Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Особенности стимулирующего действия гамма-радиации на объекты марикультуры (на примере приморского гребешка и грациллярии бородавчатой)

ВАК РФ 03.00.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "Особенности стимулирующего действия гамма-радиации на объекты марикультуры (на примере приморского гребешка и грациллярии бородавчатой)"

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕШКА, ОРДЕН\ ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ И ОРДЕНА ОКТШУЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М. В. ЛОМОНОСОВА

Биологический факультет

На правах рукописи

{

КУЛЕПАНОВ Владимир Николаевич

УЖ Ь77.391: 59*.117

ОСОБЕННОСТИ СТОШИРУППБГО ДЕЙСТВИЯ /-РАДИАЦИИ

НА ОБЪЕМУ МАРИКУЛЬТУРН /НА ПРИМЕРЕ ШИМОРСКОГО ГРЕБЕШКА И ГРАЩЛЯРИИ БСРОДАВЧАТОЙ/

03.00.01 - радиобиология

Автореферат двссвртаци на сонетяяяе ученой степени кандидата бвилогвчоскях наук

Москва - 1Э91

Работа выполнена в Тихоокеанском научно-исследовательском кпотит/те рыбного хозяйства я океанографии. г. Владивосток

Научный руководитель:

кандидат биологических наук С.А. Ивановский

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Е.с.Ганасси

доктор биологических наук Б.Г. Тяжелова

Ведущая организация: Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова АН СССР

Зашита состоится " 1ЭЭ1 Р в * час.

на заседание, специализированного совета Д. 053.05.74 в Мооковсном государственном университете им. М.В. Ломоносова по адреоу: 119899, Москва, Ленинские горы, МГУ, биологический факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотека биологячеокого факультета МГУ.

Автореферат разослан "*Ся1991 г.

Ученый секретарь специализированного -

совета, доктор биологических наук ^ O.P. КОЛЮ

!

и

: . он™ ХФлктеристтсл рмтти

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. В настоящее время экстенсивные методы использования морских биоресурсов ужв но способны дявать достаточного количества гтгевого белка и других цепных биологических веществ. Поэтому во многих странах большое впятило уделяется культивированию водных организмов - марикультуре. Для успешного разведения гидробиоптов важен попек новых технологических приемов позволяющих, поднять рентабельность шрнхо-зяйств, сократить ручной труд, увеличить урожайность. В силу специфики водной среда, такой путь интенсификации, как внесение удобрений может привести к загрязнению. В этом случае использование в марикультуре гоятитиаяьяо новых методов ускорения роста и продуктивности позволяло би дать существенный экономический эффект. Кая альтернативный путь повышения интенсивности культивирования гидробионтов можно предложить технологические приемы, основанные на физических методах, в частности, на использовании ^-излучения.

Ионизирующая радиация в малых дозах вызывает стимуляцию ростовых процессов, увеличение выживаемости и устойчивости к неблагоприятным факторам средн. Этот хорошо известный в радиобиология эффект получил название гпрмезвса / Кузин,1977; 1986 /. Как технологический прием стимулирующее действие радиации применяется в сельском хозяйстве, птицеводстве я медицине / Бе-резина,Каутпанскяй,1975; Кузин,Каутанскяй,19в1: Каутсапский,Кузин, 1984; Календо,1982 /. Но, при практическом использований. этого эффекта, как правило, не разделяют стимулирутагее а лсев-достнмуляруюшее действие радиации.

Исследований, посвятенных действию ионизируетей радианта ни водные ооганизмн, относительно немного, а работ по гепользова-

нию i-из.яучелин при nit ку"лт.ти1ч'ровянчп ггоактачоски нпт.

ПЕЧЬ И ЗАД1Л'Ш ИССДКДО'VMJI. 1-е ль рлЛотк состояла л обосновании к разработке рчдятаяошгах мстоют ."нтенои^-йканян к.у.пьти-внропаняя объектов каряктаьтур?» на npiwepe ;а\уотоор'ттого моллюска приморского гребешка г кросно;; чодоооелк гпаиздярии бородавчатой. В задачи работа л ходило слсдутэтее:

1. Изучение особенностей действия /-излучения на рост и выживаемость гидробионтов.

