Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Особенности накопления радиоцезия растениями и модификация этого процесса в модельных экспериментах

ВАК РФ 03.00.08, Зоология

Автореферат диссертации по теме "Особенности накопления радиоцезия растениями и модификация этого процесса в модельных экспериментах"

Сгч

s -S? НаЩональна Академ1я Наук Укра'ни

^ Тнститут експериментально! патолог!!, онкологiï

i рад1об1слог11 P.e. Кавецького

«V

На правах рукспису

Костик Оксана Петр1вна

ÛCGROTBOCTI НАГРОИАДЖЕННЯ РАД10ЦЕ31Ю РОСЛИНАШ ТА 150ДИ51КАЦ1Я ЦЬОГО ПРОЦЕСУ У ШДЕЛЬНИХ ЕКСПЕРШЕНТАХ

03.G0.C3. ~ рзд!сб1олог1я

Автореферат дисертац!* на здсбуття науксвогс отуяеня кандидата 61олог1чних наук

Kn'iB - 199Б

йгоертац1ею е рукопио.

Роботу виконано на кафедр! рад!оС1олог15 Ки'1вського Нац1ональнсго университету !м. Тараса Шевченка та у в!дд!л! б!оф!зики ! рад!об!олог!! 1нституту кл1тинно! б1олог!1 та генетично! 1нженер1Т НАК Украгни.

Науков! кер!вники: доктор б!олог!чних наук Кутлахмедов Ю.О.

кандидат б!олог!чних наук М!хеев О.М.

Оф!ц!йн! опоненти: академ!к АТН, член-кореспондент УААН, доктор и!олсг!чнлх наук, профеоор Гудков I.М.

кандидат

5!олог!чних наук Перепелятников Г.П.

Лрсвхдна установа: Укра'глоький КД1 о!льськогосподарсько!

рад!олог!1 М!нс!льгосппроду Укра!ни

Захиот в!д6удетьоя JC/ 1995 року о _ годин! на

зао!даин! спец!алiзевано! вчено! ради Д 01.83.01 ¡нститут! екопериментально! патолог!!, онколог Г1 1 рад!сб1слсг11 1м. P.e. Кавецького HAH Укра!ни (252022, Ки!в-22, вул. Ва-оильк!вська, 45).

3 дисертац!ею можна ознайомитиоь у С1бл!отец! 1ЕП0Р HAH Укради.

Автореферат роз!оланий 1995 р.

Вчений оекретар спец!ал!вовано'1 вчено! ради канд. б!ол. наук

Г.Й. Лавренчук

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальн1сть проблеми. Зрсстання антропогенного

рад1онукд!дного забрудкеняя дсвк!ллл призводить до актуал!зац!1 задач! амешпення надходження рад!онукд!д!в до рослин. 3 !ншого боку виникае потреба з створенн! технолсг1й б!олог!чно'1 дезакти-вацП грунт!в та водоймшц, розрсбка яких потребуе зизчення можли-зостей зб!лыпення нагрсмаджузальнс! здатнсот! роодин. Таким чином, 1снуБ загадьна проблема регулювання транспорту рад!онукл!д!з у систем! "грунт-росдина",

Розглядаються р!зя! п!дходи до зпдизу на процес нагромаджен-ня рад!онукл!д!з роолинами. Очевидно, що для його оптим!зац!1 не-обх!дно досл!джувати усю сукупнхоть р!зноман!тних заход!з. У систем 1 "грунт - рос дина" у загальному випадку оСидз! I'! окладов! ■ чаотини ысжуть п!ддаватись впливу з таксю метою. Б!дьш!сть рсб!т. (Юд!нцева, 1964 ; Пр!стер -та 1н.. 1988; Алексах!н та 1н.. 1992) присвячена зпливу фактор!в, котр! торкаються безпооередньо характеристик грунту та форм знаходження рад!онукл!д!з у ньому. Можли-зоот! ж, пов'язан! з безпосередн!м зпдизом на нагромаджузальну здатн!сть рослин по в!дношенню до рад!онукл!д!в, на нашу думку, недсоц!нюються. Це призводить до принципово неповнсго розгляду вар!ант!в впливу на нагромадження рад!онукл!д!з роолинами.

Поглинання рад!онукл!д!з п!дпорядковуеться загальним закономерностям транспортних процес!в у рослин. аде дозозе наванта-ження з!д зовн!шнього та знутр!шнього опром!нення при нагрсмад-женн! рад!онукл!д!з маже зпливати на них, ! цей аспект потребуг специального зивчення. При кьсму постав проблема коректного роа-рачунку псгдинутих доз, котра робить необх!дним досд!дження характеристик розпод!лу рад!онукл!ду по коренезим структурам. Р!зний р!вень ф!з!олого-б!ох!м!чних процес!з, що 1м притаманний, визначае р!зень потреб тканин у тих елементах, х!м!чними аналогами котрих е рад!онукл!ди. Це може обумовдювати 1х нер!вном!рний розпод!л по тканинам ксреня, що в свою чергу буде зизначати м!ру дозового навантаження на них. Розв'язанш них проблем е передумс-всю визчення законом!рнсстей ыодиф!кац!"1 продесу нагромадження рад!онукл!д!в роолинами.

