Влияние тяжелых металлов на цитогенетическую изменчивость сосны обыкновенной

Белоусов, Михаил Владимирович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Влияние тяжелых металлов на цитогенетическую изменчивость сосны обыкновенной
ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Влияние тяжелых металлов на цитогенетическую изменчивость сосны обыкновенной"

На правах рукописи

4848832

БЕЛОУСОВ Михаил Владимирович

€>и

ВЛИЯНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКУЮ ИЗМЕНЧИВОСТЬ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ (Pittus syhestris L.)

Специальности 03.02.08 - экология 03.02.07 - генетика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

2 йЮН 1011

Воронеж - 2011

4848832

Работа выполнена на кафедре генетики, цитологии и биоинженерии Воронежского государственного университета

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Попов Василий Николаевич

Научный консультант: кандидат биологических наук, доцент

Машкина Ольга Сергеевна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Девятова Татьяна Анатольевна

кандидат сельско-хозяйственных наук, доцент Сиволапов Алексей Иванович

Ведущая организация: Научно-исследовательский институт физико-

химической биологии им. А.Н. Белозерского МГУ им. М.В. Ломоносова

Защита состоится «14» июня 2011 г. в 13.00 часов на заседании диссертационного совета Д. 212.038.05 при Воронежском государственном университете по адресу: 394006 г. Воронеж, Университетская пл., 1, биолого-почвенный факультет, аудитория _59

С диссертацией можно ознакомиться в Зональной научной библиотеке ГОУ ВПО «Воронежский государственный университет»

Автореферат разослан «13» мая 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета к.б.н., доцеит

lAflftol Барабаш Г.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Своевременная оценка устойчивости лесных экосистем имеет огромное значение в связи с постоянно усиливающимся антропогенным давлением. В России сегодня наблюдается кризис лесных сообществ, который проявляется в сокращении площади лесных территорий, снижении их устойчивости, продуктивности, способности противостоять вредителям и болезням, в сокращении видового разнообразия. Так, за последние годы в Центрально-Черноземной зоне в целом лесистость упала с 18,7 до 10,4%, а непосредственно в Воронежской области до 7,4%. С ростом населения и интенсификацией хозяйственной деятельности значение леса постоянно возрастает, лесные территории же неуклонно сокращаются (Гераськина, 2007; Шилов, 2011). В сложившейся ситуации большое значение для оптимизации лесовосстановительного и лесообразователыюго процесса имеет изучение влияния природных и антропогенных факторов на продуктивность и устойчивость лесов.

Реакция растений на факторы среды изучена далеко не полностью. В результате различных видов человеческой деятельности в воздух и почву выбрасывается более 200 различных компонентов. Среди них обширную фуппу занимают тяжелые металлы (ТМ), влияние которых на живые организмы (чаще травянистые и реже лиственные древесные растения) в последнее время активно изучается на морфофизиологическом и биохимическом уровнях (Бессонова и др., 1991; Chakravatry et al., 1992; Fargasova et al., 1998; Довгалюк и др., 2001; Monlvydiena, 2004; Титов и др., 2007; Кузнецова, 2009; Серегин, 2009). Практически отсутствуют экспериментальные работы, направленные на изучение действия конкретных металлов на важнейшие цитогенетические показатели хвойных растений (Федорков, 2011). Известно, что ТМ помимо токсического эффекта оказывают и мутагенный, который в настоящее время изучен крайне слабо и разрозненно (Genotoxic effects of heavy metals..., 1998; Кулаева и др., 2010). Изучение цитогенетических реакций сосны обыкновенной на воздействие ТМ позволит определить уже на ранних этапах их генотоксический эффект; характер, специфику и механизмы воздействия на цитогенетический аппарат; чувствительность к этим факторам различных цитогенетических показателей и др. Эти вопросы недостаточно изучены у хвойных видов. Установление закономерностей индукции цитогенетических эффектов у растений при действии ТМ необходимо для обоснования решений в природоохранной деятельности, для восстановления лесов на значительных по площади территориях, загрязненных ТМ.

Целью работы явилось изучение влияния различных тяжелых металлов на цитогенетические показатели проростков семян сосны обыкновенной из Усманского бора (выделенного в категорию особо ценных лесов) для оценки их генотоксичности и выявления возможных механизмов воздействия.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Изучить цитогенетические характеристики семенного потомства сосны из различных районов Усманского бора в многолетней динамике.

2. Оценить чувствительность проростков сосны обыкновенной к воздействию нитрата свинца на примере цитогенетических показателей, а также активности и изозимного спектра дыхательных ферментов.

3. Разработать ряды генотоксичности ТМ и схему их влияния на цитогенетические параметры сосны обыкновенной.

Научная новизна работы. Впервые проведены исследования по изучению цитогенетических характеристик семенного потомства сосны обыкновенной при воздействии солей ТМ, взятых в различных концентрациях. Определены опытным путем пороговые концентрации для каждого из использованных металлов.

Выявлена большая чувствительность цитогенетических критериев (уровень и спектр патологий митоза, частота встречаемости микроядер, доля клеток на разных стадиях митоза) для оценки воздействия ТМ по сравнению с определением активности и изозимного спектра дыхательных ферментов. По результатам воздействия ТМ на проростки семян сосны обыкновенной сформированы ряды генотоксического и токсического эффектов влияния. Предпринята попытка выявления механизмов их действия на клеточном уровне.

Проведен пятилетний цитогенетический мониторинг шести выборок Усманского бора, что позволяет оценить состояние уникального леса, находящегося в заповедной зоне, как удовлетворительное.

Теоретическое и практическое значение работы. Результаты экспериментальных исследований дополняют существующие сведения о влиянии ТМ в различных концентрациях на цитогенетические показатели хвойных растений, а также о механизмах, регулирующих эти процессы. Полученные данные расширяют представление о возможности использования сосны обыкновенной как тест-объекта.

Основные результаты работы могут быть использованы при проведении селекционно-генетических исследований, направленных на повышение металлоустойчивости хвойных растений, а также в учебном процессе при чтении лекционных курсов по общей экологии, генетике, физиологии растений, биохимии, а также ряда спецкурсов (экологическая генетика, цитогенетика).

На защиту выносятся следующие положения:

1. Результаты проведенных цитогенетических исследований шести выборок (из Краснолесного и Борского лесничеств) Усманского бора свидетельствуют об удовлетворительном состоянии исследованного древостоя и подтверждают возможность их использования в качестве источника семян для лесовосстановительных работ, а также для экспериментальных исследований по изучению влияния стрессоров различной природы (в частности ТМ) на сосну обыкновенную.

2. На примере сосны обыкновенной показана большая чувствительность цитогенетических показателей (уровень и спектр патологий митоза, доля клеток на переходе метафаза-анафаза, доля микроядер) по сравнению с активностью и изозимным спектром дыхательных ферментов для оценки токсичности ТМ.

3. Токсический и геиотоксический эффекты воздействия одного и того же металла разнохарактерны и позволяют формировать различные ряды по уровню индуцируемого цитогенетического эффекта.

4. Возможными механизмами действия ТМ является блокировка полимеризации тубулина микротрубочек веретена деления ионами ТМ (что приводит к задержке клеточного цикла на стадиях метафазы и мета-анафазы), а также их ингибирующее действие на ферменты репарации ДНК (что цитологически проявляется в существенном увеличении доли фрагментов хромосом в метафазе митоза и микроядер в интерфазных клетках).