2. Нахояпенис доз и услопяй при которых прояпллотся эййоктн ускорения процессов роста н вияивасмости.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые для гребешка и гранялярик экспериментально опоелвлены доза /-излучения, при которых прошлялось ускорение ростовых поооессов, уреличеняе выживаемости, и диапазон доз, внзнваюший угнетение и гибель. Показано, что на гре-боико стимуляция роста сопровождалась подавлением репродуктивной функция.

ЛеЯствпе f-излучеетя на грашиифюп зависело от условий культивирования ж степени зрелости водоросли. Показано, что радша-шш тормозят процесс распада водорослей после споропошения, в конечном итоге это приведет к увеличению биомассы я выживаемости Зрагивнтов водорослей. Отмечен факт аномального роста "под лучом".

ГРАШЧВСКСЕ SKA4K1EK РАБОТЫ. Зрапдентарность наших знаний в отвооении действия ясшзирутей радианта на галробионты препятствует вкодрешпо раявпяонннх технологий в практику маряку-льтурн. Олной яз проблем, стоящей перед марикуаьтурой является проблема увеличения остойчивости ранние стадий морских ор-

ганизмов. В частности, низкая внжт''чег'ое?ь мололи гройпшка в некбторне года «о поа^оялот собрать дос1 тго'тного копт'осп'а посадочного ьитериадл. Укачай гоапг.шпит на мопеких подносных устоойствах сильно аягисит от коловши1, устовя1'! лиоппой сподн и времени сбора тюеооос.чоЯ. Поэтому увеличение лнктшсмости и ускорение темпов роста кулътивяруешх организмов ваащая практическая задача. Практическая ценность шоподешипс исследований зактачаотся в разработке радиационных гятодов интенсификации культивирования гоебешка и грацилярип, которно позволяют увеличить биомассу и выживаемость этих объектов. Обработка иониэгру-ощим излучением талломов гранилярии так хв позволяет увеличить выход геле образ.тютях полисахаридов /А .С. X 1324126/.

На основе результатов работа в р/к ни. Чапаева Приморского края в 1ЭЭ0 г. была проведена производственная проверка культивирования грациляри* бородавчатой на иорских подвесных устройствах с использованием /-облучения.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Работа выполнена в Тихоокеанском научно-исследовательском институте рыбного хозяйства и океанография / ТИНРО /; в ее основу положены экспериментальные исследования проведенные в лаборатория культивирования водорослей. Материалы диссертанта докладов алгеь на 17 Веесовзвой конференция по промысловым беспозвоночным / Севастополь, 1986 /, на саведания молодых учены* ТОНРО / Владивосток,1988 /, т 1 Всесоюзном радиобиологическом съезде Д(ооква,1989 /, на Всесоюзном савеща-вп по яаучяо-технячеетад проблемам МЕркяуяиури /Владивосток, 1989/.

ОБЪЕМ РАБОТЫ. Работа язложеяа яа 140 стрятт. иаишопясного текста * состоит из введения, 5 глав, выводов, вкятчает 37 рисунков и 7 таблш. Стюок цитированной ■шар*»-"» «яяяае* 192

наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается необходимость разработки радиационных методов интенсификации культивиролания гидробионтов.

Первая глава. Поовяшена объектам исследования, их биологии в способам культивирования. Объектами исследования служили: двустворчатый моллюск - гребешок приморский Mizuhopecten yesoea-sis и красная многоклеточная водоросль грацнляркя бо-

родавчатая Gracilaria verrucosa организмы активно

внедряемые в промышленное культивирование.

Приморский гребешок - двустворчатый моллюск достигающий максимального размера 22 см и возраста II лет, половозрелым становится на 3-м году жизни. Выращивается во многих странах мира как ценный деликатесный гоодукт.

Грацилярия бородавчатая - многоклеточная водоросль, обитающая в эотуарных районах многих морей. Половой цикл развития ее . имеет бесполую и половую генерация. В заливе Петра Великого весной преобладают ювенильные растения. В июле популяцию водорослей можно отнести к той или иной генерации. После спороношения талломы как правило разрушаются.

Грацилярия является источником агара, ценного сырья для от-иевой промышленности, микробиология, медицины и других областей народного хозяйства. Выход агара из грацилярия залива Петра Великого колеблется в пределах 18,7 - 29,6 %, я практически не различается для водорослей из естественных популяций и выращенных на экспериментальных участках. Грацилярия прекрасный объект для культивирования, так как она обладает самыми высокими темпами роста среди всех известных агароносор, растет в ши-

роком диапазоне внешних условий, размножается еоготптириш способом и обоазует большое количество спор, дает большой выход агара высокого качества.