- о ~

к*

Мета 1 задач! досл!дження. Роботу присвячено а'ясуванню особлизсстей нагромадження 1Э7Сз вицими роодинами 1 визченню род! хронХчного опромхненнн в!д поглинутогс рзд!онукл!ду на процео него нагрсмадкення. Також метою робота було досл!дженя мсжливсот! модиф!кац11 нагрсмадження рад!сцез!ж роодинами п!сдя безпоое-реднього вплизу на роолинний об'ект.

В задач! досл!дження входило: 1. з'ясувати характер вертикального розпод!ду 137сз та 903г по тканинах кореня; 2. проанал1зувати межливий вплив екзогенних фак-тор!в на цей роэпсд!л; 3. оц!нити р!вень поглинутих тканинами кореня доз опром!нення в!д 1нкорпороваяих рад!онукл!д!в; 4. з'яоу-вати роль хрон!чного опром!нення в!д 1нкорпорованого коренем рад!сцез!» на процео його поглинання; Б. вотановити можлив! зв'язки м!ж зм!нами у ростов!й функцП кореня та його нагромадау-вальн'1й здатнсст!; 6. вивчити можлив!оть модиф!кац1! нагромадэку-вально'1 здатнсст! рослин шляхом безпооереднього впдиву на них.

Наумова новизна та практична значил!сть роботи. Вперше про-демонстрованс нер!внсм!рний характер роапод1ду ооновних дозоутво-рюючих рад1онукд1д1в вздовж головного кореня проростк!в, що дозволяв коректн!ше розраховувати поглинут! дози опромхнення його тканин. Вотановлена позитивна ксредяц!я м!ж оумарною актавн!отаз рад!оцеа!и, поглинутого головним коренем рослини, та сумарною активы 1стю, нагромадженов його апексом. Виязлена стимулююча д!я хрсн!чного опром!нення в!д !нкорпорованого коренем рад!оцез!» на процео йоге погдинання. Доведена медлив!сть 1ототно1 модиф!кац!1 нагромаджувально! здатнсст! рсслин шляхом впдиву на роолинний компонент сиотеми "оередовище - роодина"., Заф!ксована в!дпсв!дн!оть динам!ки зм!н роотово! активнеот! корен!в -та мо-диф!кац!1 нагрсмадження рад!оцез!ю апексом п!оля екзогенного впливу на рссдину Спередпос!вна обребка нас!ння розчинсм 1ЭЭСзС1, гоотре гамма-опрсм!нення прсроотк!в, температурна обробка ксрен!в прсрсотк1з), що може бути основою для прогнозних оц!нск зм!н наг-ромадасувальноЗ здатнсст! по роотов!й реакцП рослшш та навпаки.

Положения, що виносяться на аахист.

1. Розпод!л рад!оцез!ю та рад!острснц1ю по тканинам кореня е

нер!вком!рний, що зумовлюе нер!зном!рн!сть дсзсвого назантаження на них.

2. Хрсн!чне опрсм!нення з!д Хнксрпсрсваного рад!оцез!ю сти-мулве поглинальну актизн!сть коренэво'! системи рослшн.

3. Продемонстрсвана можлив!сть !стотно! мсдиф!кац!1 процесу нагромадження рад!оцез!ю рослинсю шляхсм впливу на не! р!зних фактор!в х!м!чно! та ф!зично! прирсди.

Апробащя робота. Ооновн! положения дисертац!йно! роботи до-дсв!далися на м!жнародн!й науков!й конференцИ молодих вчених "Навколишне середовшце ! здоров'я" (Ки!в, 1993); Рад!об!олог!чно-му з'Тзд! (Ки1в, 1993); Жжнароднсму сем!нар! "Ядерн! методи у зивченн! забруднення навколишаього середсвшца" (Ки1в, 1993); 2-му з'!зд! рад!об!олог!в Укра!ни СДн!пропетровськ, 199Б).

Публ1кацП. Ссновний зм!ст дисертац!йно! роботи зикладено з 10 публ!кац!ях у форм! наукових статей та тез дспсв!дей.

Структура та об'ем роботи. Дисертац!я складаеться з! вступу, сгляду л!тератури, спиоу матер!ал!в та метод1в досл1дження, зик-ладення резудьтат!з та 1х сбговсрення (3 розд!ли), зисновк1в, заключения, перел!ку л!-тератури С 215 джерел, з -тому числ! 84 -1ноземних ). Робота представлена на 149 стор!нках машинопису, ы!стить 27 рисунк!в та 6 таблиць.

ОБ'еКТИ ТА МЕТОДИ ДССЛ1ДЙЕНЬ Для проведения эксперимента ми використували два види рос-дин - горох (сорта Чеський богатир та Зеленогерний) та кукурудзу (сорти Дн1провський-206 та Дн!провський-247). Рослини зирощузали в умовах водно! кудьтури у 0,5 л емкостях по 30 штук проростк!з у кожн1й. В екоперимент! з викориотанням суп1щаного грунту рсслини зирощузали на емкостях з 0,5 кг грунту з урочища Буряк!зка (10-км зона ЧАЕС), активн1сть якого по рад1оцез1м складала (20.1+/5.2) кБк/кг.