Личный вклад. Автором разработаны теоретические и методические положения диссертационной работы, обоснованы цели и задачи исследования, проведен сбор и анализ экспериментального материала, обобщены результаты исследований. Статьи и научные доклады подготовлены самостоятельно и в соавторстве.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на 5-ом Международном совещании «Кариология, кариосистематика и молекулярная систематика растений» (Санкт-Петербург, 2005); на Всероссийской студенческой конференции «Роль естественных наук в решении проблем современного общества» (Липецк, 2009); на 8-й Международной научно-практической конференции «Природноресурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России» (Пенза, 2010); на 14-й Международной Пущинской школе-конференции молодых ученых (Пущино, 2010); на 15-й Международной экологической студенческой конференции «Экология России и сопредельных территорий» (Новосибирск, 2010); на 19-й Международной научно-практической конференции «Экология и жизнь» (Пенза, 2010); на 1-й Международной научно-практической заочной конференции «Экологическая безопасность и устойчивое развитие территорий» (Чебоксары, 2010), а также на научных конференциях ВГУ (2009,2010).

Исследования поддержаны Федеральной целевой программой "Научные и научно-педагогические кадры для инновационной России" (ГК N П395, П270, 14.740.11.0114, 14.740.11.0169).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, включая 3 статьи в рецензируемых журналах.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из общей характеристики работы, 3-х глав, выводов и списка литературы, включающего 268 наименований, в том числе 68 иностранных. Работа изложена на 160 страницах, содержит 8 таблиц и 36 рисунков.

Благодарности. Автор искренне благодарит научного руководителя д.б.н., проф. В.Н. Попова и научного консультанта к.б.н., доц. О.С. Машкину за всестороннюю и неоценимую помощь и поддержку в период проведения исследований и работы над диссертацией, сотрудников кафедры генетики, цитологии и биоинженерии ВГУ, а также в.н.с. Землянухину О.А. (ФГУП "НИИЛГИС") за

помощь в проведении опытов и проф. Чернодубова А.И. (ВГЛТА) за помощь в выборе районов исследования.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В главе рассмотрен цитогенетический мониторинг и показано его место в системе биомониторинговых исследований (Алтухов, 1995; Израэль, 1979; Захаров, 1993, 2000). Подробно описаны современные представления о ТМ и закономерностях индукции цитогенетических эффектов при их действии на растения (Евсеева, 2005; Титов и др., 2007; Кулаева, 2010). Дана характеристика объекту исследования - сосне обыкновенной (Флора..., 1974; Козубов, 1974; Правдин, 1964), представлены современные данные по использованию сосны в качестве тест-обьекга для цитогенетических исследований (Муратова и др., 1993; Калашник и др., 1992; Черкашина, 2007; Машкина и др., 2009). В тоже время отмечается слабая степень разработки вопроса влияния выбранных ТМ на цитогенегические показатели древесных растений, в том числе и сосны, малая освещенность токсического и геитотоксического эффектов конкретных металлов на примере одного объекта. Особое внимание уделяется актуальности изучаемого вопроса в свете возрастающей антропогенной нагрузки в крупных городах, вблизи промышленных предприятий и автомобильных дорог.

Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

2.1. Эколого-географическая характеристика Усманского бора

Дана эколого-географическая характеристика районов проведения исследований - Усманского бора (Семаго, 1981; Алаева, 2003), имеющего статус особо ценных лесов не только на территории Воронежской области, но и России в целом и относящегося к экологически благоприятной территории (Лесной кодекс, 2007).

2.2. Характеристика объекта исследования

Объектом исследования служили семена деревьев сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) из различных древостоев Усманского бора (территория Воронежского государственного биосферного заповедника (ВГБЗ)), произрастающих в районе Краснолесного и Борского лесничеств. Почвы серые лесные супесчаные. Характеристика исследованных выборок представлена в таблице 1.

В опытных вариантах (2009 г) семена предварительно замачивали в растворах нитрата свинца Pb(N03)2 разной концентрации (от 0,5 до 2000 мкМ) в течение 18 часов. Затем проращивали на этих же растворах в чашках Петри на влажной фильтровальной бумаге в термостате при температуре 25°С (5-7 дней). Контролем служили семена, замоченные и пророщенные в отстоянной водопроводной воде при той же экспозиции. В 2010 году к опытным вариантам с Pb(NO,)2 (тех же концентраций - от 0,5 до 2000 мкМ) были добавлены соли: гексагидрат нитрата цинка Zn(N03)2-6H20, тригидрат нитрата меди Cu(N03)2-3H20 и нитрат калия KNOj (концентрации аналогичны от 0,5 до 2000 мкМ). Калий, естественно, не относится к ТМ, поэтому его нитрат был взят, чтобы исключить побочный эффект воздействия нитрат-иона.

Таблица 1

Характеристика деревьев, выбранных для цитогенетических исследований

Год исследования Происхождение выборок Тип древостоя / лесорастительных условий Характеристика деревьев

Возраст, лет Средняя высота, м Диаметр ствола, см

20062008 гг. 134 квартал (4, 7, 48 выделы) и 122 квартал (51 выдел), Краснолесное лесничество Автохтонные леса / суборь свежая (А2) 80-100 20-22 26-37

2009 год 60 квартал (7 выдел), Краснолесное лесничество Самосев естественных деревьев /суборь свежая (А2) 75-88 18-20 25-30

2010 год 80 квартал (22 выдел), Борское лесничество Культуры / сухой бор (А,) 78-85 20-22 25-34

2.3. Методика изготовления микропрепаратов и обработка результатов

Материалом для цитогенетического анализа служили проростки семян, достигшие длины 5-15 мм. Проростки из контрольного и опытного вариантов фиксировали в 9 и 19 часов по зимнему времени (в это время в корневой меристеме проростков семян отмечается пик митотической активности (Дорошев, 2004)) в спиртово-уксусной смеси (3 части 96% этилового спирта и 1 часть ледяной уксусной кислоты). Препараты для цитогенетического анализа, окрашенные ацетогематоксилином, изготавливали по описанной ранее методике (Буторина и др., 2000). Просмотр препаратов осуществлялся на микроскопе Микмед-6 (JIOMO) при увеличении 40x1,5x10. Для каждого варианта просматривали не менее 20 корешков проростков. Микрофотосъемку проводили с использованием видеоокуляра DCM500 (Shangrao TeleView Optical Instruments Co., Ltd.).

Нами использовались следующие наиболее чувствительные критерии цитогенетического мониторинга (Буторина, 2007; Калаев, 2009): митотическую активность меристематической ткани определяли по митотическому индексу (МИ); число клеток на каждой стадии митоза (в %) для определения их продолжительности; общее число патологий митоза (ПМ) и наиболее характерные типы митотических нарушений по каждой стадии; доля клеток с микроядрами; доля клеток с п количеством ядрышек в интерфазных клетках.

Для характеристики влияния ТМ на цитогенетические параметры сосны проводилась оценка токсического и генотоксического эффектов. Критериями токсического эффекта служили: характер воздействия ТМ на лабораторную всхожесть семян, задержка митоза, доля клеток на стадии мета-анафазы; а генотоксического (мутагенного) эффекта - уровень и спектр хромосомных нарушений в митозе и доля клеток с микроядрами.

За весь период исследований (2006-2010 гг.) для каждой экспериментальной выборки изготавливалось по 20-22 микропрепаратов. В общей сложности было просмотрено более 920 000 клеток.

Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием пакета статистических программ «Stadia» и «Statistica». Для сравнения выборок по митотической активности, доли клеток на стадиях митоза и ядрышковым характеристикам использовали t-критерий Стьюдента. Сравнение выборок по патологиям митоза проводили с использованием Х-критерия рангов Ван-дер-Вардена. Силу влияния выбранных факторов (по результатам дисперсионного анализа) определяли по Снедекору и Плохинскому. Также был проведен однофакторный непараметрический ранговый дисперсионный анализ Крускалл-Уоллиса (Лакин, 1990; Кулаичев, 2006).