Во ртопо'Ч гларр приведен обзор литературы, в котором анализируется биологическое до!'ктпио ионизирующего излучения на водные организмы: беспозвоночных, раб и водоросли. Показано, что диапазон радиочувствительности, зависит от вида, условий облучения и стадии онтогенеза у отдельных групп гидробионтов довольно широк. Приведены с|акти гормезиса на водных объектах, проявляющиеся в увеличении внклева личинок, увеличении их выживаемости Я продолжительности жизни, акселерации ростовых процессов.

Показано, что наиболее чувствительна к ионизирующему излучению половая система. На уровне организма может быть не отмечено каких-либо признаков лучевого поражения, в то время как в гонадах могут быть серьезные радиационные нарушения.

Показано, что водоросли очень сильно различаются по радиочувствительности. Среда них встречаются группы / например сине зеленые водоросли / обладающие очень высокой устойчивостью к ионизирующей радиации.

В целом анализ литературных данных показал, что радиобиологические исследования гидробионтов фэагментаркы, крайне слабо изучено действие малых доз ионизирующей радиации на водные организмы. Анализ литературных данных позволил определить цель и основные направления исследований.

Третья глава поебятена действию Излучения на прюкрекого гребешка..

I. Матеоиац и методы. Исследования по сводили на различных возоастннх группах: с пате /осеввая жмодЬ в возрасте 3-4 меся-

в

ца /, ото- и двухлетних эттпотшх /нополовозослнй молжскп / и гребешках в возрасте при года /половозрелые моллюски /. Моллюсков облучали на установке РХ-\'-Зи ^Со / мощность дозы 0,15 Гр/еек / дозами от I до 50 №. £ксперишлтн проводили в лабораторных / аквариумы объемом 60 л с постоянной аэрацией и очисткой воды через биопильтр и в поповых условиях / морские садтя / с использованием гистологических и рядиоаг?тотра(}и-ческих методов.

2. Рпияние У-излученпя на рост и пшгиваемость гоебешка.

В диапазоне доз 4 - 7,5 Гр при /-облучении спата зарегистрировано ускорение ростоеых процессов. Действие Излучения ска-знвалось, в основном, в первые месяцы после облучения / рис.1 /. В дальнейшем при культивировании этих моллюсков происходила частичная гибель кивотннх как в опыте, так и в контроле. Но выживаемость спата облученного дозами 2,5 - 15 Гр была выше, в среднем 86,1 % у облученных моллюсков и 76,2 % в контроле.

Дозы 5,25 - 15 Гр при облучении в розрасте I и 2 года приводили к увеличению мрссы мягких тканей и мускула-замыкателя гребешка. В дозах 2,5 - 7,5 Гр увели-^пяалась масса пнад по сравнению с контролем, особенно в ранний посленерестовый период. В дозе 50 Гр отмечено снижение выживаемости, подавление . ростовых процессов и уменьшение гонад.

3. Постопдпашоннне ззуекепя в гонадах.

Различия в состоянии гонад облученных и контрольных животных проявлялись уже на 2-е сутки после облучения. В ядрах догони й после облучения в дозе 15 Го наблюдалась конденсация хромапша в виде темных гранул, преимущественно под ядерной уемсЪаяой. Многие облученные оогонки находилась в состоянии гатот.г'^сх^го деления. Возрастание чтела гоне!! происходило как

20(1

150

100

50

к контролю <

А •

п*

12 4 6

12 4

12 3 5

13 7 8

Рис. I Влияние I-облучения на прирост примоского гребешка. Время культивирования: А - 50 сут.; Б - 379 сут. В - 322 сут.; Г - 282 сут. I - контроль, 2 - 2,5 1\>, 3-4 Гр, 4 - 5,25 Гр, 5-6Цр, 6 - 7.5 Яр, 7 - 15 П>, 8-50 Гр. * - различие о контролем статистически достоверно / р< 0,05 /.

у половозрелы.", так и у неполовозрелых моллюсков. В дозе 7,5 Гр повышенная клеточность сохранялась у них до седьмых суток, при больших дозах снижение числа гонкй начиналось уже на вторые сутки /рис. 2 /.