Для анал!зу рсстових процес!з рсслин у норм! та п!сля екзо-геннсго зпливу були використан! так! макроскоп!чн! показники як р!от та зага срган!з рсслини, а саме П коренезо! та стеблово!

системи. Довжину коренево"! системи рослин гороху та кукурудаи визначали по довжинх головного ксреня. Кр1м абсслкзтних величин довжини корен!в рослин ми використсвували величину Вхднссно! ШВИДКОСТ! росту (ВШР).

Була дослхджена можлив!сть впливу на процео• нагромадаення таких еквогенних факторов, як передпос!вна обробка наохння гороху рсзчинами хлориду стаб1льнсго цев!ю та температурна обробка ксре-нево! системи прсростк!в. Передпсс1вну сбробку нас1ння гороху проводили шляхом замочування його у резчиках 133СзС1 протягом до-Си. КснцентрацП ровчин!в вархювапи в!д 1*10~7до 1*10~2 М. Темпе-ратурну обрсбку корен!в рослин гороху проводили в використанням водяно! бан1. Рослини, котр! вже вирошувалиоь на вод! протягом дсби, розмхщували -так, дсб 1х корен! були псвн!стю занурен! у воду вхдпсвхднс! температури протягом несбх1дного прсм1жку часу.

0пром1нення 4-денних проростк1в кукурудзи проводили на приотро! "Досл1дник" в ксбальтовим даерелсм. Потужн1сть дсзи була р!вна 0,08 Гр/с. Сумарна полинута сб'гктом доза була р!вна 15 Гр.

Для визначення активноот! рад1одез1!с у вразках використсвували нал1впров1дников1 герман1й-л1т1ев! детектори ДГДК-40, ДГДК-80 та ДГДК-1С0, котр! в!др1внялись сб'емом активно"! вони. Аная1в спектрХв здхйснввався на ампл!туднсму анад1затор! АМ-А-С2Ф1. Р1динний сцинтиляд1йний л1чилькик КАСКВЕТА-1211 вастс-совували для анал!зу вм!сту рад1оцев1ю у рсвчинах -та рослинних зравках по сумарн!й бега-активнсотх. Використсвували сцинти-ляц1йну р!дину КС-8 га НС-103.

При роврахунку псглинуто'1 кореневим апексом дови в!д рад!оцеЗхЮ враховували лише дозу внутр1шнього опром1нення в!д бе-та-чаотск рад!оцез!» , так як поглинут! дсзи в!д йоге внутр!ш-нього 1 зовн1шнього гамма-опром1нення та зовн1шньогс бета-оп-ром!неняя були несп1ввиы1рно ыалими у пор1внянн! з нею. Розраху-нок доз проводили за методикою, запропенованою Мохоеевим та 1ва-новим (1990), за формулою:

Р - 1.28 * 1С"8 * С * Е,

де Р - пстужн!оть поглинуто! тканиною чи органом дози, Гр/дсбу;

С - питома активы1стъ, Бк/кг;

Е - середин енергДя бета-частск на резпад, Мев/рсвп.,

- Б -

При проведена! експеримент!в виксристовували методику мате-матичяого планування эксперименту С Бондарь, Статюха, 1977; Адлер та !н., 1976; Максимов, Федоров, 1969). Результата експеримент!в сбрсбляли статистично з виксристанням критерхя Стьюдента, проводили визначення коеф!ц!ент1в л!н!йно! ксреляц!!.

РЕЗУЛЬТАТ}! ТА ÍX СБГОБСРЕННЯ

1. Нагромадження рзд!оцез!ю коренями рослин з розчин!в з ог-ляду на оообливост! його просторового рсзпод!лу та ст!йк!сть такого розпод1ду подо д!'1 екзогеяних фактср!з р!зно! природи.

Для перез!рки нашогс припущення щодо гетерогенност! вертикального розпод!лу рад!оцез!в вздовж ксреня була поставлена сер!я екоперимент!в. Б-денн! проростки гороху сорту Зеленозерний та ку-курудзи сорту Дн1прсзський - £06 висаздсузали на розчини хлориду рад!оцез!ю з активн!ств 286 кБк/л. Через добу головн! корен! рослин рсзр!зали по вс!й довжин! на Б-ти мм сегменти, визначали íx сир! маси i вш!рюзали сумарну бета-активн!сть нагромадженого ними рад!оцез!ю. Результати проведения експеримент!з ов!дчать, до, нами виявлена вертикальна нер!вном!рн!сть рсзпсд!лу рад!сцез!м у головному корен! проростк!в (а п&реважним концентрузанням рад!оцез!в у меристематичн!й зон!) (рис. 1, крив! 1,2). Отриман! результати знахсдятьоя у з!дпов!днсст! з даними ф!з!слсг!чних досл!джень щодо концентрування х!м!чних аналог1з цез!ю - кал!ю та руб!д!ю у ап!кальн!й зон! корен» (Колосов, 1362; Tañada, 1962; MoKendree and Smith, 1990; Weisel at al., 1992; Moritsugu at al.,1993). m дан! дозволяшь суттево уточнити величину поглину-•тих кореневим апексом доз в!д !нкорпсрованого рад!оцез!кз, пояснивши встановлену ран!ше нез!дпов!дн!сть м!ж розрахованими погли-нутиыи дозами та ефектами, до спостер!гались. За нашими розрахун-ками поглинута кореневим апексом доза була для гороху у два, а для кукурудаи - у чотири рази вита за те значения, яке отримують без урахування нер!зном!рност! вертикального розпод!лу рад!оцез!в у тканинах кореня.