2.4. Биохимические методы исследования

В качестве объектов исследования использовали проростки сосны обыкновенной, которые проращивались в тех же условиях, что и для цитогенетических исследований, т.е. с добавлением различных концентраций РЬ(МОз)2: 500 мкМ, 1000 мкМ и 2000 мкМ. Полученные результаты сравнивали с контролем. Определяли активность ферментов: пероксидазы (ПО; К.Ф. 1.11.17), изоцитратдегидрогеназы (ИДГ; К.Ф. 1.1.1.42), глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы (Гл-6-Ф-ДГ; К.Ф. 1.1.1.49), НАДН-дегидрогеназы (НАДН-ДГ; К.Ф. 1.6.99.3), НАДФН-дегидрогеназы (НАДФН-ДГ; К.Ф. 1.6.99.1), малик-фермента (МФ; К.Ф. 1.1.1.39) (Активность и изоферментный спектр..., 2003; Фоменко, 2007; Епринцев и др., 2007).

Элекрофорез нативных молекул белка проводили по методике Девиса; электрофорез белкового спектра - по методике Леммли; выявляли изоферментный спектр пероксидазы (ПО; К.Ф. 1.11.17), эстеразы (К.Ф. 3.1.1-), малат-дегидрогеназы (МДГ-37; К.Ф. 1.1.1.37), малик-фермента-40 (МФ-40; К.Ф. 1.1.1.40) (Davis, 1964; Laemmli, 1970; Маурер, 1971; Левитес, 1986; Землянухина, 2003; Епринцев и др., 2007).

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Цитогенетика сосны обыкновенной из различных районов Усманского бора (2006-2008 гг.)

Лабораторная всхожесть семян в оптимальных условиях произрастания сосны варьировала в среднем от 77 до 89% в 2006 году, от 79 до 95% в 2007 году и от 75 до 93% в 2008 году, что расценивается нами как хороший показатель.

3.1.1. Митотическая активность

По результатам исследования были получены данные по митотической активности в виде митотического индекса (МИ). В 2006 году средние значения МИ варьировали от 6,9±0,1% до 7,1±0,2%; в 2007 году - от 7,4±0,1% до 7,8±0,1%; в 2008 году - от 7,5±0,1% до 7,7±0,2%. Все эти результаты являются хорошими показателями и соответствуют данным по средним значениям МИ сосны обыкновенной из Усманского бора, полученным в предыдущие годы 7,3±1,2%

(Гришаева, 2004; Буторина, 2005; Черкашина, 2007), а также контрольным значениям, выявленным для сосны, произрастающей в средней полосе России (Буторина, 2000; Дорошев, 2004; Калаев, 2009 и др.).

Проведенное сравнение выборок по t-критерию Стыодента выявило (при Р < 0,05):

1. Отсутствие достоверных различий между выборками 134-го квартала, что позволяет их объединить и посчитать среднее (для каждого года исследования соответственно).

2. Отсутствие достоверных различий между средним выборок 134-го квартала и выборкой 122-го квартала по годам (в 2006, 2007 и в 2008 гг. соответственно).

3. Наличие достоверных различий между соответствующими выборками 2006 и 2007 гг.; 2006 и 2008 гг. Это, по-видимому, может быть результатом флуктуации погодных условий в эти годы.

Изучение распределения клеток по стадиям показало, что наибольшее их число приходится на анафазу и телофазу (41-53%), доля клеток на стадии метафазы составила 28-34%, на стадии профазы - 17-32% (табл. 2).

Таблица 2

Результаты исследования цитогенетических показателей семенного потомства сосны

обыкновенной из Усманского бора

Цитогенегические показатели,% 2006 год 2007 год 2008 год

122 134 122 134 122 134

квартал квартал квартал квартал квартал квартал

Общее число

просмотренных 19960 61170 22896 66398 20769 70568

клеток

Число делящихся клеток 1417 4220 1785 4913 1599 5293

МИ 7,1 ±0,2 6,9±0,1 7,8±0,1 7,4±0,1 7,7±0,2 7,5±0,1

МИ без учета профаз 5,7±0,2 5,4±0,1 5,3±0,1 5,5±0,1 5,4±0,2 6,2±0,2

Профаза 19,7±1,3 21,6±1,8 31,8±1,3 26,3±1,9 29,4±1,9 17,3±1,4

я " ч Р Метафаза 34,Oil,1 34,1 ±2,7 27,5±1,2 28,4±1,1 30,4±1,1 29,7±1,5

я b н к О 2 Анафаза + Телофаза 46,3±2,5 44,3±2,1 40,7±1,5 45,3±1,8 40,2±1,8 53,0±1,9

ПМ 1,1±0,2 1,2±0,1 1,4±0,2 1,5±0,1 1,4±0,1 1,6±0,2

Забегания

X хромосом в 56,3±5,1 54,0±6,2 50,0±5,6 51,3±5,4 53,3±6,7 58,2±6,6

^; о П ш анафазе

« н nQ о Отставания

Я § хромосом в 25±4,9 38,0±4,7 33,3±4,8 39,5±4,9 31,6±4,5 31,7±3,9

анафазе

Мосты 18,8±4,5 8,0±3,1 16,7±4,2 9,2±5,1 15,1±4,9 10,1*5,2

Микроядра 0,02 ± 0,02 ± 0,02 ± 0,03 ± 0,02 ± 0,03 ±

0,009 0,008 0,008 0,009 0,009 0,009

3.1.2. Уровень и спектр патологий митоза

Данные, представленные в таблице 2, свидетельствуют о том, что по числу патологий митоза (ПМ) ситуация у потомства сосны обыкновенной из Усманского

бора достаточно благополучная. В 2006 году максимальное значение ПМ в выборках составило 3,2%, а для выборок 2007 года - 2,9% и 3,4% для 2008 года, что находится в пределах нормы у сосны, то есть в пределах показателей спонтанного мутационного процесса. Среднее значение ПМ по выборкам: от 1,1±0,2% до 1,2±0,1% (2006), от 1,4±0,2% до 1,5±0,1% (2007) и от 1,4±0,1% до 1,6±0,2% (2008).

Низкое число ПМ у сосны из Усманского бора позволяет предположить проявление у нее высокой репарационной способности. Спектр ПМ включал забегания и отставания хромосом в анафазе митоза, мосты в анафазе и телофазе, то есть наиболее общие типы митотических нарушений

Сравнение выборок по Х-критерию Ван-дер-Вардена выявило (при Р < 0,05):

1. Отсутствие различий между выборками 134-го квартала, что позволяет их объединить и рассчитать их среднее (в 2006, в 2007 и в 2008 гг. соответственно).

2. Отсутствие различий между средним выборок 134-го квартала и выборкой 122-го квартала (в каждом году исследования соответственно).

3. Наличие различий между средними выборок 134-го и 122-го кварталов 2006, 2007 и 2008 гг. соответственно при их сравнении между собой. Это может быть результатом различных погодных условий в эти годы.

3.1.3. Ядрышковая активность

Одной из цитогенетических особенностей сосны обыкновенной (как и других видов хвойных) является возможность наличия у нее в клетках нескольких ядрышек (до 12 на клетку). По мнению А.К. Буториной и др. (2007) об уровне ядрышковой активности следует судить по модальному числу ядрышек. По результатам исследования в условиях Усманского бора модальным числом ядрышек на клетку является 3-6 ядрышек, что можно рассматривать как соответствующее двум-трем парам ядрышкообразующих хромосом.

3.1.4. Частота встречаемости клеток с микроядрами

В годы изучения (2006-2008 гг.) у сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) на обследованных территориях Усманского бора обнаружено незначительное число микроядер (от 0,02±0,009% до 0,03±0,009%), что, однако является тревожным моментом, поскольку их присутствие служит индикатором начала патологических процессов и нестабильности генома (Ильинских и др., 1991; Захаров, 1993). Причиной их появления могло быть глобальное загрязнение атмосферы, повлиявшее на лесные массивы, даже удаленные от источника загрязнения и значительный перестойный возраст деревьев.