Доза 7,5 Гр не вызывала изменения структуры ядер ооиитов раннего цитоплазматического роста / ооциты-1 /. В этой дозе отмечено возрастание их количества при облучении в первые семь суток эксперимента. На 32-е сутки после облучения в дозах 7,5 и 15 Гр ооциты этой стадии не встречались.

Пооле облучения ооиитов-П в дозах 7,5 и 15 1^) у отдельных клеток наблюдалась коагуляция кариоплазмы с оттеснением ее к ядерной мембране. На II сутки пооле облучения они встречались исключительно редко, а через месяц не обнаруживались. - У ооиитов -41! и радиационные изменения проявлялись в вакуолизации я коагуляции цитоплазмы, местами в клетках наблюдалось отторжение цитоплазмы от клеточной мембраны и смешение ее в какую-либо из сторон клетки, в ней возникали слабоокрашенные сферы, четко выявлялись тонкие волокнистые структуры, формирующие пучки, пронизывавшие всю клетку. На 4-е сутки после облучения гребешка дозами 7,5 и 15 Гр практически не наблюдалось ооиитов на стадии большого роста и закончивши рост.

У самцсш через сутки после облучения дозой 15 Гр, и через 4 суток после облучения дозой 7,5 Гр в молодых трубочках гонад примерно в два раза увеличивалась 8она занимаемая сперматоцита-ми по сравнению о интактными животными. На II сутки количество делящихся гоннав уменыпаяооь, в цитоплазме обнаруживались вакуоли, и резко выделялись миоеллярнне структуры. В сперматоцитах деструктивные процессы стали выявляться на 4 оутки, в спврмагидах и спермиях на- II сутки пооле облучения^ т

У

9

а

п

У1

г1—'-V— * \

'ч./\ \ / х

\* \ \ I х

-Ч 4 + '

\ \ /

\

\

О \ \ Ду

+—

I

« \ \ / \ А \ / Хх \ \

V Х ч V/

о —о — ._ __аз

~— -О 1

10 20 Время, сутки

Рпс. 2 Изменение количества половых клеток в агинусах гребешка при разных юзах облучения. I - контроль; 2 - 7,5 Гр; 3 - 15 Гр; 4 - 50 Гр. Светлыми символами обозначены достоверные отличия от контроля / р <0,05 /.

У облученных '¿ияотннх лимуаяьчо н?ч\г<и!т-п; м'чгон гоипя.чмшх клеток. В то же ъоегдя индекс шчопнх «дог> /¡¡й')/ при этой дозе на I - У сутки бил яостолнон, что сякдотнльотеополо о том, что /-облучеплс выводило кз состояния покоя гош'шп.ткс клетки находящиеся в ||лзи С2 с последующи?/: вступлением е глитоз или переходом на следующую стадию ди^яреицировгл. Однако, результата лгедения %-уридгаа в гопагл гпобои'кя показали, что оти метки были неполноценны. Происходи по подррлчкрс синтеза Р'К в облученных гонатх исключая первйо 4 часа после облучения / рис. 3 /. И, если индекс меченых клеток /1'МК/ в гопаках гребелка восстанавливался др нормы на 14 сутки после облучения в дозах 7,Ь и 15 Гр, то плотность метки, а следовательно п интенсивность синтеза РНК не восстанавливалась и на 14 сутки после облучения дозой 50 Го.

Проведенные исследования показали довольно высокую радиорезистентность гребешков, однако, непродуктивная система моллюсков достаточно быстро реагировала на /-облучение. Характер поражения половых клеток дозами 7,5 и 15 Гр был примерно одинаков, но пли 15 Гр деструктивные процессы в гонаде проявлялись быстрее в ярпо, чем при дозе 7,5 Гр. Ответная реакция гонад как сашов, так и самок состояла из- двух "этапов: I. всплеска проли$ератявной активности камбиальных элементов; и 2. деструкции половых клеток, прияодппеЯ к стерилизации животных. Следовательно первая реакция на облучение была связана с выходом оогоний и сперматогоний из фазы покоя, в связи с чем появилось множество митотическях пластинок и клеток в ранней профазе кейоза. Увеличение количества ооштда-1 / периода ядерных теойоаэсЕаниП / так же указывало на то, что определенная часть гч>.'Г"г ягхсг.глясь в прсмейотической интерйвзе н, после облучения,

50

имк

10

.1

II

и

|р I

1

I

к

1 1

ш

¡И

Ж

пм

15

10

1234 1234 1234

4ч<к 4сут 14.сут

Рис. 3 Синтез Р1К в половых клетках гребешка в контроле и после облучения. I - контроль; 2 - 7,5 Гр; 3 -15 Гр; 4 - 50 Гр. ИМК - индекс меченых клеток, Ш - плотность метки /темная штриховка/.

