказалась в вариантах с концентрацией бензина 0.1; 0.3 и 1 %, что указывает на выраженный генотоксический эффект бензина при этих концентрациях.

Данные по частоте морфологических аномалий в волосках тычиночных нитей традесканции (клон 02) приведены в таблице 6.

Таблица 6

Частота морфологических аномалий в волосках тычиночных нитей традесканции (клон 02)

Концентрация бензина, % Морфологические аномалии, % Гигантские клетки, % Карликовые клетки, % Изгибы, % Разветвления, %

X±Sx X±Sx X±Sx X±Sx X±Sx

0 1 61 ±015 0 41 ± 0 07 0 04 ± 0 02 1 11 ±012 0 03 ± 0 02

01 11 41 * ± 0 43 3 38* ± 0 25 015* ±0 05 7 83* ± 0 37 0 06 ± 0 03

03 9 80* ± 0 46 315* ±0 27 0 14 ± 0 06 6 51* ±0 38 0

05 9 66* ± 0 39 3 02* ± 0 23 0 14* ±0 05 6 41* ± 0 33 0 09 ±0 04

1 11 85* ± 0 44 616* ± 032 0 18* ±0 06 5 49* ± 0 31 0 02 ± 0 02

1 5 9 94* ± 0 40 3 31* ±0 24 0 18* ±0 06 6 41* ± 0 33 0 04 ± 0 03

25 11 44*±0 19 4 05* ± 0 27 0 25* ± 0 07 7.11* ±0 35 0 04 ± 0 03

2 5 (повтор)** 9 91* ±0.47 2 17* ±0 23 0 30* ± 0 09 7 41* ±0.42 0 03 ± 0 03

35 9 81* ±0 52 2 19* ±0 26 0 12 ±0 06 7 50* ± 0 46 0

5 10 60* ±0 48 5 60* ±0 36 0 24* ±0 08 4 73* ±0 33 0 02 ±0 02

* Различия с контролем достоверны (р<0 05).

** Для данной концентрации был проведен повторный эксперимент

Уровень морфологических аномалий во всех загрязненных бензином вариантах достоверно выше контроля (р<0.05). Зависимость выхода аномалий от концентрации бензина нелинейная, описывается уравнением третьей степени (Р2=0.71). Основной вклад в морфологические аномалии вносят изгибы и гигантские клетки, частота которых также достоверно выше контроля (р<0.05) во всех загрязненных вариантах.

Таким образом, при исследовании частоты нарушений в волосках тычиночных нитей традесканции (клон 02), можно отметить мутагенное, гено-токсическое и тератогенное действие бензина. Повышение частоты соматических мутаций и угнетения клеточного деления в концентрациях до 1.5 % указывает на большую генотоксичность этих доз.

5.2. Влияние бензина на АгаЫ(1орш8 МаНапа

Также воздействие бензина изучалось на растения АгаЫбортв МаНапа, которые выращивались на почве, загрязненной бензином в лабораторных условиях. Всхожесть семян АгаЫёорБ^ МаНапа показана на рисунке 6.

70-1 48 Л 47 63

^ 60 г-Ч

X к 2 О) и л & 50 40 30 У ■■■ * — в — 40 ' 1 1

§ X о ш 2010- у - — I I — 1 1 1-

0

0 0,1 0,3 0,5 1 1,5 2,5 5

Концентрация бензина, %

Рис. 6. Всхожесть семян АгаЬШорв^в МаНапа в почве, загрязненной бензином.

Во втором и третьем вариантах всхожесть семян несколько возрастает, что вызвано стимулирующим действием низких концентраций бензина для растений. В последующих вариантах, особенно в 7 и 8, всхожесть семян снижается, что говорит о токсичности более высоких концентраций. Зависимость всхожести от концентрации бензина в почве хорошо выражается уравнением третьей степени (Р2=0.63).

Как видно из рисунка 7 высота растений при низких концентрациях бензина (0.1, 0 3 и 0 5 %) немного увеличивается, при повышении концентрации бензина (2.5 и 5 %) происходит резкое снижение высоты в 2-2.5 раза достоверно ниже контроля (р<0 05) Данная зависимость также хорошо описывается уравнением третьей степени (132=0.92).

Результаты по измерению количества ветвей у растений Лгай/с/орв« МаНапа представлены на рисунке 8. При концентрации бензина 0.5 % этот

0 0,1 0,3 0,5 1 1,5 2,5 5 Концентрация бензина, %

Рис. 7. Высота растений АгаЫскэр&з МаНапа, растущих на почве с различной концентрацией бензина

Рис. 8. Количество ветвей у растений АгаЬШортэ МаНапа, растущих на почве с различной концентрацией бензина.

показатель заметно увеличивается. С увеличением же концентрации (1.5, 2.5 и 5 %) количество ветвей достоверно уменьшается почти в 2 раза по сравнению с контролем (р<0.05). Зависимость нелинейная и хорошо описывается уравнением третьей степени (Р2=0.77).

Изучая высоту растений и количество ветвей можно оценить влияние бензина, прежде всего, на вегетативную сферу растений. Для изучения действия бензина на генеративную сферу растений АгаЬШор8!8 МаНапа, измеряли количество нормальных стручков на растение.

Как видно из рисунка 9, при концентрации бензина 0 5 % количество стручков сильно возрастает. При увеличении концентрации происходит резкое снижение числа стручков. В вариантах 7 и 8 (2.5 и 5 % бензина) этот показатель достоверно ниже контроля (р<0.05). Зависимость нелинейная и хорошо описывается уравнением третьей степени (Я2=0.76).

Рис. 9. Количество стручков у растений АгаЬШорыв №аНапа, растущих на почве с различной концентрацией бензина.

Таким образом, влияние бензина на вегетативную и генеративную сферу растений АгаЫдор&э ШаИапа не однозначно. В концентрациях до 1 % бензин оказывает стимулирующее воздействие на рост и развитие растений. Особенно сильно такое действие наблюдается при концентрации бензина 0.5 %. Такой же эффект можно заметить наблюдая фазы развития растений АгаЬМорзя МаНапа (в возрасте семи недель), представленные на рисунке 10.

0 0,1 0,3 0,5 1 1,5 2,5 5 Концентрация бензина, %

Рис. 10. Фазы развития растений АгаЫбор&з ¡ЬаНапа, растущих на почве с различной концентрацией бензина.

При концентрации бензина в почве 0.5 % все растения достигли стадии плодоношения. При увеличении концентрации бензина количество таких растений снижается до 10 %.

Отсутствие стимулирующего эффекта на рост и развитие растений АгаЫбор8!8 МаИапа при нефтяном загрязнении почвы (Глава 4) можно объяснить более сложным составом нефти, наличием в ней высокотоксичных примесей и тяжелых металлов. Легкие бензиновые фракции, полученные путем прямой гонки или крекинга, являются более очищенными, и поэтому в небольших концентрациях могут оказывать стимулирующий эффект. Хотя общее снижение всех показателей в концентрациях более 1 % указывает на токсическое действие бензина в этих дозах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Итак, в ходе выполнения работы были проведены исследования частоты нарушений в волосках тычиночных нитей традесканции (клон 02), выращиваемой на почве с различных участков Верхневозейского нефтяного месторождения Усинского района, а также на почве пермокарбоновой залежи Усинского нефтяного месторождения. При анализе токсичности нефтяных загрязнений необходимо учитывать различия в составе нефти различного происхождения и, соответственно, различия в составе почв.