3.2. Влияние нитрата свинца на цитогенетические и биохимические показатели сосны обыкновенной (2009 г)

Лабораторная всхожесть семян составила в контрольном варианте 75,5±4,3%, а в опытных вариантах варьировала от 37 до 67% (с понижением % всхожести по мере увеличения концентрации нитрата свинца от 0,5 до 2000 мкМ).

3.2.1. Цитогенетический анализ

Результаты цитогенетического анализа проростков сосны обыкновенной в зависимости от концентрации нитрата свинца представлены в таблице 3.

Таблица 3

Влияние различных концентраций нитрата свинца на цитогенетические показатели

сосны обыкновенной

Цитогенетические показатели, % контроль 0,5 мкМ 5 мкМ 50 мкМ 500 мкМ 1000 мкМ 2000 мкМ

МИ 8,0±0,2 7,9±0,1 7,9±0,1 7,1±0,1J 6,5±0,IJ 6,2±0,12 6,0±0,11

Доля клеток на стадии митоза Профаза 22,7±1,1 20,6±1,03 13,9±0,33 13,3±0,33 12,5±0,33 13,1±0,33 11,5±0,33

Метафаза 28,8±1,0 29,0±1,0 33,6±0,5' 34,2±0,5" 34,6±0,52 34,7±0,4Z 32,4±0,7"

Метафаза-анафаза 1,0±0,2 1,4±0,22 6,4±0,33 7,9±0,23 10,0±0,33 9,5±0,33 14,1±0,43

Доля метафаз +мета-анафаз 29,9±1,0 З0,5±1,03 40,0±0,53 42,1±0,63 44,5±0,43 44,2±0,53 45,6±0,73

Анафаза 29,2±0,5 28,4±0,4г 28,9±0,4 27,9±0,5" 27,4±0,5i 26,9±0,42 27,2±0,5i

Телофаза 18,3±0,6 20,5±0,33 17,2±0,6 16,7±0,72 15,6*0,5' 15,8±0,43

ПМ 2,8±0,2 2,9±0,2 5,1±0,43 6,1±0,33 9,4±0,33 13,3±0,43 19,4±0,43

Типы ПМ (доля от всех нарушений) Забегания хромосом в анафазе 54,2±6,2 49,1±6,32 41,0±3,23 41,1±2,53 42,6±1,63 42,2±1,53 З6,5±1,23

Мосты 28,3±4,5 25,0±4,4" 28,7±2,5 З1,5±1,93 23,0±1,73 19,5±1,33 14,5±0,83

Отставания хромосом в анафазе 17,5±6,2 19,2±6,22 16,8±3,23 10,6±2,33 13,1±0,83 10,8±0,93 7,6±0,73

Сложные нарушения 0 1,7±1,7 2,9±1,6 3,3±1,8 5,3±1,5 6,2±1,7 6,9±1,2

Фрагментация хромосом 0 3,3±2,3 8,3±2,7 11,4±2,7 13,4±2,7 19,0±2,1 32,4±1,9

Обособление группы хромосом 0 1,7±1,7 2,3±1,6 2,1±1,6 2,6± 1,2 2,3±0,9 2,1±0,7

Доля клеток с микроядрами 0,01± 0,007 0,01± 0,007 0,06± 0,013' 0,13± 0,0143 0,21± 0,0143 0,61± 0,0213 0,88± 0,0393

Различия с контролем достоверны при: Р < 0,05; ^-Р< 0,01;J- Р < 0,001

Митотическая активность

С возрастанием концентрации нитрата свинца отмечено достоверное (начиная с 50 мкМ и выше) снижение МИ (от 8% в контроле до 6,0-7,9% в опытных вариантах). В опытных вариантах выявлено существенное преобладание (по сравнению с контролем) доли клеток на стадии метафазы и мета-анафазы (с заметным снижением доли клеток на стадии профазы)

Ингибирование митотической активности может быть связано с задержкой митоза на стадии метафазы и перехода метафаза-анафаза (в таблице 3 приведены данные их отдельного и совместного подсчета) в опытных вариантах (от 40% до 46,5% против 29,9% в контроле). Причиной этого может быть блокировка полимеризации тубулина микротрубочек веретена деления под действием свинца, что наблюдалось рядом авторов на других объектах (The molecular mechanism.., 1984; Закономерности индукции цитогенетических эффектов.., 2005).

Возрастание доли клеток, находящихся на стадииях метафазы и мета-анафазы, также дает основание рассматривать изменение времени прохождения клетками

стадий митоза как механизм адаптации к стрессовым факторам и поддержания гомеостаза клеточной популяции у проростков семян сосны обыкновенной в опытных вариантах. Подобные аспекты были отмечены у семенного потомства березы повислой и дуба черешчатого на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате аварии на Чернобыльской АЭС (Artyukhov, 2006).

Патологии митоза

Достоверное увеличение частоты ПМ наблюдается, начиная с концентрации нитрата свинца 5 мкМ (5,1% по сравнению с 2,8% в контроле и 2,9% при концентрации 0,5 мкМ), что превышает пределы нормального значения уровня спонтанного мутирования в средней полосе России — до 5% (Буторина, 2007). Следует отметить, что для сосны обыкновенной порог чувствительности к свинцу выше, чем у березы повислой (Найденова, 2008).

Полученные данные (табл. 3) свидетельствуют о большей чувствительности показателя ПМ к действию свинца по сравнению с МИ (ингибирование наблюдалось при концентрации 50 мкМ против 5 мкМ для ПМ).

В опытных вариантах, кроме обычно встречающихся ПМ (забегания и отставания хромосом в анафазе, мосты в анафазе и телофазе), выявлены: фрагментация и обособление группы хромосом в метафазе, а также сложные нарушения (мост + отставание хромосом в анафазе, мост + частичная агглютинация хромосом в ана-телофазе, разорванные мосты, разорванные мосты при делении ядра и микроядра). Присутствие хромосомных перестроек свидетельствует о повышении уровня мутационного процесса (хромосомных перестроек) под воздействием нитрата свинца. Кроме того, отмечены нарушения несовместимые с жизнью, отсутствующие в контроле (агглютинация хромосом; существенная доля микроядер).

Частота встречаемости клеток с микроядрами

При увеличении концентрации нитрата свинца растет и количество микроядер, превышая контроль до 88 раз. Достоверное увеличение происходит (как и у ПМ) при концентрации 5 мкМ, что свидетельствует о существенном повышении доли нерепарированных повреждений хромосомного материала.

Ядрышковая активность

В контрольном варианте преобладают клетки с 3-5 ядрышками (с максимумом - клетки с 4 ядрышками), что является нормой для сосны обыкновенной (Буторина и др., 2007) и свидетельствует о преобладающей активности ядрышковых организаторов двух-трех пар хромосом. В опытных вариантах преобладают клетки с 5-8 ядрышками в клетке (с максимумом клеток с 6 ядрышками). Причем существенно возрастает число клеток с максимальным количеством ядрышек (с 10-12 ядрышками в ядре) по сравнению с контролем (в среднем в 3-5 раз), что может быть еще одним показателем усиления метаболической активности под воздействием стресса (нитрата свинца).

3.2.2. Биохимические исследования

Все изученные ферменты по характеру воздействия нитрата свинца можно разделить на три группы. К первой группе относятся ПО, НАДН-ДГ и в меньшей

степени Гл-6-Ф-ДГ. Результаты показывают, что их действие частично нейтрализует влияние ТМ, поэтому роль данных ферментов в неблагоприятных условиях возрастает. Ко второй группе можно отнести ИДГ. Активность этого фермента при действии неблагоприятного фактора возрастает и остается неизменной при всех изученных концентрациях свинца. К третьей группе относятся НАДФН-ДГ и МФ. Данные энзимы характеризуются отсутствием или незначительными изменениями при действии ТМ.