Для пср!зняння ми проанал!зували характер рсзпсд!лу рад!ост-ронц!ю зздовж головного кореня гороху п!сля одн!е'1 доби вирощу-зання проростк!в на водному розчин! азотнокислого стронц!ю з пи-томсю активн!стю 15 {¿Бк/л (рис. 1, крива 3). На в!дм!ну в!д

цез!ю, питсма активн!сть рад1ссшронц1ю, нагромадженого сегментами ксреня, поотупово зростае в!д ап1калъно1 вони, мае п!к на меж! зони всмоктування та зони диференЩйованих кл!тин 1 пот!м спадае. Ап!кадьний сегмент головного ксреня проростку не концентруе стронЩй подобно до цеа!ю. Так! законом!рност! просторового роз-под!лу рад!оцез!ю та рад!остронц!в зздовж ксреня росдини можуть пояснити ефект р!зно! б!слог!чно1 ефективност! !нксрпорованих рад!сстронц!ю та рад!оцез!ю в умовах водно! культури проростк!в при однаков!й вих1дн!й питом!й активноот! розчин'в (Гродз!нський та !н.,1391). Автори показали, що детальна д!я опром!нення щодо росту корен!в в!д !нкорпорованого рад1оцез!в проявляешься при менших активностях рсзчину у пор!внянн! з рад!остронд!ем. Саме такии ефект законом!рно випливае !з вотановлених нами ссобливоо-тей розпод!лу 1Э7Сз та 905г вздовж корен!в рбслин, тому що внасл!док кснцентрування рад1оцез!ю кореневим апексом, поглинута ним доза буде суттево б!лыпсю, н!ж у випадку з рад!остронд!ем, Встановлен! законом!рноот! впливу екзсгенних фактор!в р!зно! природи (температурна обробка при 35° та БС° С, обробка розчинсм 133СзС1 у висок!й (Ю"э М) концентрат!, гостре гамма-спром!нент ня) дозволяють нам, у свою чергу, п!дтвердити наше припущення про !снування певного зв'язку м!ж функц!онадьнсю активн!ств ап!каль-нс!. частини кореню, а саме зони меристеш, та д!яльн!отю погли-нального аларату коренево! системи проростк!в п!сля екзогенного впливу на корен!. Таксах встансвлена певна в!дпов!дн!сть м!ж ди-нам!ксю поглинання рад!одез!ю апексом та динам!кою в!дносно! шзидкост1 росту ксрен!в п!сля екзогенного впливу на рослину (по-передня обробка нас!ння розчинсм хлориду стай!льного !зстопу цез!ю (рис. 2, крив! 1,2) та гостре гамма-опром!нення (рис. 2, криз! 3,4)), На нашу думку, цей факт заолуговуе на увагу, тому що, з.сдногс боку, п!д-тверджуе наязн!сть взавмозв'язку м!ж ростовою реакц!ею рослини на зовн!шн!й вплив ! процес!в поглинання 1он!з, рад!оцез!ю зокрема. 3 !ншого боку, в!н може бути викорш-таний для прогнозних оц!нок реакц!! рослини у в!дпов!дь на зовн!шн!й вплив з боку I! транспсртнж< процес!в по ростов!й ре-акд!! або навпаки.

Також встановлений позитивний кореляц!йний зв'язок м!ж активисте рад!оцез1в, поглинутого ксренем, та активн!стю рад!оцез!ю, нагромадженого його апексом. На нашу думку, цей факт

50

40

30

и 1 •у™"

1 2

6 8 10

Питсма активнХсть сегментХв, МБк/кг Рис. 1. РозподХл рад1сцез1а вздозж головного кореня гороху (1), кукурудзи (2) та рад1остронц1» вздовж головного кореня гороху (3). (I - ап!кальна зона; II - зона розтягу; III -. зона вомсктувавня).

Тривал1сть споотереження, дн!

Рис. 2. Дияам1ка в!дносно'1 швидкост! росту (1. 3) та активности рад1оцез1ю, нагромадженого ксреневими апексами (2, 4) п1оля попередньо! обробки нао!ння гороху розчинами CsCl (мМ) (1, 2) та п!сля гострого гамма-опром1нення npopoGTKiB кукурудзи (15 Гр) (3, 4).