Поэтому для изучения влияние самой нефти на биологические системы, в частности, растения, были поставлены эксперименты по оценке биологической эффективности искусственно загрязненных грунтов образцами нефти Верхневозейского месторождения Усинского района. Также были проведены эксперименты по изучению влияния легких (бензиновых) фракций нефти на растения традесканции (клон 02) и Лгай/с/орв/я №аНапа. Как показали исследования, нефть и ее производные обладают мутагенным и токсическим эффектами. Повышение уровня соматических мутаций у растений, произраставших на почвах с низкими концентрациями нефти и бензина, может говорить о том, что в данном диапазоне концентраций возможна индукция непрямого воздействия на стабильность генотипа, например, изменение гормонального статуса растений. А при повышении концентрации загрязнения происходит индукция процессов адаптивного ответа, усиливаются защитные механизмы клеток, происходит репарация повреждений. Все это приводит к снижению уровня соматических мутаций при этих концентрациях.

Токсический эффект, выявляемый по морфологическим аномалиям и угнетению клеточного деления, вероятно, связан с изменением содержания клеточных метаболитов, воздействующих на митотический цикл. Известно, что процесс растяжения клеток зависит от наличия и соотношения растительных гормонов (Полевой, 1989). Очевидно, углеводороды нефти способны приводить к гормональному дисбалансу, что мы уже отмечали, видимый эффект которого - возникновение клеток, отличающихся по размерам.

Таким образом, проведенные нами исследования показали неоднозначность влияния нефти и ее производных на уровень биологической стабильности изучаемых объектов. Обнаружено, как увеличение уровня нарушений, так и их уменьшение, а именно выявлен стимулирующий эффект по некоторым характеристикам. Очевидно, такая неоднозначность воздействия связана с вариабельностью структурных компонентов нефти, влияние которых может быть сильно модифицировано и иными факторами среды.

ВЫВОДЫ

1 В результате исследования частоты нарушений в волосках тычиночных нитей Tradescantia (clon 02) показано мутагенное, тератогенное и ге-нотоксическое действие нефтяного и бензинового загрязнения почвы, которое выражается в достоверном повышении уровня соматических мутаций, белых мутантных событий, угнетения клеточного деления и морфологических аномалий. Обнаружено, что выход выявляемых нарушений имеет нелинейную зависимость от степени загрязнения.

2. Показано достоверное увеличение всех нарушений в волосках тычиночных нитей Tradescantia (clon 02) в диапазоне относительно низких концентраций нефти (от 0.25 до 1.9 %) и бензина (от 0.1 до 1.5 %).

3. В дозах до 1 % нефтяное и бензиновое загрязнение оказывает стимулирующее воздействие на всхожесть семян Arabidopsis thaliana, которая увеличивается на 9-27 %. При дальнейшем увеличении концентрации нефти и бензина всхожесть семян снижается. Токсичность нефтяного загрязнения на песке проявляется в большей степени, чем на почве, и, чем выше доза нефтяного загрязнения, тем существеннее эта разница.

4. Нефтяное загрязнение почвы оказывает угнетающее действие на рост и развитие растений Arabidopsis thaliana. Токсический эффект воздействия нефти, который выражается в достоверном снижении высоты растений, количества ветвей и нормальных стручков, прямо пропорционален ее концентрации в почве; зависимость степенная.

5. Влияние бензина на вегетативную и генеративную сферу растений Arabidopsis thaliana описывается уравнением третьей степени. В концентрациях до 1 % бензин оказывает стимулирующее воздействие на рост и развитие растений. Особенно сильно такое действие наблюдается при концентрации бензина 0.5 % В концентрациях более 1 % бензин оказывает выраженное токсическое действие.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Аниськина М.В. Использование традесканции (клон 02) в биоиндикации нефтяных загрязнений Н Актуальные проблемы биологии и экологии: Тез. докл. XIV Коми респ. молодеж. науч конф. (18-20 апреля 2000 г). В 2-х томах. Сыктывкар, 2000. Т.2. С. 8-9.

2. Аниськина М.В. Использование традесканции (клон 02) для оценки генотоксичности нефтяных загрязнений // Материалы XIV Коми респ. молодеж. науч. конф (18-20 апреля 2000 г.). Сыктывкар, 2000. С. 4-11

3. Аниськина М.В. Традесканция (клон 02) как биоиндикатор нефтяных загрязнений// Молодые исследователи - Республике Коми: Тез. докл. IV респ. научно-практич. конф. (20-21 февраля 2001 г.). Сыктывкар, 2001. С. 9-10.

4. Аниськина М.В , Тарбаева В М., Маркарова М.Ю. Биоиндикация как метод оценки генотоксичности нефтяных загрязнений почв // Тез. докл. XI междунар. симп. по биоиндикаторам (17-21 сентября 2001 г.). Сыктывкар, 2001. С. 8.

5. Аниськина М.В. Влияние нефтяного загрязнения почвы на рост и развитие растений Arabidopsis МаНапа (!_) НеупЬ. // Актуальные проблемы биологии и экологии: Тез. докл IX молод, науч. конф. (15-17 апреля 2002 г.). Сыктывкар, 2002. С. 6.

6. Аниськина М.В. Изучение роста и развития растений АгаЫдор&в МаНапа (1_.) НеупИ. при радиационном и нефтяном загрязнении среды //

Человек и окружающая среда: Тез. докл. XII Коми респ. студ науч. конф. (18-19 апреля 2002 г.). Сыктывкар, 2002. С. 30-31.

7. Зайнуллин В.Г., Аниськина М.В., Тарбаева В.М. Оценка генотоксич-ности нефтяных загрязнений для растительных объектов // Экологические работы на месторождениях нефти Тимано-Печорской провинции Состояние и перспективы: Материалы II научно-практ конф. г. Усинск (9-13 сентября 2002 г.). Сыктывкар, 2002. С. 91-100.

8. Аниськина М.В. Влияние нефтяного загрязнения почвы на уровень нарушений в волосках тычиночных нитей традесканции (клон 02) // Актуальные проблемы биологии и экологии: Материалы X молод, науч. конф. (15 апреля 2003 г.). Сыктывкар, 2003. С. 10-11

9. Аниськина М.В. Влияние нефтяного загрязнения почвы на растительный биоиндикатор традесканция (клон 02) // Актуальные проблемы регионального экологического мониторинга: научный и образовательный аспекты: Материалы всеросс. науч. Школы (13-15 ноября 2003 г.). Киров, 2003. С. 130

10 Аниськина М.В., Маркарова М.Ю., Зайнуллин В.Г. Генотоксичность нефтяных загрязнений в экспериментах на растительных тест-системах // Методы популяционной биологии: Материалы VII всеросс. популяц. семинара (16-21 февраля 2004 г.). Сыктывкар, 2004. С. 10-11.