1. Характер кривой зависимости активности ПО (маркер стресса и адаптации) от концентрации нитрата свинца указывает на компенсаторную деятельность клеток в ответ на действие неблагоприятного фактора. Вплоть до концентрации 500 мкМ происходит увеличение активности фермента в 1,5-2 раза. Это увеличение свидетельствует о частичной нейтрализации солевого стресса. Однако дальнейшее повышение концентрации соли свинца приводит к резкому падению активности (в 2 раза ниже, чем в контроле), что подтверждается цитогенетическими исследованиями: с увеличением концентрации свинца наблюдается повышение уровня и спектра ПМ, увеличение доли микроядер. Об этом же свидетельствует то, что применение ТМ в концентрации 5000 мкМ приводит к полной утери жизнеспособности клеток. Аналогичный характер изменения кривой активности фермента показан и для НАДН-ДГ (фермента, играющего одну из важнейших ролей в клеточном дыхании) и Гл-6-Ф-ДГ, являющимся ключевым ферментом пентозофосфатного цикла, достаточно устойчивого в стрессовых условиях (Землянухина, 2009).

2. ИДГ является представителем метаболического пути ЦТК (цикла трикарбоновых кислот), активность которого в меньшей степени зависит от нарушения солевого режима, чем описанные выше энзимы. В ответ на действие неблагоприятного фактора активность фермента увеличивается, как это наблюдалось и для энзимов первой группы, но в отличие от них, его активность не падает вплоть до воздействия свинца в концентрации 2000 мкМ и выходит на плато.

3. Ферменты, относящиеся к условно выделенной третей группе, - это НАДФН-ДГ и МФ. Их активность остается практически неизменной при концентрации нитрата свинца от 500 до 2000 мкМ.

В качестве представителя первой группы ферментов для выявления изозимного спектра была взята ПО. В общем, рисунок изоферментного спектра, представленного в виде таблицы со значениями Rf (относительная электрофоретическая подвижность) (табл. 4) соответствует увеличению активности ПО. Спектр контрольных растений обнаруживают более слабые зоны активности, чем спектры при 2000 мкМ нитрата свинца. При увеличении концентрации ТМ также происходит изменение в количестве зон энзима. Если у контрольных вариантов наблюдаются только пять полос ПО, то у опытных вариантов их число увеличивается до десяти, причем области в верхней части геля становятся ярко окрашенными, а в средней части появляются слабо окрашенные дополнительные зоны. Исчезает зона с Rf = 0,154, вместо нее появляется зоны с Rf= 0,066; 0,176 и (для концентраций более 1000 мкМ) 0,375; 0,390; 0,404. Все это свидетельствует о приспособительном характере метаболизма растений к

неблагоприятным условиям. Из литературных данных (Чиркова, 2002; Землянухина, 2008) известно, что адаптация к неблагоприятным условиям часто сопровождается подавлением белкового синтеза. Возможно, что действие нитрата свинца также приводит к снижению количества общего белка и в силу этого к снижению общей активности некоторых ферментов.

Таблица 4

Влияние нитрата свинца на изоферментный спектр ПО у сосны обыкновенной

Rr контроль 500 мкМ 1000 мкМ 2000 мкМ

0,066 — + + ++

0,096 + ++ ++ +++

0,154 + — — —

0,176 — + + +

0,221 ++ ++ ++ ++

0,279 +++ +++ +++ +++

0,316 + + + +

0,375 — — + +

0,390 — — + +

0,404 — — + +

+ - степень выраженности активности фермента

Одним из адаптивных ферментов растительных организмов, обладающих значительным полиморфизмом и высокой индивидуальной специфичностью, является неспецифическая эстераза. Не смотря на то, что между отдельными растениями наблюдается разница в спектрах фермента, тем не менее, она скорее свидетельствует об индивидуальных различиях между семенами в их генотипах, чем о влиянии неблагоприятного фактора. Другими словами, эстераза проявляет устойчивость спектра при всех концентрациях ТМ.

Аналогичная картина показана для изоферментного спектра МФ-40. Так как активности МДГ-37 тоже не обнаружено, то на геле, проявляемого на активность данного энзима, выявляется спектр супероксиддисмутазы (СОД) (Левитес, 1986). В связи с этими результатами можно сделать вывод, что ферментативные системы являются менее чувствительным фактором, чем цитогенетические исследования. Возможно, это объясняется неким запасным пулом ферментов, которые еще существуют на момент хромосомных нарушений. Именно поэтому представленные изозимные спектры достаточно стабильны и однородны как у контрольных, так и опытных вариантов.

Результаты белкового спектра не показали различий в окрашенных зонах у всех исследованных образцов. Это говорит о том, что действие ионов ТМ не проявляется на субъединичном уровне белков. Скорее всего, изменение активности ферментов также происходит в уже синтезированных молекулах, а не является результатом действия ТМ, вызывающим синтез fife novo аномальных молекул энзимов^

3.3. Влияние нитратов свинца, цинка, меди и калия на цитогснетическую изменчивость сосны обыкновенной (2010 г)

Динамика лабораторной всхожести семян имела разнонаправленную тенденцию. Достаточно явное стимулирующее действие оказывает только нитрат

цинка, тогда как нитрат меди имеет четкий ингибирующий эффект, что позволяет утверждать о его большей токсической способности по сравнению с другими ТМ. Свинец занимает промежуточное положение.

3.3.2. Сравнительный анализ воздействия тяжелых металлов на цитогенетические показатели сосны обыкновенной Митотическая активность

Показатели митотического индекса (Mil) в семенном потомстве опытных вариантов достоверно (Р < 0,001) снижались при действии всех солей ТМ в сравнении с контролем. Однако снижение во всех случаях не превышало 1,5%, и индекс МИ находился в узком коридоре 6,0-6,7% (рис. 1). При сравнении опытных вариантов между собой различия наблюдались только в крайних концентрациях. Незначительное снижение МИ не является следствием отсутствия токсического эффекта со стороны ТМ, т. к. происходит задержка митоза на разных его стадиях. Наблюдаемая мнимая митотическая активность обусловлена не появлением новых делений клеток, а ингибированием уже существующих. Также можно утверждать о способности данных солей ТМ проявлять свойства близкие к фиксаторам.

Концентрация опытных растворов солей ТМ

Рис. 1. Динамика средних значений МИ в зависимости от концентрации выбранных солей (нитратов свинца, цинка, меди и калия) в сравнении с контролем

Заметное ингибирование митоза, проявляющееся в сильном увеличении доли клеток в первую очередь на стадии мета-анафазы, может быть следствием блокировки полимеризации тубулина микротрубочек веретена деления (рис. 2). Так, было установлено, что соединения свинца взаимодействуют с 2 из 18 тиоловых групп тубулиновых димеров как неполимеризованньгх микротруб очек, так и уже образовавшихся (The molecular mechanism.., 1984). Также ингибирующее действие ТМ проявляется и на ферменты репарации ДНК, подтверждением чего служит высокий уровень и спектр патологических митозов (Ильинских, 1992; Rieder, 1992;

Interaction of metal..., 2003), а в наших экспериментах - существенное увеличение доли клеток с фрагментами и микроядрами.

Г-

к и и 7

Pb(N03)2 Zn(N03)j6HiO

KNOi

0.5 мкМ 5мкМ 50ыкМ 500 мкМ ЮООмкМ МООмкМ Концентрация опытных растворов солей ТМ

Рис. 2. Динамика средних значений доли клеток на стадии мета-анафазы в зависимости от концентрации выбранных солей (нитратов свинца, цинка, меди и калия) в сравнении с контролем

Дисперсионный анализ (при сравнении разных ТМ) выявил достоверное (Р < 0,001) влияние факторов концентрации (от 87,4 до 90%), типа ТМ (от 7,8 до 10%) и не во всех случаях их совместного действия (4,8%) на цитогенетические показатели -МИ и долю клеток на преходе метафаза-анафаза.