наблюдалось их вступление на путь дпск^еренцировки. Таким образом И-облучение выводило оогонии и сперматогонии из цизы покоя в гонадах гребешка, но образовавшиеся при этом новые клетки не были жизнеспособными и лизировались. В конечном итоге происходило опустошение гонады гребешков.

Общая схема процессов, происходящих в облученной гонаде .приморского гребешка представляется еле душим образом: В начальный период А>йлучение стимулирует гонии находящиеся в стадия к делению или переходу их к следующему этапу джИеоенидоовкй. При этом большие дозы раньше вызывали эту реакцию, что выражалось в увеличении числа синтезирующих РНК клеток при дозах 15 и 50 Гр в первые 4 часа после облучения, и согласуется с возрастанием клеточности в этот период. Но эти клетки не были отрепарированы от лучевого повреждения, что и проявлялось в последующем снижении синтеза РНК. В дальнейшем начиналась их активная резорбция, и чем выше была доза - тем раньше наступал этот этап.

4. Отдаленное действие У^облучеиия на непродуктивную систему моллюсков. Спустя год после радиационного воздействия не было обнаружено каких-либо отличий от нормы в клеточном составе, и в самих половых клетках гонад моллюсков, облученных дозами 0,9-7,5 Гр. После облучения моллюсков в дозе 15 Гр полного восстановления гонады не происходило. Гистологические исследования показали, что эти экспериментальные животные были стерильными. В. их гонадах отсутствовали паренхиматозные элементы, и пронизывающая гонаду петля кишечника была окружена только соединительной тканью. В ацинусах отмечалось наличие множества амебоцитов. Клетки пернтонеального эпителия отличались гиперхромностью ядер, в то время как у контрольных животных"хроматин эпителиальных элементов выявился в виде мелкой зернистости.

Г1

Рндгеишончие номюя.геч!«я полотч'х клеток пошорскоро гпобешка принципиально но отди01 «.чср. от р.-шштошюго нор/гшиия половых клеток других групп :г.::г ом ннх, в частности рыб п илокопкт.'о^чих. Различия состоячи )• том, что могигаки болео рздютотоИчнч» по сравнению с огл.-а оотпр.илгчк.

Таким сбоазом кооонче темпов ростч и увеличении гш.иваемоо та гоебешиоп но де^етгием Аоалгчсшш ноонсходмло пч юно по-оакенмя по порок системы. Поэтому обнаруженные оцчокти но являются гормелисом, а относятся к трестам псевдостшулиими.

Ь. Пачктическое тмп.'ононио ^-ттлиалкп пои культивировании приморского гребешка. Пропедешше исследования показывают перспективность использования ионипируютаЯ радиации при культивировании примооского гоебешка. Увеличение выживаемости спата и его размеров при .('-облучении, и повышение массы мускула, может быть успешным биотехническим приемом в маоикультуре. При донном вы-рапгивании гребешка {'-облучение рекомендуется использовать в дозе 7,5 Гр в одной из двух операций: при отсадте в садки или на грунт. При садковом выраяшвании - при помещении 'спата в садки / рис. Л /. В этом случае предполагается увеличение выживаемости моллюсков и их размеров.

Лозу 15 Гр можно рокомендовать облучая животных в возрасте I года, для повышения массы мягких тканей у товарного гребешка, В этом случае нужно учитывать, что выращиваемые животные будут бесплодными. Облучение моллюсков в возрасте 2 и более лет экономически не целесообразно, так как взрослые гребешки имеют низкие темпы роста.

Следует с большой осторожностью подходить к ^облучензш животных, культивируемых в дальнейшем на дне, или от которых предполагается получать потомство. Так как з этом случае уве-

Рис. 4 Схема выращивания гребешка в садках и на грунте. . Звездочками отмечены технологические операции при которых возможно применение /-облучения.