11. Аниськина М.В., Зайнуллин В.Г., Рымарь А.И. Оценка генотоксично-сти почв Усинского нефтяного месторождения при помощи растительных тест-систем // Экологические работы на месторождениях нефти Тимано-Печорской провинции. Состояние и перспективы: Материалы III научно-практ. конф г Ухта (6-9 сентября 2004 г) Сыктывкар, 2004. С. 160-163

12. Аниськина М.В. Изучение генотоксичности почв, отобранных на территории пермокарбоновой залежи Усинского нефтяного месторождения // Актуальные проблемы биологии и экологии- Тез. докл. XII молод, науч. конф. (6 апреля 2005 г.). Сыктывкар, 2005. С 11.

úék^'

¡>

I

i i

i

i1 !

I

i

r I

)

к

О

р- 140 д

Тираж 100 Заказ 40(05)

Информационно-издательская группа Института биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН 167982, г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, д. 28

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Аниськина, Мария Валерьевна

1.1. Воздействие углеводородов нефти на почву.

1.2. Влияние нефтяного загрязнения на растения.

1.3. Использование растительных тест-систем в оценке токсичности химических загрязнений.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Объекты исследования.

2.2. Методы исследования.

2.2.1. Методика работы с Tradescantia (clon 02).

2.2.2. Условия выращивания растений Arabidopsis thaliana.

ГЛАВА 3. ОЦЕНКА ГЕНОТОКСИЧНОСТИ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВ ПРИРОДНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ.

3.1. Частота нарушений в волосках тычиночных нитей Tradescantia (clon 02), выращиваемой на почве с различных участков Верхневозейского нефтяного месторождения Усинского района.

3.2. Частота нарушений в волосках тычиночных нитей Tradescantia (clon 02), выращиваемой на почве пермокарбоновой залежи Усинского нефтяного месторождения.

И ARABIDOPSIS THALIANA.

4.1. Влияние нефтяного загрязнения почвы на частоту нарушений в волосках тычиночных нитей Tradescantia (clon 02).

4.2. Влияние нефтяного загрязнения на рост и развитие растений Arabidopsis thaliana.

ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ БЕНЗИНА НА РАСТЕНИЯ.

5.1. Влияние бензина на Tradescantia (clon 02).

5.2. Влияние бензина на Arabidopsis thaliana.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Мутагенный и токсический эффекты у растений Tradescantia (clon 02) и Arabidopsis thaliana (L.) Heynh., индуцированные нефтью и нефтепродуктами"

Актуальность темы. Среди современных проблем человечества в последние десятилетия все чаще особое внимание уделяется состоянию окружающей природной среды. Происходит повсеместное загрязнение среды обитания различными мутагенными веществами, истощение природных ресурсов и преобразование ландшафтов, использование новых технологий и химических соединений инициирует процессы разрушения природы. Большой вклад в загрязнение среды в Республике Коми вносит нефть и продукты ее переработки. Загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами вызывает нарушение динамического равновесия в экосистеме вследствие изменения структуры почвенного покрова, геохимических свойств почв, а также токсического действия на растения. В районах добычи и транспортировки нефти возникают зоны перестройки исходных экосистем (Андресон, 1980). В связи с этим возникает необходимость оценки состояния биоты в этих зонах.

В последнее время все чаще для индикации загрязняющих веществ в окружающей среде применяют биологические системы. Реакция организма позволяет оценить воздействие на среду обитания в показателях, имеющих биологический смысл, а нередко и таких, которые можно перенести на человека. Физические факторы или химические соединения, воздействуя на среду, иногда очень сильно модифицируются факторами живой и неживой природы; их окончательное влияние не всегда легко предвидеть. А биоиндикаторы дают точную, интегральную картину, учитывающую и те загрязнения, которые могла пропустить контрольная служба, время от времени производящая замеры параметров среды (Биоиндикация загрязнений наземных экосистем, 1988).

Широкое применение нашли такие растительные тест-объекты, как табак, виноград, фасоль, шпинат, петуния, ячмень, кукуруза, некоторые хвойные и т.д. Каждая растительная тест-система имеет как свои преимущества, так и недостатки. Важно знать их и уметь наиболее правильно применять разнообразные растения для выполнения поставленных целей. Tradescantia (clon 02) и Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. отличаются высокой чувствительностью к стрессовым воздействиям физической и химической природы. Они широко применяются во всем мире для тестирования мутагенных веществ, но при оценке нефтяных загрязнений используются впервые.

Целью исследования было изучение последствий нефтяного загрязнения почвы для растений (Tradescantia (clon 02) и Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.) В связи с этим были поставлены следующие задачи:

1. Исследование частоты нарушений в волосках тычиночных нитей Tradescantia (clon 02), выращиваемой на нефтезагрязненной почве (Верхневозейского нефтяного месторождения, пермокарбоновой залежи Усинского нефтяного месторождения);

2. Изучение влияния нефтяного и бензинового загрязнения на частоту нарушений в волосках тычиночных нитей Tradescantia (clon 02);

3. Анализ всхожести, роста и развития растений Arabidopsis thaliana, выращиваемых в почве с различной концентрацией нефтяного и бензинового загрязнения;

Научная новизна.

Впервые изучено влияние нефтяного и бензинового загрязнения почвы на высокочувствительные растительные тест-объекты Tradescantia (clon 02) и Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. Показано, что нефтяное и бензиновое загрязнение почвы в концентрации до 1 % оказывает стимулирующее действие на всхожесть семян Arabidopsis thaliana, которая увеличивается на 9-27 %. При дальнейшем увеличении концентрации нефти и бензина всхожесть семян снижается.

Установлено генотоксическое действие нефти и бензина для растений Tradescantia (clon 02). Оно выражается в достоверном увеличении нарушений в волосках тычиночных нитей Tradescantia (clon 02): соматических мутаций, белых мутантных событий, угнетения клеточного деления и морфологических аномалий. Обнаружена нелинейная зависимость выхода этих нарушений от степени воздействия нефти и бензина. Показано достоверное увеличение всех нарушений в волосках тычиночных нитей Tradescantia (clon 02) в диапазоне относительно низких концентраций нефти (от 0,25 до 1,9 %) и бензина (от 0,1 до 1,5 %).

Теоретическое и практическое значение.

Результаты исследования могут быть использованы при разработке рекомендаций по снижению уровня загрязнения нефтью в принимаемых после очистки и рекультивации землях. Результаты работы используются в лекционных курсах по специальности «экология» СыктГУ.

Положение, выносимое на защиту

• Уровень генетических и морфологических изменений у растений, индуцированный нефтью и ее производными, нелинейно зависит от концентрации действующего агента.