Максимальные (до 90%) значения влияния фактора концентрации ожидаемы ввиду большого размаха выбранных концентраций (от 0,5 до 2000 мкМ), среди которых есть даже не оказывающие достоверного воздействия на цитогенетические показатели. Также можно сделать вывод о меньшей чувствительности показателя МИ при сравнении воздействия различных ТМ на сосну обыкновенную ввиду отсутствия достоверных различий совместного действия факторов концентрации и типа ТМ.

Дисперсионный анализ (при сравнении выборок: свинец/калий) выявил достоверное (Р < 0,001) влияние факторов концентрации (от 31,9 до 83,6%), типа металла (от 0 до 53,2%) и их совместного действия (от 14,9 до 16,4%) на МИ и долю клеток на преходе метафаза-анафаза.

В данном случае влияние фактора (до 53,2%) типа металла («свинец/калий» или, другими словами, «ТМ/неТМ») подтверждает достоверное (Р < 0,001) воздействие свинца, как ТМ, на долю клеток на стадии мета-анафазы. Это сравнение позволяет исключить фактор влияния нитрат-иона, который присутствует во всех опытных солях. Также, и в этом случае, подтверждена меньшая чувствительность показателя МИ (отсутствие достоверных различий действия фактора типа металла: свинец / калий).

Таким образом, на основании изучения цитогенетических показателей (МИ, доли клеток на стадиях митоза) и результатов всхожести токсический ряд влияния ТМ на семенное потомство сосны обыкновенной (Pimts sylvestris L.) выглядит следующим образом: Си > Pb > Zn.

Патологии митоза

Достоверное увеличение показателя ПМ выявлено для всех видов солей ТМ (нитрат свинца, цинка, меди) при их концентрации 5 мкМ (рис. 3), которая выделена нами в качестве пороговой. Однако, чувствительность данного критерия значительно выше, т.к. измеиения по сравнению с контролем происходят в разы: для свинца в 1127 раз, для цинка в 8-23 раза и для меди в 5-15 раз, - тогда как для МИ изменения минимальны, а для доли клеток на стадии мета-анафазы максимум - в 11 раз (для меди) (рис. 2).

0.5 мкМ ? мкМ ?0мкМ 500мкМ ЮООмкМ ГЮООмкМ Концентрация опытных растворов солен ТМ

Zii(N03)2 6HjO

CU(N03)2 ЗН2О

KNCB контроль

Рис. 3. Динамика средних значений ПМ в зависимости от концентрации выбранных солей (нитратов свинца, цинка, меди и калия) в сравнении с контролем

Спектр ПМ у проростков семян сосны обыкновенной опытных выборок представлен нарушениями, выявленными в контроле (забеганиями и отставаниями хромосом в анафазе, мостами в ана-телофазе), а также появлением новых: фрагменты хромосом в профазе и метафазе, агглютинации (слипания) хромосом, обособление групп хромосом в метафазе и анафазе и более редко встречающиеся сложные нарушения (мост + агглютинация, мост + забегания хромосом и др.).

Следует отметить специфику индуцируемых нарушений (рис. 4). Так свинец в большей степени (от 0,4 до 19,8%) вызывает появление фрагментов хромосом в профазе и метафазе, другие единичные нарушения (от 0 до 2,6%). Цинк имеет наиболее широкий спектр индуцируемых им ПМ, включающий фрагментации (от 0,4 до 7,3%), агглютинации (от 0 до 3,6%), различные сложные мосты и другие единичные нарушения (от 0 до 2,8%). Медь в основном вызывает агглютинации (от 0 до 8,8%) и фрагментации хромосом (от 0 до 3,7%).

^ Cii(N03)2-3H20, 2000 ыкМ

§< Cu(N03)2-3H20.5 мкЫ

| Zn(N03)2 6H20,2000MKM

I Zn(N03)2-6H20. 5 mkM

| Pb(N03)2. 2000 ыкМ S

| Pb(N03)2. 5 MKM

i" контроль

; 1 1..... ^.......... :

| 1 | 1 { ] | 1 Т ]

МНШШН Hi

! 1

Я!

шш ИИ

■ 1 ПЕЛ

Ш 2 Tim a 3 Tim

■ 4 Tim

■ 5 um я 6 um

10 20 30 40 50 60 70 SO 90 100 Долянарушентш от общего числа. °о

Рис. 4. Спектр ПМ в клетках апикальной меристемы сосны обыкновенной обработанной разными солями в различной концентрации: 1 тип - забегания хромосом в анафазе; 2 тип - мосты; 3 тип - отставания хромосом в анафазе; 4 тип -фрагментации хромосом; 5 тип - агглютинации хромосом; 6 тип - другие нарушения.

Частота встречаемости микроядер

Данные о частоте встречаемости клеток с микроядрами в динамике представлены на рисунке 5. В контрольном варианте в клетках корневой меристемы проростков семян микроядра отсутствуют.

Концентрация опытных растворов солей ТМ

KN03

-контроль

0.5 мкМ 5 мкМ 50ыкМ 500ыкМ ЮООмкЫ 2000мкМ

Рис. 5. Динамика средних значений доли клеток с микроядрами в зависимости от концентрации выбранных солей (нитратов свинца, цинка, меди и калия) в сравнении с контролем

Максимальное количество микроядер отмечается для свинца (от 0,01 до 0,43%), тогда как для цинка и меди этот показатель ниже и практически совпадает (0-0,23%

для цинка и 0-0,25% для меди). Появление микроядер может быть следствием ПМ, уровень которых значительно повышается с ростом концентрации опытного раствора. К ним можно отнести: фрагменты хромосом в профазе и метафазе, мосты в анафазе и телофазе, забегания и отставания хромосом в анафазе. Данные нарушения могут привести к неравномерному распределению хромосом между дочерними клетками, потере генетического материала, возникновению анеуплоидии и нарастанию гетерогенности клеточных популяций (Казанцева, 1981; Ильинских, 1992). Незначительное (ог 0,02 до 0,04% для концентраций 500-2000 мкМ) появление микроядер отмечено и при действии нитрата калия.

По результатам однофакторного непараметрического рангового дисперсионного анализа Крускалл-Уоллиса наибольшее влияние на частоту патологических митозов (рис. 6 (А)) и долю клеток с микроядрами (рис. 6 (Б)) оказывает свинец. В меньшей степени воздействуют цинк и медь. Наблюдаемые различия достоверны при Р < 0,001.

свинец медь цинк Металл

■ Median О 2 5%-75% ~Г Mill-Max

свинец медь Мс галл

А Б

Рис. 6. Варьирование частоты ПМ (А) и доли клеток с микроядрами (Б) в корневой меристеме под влиянием тяжелых металлов в концентрации 2000 мкМ

Таким образом, по данным изучения уровня ПМ и частоты встречаемости микроядер, можно сформировать ряд гепотоксического (мутагенного) действия ТМ на семенное потомство сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.): Pb > Zn > Cu.

Высокую геногоксичность свинца можно объяснить тем, что медь и цинк являются еще и микроэлементами, т. е. в определенных концентрациях в норме присутствуют в клетке. Свинец не относится к элементам, необходимым для роста большинства растений и животных и не участвует в каких-либо процессах клеточного метаболизма (по крайней мере, такие случаи еще не выявлены). Для меди и цинка описано несколько механизмов их обезвреживания: иммобилизация (связывание с пектинами) в клеточной стенке (Zornoza et al., 2002), образование комплексов с хелаторами (Sanjaya et al., 2008), синтез стрессовых белков (Clemens, 2001), синтез металлотионеинов и фитохелатинов (Zhigang el al., 2006; DalCorso et al., 2008; Ргёуёга!

et al., 2009) и другие. Свинец частично включается в эти процессы только из-за схожести своих физико-химических свойств (в певую очередь это валентность), однако это происходит в значительно меньшей степени. В тоже время пути метаболизма свинца остаются еще очень мало изученными.