личивается вероятное^ возникновения мутаций,, что может неблагоприятно сказаться на популяции гребешка.

В четвертой главе приведены результаты исследований действия /-излучения на грацилярию бородавчатую.

I. Материал я методы. Водоросли собирали в кутовой части Амурского залива / Японокое море / на глубине до 0,5 метра с апреля по ноябрь. Постлучевое культивирование гранил ярии проводили как в лабораторных, так в в полевых условиях. За критерий радиочувствительности было принято отношение средней скорости роста фрагментов в опыте к средней скорости роста в контроле, выраженное в процентах. Щ> сведены цитологические и биохимические анализы.

2. РпД'ОЧ^Пгрт'толЬНОСТЬ ГРаЧИЛЯТУЛИ А ЯНРГ-'Ч^ЫШЛ прет "по^' лучоу" ,г;пп долытк лоп-чх /-о^лутени?. Рост, кяк пвопеос увеличения нпссн и размооов, относительно раплочувстяителыып показатель, поэтому залоокку я подавление поопеесов роста считает одним из удойных критериев о ади о-уг с та г те л ь к ос ги растений. / Грола":1сга:й, 1989 /. При действий /-излучения па чоагмептн грацилярии бил обнаружен рост бно«ассы и линейных размеров водорослей, происходящий непосредственно во время облучения. Эдфект, названный аномальным ростш "под лучом" возрастал с увеличением дозы и зависел от биологического состояния водорослей. Рост грацилярии "под лучом" сопровождался увеличением митотического индекса /таблица I /.

Таблица I. Митотический индекс грацилярии при облучении в оазных дозах.

условия опыта Доза облучения кГо Процент апикальных кондев без митозов Митотический индекс

Активный рост в контроле 0 0,5 5,0 ООО 5,010,9 12,911,6* 14,91 1,5*

Отсутствие 0 95 1,1*0,Ь

роста в 0,05 90 1,910,8

контооле 0,1 94 2,1 1 0,9

0,25 Эй 14,8 1 2,5 *

2,5 90 28,0 1 3,0 *

* - различия с контролем статистически достоверны /п < 0.СС1/

Эффект аномального роста стгечеп как в субтетальтгх, так я в летальных дозах.

.'i. IVmmn'o../-излуон'лч н-ч рост Иопггечтпг, riyw.»2ЯШУ!• (ion культивиоования водооослей боз добавки ыипоралыюго im-<шия при температуое 20 0 в контроле стпгшитн гогишлнрлй

У

.¡остопенно замедляли рост п на^мчйтр ог^азордапть тстздспоэд. Словообразование поогюходило и в обтупешшч водорослях, по пои этом рост у них поодоляался, п ор,зультатс биомасса облученных растониИ превышала контроль пои г с ох гсоледованннх гопах / ркс. 5 А /, •культпгироггэтте rrpíí таипеоптуре 10*0 потолкло к снятию Э(1<1 екта увеличения бпогаосч, рост облученных водонос-лей не отличался от контроля, спооооЛэазовэния из-за низкой температуры не происходило. Чон увеличении плотности посадки облученные водоросли начинали оазоушпться раньше, чем контроль, и интенсивность- пооцесса дестоукши била связана с поглокешо* дозой / рис. Б Б Не отм?чоио и обоснования спор.

Эксперименты с внесенном оъяыгаго питания, так же показали, что увеличение биомассы поп деПютаием облучения происходило исключительно пои переходе к ст.-да"и спорообразования. Облучение в дозе 1:50 Го на гг-епзльной стадии в этом случае приводило к снижению биомассы по стюрнетго с контролем. Облучение в этой дозе грациляркп находящееся в стадип пеоехода от вегетативного роста к спорообразованию,- увеличивало биомассу по сравнению с коптполем. Гиотсоя обчтп'еччмх во.гсэослей сохранялась значите льно дольяе коит.юдьннх водоросле!: /таблица 2 /.