безумовно г духе важливим як у фундаментальному, так 1 у прикладному в!дношенн!. Б!н д!лком погоджуеться з ф!з!слог!чними даними щодо визначально! рол! меристематичнс! зони кореня у функц!ону-ванн! всього поглинального апарату кореня та меже бути теоретичною основою для розробки методики досл!дження нагрсмаджузальних влаотивостей корен!в рослин щодо рад!оцез1в. Той факт, ¡до п!сля д!! екзогенних фактор!в С температурно! оброски та х!м!чного впливу) кореляц!я збер!галась, дозволяг викориотовувати -таку методику для визчення процесу поглинання рад!оцез!ю коренем не т!льки з умовах норми, а 1 п!сля зовнХашього впливу на рослину. ¡снування певного зв'язку м!ж динам!ков реакц!! у в!дпов!дь на зовн!лга!й зшшв псказник!в ростсво! (ВШР) та пеглинально! (нагромадження рад!оцез!ю апексом) активност! корен!в дав можлив!сть по зм!н! одного з цих показник!з передбачати в!дпов!да! зм!ни !ншо-го. Аз урахуванням встановлено! кореляц!! м!ж к!льк!стю рад!оцез!ю, нагршадженсго апексом та ц!лим коренем, прогнозувати характер зм!н у нагромадженн! ним рад!оцез!ю по динам!ц! його приросту.

На нашу думку, результата наших досл!даень дозводяють вва-жати аа межливе зикориотання такого показника пеглинально! активност! кореня, як частку активност! рад!оцез!ю, нагромадженого ко-реневим апексом щодо всього кореня, за такий, ¡но з!дображае р!венъ функционально'! актизност! меристематично! зони кореню 1 може бути виксристаний як показник тако! активност!, то в набага-то зручн!шим за -так! прям! характеристики, як в!дносна шзидк!сть росту та м!тотичний !ндекс, отримання яких е грсы!здк!шим -та пот-ребуе значне б!льше часу.

2. Вплив хрон!чного опром!нення в!д 1нкорпорованого рад!оцез!ю на процеси його нагромадження.

Для того, щеб створити р!зн! р!вн! хрон!чного опром!нення рослин, ми зисаджували триденн! проростки гороху сорту Зеленсаер-ний на резчини хлориду рад!оцез!ю з р!знао питомою активн!стю (0,2; 3,6; 8,3; Б9,7; 518,9 кБк/л), Шоб уникнути межливих ефект!в, пов'язаних з залежн!отю процесу поглинання !сну в!д його зовн!шньо! концентрац!!, ми додали у резчини хлорид стаб!льного !зотопу цев!ю у концентрац!! 1 мкМ. Таким чином, кснцентрац!я цез!» (! стаб!льногс, 1 рад!оактивного 1зотоп!в) нав!ть для мак-

симальнс* питомо! активнсст! розчину рад!сцез!ю з точн!стю до одно! десято! проценту 5ула однаксва. Зз 7,5 д!б росту на розчинах рсслнни псглинули практично весь наязний рад!оцез!й. Встановленс, до 31 зростанням активнсст! розчину зрсстае. 1 актизн!сть апекс!в, але у менш!й м!р1. Якщо максимальна актизн!сть розчину перевищуе м!н!мальну приблизнс у 2600 раз!в, то активность апекс!в головних ксрен!з прорсстк!з, кстр! виретцували на в!дпсв!дних розчинах, бу-ла ,б!лыюю лише у 60С раз!в. 51 зростанням активнсст! розчину !, в!дпов!днс, дсзи спром!нення процент активнсст! у апекс! зменшу-еться при'м!н!мальн!й активнсст! розчину в!д 14,9 % ( що г харак-терним для ясрми);дс 1.9 % при максимально активнсст! розчину. Зважаючи на це та на факт повного поглинаняя рад!оцез!хз рсолинами з розчин!в, а таксж, взявши до уваги !снуючий псзитивний ксреля-тивний зв'язок м!ж активн!стю рад!оцез!ю, нагромадженого апексом та ус!ею кореневсю системою, ми припустили, що опром!нення в!д !нкорпорсваного коренем рад!оцез!ю стимулювало процес йсго погли-нання.

Для перев!рки цього припущення буз проведений нзотупний екс-перимент. Частина рсслйн гороху, кстр! отримали р!зну дозу сп-ром!нення в!д !нксрпсрованого ними за тиждень рад!оцез!в С 0,004; 0,017; 0,026; 0,289; 2,475 Гр на апекс) . була перенесена на роз-чини з питсмсв активн!ств в!дпов!днс 1,1; 1,4: 1,8; 60 та 483 кБк/л (кснцентрац!я хлориду стаб!льного цез!» була, як ! ран!ше, 1 мкМ). Як контроль для вс!х п'яти досл!дних вар!ант!в були вико-ристан! рослини, котр! протягом пспэреднього -тижня росли у !ден-тичних умовах з досл!дними вар!антами , але без дсдавання •тсбто, не зазназали внутр!шнього опрсм!нення). Через 2 год. !нку-бац!'1 рослин на розчинах ми прсанал!зували зм!ст рад!оцез!ю> нагромадаеного апексами !х головних корен!з, як для дссл!дних, так ! для з!дпоз!дних !м контрольних зар!ант!в за цей час. При цьому для дссл!дних вар!ант!з ми зизначали р1знипв вм!сту рад!оцез!ю у апексах м!ж к!нцезим значениям ц!г'1 величини та псчатксвим, так як на момент висадки рослини вже нагрсмадили пезну к!льк!сть цез!в. в той час як контрсльн! роолики зесъ наявний у них рад!оцез!й нагрсмадили за 2 год. цього експерименту. Отриман! дан! представлен! у табл. 1. Видно, що для вс!х р!зн!з хрон!чного спром!нення з!д 1нксрпсрсваногс апексами рад!оцез!хз, нагрсмаджен-ня йоге за 2 год. було б!льшим, н!ж у кентрельних вар!ант!з. Тре-