Рис. 7. Схема влияния ТМ на цитогенетические параметры сосны обыкновенной Схема влияния ТМ

По результатам цитогенетического анализа, проведенного в 2009-2010 гг., а также литературным данным (The molecular mechanism.., 1984; Закономерности индукции цитогенетических эффектов.., 2005; Титов, 2007; Кулаева, 2010 и др.) разработана схема влияния ТМ на примере сосны обыкновенной (рис. 7). Она охватывает только часть генотоксического эффекта ТМ, проявляющегося в первую

очередь ингибированием митотической активности, а также повышением уровня и спектра патологических митозов и, как следствие, значительным увеличением доли микроядер.

Ядрышковая активность

В контрольном варианте преобладают клетки с 3-5 ядрышками (с максимумом — клетки с 4 ядрышками), что является нормой для сосны обыкновенной (Буторина и др., 2007; Цитогенетические реакции.., 2009) и свидетельствует о преобладающей активности ядрышковых организаторов двух-трех пар хромосом. Во всех опытных вариантах с участием ТМ преобладают клетки с 5-8 ядрышками в клетке (с максимумом клеток с 6 ядрышками). Причем существенно возрастает число клеток с максимальным количеством ядрышек (с 10-12 ядрышками в ядре) по сравнению с контролем (в среднем в 3-5 раз), что может быть еще одним показателем усиления метаболической активности под воздействием стресса.

ВЫВОДЫ

1. В ходе пятилетнего цитогенетического мониторинга шести выборок сосны обыкновенной из Усманского бора установлено, что состояние генетического аппарата деревьев сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) из различных по типу лесов (автохтонные, самосев естественных древостоев и культуры сосны) является удовлетворительным, соответствующим фенотипу деревьев. Подтверждается возможность их использования в качестве источника семян для лесовосстановительных работ, а также для экспериментальных исследований по изучению стрессоров различной природы (в частности ТМ) на сосну обыкновенную.

2. Заметное ингибирование митоза проростков семян сосны обыкновенной, проявляющееся в сильном увеличении доли клеток в первую очередь на переходе метафаза-анафаза (до 14,1%), может быть следствием блокировки полимеризации тубулина микротрубочек веретена деления. Появление большого числа фрагментов (до 20-30%) и агглютинаций (до 9%) хромосом, а также увеличение доли микроядер (до 88 раз), свидетельствует об ингибирующем действии ТМ на ферменты систем репарации ДНК.

3. По данным изучения уровня ПМ и частоты встречаемости микроядер сформирован ряд генотоксического (мутагенного) действия ТМ на проростки сосны обыкновенной: Pb > Zn > Си. На основании показателей МИ, доли клеток на переходе метафаза-анафаза и результатам лабораторной всхожести семян, можно выделить токсический ряд влияния ТМ на проростки сосны обыкновенной: Си > Pb > Zn.

4. Выявлена большая чувствительность цитогенетических показателей (доля клеток на переходной стадии мета-анафазы, уровень и спектр патологических митозов, частота встречаемости микроядер) по сравнению с активностью и изозимным спектром дыхательных ферментов: Гл-6-Ф-ДГ, ПО, ИДГ, НАДН-ДГ, НАДФН-ДГ и др.

5. Дисперсионный анализ влияния ТМ на изученные цитогенетические параметры семенного потомства сосны обыкновенной доказал наименьшую

чувствительность показателя МИ. Поэтому для правильных выводов о степени токсичности определенного соединения следует обязательно учитывать долю клеток на каждой стадии митоза (в первую очередь метафазы и перехода метафаза-анафаза), уровень и спектр патологий митоза, долю клеток с микроядрами.

По теме диссертации опубликованы следующие работы

Статьи

1. *Буторина А.К. Перспективы использования цитогенетического анализа в лесоводстве на примере оценки состояния островных боров Воронежской области / А.К. Буторина, О.В. Ермолаева, О.Н. Черкашина, И.Э. Мазурова, М.В. Белоусов, А.И. Чернодубов // Успехи современной биологии. — 2008. — Т. 128, № 4. - С. 400408.

2. *Белоусов М.В. Воздействие нитрата свинца на цитогенетические показатели сосны обыкновенной / М.В. Белоусов, О.С. Машкина, В.Н. Попов // Вестник Воронежского государственного университета. Сер. Химия. Биология. Фармация. — Воронеж, 2010. — № 2. - С. 63-66.

3. *Белоусов М.В. Цитогенетические реакции сосны обыкновенной на воздействие свинца как одного из факторов техногенного стресса / М.В. Белоусов, Н.Н. Шкуркина, О.С. Машкина, В.Н. Попов // Вестник Воронежского государственного университета. Сер. География. Геоэкология. — Воронеж, 2011. — № 1.-С. 129-131.

Материалы конференций

4. Буторина А.К. Цитогенетический мониторинг лесов Воронежской области / А.К. Буторина, О.Н. Черкашина, О.В. Ермолаева, М.В. Белоусов // Кариология, кариосистематика и молекулярная систематика растений: тез. докл. и стенд, сообщений 5-й Междунар. совещания и школы молодых ученых по кариологии, кариосистематике и молекулярной систематике растений (г. Санкт-Петербург, 12-15 октября 2005 г.). - СПб.: ЛЭТИ, 2005. - С. 15-16.

5. Белоусов М.В. Цитогенетический мониторинг лесов сосны обыкновенной в условиях Усманского бора / М.В. Белоусов // Роль естественных наук в решении проблем современного общества. Материалы Всероссийской студенческой конф. (г. Липецк, 11-12 декабря 2009 г.). - Липецк, 2009. С 9-11.

6. Белоусов М.В. Цитогенетическая оценка состояния сосны обыкновенной в уникальном Усманском бору / М.В. Белоусов, В.Н. Попов // Природноресурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России: сб. ст. 8-й Междунар. науч.-практ. конф. (г. Пенза, янв. 2010 г.). — Пенза, 2010. — С. 12-14.

7. Белоусов М.В. Оценка состояния уникального Усманского бора по цитогенетическим показателям семенного потомства сосны обыкновенной / М.В. Белоусов, В.Н Попов // 14-я Междунар. Пущинская школа-конференция молодых ученых, том 2. (г. Пущино, 19-23 апреля 2010 г.). — Пущино 2010. С. 11-12.

8. Белоусов М.В. Изменчивость цитогенетических показателей семян сосны обыкновенной уникального Усманского бора / М.В. Белоусов // Экология России и

сопредельных территорий : материалы 15-й Междунар. экологической студ. конф. — Новосибирск, 2010 С. 133 .

9. Мазурова И.Э. Микроядерный тест у сосны обыкновенной, произрастающей в различных экологических условиях / И.Э. Мазурова, М.В. Белоусов, В.Н. Попов // Экология и жизнь : сб. ст. 19-й Междунар. науч.-практ. конф. (г. Пенза, нояб. 2010 г.) — Пенза, 2010 .— С. 171-173.

10. Белоусов М.В. Варьирование митотической активности у проростков семян сосны обыкновенной в норме и под действием нитрата свинца / М.В. Белоусов, В.Н. Попов // Экологическая безопасность и устойчивое развитие территорий : сб. ст. 1-й Междунар. науч.-практ. конф. (г. Чебоксары, 2010) — Чебоксары, 2010. — С. 128129.

3 работы (отмеченные знаком*) опубликованы в изданиях, входящих в список ВАК РФ (№ 1,2, 3).

Подписано в печать 06.05.11. Формат 60*84 '/,6. Усл. псч. л. Тираж 100 экз. Заказ 624.

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии Издательско-полиграфического центра Воронежского государственного университета. 394000, Воронеж, ул. Пушкинская, 3

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Белоусов, Михаил Владимирович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Цитогенетический мониторинг - эффективный способ оценки состояния окружающей среды и живых организмов.