Таким образом, позн1г:г.нот>енге эФзекта увеличения биокассы при облучении в наших экспериментах определялось переходом водорослей от вегетативного роста к спорообразованию, а не зависело от условий сроет. Если в контроле происходило спорообра-зег-ттр.е, то облученные рр.стеттпя ггоолот-алг doct. Если в результате ус.-.стг.Л ктльтгтдаоулря кг гостугятаеь стэдхя спооообоазо-

20 40 Время, сутки

Рис. 5 Действие /-радиашина рост ffpawe итога грациляряи. А - низкая плотность, Б - высокая плотность культуры. I - контроль, 3 - 50 Гр, 3 - 100 Гр, 4 - 250-1?. Светлыми символами обозначены достоверные отличия от контроля / V< 0,05 /.

1о

Таблица 2. Биомасса грацилярии под действием (-облучения / в % к начальной биомассе /.

Доза, Гр Время после обл. сутки 0 250 500

карпоспородит

40 801 8 119 + 7 103 * 8

75 0 104 ± 9 113* II

те трас породит

60 0 25 г 3 '15 4 3

80 0 10 ± 2 0

О - полный распад талломов.

вания, наблюдалось иягибирующее действие радиация, т.е. э<^4вкт увеличения биомассы происходил при параллельном поражении биологических структур или являлся следствием их поражения.

Поотлучевое культивирование на плантационных устройствах в море, проведенное в течение грех полевых сезонов подтвердило данные лабораторных исследований /табл. 3/.

Эффект происходил за счет подавления деструктивных процессов завершающих естественный цикл развития храцилярки, о чем говорит увеличение выживаемости фрагментов. Под действием облучения происходит задержка репродуктивного развития водорослей. Так, если в контроле количество ювеяильных растений к концу эксперимента составляло 3 то в дозе 50 Гр таких во-дороблей было 12 %, а в дозе 100 ф - 31 % /различия достоверны о р<0,05 /.

При пряла не нив ионизирующего излучения в культивирования грашиирии важно знать, как действует радиация на гвлеофазу-

Таблица 3. Влияние /-облучения на биомассу и выживаемость фрагментов грациллри! при постлучевом культивировании в моле

Лоза Средняя биомасса Выживаемость УЬотЛ с Гр Зрагкентоз " метра субстрата

г % к контр. я г % к контр.

эксперимент I

0 2,71 0,9 100 56,7 16 1 9,7 100

20 2,710,4 100 88,3** 24 1 4,7* 150 *

100 2,81 0,3 104 82,5* 18 4 4,0 из *

250 1,01 0,1 37 50,0 510,8* 31

эксперимент 2

0 0,08ЮД 100 34,0 210,1 100

5' 0,ИЮ,01 138 62,5 2Ю.6 100

10 0,1310,01** 163* 57,7 5Ю.4* 250 я

20 0,161 0,02** 200* * . 48,4 61 1,7* 300 »

50 0,11*0,01 138 56,5 3 1 0,7 150 *

100 0,13Ю,01* 163* 50,0 61 1,5* 300

эксперимент 3

0 1,510,14 100 62,0 91 2,5 100

50 2,0Ю,22 133 82,7 16 * 1,7* 178 л

100 1,5Ю,21 100 66,0 II Ю,9* 122 4*

» -различие с контролем достоверно / р<0,05 /, ** - / р<0,01 /.

ютие полисахариды - конечный поодукт биотехнология внраэтивянля зтой водоросли. С этой целью использовали влияние ^-изтучекия на еыход гелеобразуягах полисахаридов из обработанных таяломоп.

йеяичение выхода полисахаридов отмечалось в первые трое суток после облучения дозам 5 - 250 Го и сохраняюсь длительное епсгл. Та иг/, образом увеличение вьт.ода ге.-ео^эазуг.-их по.тиоа-хаоидсв происходило при облучения в дозах', котоэие стг.'у.т/п'.тт

ростовые процессы у грашлярии. Поэтому, практический эффект от применения ионизиоушей радиации в биотехнологии культивирования грачиляри» будет состоять из прироста биомассы и большего содержания геле образующих полисахаридов в талломах водорослей.

4. Применение ¿-облучения пои культивировании грацтляоии.