Апробация работы. Результаты исследований неоднократно докладывались на молодежной научной конференции «Актуальные проблемы биологии и экологии» (Сыктывкар, 2000, 2002, 2003, 2005); на студенческой научной конференции «Человек и окружающая среда» (Сыктывкар, 2000, 2002); на научно-практической конференции «Молодые исследователи - Республике Коми» (Сыктывкар, 2001); на XI международном симпозиуме по биоиндикаторам (Сыктывкар, 2001); на II и III научно-практической конференции «Экологические работы на месторождениях нефти Тимано-Печорской провинции. Состояние и перспективы» (Усинск, 2002; Ухта, 2004); на всероссийской научной школе «Актуальные проблемы регионального экологического мониторинга: научный и образовательный аспекты» (Киров, 2003); на всероссийском популяционном семинаре «Методы популяционной биологии» (Сыктывкар, 2004).

Публикации. Автором опубликовано 12 работ по материалам диссертации.

Автор выражает искреннюю благодарность и признательность за помощь и консультации при выполнении и написании данной работы своему научному руководителю д.б.н., проф. В.Г. Зайнуллину, а также старшему научному сотруднику Института биологии КНЦ УрО РАН к.б.н. М.Ю. Маркаровой и начальнику отдела Центра Госсанэпиднадзора РК А.И. Рымарю за предоставление природных почвенных образцов для исследования.

За последнее столетие самые значительные и неожиданные изменения произошли с окружающей средой. Новые технологии позволили создать наблюдательные средства, при помощи которых был собран и обработан огромный материал, свидетельствующий о быстром изменении окружающей среды в глобальном масштабе. Оказалось, что во всех средах идет направленное изменение концентрации химических веществ, в первую очередь биогенов (Данилов-Данильян, 2000; Трубецкой, Галченко, 2004).

В стремлении извлечь наибольшую выгоду из применения научных достижений в промышленности и сельском хозяйстве часто оставляли без внимания судьбу многих побочных продуктов. В результате такого упрощения побочные продукты, отработанные катализаторы и химические отходы, обладающие ярко выраженными токсичными свойствами, получали открытый доступ в атмосферу и водные бассейны (Проблемы экологии., 1991). Наибольшую опасность представляют нефтепродукты, масла, соли тяжелых металлов, фенолы, цианиды, роданиды, сернистые соединения и пр. (Экологические проблемы., 1980; Адамов, 2001).

Нефтегазодобывающая промышленность - одна из наиболее экологически опасных отраслей народного хозяйства. Будучи универсальным и исключительно удобным источником энергии, нефть в то же время представляет собой потенциальную угрозу для окружающей среды, относясь к важнейшим факторам ее загрязнения (Воликов, 1989; Данилов, 1996). Она отличается большой землеемкостью, сильной загрязняющей способностью и высокой пожаро- и взрывоопасностью промышленных объектов (Васильев, 1998; Захаров и др., 1998). Это обусловлено тем, что производственная деятельность предприятий нефтяной и газовой промышленности неизбежно связана с техногенным воздействием нефтедобычи на объекты природной среды. В силу специфических особенностей ведения горных работ нефтегазодобывающая отрасль относится к числу отраслей-загрязнителей природной среды. Как показывает практика, геохимический техногенез свойственен всем этапам освоения месторождений углеводородов - от бурения до введения в эксплуатацию, а также на протяжении всего периода эксплуатации. Немаловажную роль в негативном влиянии на окружающую среду играют процессы строительства скважин. Отличительными особенностями воздействия процессов бурения являются высокая интенсивность и кратковременность формирования значительных техногенных нагрузок на объекты гидро-, лито- и биосферы, которые нередко превышают пороговые нагрузки и тем самым приводят к негативным последствиям. Причем такой характер техногенного воздействия создает реальную угрозу экологического стресса в районах массового бурения (Басыров и др., 2000).

Если учесть, что свыше 70 % объемов буровых работ приходится на экологически уязвимые регионы с крайне неблагоприятными природно-климатическими и почвенно-ландшафтными условиями, характеризующимися ограниченной самоочищающей способностью и слабыми защитными функциями к любому антропогенному воздействию, то становится очевидным и ущерб, причиняемый природной среде процессами строительства скважин (Кузьмин и др., 1984; Гусейнов, Алекперов, 1989; Булатов и др., 1997). В процессе же переработки нефти образуется отход в виде шлама, представляющий сложную смесь нефтяных углеводородов, воды и взвешенных неорганических веществ. Содержание углеводородной части в нефтешламах достигает 10-65 %. При нефтепереработке получается до 14 кг шлама на 1 т нефти. Хранение нефтешламов в накопителях сопряжено с загрязнением подземных вод, почвы и атмосферы (Сорокин, 1983).

В последнее время особую актуальность приобретает загрязнение нефтью почв, которое происходит в результате аварий в местах добычи нефти и при ее транспортировке (Панов и др., 1986; Ануфриева, 1990). Известно, что нефть является одним из наиболее опасных загрязнителей, как в силу своих свойств, так и масштабов использования (Карцев, 1990; Цуцаева и др., 1990). Литр нефти лишает кислорода 40 тыс. литров воды, т.к. нефть, разливаясь на водной поверхности, образует сплошную пленку, которая резко сокращает газообмен водоема, в том числе кислорода, тем самым существенно влияет на жизнедеятельность организмов в гидросфере. Тонна нефти загрязняет 12 кв. км водной поверхности. Космической и съемкой зафиксировано, что уже почти 30 % поверхности мирового океана покрыто нефтяной пленкой (Ниязов и др., 1990).

При существующей системе сбора, подготовки и перекачки нефти до нефтеперерабатывающих заводов значительная часть легких фракций попадает в атмосферу вследствие испарения в резервуарах. Отсутствие полной герметизации резервуарных парков приводит к тому, что суммарные потери нефти от испарения достигают 1,5-2 %, что составляет десятки тысяч тонн в год для отдельных промышленных объектов (Лесухин, Григорян, 1991).

В России в настоящее время эксплуатируются более 200 тыс. км внутрипромысловых и 350 тыс. км промысловых трубопроводов. Около 70 % трубопроводов используются более 20 лет, а 95 % прорывов внутрипромысловых трубопроводов происходят из-за коррозии.

Анализ частоты и тяжести последствий аварий на объектах нефтегазодобывающих предприятий показал, что отказы на нефтепроводах, особенно межпромысловых, сопровождаются наиболее значительным нефтяным загрязнением окружающей природной среды. Увеличение диаметра и протяженности нефтепроводов, проложенных в труднодоступных районах, приводят к увеличению времени ликвидации аварии и, соответственно, потерь нефти. Вынужденная остановка промыслов может обойтись нефтегазодобывающему предприятию в десятки раз дороже, чем прямые потери от аварийных ситуаций в системе транспорта.

Экспертное ранжирование трубопроводов предприятий нефтедобычи по степени "долговечности" их безаварийной эксплуатации в зависимости от их места в технологической цепочке добычи и подготовки нефти к транспорту в нефтегазодобывающем управлении, показало, что основное количество аварий связано с нефтесборными и напорными нефтепроводами и водоводами высокого давления (Кесельман, Махмудбеков, 1981; Панов и др., 1986, Миронюк, 2001).

В настоящее время в арсенале экологических служб и организаций, занимающихся рекультивацией нефтезагрязненных почв, уже имеется большой набор механических, физико-химических и химических способов очистки почвы от нефтепродуктов (Использование., 1978; Шилов и др., 1982; Линский и др., 1985).