Табл. 1. Нагрсмадаення рад!сцез!ю ксреневими апексами гороху - з водного розчину у контролх -та п!сля попереднього хрсначного опром!нення в!д 1нксрпоровансго рад!о-нукл!ду.

Поглинута ■ доза в!д • 1нкорпорованого рад!оцез!ю, Т1*-. А У Питсма активнхсть апекс!в (хр. опром.), МБк/кг Питсма активн!сть апекс1в (контроль), МБк/кг В1дношення, (дссл1д/ контроль), %

0,004 0,749 0,194 зев

0,017 1,853 0,320 Б82

0,025 0,444 0,245 181

0,289 4,144 1,399 296

2,475 Б2.604 12,985 405

Тривал!сть температурно! обробки, хв.

Рис. 3. Модиф1кац1я нагрсмадаення рад!оцез1ю (Км) стеблами ■ гороху (1) у грунтовому эксперимент! на 22-й день п1сля попэредкьо! обробки нас!ння 1А:,СзС1 та мсдиф1-. кац!я нагрсмадження рад!оцез!ю коренями гороху (2) та 1х апексами (3) п!сля '1.4 температурно! обробки.

ба в!дзначити складний характер дозозо'1 залежност! цього ефекту: нагромадаення рад!сцез1в апексами досл!дних вар!ант!в перезищува-ло контроль у межах в1д 1,6- до 6,5-кратност1, при цьому з!дсутн!сть пезно! дозозо! залежност! може бути обумовлена надто великим дХапазоном доз, то були отриман! апексами головних корен^ рослин гороху.

Таким чином, на основ! отриманих нами результат!в, ми ро-Симо зисновок про отиыулшчий вплив хрон!чного опром!нення з!д 1нкорпсрозаного рад!оцез!;с на поглинальну актизн!сть апеко!з головних корен!з, а також ус!г1 коренево! система рослин. Цей факт несбх!дно враховузати при досл!дженн1 процесу нагромадаення рад!оцез!хз у р!зних за питомою активн!отю суботрат!з, котр! обу-мсвлшть р!зне дозове навантаження, а також при використанн! ф!з!олог!чних даних по погдинанню х!м!чних аналог!з рад1оцез!ю.

3. Модиф!кац!я здатност! рослин до яагромадження рад!оцез!ю у модельних екопериментах.

Досл!дження модиф1кац!1 нагромадження рад!оцез!» проводили на гороо! сорту Чеський богатир та Зеленозерний. Екоперименти проводили а використанням суп!щаного грунту з урочища Буряк!вка (10-км зона ЧАЕС) з середньою питомою активн!отю по 1Э7Св 20 ХБк •та на водних розчинах хлориду рад!оцез!ю з р!зною питомою ак-тивн!стю. Як фактор х1м1чно! природи, можлиз!сть зпливу якого на нагромаджувальну здатн!сть рослин ми досл!джували, було викорио-тане замочузання нас!ння гороху у розчин! 1ЭЗСзС1. Д!апазон кон-центрац!й складаз в!д 10~7 до Ю-3 М. Чао обробки - 24 год.

Оснозними результатами наших експеримент!з в:

- зстановдено нел1н!;ще зростання питсмо! активност! та оц!нено ко-еф!ц!ент нагромадаення рад!сцез!в стеблами гороху в залежност! з!д концентрац!! хлориду отаб!льного 1зотопу цез!ю у розчин! по-передньо! обробки нас!ння рослин (рис. 3, криз! 1,2);

- п!дтзерджено можлив!сть зплизу на нагромаджузальну здатнЮть рослин щодо рад!сцез!ю у екопериментах на водних розчинах хлориду рад!оцез!ю;

- на з!дм!ну з1д досл!ду з використанням грунту, коли був отри-маний точковий (у час!) ефект модиф!кац!1 нагромадження рад!оцез!ю рослинами гороху, експерименти на зодних розчинах рад!сцез!ю давть нам змогу говорити яро явище модиф!кац!1 як про-

цес, котрий розгортавтъоя у час! ! е несдновначним щодо знаку.

1ншим фактором, мозоивхсть впливу котрого на нагромаджуваль-ну здатн!сть рослин щодо рад!онукл!д!в ми вивчали, був темпера-■турний. Це - фактор комплексно! д!1, нкий вплизае на сукупн!сть ф!з!олого-б!сх!м!чних прсцес!в рослини, в тому числ! 1 на транспорта! процеси.