На основе проведенных исследований была проведена производственная проверка по получению товарной массы из фрагментов пэациляряя обработанных ^-излучением. Необлученных водорослей софано 9,3 í 2,5 г, облученных в дозе 50 Гр 16 i 1,7 г, облученных в дозе 100 Гр 10,6 ¿0,9 г с метра субстрата. Выживаемость контрольных и обнуленных в дозе 50 и 100 Гр была соответственно 62 , 83 и 66 В результате облучение ионизирующей радиацией в дозе 50 Гр посадочного материала грацилярии бородавчатой позволяет повысить урожай на 72 %. Использование ¡('-облучения возможно и для увеличения выхода гелеобразуютих полисахаридов из талломов грашгаярня, С этой целью водоросли необходимо облучать в дозе 100 Гр п содержать в емкостях с барботажем при низкой освещенности. В атом случае содержание гелеобразу-ющих полисахаридов увеличиваются на 15 - 30 %.

в пятой глава рассматривается эффект шевдостимуляши и его использование в радиашкжно-биологнческой технологии. Многими исследователями доказано, что радиация в определенном диапазоне доз оказывает стимулирующее, благоприятное действие на организм. Механизм гормезяоа подробно рассмотрен А.М. Кузиным / 1977; 1986; 1989 /. Усиление роста я продуктивности может быть и ответной реакцией на поражающее биологически вредное дейст-вге радианта / Савин, 1981; ГродзчяокиЯ,1989 /.

По нашему мнению, следует разделять гк^вкти гормеанса, возникающие при малых дозах и оО^'октм псевдоогимуляции, когда процессы ускорения роста и увеличения пнжипаемости идут на (Тоне поражения более радиочувствительных структур.

Выявленные эМектн ускооения роста приморского гребешка и .увеличения выживаемости граиялярик бородавчатой следует относить к аспекту пеевдостимуляпии, так как ускорение темпов роста гребешка отмечено пои дозах, внзываюшк гибель половых клеток, а дозы увеличиваете выживаемость фрагментов гршшлярии задерживали развитие репродуктивных органов-.

И гормезис и псевдостимуляция могут быть использованы и находят применение в практике для увеличения роста биомассы и выживаемости культивируемых организмов. Но механизм этих явлений различен. Используя найденные дозы ^радиация при вырашвашга гребешка и грацилярии необходимо учитывать, что ионизирующее излучение приводит к нарушениям в репродуктивной системе этих организмов.

ВЫВОДЫ

1. Отмечено ускорение ростовых процессов н выживаемости с пата приморского 1ребешка при ^облучении в диапазоне доз 2,5 -7,5 Гр; для моллюсков I и 2 лет увеличение массы мягких тканей по сравнению с контролем в диапазона доз 5 - 15 Гр.

2. Показано подавление репродуктивной функции моллюсков при облучении в дозе 7,5 - 15 Гр. Предполагается, что усиление роста мягких тканей V гребешка ость следствие подавления репродуктивной функции.

3. Рекомендованы следующие дозы ¡'-радиации при культивировании гребешка: для опята 7,5 Гр, для одно- и двухлетних животных доза 15 Гр.

4. Увеличение биомассы /-облученных йрагмонтов граталяриж проявляется в диапазоне доз до 100 Гр и связано с пролонгацией вегетативного роста водорослей.

5. Облучение в диапазоне доз 20 - 250 Гр увеличивает выход гелеобразующих полисахаридов из талломов грацилярни.

6. Рекомендованы следующие дозы /-радиации при культивировании грацилярни: при выращивании на морских подвесных устройствах доза 50 Гр; для увеличения выхода гелеобразупцих полисахаридов при содержанки водорослей в режиме хранения - 100 Гр.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ. •

1. Ивановский Ю.А., $>егмая Ю.Э., Кулепан® В.Н. Стимули-руюибе действие /-излучения на ростовые процесоы приморского гребешка Patinopeoten yeseoeneia . // Радиобиология. 1985. Т. 25 - Внп.1.- С.119 - 121.

2. Ивановский Ю.А., Куле панов В.Н., Леснхксоа Л.Н., Полятук Р.Ф., Яднкин А .А. Эффект аномального роста "под лучом" и радиочувствительность морской красной водоросли Greoilarla.

//Радиойкшопю. 1986. T¿ 26.-Вш.1.-С.95 - 99.

3. Дзюба С.М., Мшяенко JI.H., Ивановский D.A., Кулепанав В.Н. Действие /-облучения isa оогенез двустворчатого моллюска pati-.nopeeten yeeaoeneie .// Tea.докл. 1УВсес.конф. по промысловым беспозвоночным. Севастополь, 1986 г.,ч.П.- С.212-213.