Однако, по мнению большинства отечественных и зарубежных специалистов, наиболее полное восстановление нарушенных нефтеразливами биоценозов может быть достигнуто только с применением технологий, основанных на использовании биологических способов, поскольку интенсивность и характер разложения нефтяных углеводородов в почве в конечном итоге определяется функциональной активностью углеводородокисляющих микроорганизмов, способных усваивать нефть в качестве единственного источника углерода (Макклиан, 1971; Сидорова и др., 1994).

Попадая в почву, сырая нефть, содержащая до 50 % легких (с температурами кипения до 250 градусов) наиболее токсичных фракций, подвергается физико-химическому воздействию: испарению, вымыванию, ультрафиолетовому облучению и т.п., вследствие чего легкие и водорастворимые углеводороды, разлагаясь, мигрируют с места разлива. Остаточный тяжелый битумизированый нефтепродукт подвергается биохимической деградации. Решающее значение играют микроорганизмы, осуществляющие внутриклеточное окисление углеводородов.

Комплекс мероприятий по очистке почвы от нефтяного загрязнения включают два момента: первый - активизация абиотических физико-химических процессов деградации свежей нефти; второй - стимуляция почвенной углеводоокисляющей микрофлоры и фитомелиорация.

Подготовительный этап рекультивации земель. Основной целью подготовительного этапа является расчистка участка от усыхающего и мертвого древостоя, завалов из срубленной ранее и сваленной в кучи древесины, строительного и бытового мусора и обваловка со стороны возможного повторного загрязнения нефтью и минерализованными водами, при условии, если она не была сделана в ходе ликвидации аварии. Не допускается выжигание и засыпание нефтяных пятен песком.

Агротехнический этап. Основная цель - создать слой почвы со свойствами, благоприятными для биологической рекультивации. Работы включают в себя:

- рыхление почвенного горизонта для ускорения физико-химических и биохимических процессов деградации нефти с использованием мальчирующих грунтов (на сильнозагрязненных лесных почвах);

- создание искусственного микрорельефа из чередующихся продольных микроповышений (бугров) и микропонижений (канавок) на болотных почвах с избыточным увлажнением;

Стимуляция почвенной микрофлоры должна начинаться только при снижении концентрации общего нефтепродукта до 23-25 % в органогенных или 15-18% минеральных почвенных горизонтах в среднем по участку. Это же условие касается и использования бактериальных препаратов.

При снижении концентрации остаточных нефтепродуктов в рекультивационном слое в среднем по всему участку до значений безопасных для фитомелиорантов (15% в органогенных и 8% в минеральных и смешанных грунтах) можно приступать к биологическому этапу рекультивации.

Биологический этап. Включает в себя комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий, проводимых с целью восстановления плодородия нарушенных земель:

- фитомелиорационное и агротехническое стимулирование почвенной углеводоокисляющей микрофлоры;

- формирование устойчивых травостоев или всходов (подроста) древесных пород.

Для активной рекультивации почво-грунтов в качестве основных и необходимых компонентов нужны минеральные удобрения, предпочтительнее аммонийные формы азота и фосфор, а также активные культуры нефтеокисляющих микроорганизмов.

Внесение удобрений (NigoPlsoK-oo) в загрязненную почву (6 % УВ) увеличивает биологическую активность: возрастает интенсивность дыхания, коэффициент минерализации, активность ряда ферментов. Чувствительность же отдельных групп микроорганизмов к отдельным фракциям нефти определяется химическим составом и физическими свойствами последних. Интересно отметить, что углеводороды, попадающие в почву, обогащают ее углеродом и способны повысить активность биологической азотфиксации. Увеличение интенсивности нефтяного загрязнения (до нескольких процентов) приводит к увеличению концентрации азота, являющегося следствием увеличения численности свободно живущих азотфиксаторов; одновременно снижается нитрифицирующая активность, и основная часть азота выступает в аммонийной форме (Биологическая активность., 1998).

Практически все известные в настоящее время технологии биологической рекультивации нефтезагрязненных почв решают проблему очистки почвы либо внесением в нее биопрепаратов на основе штаммов активных углеводородокисляющих микроорганизмов, либо - посредством использования различных приемов, направленных на стимулирование активности собственной аборигенной нефтеусваивающей микрофлоры почвы. При решении проблемы рекультивации нефтезагрязненных почв особенно северных регионов последний подход представляется более целесообразным.

Как показывает практика, применение биопрепаратов, как правило, оправдывает себя только в системах интенсивной очистки, предполагающих перемещение загрязненного грунта на специально оборудованные технологические площадки в условиях, оптимальных для функциональной активности входящих в состав препаратов нефтеокисляющих микроорганизмов. Тогда как интродукция активных штаммов биопрепаратов в почву в неблагоприятных условиях севера чаще всего оказывается неэффективной.

Рекультивацию можно считать завершенной после создания густого и устойчивого травостоя, при этом концентрация остаточных нефтепродуктов со значениями коэффициента окисления нефти более 90 % не должна превышать в среднем по участку 8,0 % в органогенных и 1,5 % в минеральных и смешанных грунтах (Шахматова, 1983).

Заключение Диссертация по теме "Экология", Аниськина, Мария Валерьевна

1. в результате исследования частоты нарушений в волосках тычиночных нитей

Tradescantia (clon 02) показано мутагенное, тератогенное и генотоксическое

действие нефтяного и бензинового загрязнения ночвы, которое выражается в

достоверном новышении уровня соматических мутаций, белых мутантных

событий, угнетения клеточного деления и морфологических аномалий. Обнаружено, что выход выявляемых нарушений имеет нелинейную

зависимость от стеиени загрязнения. 2. Показано достоверное увеличение всех нарушений в волосках тычиночных

нитей Tradescantia (clon 02) в дианазоне относительно низких концентраций

нефти (от 0,25 до 1,9 %) и бензина (от 0,1 % до 1,5 %). 3. В дозах до 1 % нефтяное и бензиновое загрязнение оказывает стимулирующее

воздействие на всхожесть семян Arabidopsis thaliana, которая увеличивается

на 9-27 %. При дальнейшем увеличении концентрации нефти и бензина

всхожесть семян снижается. Токсичность нефтяного загрязнения на неске

проявляется в большей степени, чем на почве, и, чем выше доза нефтяного

загрязнения, тем сушественнее эта разница. 4. Нефтяное загрязнение почвы оказывает угнетающее действие на рост и

развитие растений Arabidopsis thaliana. Токсический эффект воздействия

нефти, который выражается в достоверном снижении высоты растений,

количества ветвей и нормальных стручков, прямо пропорционален ее

концентрации в почве; зависимость степенная. 5. Влияние бензина на вегетативную и генеративную сферу растений Arabidopsis

thaliana описывается уравнением третьей степени. В концентрациях до 1 %

бензин оказывает стимулирующее воздействие на рост и развитие растений. Особенно сильно такое действие наблюдается при концентрации бензина

0,5 %. В концентрациях более 1 % бензин оказывает выраженное токсическое

действие.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Аниськина, Мария Валерьевна, Сыктывкар

1. Абросимов А.А. Экология переработки углеводородных систем. М: Химия, 2002. 608 с.