У експеримент! ми використовували З-денн! проростки гороху сорту Зеленозерний, кореневу систему яких обробляли на водян!й бан! при температур! 35° С протягом 1; Б; 10 та 15 хв. Була вста-новлена мсжлиа!сть модиф!кац!1 нагромадження рад!одез!ю коренями проростк!в гороху в водного розчину рад!онукл!ду через добу п!сля !х температурю! обробки (рис. 3, крив! 3.4)'.

Анал!з динам!ки встановлених ефект!в зм!ни нагромаджувально! здатност! рослин 1(розгортанкя процесу реагування протягом дн!в) св!дчить, на нашу думку, про орган!змений р!вень регуляц!! продев транспорту взагал!, 1 нагромадження рад!оцез!ю, зокрема, п!сля обробки нас!ння гороху розчинами хлориду стаб!льного !асто-пу цез!в. Ми вважаемо, що застосован! фактори !ндукувть перех!дн! процеси, котр! проявляеться через зм!ну р!зних параметр!в. Ймов!рнс, ¡цо заф!ксована зм!на нагромаджувально! здатност! е проявим модиф!кац!! у робот! регулятсрних систем на р!зних р!внях морфофункц!онально! !нтеграц!!. У р!зних органах модиф!кувться, певно, р!зн! системи, тсбто к!нцевий результат впливу ( мо-диф!кац!я нагромадження) може бути зумовлена р!зними механ!змами.

ВИСНСВКИ

1. Рад!оцез!й та рад!остронц!й, поглинут! коренем проростку

3 водного розчину, розпод!ляються по довжин! кореня нер!вном!рно. Найб!льшу к!льк!сть рад!сцеа!ю нагрсмаджуе ап!кальний сегмент кореня, в той чао, як п!к активност! нагромадженого рад!остронц!ю припадав на межу зони ксреневих волсск!в та вони диференгйац!!.

2. Значения поглинутих доз в!д рад!оцез!ю для кореневих апекс!в, отриман! з урахуванням нер!вном!рност! розпод!лу рад!снукл!ду, перевищують для гороху у 2 рази, а для кукурудзи у

4 рази розрахунков! дан!, котр! базувться на уявленн! про р!внсм!рний характер розпод!лу рад!онукл!ду по тканинах кореня.

3. П!д д!ев зсвн!шн!х фактср!в р!зно! природи (температурка

обрсбка, обрсбка розчинами 133CsCl, гостре гама-спром!нення) у pisHiiï Mipl зм!нюетвся рсзпод!Д рад!оцез1в, зскрема, у раз! сти-муляц!'! ростов;« процес!в спостер!гаеться зб1льшення м!ри ксн-центрузання рад!оцез1хз у апеко!, а у раз! !нг!буючо! д!1 фактору р!вень нагромадаення рад!оцез!ю апексом зменшуеться ! характер рсзподхлу зм!нюбться до практично р!зном!рного.

4. Хрон!чне опром!нення в!д !нкорпорованого рад!оцез!ю сти-мулюе лсглинадьну актизн!сть апекс!з головних корен!в, 1, з!дпов1дно до вотановленс! кореляцИ, yclsl коренево! система рсслин.

5. Виявлено в!дпсв!дн!сть м!ж динам!кою зм!ни в!дноснс! швидксст! росту ксрен!з та динам!кою зм!ни нагромадаення рад!оцез!ю у кореневих апексах додо контролю п!сля впливу досл!джуваних фактор!в.

6. Встансвлено нел!н!йне зростання питсмо! активност! рад!оцез!ю та його коеф!ц!внту нагромадаення з грунту для надзем-HOÏ частини рсслин гороху в залежност! в!д концентрац!! 133CsCi у розчин! попередньо! сбробки нас!ння рсслин.

7. Температурив обрсбка корен!з лрсростк1в при 35°С мо-диф!кувала нагромадаення ними рад!оцез!в з водного розчину рад!онукл!ду.

HEFEJIIK Р0Б1Т, K0TPI СПУБЛIКОВАНI ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦП

1. Ксстюк 0. П., Михеев А.Н., Гродзинский Д. М., Кутлахмедсв Ю.А. Модификация способности растешет накапливать радионуклиды // Доклады АН Украины.- 1993.- N 8.- С. 162-165.

2. Михеев А. Н., Кастюк 0.ÎI., 3opiffl В.В., йппслитова H.A., Кутлахмедов Ю.А., Гродзинский Д.М. Изучение вертикального распределения радиоцезия в главном корне водной культуры проростков // Доклады АН-Украины.- 1994.- N 2.- С. 175-177.

3. Mixses d.M.. Коотюк О.П., Кутлахмедов Ю.С., Грсдз!нський Д.М. 1ндукц!я перех!дних прсцес!в як механ!зм модиф!кацГ1 нагро-маджувально! здатност! рсслин // Допов!д! АН Укра!ни.- 1995,- N 5.- С. 143-145.