2. Адамов А.К. Некоторые теоретические и практические экологические проблемы производства, потребления и утилизации // Сб. научных трудов.Экологизация подготовки специалистов в вузах. Утилизация и переработкаотходов. Саратов, 2001. 28.

4. Аниськина М.В. Влияние нефтяного загрязнения почвы на уровень нарушений в волосках тычиночных нитей традесканции (клон 02) // Актуальные проблемыбиологии и экологии: Материалы X молод, науч. конф. Сыктывкар, 2003. 10-11.

5. Ануфриева Н.М. Охрана окружающей среды при применении методов повышения нефтеотдачи пластов // Экологические проблемы освоениянефтяных и газовых месторождений Прикаспия и средней Азии: Тез. докл.Всесоюз. совещания. Москва, 1990. 5-6.

6. Бакаева М.Д., Мифтахова A.M. Биоиндикация нефтезагрязненных почв по видовому разнообразию микромицетов // Тез. докл. XI Междунар. симпоз. побиоиндикаторам. Сыктывкар, 2001. 11.

7. Басыров Н.Ф., Валеева Э.И., Московченко Д.В. Эколого-геохимические исследования Белоярского района Тюменской области. // Вестник экологии,лесоведения и ландшафтоведения. Вып.1. Тюмень: Изд-во ИПОС СО РАН,2000. 3-10.121

8. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем / Под ред. Р. Шуберта. М.: Мир, 1988. 343 с.

9. Вайшля СБ., Лапина Г.В., Московитина Н.С. О возможности использования физико-биохимических показателей листьев осины {Populus tremulaL.) в раннейбиоиндикации состояния экосистем // Сибирский экологический журнал. 1999.Т.6.№З.С.28-32.

10. Васильев С В . Воздействие нефтегазодобывающей нромыщленности на лесные и болотные экосистемы Среднего Нриобья.. М. — Новосибирск: Наука, 1998.136 с.

11. Влияние комбинированного действия ионизирующего излучения и солей тяжелых металлов на частоту хромосомных аберраций в листовой меристемеярового ячменя / С А. Гераськин, В.Г. Дикарев, А. А. Удалова, Н.С. Дикарева //Генетика. 1996. Т.32. №2. С 51-59.

12. Влияние нефтяного загрязнения на лесные биогеоценозы / А.В. Соромотин, СН. Гашев, М.Н. Гащева, Е.А. Быкова // Экология нефтегазового комплекса:Материалы I Всесоюз. Конф. Вып.1. 4.2. М., 1989. 180-191.

13. Вредные химические вещества. Нриродные органические соединения. Издание справочно-энциклопедического типа. Том 7 / Нод ред. Филова В.А., Мусийчука122Ю.И., Ивина Б.А. СПб.: Издательство СПХФА, НПО «Мир и Семья-95», 1998.504 с.

14. Глазовская М.А., Пиковский Ю.И. Скорость самоочищения почв от нефти в различных природных зонах // Природа. 1980. №5. 118-119.

15. Голубева Е.И., Горбунова И.А., Снигирева Е.В. Индикация нефтедобычи по эколого-флористическим и геохимическим показателям растительности // Тез.докл. XI Междунар. симпоз. но биоиндикаторам. Сыктывкар, 2001. 35.

16. Гончаров И.В. Геохимия нефтей Западной Сибири. М.: Недра, 1987. 85-90.

17. Гусейнов Т.Н., Алекнеров Р.Э. Охрана природы при освоении морских нефтегазовых месторождений: Справ, пособие. М.: Недра, 1989. 142 с.

18. Давиденко Н.М. Проблемы экологии нефтегазоносных и горно-добывающих регионов севера России. Новосибирск: Наука, 1998. 223 с.

19. Данилов A.M. Присадки и добавки. Улучшение экологических характеристик нефтяных топлив. М.: Химия, 1996. 232 с.

20. Данилов-Данильян В.И., Лосев К.С. Экологический вызов и устойчивое развитие. Учебное пособие. М.: Прогресс-Традиция, 2000. 416 с.

21. Демурджан В.М. Изменение свойств нефтезагрязненных черноземов и пути восстановления их плодородия // Повышение эффективности исследованияудобрений и плодородности ночв в УССР: Тез.докл. Харьков, 1985. 8-9.

22. Долматов М.Ю. Физико-химические основы новых методов исследования сложных многокомнонентных систем. Перспективы практическогоиспользования. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1991. 72 с.

23. Дубинин Н.П., Пашин Ю.В. Мутагены окружающей среды. М.: Знание, 1977. 64 с.123

24. Евсеева Т.Н., Гераськин А. Цитогенетические эффекты раздельного и совместного действия нитратов тория-232 и калия на традесканцию (клон 02) //Цитология. 2000. Т.42. №8. 822-828.

25. Евсеева Т.И., Гераськин А. Сочетанное действие факторов радиационной и нерадиационной природы на традесканцию. Екатеринбург: УрО РАН, 2001.156 с.

26. Евсеева Т.Н., Гераськин А., Храмова Е.С. Цитогенетические эффекты раздельного и совместного действия нитратов 232Th и Cd на клетки корневоймеристемы Allium сера // Цитология. 2001. Т.43. ^28. 803-808.

27. Захаров А.И., Гаркунов Г.А,, Чижов Б.Е. Виды и масштабы воздействий нефтедобывающей промышленности на лесной фонд Ханты-Мансийскогоавтономного округа // Леса и лесное хозяйство Западной Сибири. Вып.6.Тюмень: Изд-во ТГУ, 1998. 149-160.

28. Использование пластмассовых микробаллонов (пламилона) для сбора нефти с поверхности водоемов / П.Ф. Кагарманов, А.У. Шарипов, К.Л. Минхайров и др.//Нефтяное хозяйство. 1978. .№9. 21-23.

29. Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях М.: Мир, 1989.439 с.

30. Казанцева М.Н. Влияние нефтяного загрязнения на таежные фитоценозы // Дисс. ... канд. биол. наук. Екатеринбург, 1994. 136 с.

31. Карцев А.А. Экологическая гидрогеология и освоение нефтегазоносных районов // Экологические проблемы освоения нефтяных и газовыхместорождений Прикасния и средней Азии: Тез. докл. Всесоюз. совещания.Москва, 1990. 47-48.

32. Квасников Е.И., Клюшникова Т.Н. Микроорганизмы - деструкторы нефти в водных объектах. Киев: Наукова думка, 1981. 192 с.5О.Кесельман Г.С., Махмудбеков Э.А. Защита окружающей среды при добыче,транспорте и хранении нефти и газа. М.: Недра, 1981. 256 с.

33. Киреева Н.А., Мифтахова A.M., Кузяхметов Г.Г Рост и развитие сорных растений в условиях техногенного загрязнения почвы. Вестник Бащкирскогоуниверситета. 2001. №1. 32-34.

34. Киреева Н.А., Новоселова Е.И., Кузяхметов Г.Г. Нродуктивность сельскохозяйственных культур на нефтезагрязненных и рекультивируемыхпочвах // Экологические проблемы Республики Бащкортостан. Уфа: БГПИ,1997. 293-299.

35. Киреева Н.А., Юмагузина Х.А., Кузяхметов Г.Г. Рост и развитие растений овса на почвах, зафязненных нефтью // Сельск. биология. 1996. JSr25. 48-54.

36. Ковда В.А. Биогеохимические циклы в природе и их нарушение человеком. М.: Наука, 1975. 263 с.

37. Кузьмин Ю.И., Войтенко B.C., Братищко Ю.А. Влияние буровых растворов и их ингредиентов на окружающую среду в условиях Крайнего Севера // Нефтяноехозяйство. 1984. №2. 43-49.

38. Кулаева О.Н. Карликовые мутанты и их роль в «зеленой революции» // Соросовский образовательный журнал. 2000. Т.6. J\28. 18-23.

39. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1990. 351 с.

40. Микробиологический контроль нефтяного загрязнения донных отложений водоемов / А.Н. Дзюбан, Т.С. Масленникова, И.А. Кузнецова, А.И. Цветков //Тез. докл. XI Междунар. симпоз. по биоиндикаторам. Сыктывкар, 2001. 52.

41. Мониторинг окружающей среды в Республике Коми \ Б.Я. Брач, И.А. Копышева, И.Г. Кочан, Н.П.Куликова. Сыктывкар: Коми книжное издательство,1995.205 с.

42. НИЯЗОВ Р.С., Надуткин А.А, Хасанов И.Ю. Ликвидация нефтяных загрязнений водных объектов. // Экологические проблемы освоения нефтяных и газовыхместорождений Прикаспия и средней Азии: Тез. докл. Всесоюз. совещания.Москва, 1990. 29-30.

43. Панов Г.Е., Петряшин Л.Ф., Лысяный Г.Н. Охрана окружающей среды на предприятиях нефтяной и газовой промышленности. М.: Недра, 1986. 244 с.127

44. Пиковский Ю.И. Природные и техногенные потокн углеводородов в окружающей среде. М.: Изд-во МГУ, 1993.208 с.

45. Плохинский Н.А. Математические методы в биологии. М.: МГУ, 1978. 265 с.

46. Полевой В.В. Физиология растений: Учебник для биол. спец. вузов. М.: Высшая школа, 1989. 464 с.

47. Проблемы экологии и ресурсосбережения в промышленности. Межвузовский сборник научных трудов. Самара: Самарский политехнический институт им.В.В. Куйбышева, 1991. 3.

48. Родин Л.Е., Базилевич Н.И. Динамика органического вещества и биологический кругооборот в основных типах растительности. М.-Л.: Наука, 1965. 284 с.

49. Розанова Е.П., Кузнецов СИ. Микрофлора нефтяных месторождений. М.: Наука, 1974. 96 с.

50. Сафиева Р.З. Физико-химические основы технологии нереработки нефти. М.: Химия, 1998. 448 с.

51. Солнцева Н.П. Влияние техногенных потоков на морфологию почв в районах нефтедобычи // Добыча полезных ископаемых и геохимия природныхэкосистем. М.: Наука, 1982. 29-69.

52. Солдатов М.С., Селиверстова Л.В. Растения - индикаторы загрязнения почв на нефтяных месторождениях в Калининградской области // Тез. докл. XIМеждунар. симноз. по биоиндикаторам. Сыктывкар, 2001. 177.128

53. Сорокин Я.Т. Безотходное нроизводство в нефтеперерабатывающей промышленности. М.: Химия, 1983. 20 с.

54. Тарбаева В.М., Ладанова Н.В. Влияние аэротехногенного загрязнения на репродуктивную и вегетативную сферу хвойных. Сыктывкар, 1994. 45 с. (Серия«Научные доклады» / РАН, УрО Коми НЦ, вынуск 342).

55. Трубецкой К.Н., Галченко Ю.П. Методологические основы экологического нормирования уровня техногенных воздействий при освоении недр // Экология.2004. №2. 83-89.

56. Фильченкова В.И. Биологическая активность обыкновенного чернозема при нефтяном загрязнении // Защита растений и охрана окружающей среды вТатАССР. Казань, 1982. 74-75.

57. Хавкин Э.Е. Генетическая регуляция морфогенеза растений // Физиология растений. 1998. Т.45. ^25. 163-111.

58. Химия нефти / И.Ю. Батуева, А.А. Гайле, Ю.В. Поконова и др. Л.: Химия, 1984. 360 с.

59. Чижов Б.Е. Лес и нефть Ханты-Мансийского Автономного Округа. Тюмень: нзд-во Ю. Мандрикн, 1998. 144 с.

60. ЧИЖОВ Б. Е., Захаров А. И., Гаркунов Г. А. Деградационно-восстановительная динамика лесных фитоценозов носле нефтяного загрязнения // Леса и лесноехозяйство Западной Сибири. Вын. 6. Тюмень: Изд-во ТГУ, 1998. 160-172.

61. Шахматова В. М. Проблемы санитарной охраны водоемов Нижневартовского нефтегазодобывающего комплекса // Актуальные проблемы охраныокружающей среды на нефтяных и газовых месторождениях Тюменскогосевера: Тез. докл. регион, конф. Тюмень, 1983. 37-38.

62. Шищов В.А., Шеметов В.Ю., Чивяга А.А. Обезвреживание нефтесодержащих щламов//Бурение. 1982. №2. 35-37.

63. Экологические проблемы современной нефтепереработки и нефтехимии / под ред. Л.В. Богдан, Е.В. Лазаревой, В.Н. Моисеевой, Н.А. Неровой, Е.Б. Цыркина.Москва: ЦНИИТЭнефтехим, 1980. 80 с.

64. Экологическое состояние территории России / под ред. Ушакова А., Каца Я.Г. М.: Академия, 2001. 128 с.130

65. An integrated genetic/RPLP map of the Arabidopsis thaliana genome / Hauge B.M., Hanley S.M., Cartinhour S., Cherry J.M., Goodman H,M., Koomneef M., Stam P.,Chang С Kempin S., Medrano L. and Meyerowitz E.M. // Plant J. 1993. Vol. 3. P.745-754.

66. Castle L.A., Meinke D.W. A FUSCA gene of Arabidopsis encodes a novel protein essential for plant development // Plant Cell. 1994. Vol. 6. P. 25-41.

67. Chappie C.C.S., Vogt Т., Ellis B.E. and Somerville C.R. An Arabidopsis mutant defective in the general phenylpropanoid pathway // Plant Cell. 1992. Vol. 4. P. 1413-1424.

68. Clearing a path through the jungle: progress in Arabidopsis genomics / Bevan M., Bancroft I., Mewes H-M., Martienssen R., McCombie R. // BioEssays. 1999. Vol. 21.P. 110-120.