4. Micheev A.N., Kostyuk ' O.P., Zorin V., Ippolltova N., Kutiakhmedov Yu.A. The Radionuclide Migration Prognosis in the "Soil-to-Piant" System by its Distribution In Plant Root //

Intern. Seminar- "Nuclear Methods in Study -of Environment Contamination" (Kiev, September 5-11, 1993): Abstr.- Kiev, 1993.-P. £0.

5. Коствк 0. П., Михеев A. H., Кутлахмедов Ю. А. Возможность модификации способности растений накапливать радионуклиды с помочью предпосевной обработки солями стабильных изотопов // Радиобиологический съезд (Киев, 20-25 сент. 1993): Тез. докл.- Пущине, 1993.- С. 510-511.

6. Михеев А.Н., Зезина Н.В., Кутлахмедов ¡0.А., Костюк О.П. Исследование динамики накопления радионуклидов растениями в водной культуре // Радиобиологический съезд (Киев. 20-25 сент. 1993): Тез. докл.- Пущине, 1993,- С. 682.

7. Kostyuk О.Р., Mikheev A.M., Kutlakhmedov Yu.A. Modification of 137Cs uptake under the influence of different factors // 9th Congress of the Federation of Europ. See. of Plant Physiol. (Brno, Czech Rep., 3-8 July 1994): Abstr., Biologia Plantarum.- Prague, 1994.- vol.36.- P. S277.

8. Prokhnevsky A. I., Sergeeva A. Y., KcstyukO.P., Mikheev A.N. Stress protein synthesis in root apeces of Zea ways and Pisum sativum in the 137Cs presence // 9th Congress of the Federation of Europ. See. of Plant Physiol. (Brno, Czech Rep., 3-8 July 1994): Abstr., Biologia Plantarum.- Prague, 1994.-vol.36.- P. S290.

9. Kostyuk O.P., Zezina N.V., Mikheev A.N.. Kutlakhmedcv Yu.A. Accumulation of radiocaesium by root tip could be an index U1 1*1 ->e meristem functional activity // lutu ГПьбГПЗихОПЗ! Congress of Radiation Research (Wurzburg, Germany, Aug. 27 -Sept. 1, 1995): Abstr.- Wurzburg, 1995.

10. Zezina n., Kostyuk .0., Slinavchuk G., Grcdzinsky D. Lew dose chronic irradiation stimulates recovery processes in the root meristem // 10th International Congress of Radiation Research (Wurzburg, Germany, Aug. 27 - Sept. 1, 1995): Abstr Wurzburg, 1995.

BRIEF INFORMATION

Kcst-'/uk 0«P. Peculiarities

^ 1 ,-. r. 4. r^ TTM^A < +S J-t т...-« +V-.4.-,

¿JXCli i CO CUlU WIUUll у J. J Ig 4Ji U1JXZJ

of rad ICCSSSiuJTi SCCuIHUj.3L.iGn jy process in jnodei experiments

(manuscript).

Thesis fcr obtaining1 scientific degree of Candidate of biological sciences on speciality OS.00.08 - radicbiology, Taras Shevchenko Kiev National University, radiobiology department, Kiev, 1395.

10 published papers to be defended content investigation on radionuclide accumulation by plants, especially, data about peculiarities of radiocaesium and radicstrcntium distribution within main root's tissues. The experimental results are shown radiocaesium was accumulated by root's адех more stronger than other parts of the root. In contrary, radicstrcntium has another distribution. It couses higher level of apex irradiation from radiocaesium than from radicstrcntium in case the specific activities of nutrient solutions were equal. It has also shown chronic irradiation from incorporated radiocaesium could stimulate of its accumulation by plant roots. At least two factors were investigated as modifying agents of radiocaesium accumulation by plants, - the treatment of seeds by ^^^CsCl solutions and the temperature treatment of seadlings.

АННОТАЦИЯ

Костюк О.П. Особенности накопления радиоцезия растениями и модификация этого процесса з модельных експериментач (рукопись).

Диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук по специальности 02.00.08 - радиобиология, Киевский Национальный университет им. Тараса Шевченко, кафедра радиобиологии, Киев, 1995.

Защищается 10 научных работ, которые освещают исследование процесса накопления радиоцезия растениями, в особенности, данные о пространственном распределении радиоцезия и радиостронция в ■тканях корня. Зксперементы свидетельствуют, что радиоцезий накапливается в апексе главного корня растения сильнее, чем в других его зонах. Напротив, радисстрснций имеет отличный тип распределения. Это служит причиной большей дозовой нагрузки на апекс от инкорпорированного им радиоцезия в сравнении с радисстронцием при одинаковой удельной активности питательного раствора. Также, было продемонстрировано стимулирующее влияние хронического облучения

от инкорпорированного радиоцезия на процесс его накопления. Исследована модификация накопления радисцезия под влиянием обработки семян гороха растворами 133СзС1 и корней проростков - температурой.

Кличов! слова: рад!оцев1й, нагрсмадження, мсдиф!кац1я, хро-н!чне опром!нення, горох, кукурудза.