69. Cnops G., den Boer В., Gerats A., van Montagu M. and van Lijsebettens M. Chromosome landing at the Arabidopsis TORNADOl locus using an AFLP-basedstrategy // Mol. Gen. Genet. 1996. Vol. 253. P. 32-41.

70. Dennis J. A. Somatic aberration induction in Tradescantia occidentals by neutrons, X- and gamma-radiations. II Biological results, r. b. e. and o. e. r. // Int. J. Radiat.Biol. Relat. Stud. Phys. Chem. Med. 1976. Vol. 29. № 4. P. 323-342.

71. Devlin Paul F. and Kay Steve A. Flower Arranging in Arabidopsis II Science. 2000. Vol. 288. P. 1600-1602.

72. Estelle M., Somerville C. Auxin-resistant mutants oi Arabidopsis thaliana with altered moфhology. Mol. Gen. Genet. 1987. Vol. 206. P. 200-206.

73. Frohlich Michael W. and Parker David S. The Mostly Male Theory of Flower Evolutionary Origins: From Genes to Fossils // Systematic Botany. 2000. Vol. 25.№2. P. 155-170.

74. Guzman, P. and Ecker, J.R. Exploiting the triple response of Arabidopsis to identify ethylene-related mutants // Plant Cell. 1990. Vol. 2. 513-523.131

75. Hou Y., von Amim A.G,, Deng X.-W. A new class of Arabidopsis constitutive photomorphogenic genes involved in regulating cotyledon development // Plant Cell.1993. Vol. 5. P. 329-339.

76. Ichikawa S., Sparrow A. H., Thompson K. H. Morphologically abnormal cells, somatic mutations and loss of reproductive integrity in irradiated Tradescantia stamenhairs // Rad. Bot. 1969. №9. P. 195-211.

77. Ichikawa S., Sparrow A. H. Influence of radiation exposure rate on somatic mutation frequency and loss of reproductive integrity in Tradescantia stamen hairs //Mutat. Res. 1978. Vol. 52. №2. P. 195-211.

78. Justice O.L., Bass L.N. Principles and practices of seed storage. Agriculture Handbook. 1978. Vol. 506. P. 34-80.

79. Ma Te-Hsiu. Tradescantia stamen hair mutation bioassay // Mutation Rescach. 1994. Vol. 310. №2. P. 211-218.

80. Ma T. H., Kong M. S. Genotoxicity of contaminated soil and well water detected by plant bioassays // (Abstr. 28* Annu. Meet. Environ. Mutagen Soc, Minneapolis,Min., Apr. 19-23, 1997) / Environ. And Mol. Mutagenes, 1997. Vol. 29. №28. P. 32.

81. Mayer R., Raventos D., Chua N-H. Detl, copl, and cop9 mutations cause inappropriate expression of several gene sets // Plant Cell. 1996. Vol. 8. P. 1951-1959.

82. Meinke, D.W. et al. Arabidopsis thaliana: a model plant for genome analysis // Science. 1998. Vol. 282. P. 662-682.

83. Meinke D., Koomneef M. Community Standards fox Arabidopsis Genetics // The Plant Journal. 1997. Vol. 12. №2. P. 247-253.

84. Mericle L. W., Mericle R. P. Genetic nature of somatic mutations for flower color in Tradescantia, clone 02 // Rad. Bot. 1967. №7. P. 449-464.

85. Nagatani A., Reed J.W., Chory, J. Isolation and initial characterization of Arabidopsis mutants that are deficient in phytochrome A // Plant Physiol. 1993. Vol.

87. Patton D.A., Franzmann L.H., Meinke, D.W. Mapping genes essential for embryo development in Arabidopsis thaliana II Mol. Gen. Genet. 1991. Vol. 227. P. 337-347.132

88. Phytochrome A null mutants of Arabidopsis display a wild-type phenotype in white light / Whitelam G.C., Johnson E., Peng J., Carol P., Anderson M.L., Cowl J.S.and Harberd N.P.// Plant Cell. 1993. Vol. 5. P. 757-768.

89. Redei G.P. Mutagen assays with Arabidopsis. A report of the U.S. Environmental Protection Agency Gene-Tox Program // Mutation Rescach. 1982. Vol. 99. №2.P. 243-255.

90. Sequence and analysis of chromosome 2 of the plant Arabidopsis thaliana I Lin X., Kaul S., Rounsley S., Shea T.P., Benito M.I., Town CD., Fujii C.Y., Mason Т.,Bowman C.L., Bamstead M. //Nature. 1999. Vol. 402. P. 761-768.

91. Silverstone A., Ciampaglio C, Cun T. The Arabidopsis RGA Gene Encodes a Transcriptional Regulator Repressing the Gibberellin Signal Transduction Pathway //Plant Cell. 1998. Vol. 10. P. 155-169.

92. Su, W. and Howell, S.H. A single genetic locus, Ckrl, defines Arabidopsis mutants in which root growth is resistant to low concentrations of cytokinin // PlantPhysiol. 1992. Vol. 99. P. 1569-1574.

93. The late-flowering phenotype of FRIGIDA and mutations in

94. UMINIDEPENDENS is suppressed in the Landsberg erecta strain of Arabidopsis I 1.ee, L, Michaels, S.D., Masshardt, A.S. and Amasino, R.M. // Plant J. 1994. Vol. 6.P. 903-909.

95. The phenotype of some late-Oowering mutants is enhanced by a locus on chromosome 5 that is not effective in the Landsberg erecta wild-type / Koomneef M.,Blankestijn-de Vries H., Hanhart C, Soppe W. and Peeters T. // Plant J. 1994. Vol. 6.P. 911-919.

96. The TTG gene is required to specify epidermal cell fate and cell patterning in the Arabidopsis root / Galway M.E., Masucci J.D., Lloyd A.M., Walbot V., Davis R.W.and Schiefelbein J.W. // Devel. Biol. 1994. Vol. 166. P. 740-754.133

97. Underbrink A.G., Schaires L.A. and Sparrow A,H. Tradescantia Stamen Hairs: A radiobiological test system applicable to chemical mutagenesis // Chemicalmutagenesis: Principles and Methods for their detections. 1973. Vol. 3. №4. P. 159-175.

98. Van't Hof I., Shairer L. A. Tradescantia assay system for gaseous mutagens // Mutat. Res. 1985. Vol. 99. P. 197-199.

99. Wei N., Deng X.-W. The role of the COP/DET/FUS genes in light control of Arabidopsis seedling development // Plant Physiol. 1996. Vol. 112. P. 871-878.

100. Wilson Zoe A. Arabidopsis: A Practical Approach. Oxford University Press, Incoфorated. 2000. 275pp.

101. Zhao Jianmin, Williams Chad С and Last Robert L. Induction of Arabidopsis Tryptophan Pathway Enzymes and Camalexin by Amino Acid Starvation, OxidativeStress and an Abiotic Elicitor // The Plant Cell. 1998. Vol. 10. №3. P. 359-370.

102. Zwan Christine Vander, Brodie Seth A., Campanella James J. The Intraspecific Phylogenetics of Arabidopsis thaliana in Worldwide Populations // SystematicBotany. 2000. Vol. 25. №2. P. 47-59.