1.1.1. Критерии цитогенетического мониторинга.

1.2. Информативность митоза как основного типа деления клеток пролиферирующей ткани для оценки состояния генетического аппарата организмов.

1.3. Сосна обыкновенная как одна из основных лесообразующих пород в Воронежской области.

1.3.1. Систематическое положение, биология и ареал.

1.3.2. Цитогенетика.

1.4. Тяжелые металлы - приоритетные токсиканты.

1.4.1. Источники загрязнения биосферы тяжелыми металлами.

1.4.2. Влияние физических и химических свойств тяжелых металлов на уровень индуцируемого биологического эффекта.

1.4.3. Цитогенетические эффекты воздействия разных концентраций тяжелых металлов.

1.4.4. Молекулярные и клеточные механизмы реакции растений на воздействие тяжелых металлов.

Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА.

2.1. Эколого-географическая характеристика Усманского бора.

2.2. Характеристика объекта исследования.

2.3. Методика изготовления микропрепаратов и обработка результатов.

2.4. Биохимические методы исследования.

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБСУЖДЕНИЕ.

3.1. Цитогенетика сосны обыкновенной из различных районов Усманского бора (2006-2008 гг.).

3.1.1. Митотическая активность.

3.1.2. Уровень и спектр патологий митоза.

3.1.3. Ядрышковая активность.

3.1.4. Частота встречаемости клеток с микроядрами.

3.2. Влияние нитрата свинца на цитогенетические и биохимические показатели сосны обыкновенной (2009 г).

3.2.1. Цитогенетический анализ.

3.2.2. Биохимические исследования.

3.3. Влияние нитратов свинца, цинка, меди и калия на цитогенетическую изменчивость сосны обыкновенной (2010 г).

3.3.1. Сравнительный анализ воздействия тяжелых металлов на цитогенетические показатели сосны обыкновенной.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Влияние тяжелых металлов на цитогенетическую изменчивость сосны обыкновенной"

Актуальность темы. Своевременная оценка устойчивости лесных экосистем имеет огромное значение в связи с постоянно усиливающимся антропогенным давлением. В России сегодня наблюдается кризис лесных сообществ, который проявляется в сокращении площади лесных территорий, снижении их устойчивости, продуктивности, способности противостоять вредителям и болезням, в сокращении видового разнообразия. Так, за последние годы в Центрально-Черноземной зоне в целом лесистость упала с 18,7 до 10,4%, а непосредственно в Воронежской области до 7,4%. С ростом населения и интенсификацией хозяйственной деятельности значение леса постоянно возрастает, лесные территории же неуклонно сокращаются (Гераськина, 2007; Шилов, 2011). В сложившейся ситуации большое значение для оптимизации лесовосстановительного и лесообразовательного процесса имеет изучение влияния природных и антропогенных факторов на продуктивность и устойчивость лесов.

ТМ позволит определить уже на ранних этапах их генотоксический эффект; характер, специфику и механизмы воздействия на цитогенетический аппарат; чувствительность к этим факторам различных цитогенетических показателей и др. Эти вопросы недостаточно изучены у хвойных видов. Установление закономерностей индукции цитогенетических эффектов у растений при действии ТМ необходимо для обоснования решений в природоохранной деятельности, для восстановления лесов на значительных по площади территориях, загрязненных ТМ.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

3. Разработать ряды генотоксичности ТМ и схему их влияния на цитогенетические параметры сосны обыкновенной.

По результатам воздействия ТМ на проростки семян сосны обыкновенной сформированы ряды генотоксического и токсического эффектов влияния. Предпринята попытка выявления механизмов их действия на клеточном уровне.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Результаты проведенных цитогенетических исследований шести выборок (из Краснолесного и Борского лесничеств) Усманского бора свидетельствуют об удовлетворительном состоянии исследованного древостоя и подтверждают возможность его использования в качестве источника семян для лесовосстановительных работ, а также для экспериментальных исследований по изучению влияния стрессоров различной природы (в частности ТМ) на сосну обыкновенную.

3. Токсический и генотоксический эффекты воздействия одного и того же металла разнохарактерны и позволяют формировать различные ряды по уровню индуцируемого цитогенетического эффекта.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, включая 3 статьи в рецензируемых журналах.

Заключение Диссертация по теме "Экология (по отраслям)", Белоусов, Михаил Владимирович

выводы

1. В ходе пятилетнего цитогенетического мониторинга шести выборок сосны обыкновенной из Усманского бора установлено, что состояние генетического аппарата деревьев сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) из различных по типу лесов (автохтонные, самосев естественных древостоев и культуры сосны) является хорошим, соответствующим фенотипу деревьев. Подтверждается возможность их использования в качестве источника семян для лесовосстановительных работ, а также для экспериментальных исследований по изучению влияния стрессоров различной природы (в частности ТМ) на сосну обыкновенную.

МИ, доли клеток на переходе метафаза-анафаза и результатам лабораторной всхожести семян, можно выделить токсический ряд влияния ТМ на проростки сосны обыкновенной: Си > Pb > Zn.

5. Дисперсионный анализ влияния ТМ на изученные цитогенетические параметры семенного потомства сосны обыкновенной доказал наименьшую чувствительность показателя МИ. Поэтому для правильных выводов о степени токсичности определенного соединения следует обязательно учитывать долю клеток на каждой стадии митоза (в первую очередь метафазы и перехода метафаза-анафаза), уровень и спектр патологий митоза, долю клеток с микроядрами.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Белоусов, Михаил Владимирович, Воронеж

1. Агапова Н.Д. О хромосомной терминологии / Н.Д. Агапова, В.Г. Гриф // Ботанический журнал. 1982. - Т. 67, № 9. - С. 1280-1284.

2. Активность и изоферментный спектр пероксидазы клонов карельской берёзы, размножаемых in vitro / O.A. Землянухина и др. // Межрегиональный сборник научных трудов №5. Воронеж: ВГУ, 2003.-С. 46-52.

3. Алексеева-Попова Н.В. Клеточно-молекулярные механизмы металлоустойчивости растений / Н.В. Алексеева-Попова // Устойчивость к тяжелым металлам дикорастущих видов. JL, 1991. С. 5-15.

4. Алиханян С.И. Общая генетика / С.И. Алиханян, А.П. Акифьев, JI.C. Чернин. М. : Высш. шк., 1985. - 448 с.

5. Алаева JI.A. Закономерности распространения почвенного покрова надпойменных террас Среднерусской лесостепи / JI.A. Алаева, J1.JI. Яблонских // Сорбционные и хроматографические процессы. — Воронеж, 2003. — Т. 3, вып. 5. —С. 605-611.

6. Алов И.А. Цитофизиология и патология митоза / И.А. Алов. М. : Медицина, 1972. - 264 с.

7. Алтухов Ю.П. Внутривидовое генетическое разнообразие : мониторинг и принципы сохранения / Ю.П. Алтухов // Генетика. 1995. - Т. 31, N 10. -С. 1333-1357.

8. Андреева Е.А. Устойчивость к солям меди и никеля у ipt-трансгенных растений картофеля / Е.А. Андреева, JI.A. Лутова // Экологическая генетика трансгенных организмов. — 2004. Т. 2. № 3. С. 25-31.

9. Ю.Архипчук B.B. Использование ядрышковых характеристик в биотестировании / В.В. Архипчук // Цитология и генетика. 1995. -Т. 29, №3.-С. 6-11.

10. П.Багрянская И. А. Большой практикум по цитологической и эмбриологической микротехнике / И.А. Багрянская, М.Н. Назарова. -Воронеж : Воронеж, гос. ун-т, 1982. -20 с.

11. Бессонова В.П. Использование цитогенетических критериев для оценки мутагенности промышленных поллютантов / В.П. Бессонова, З.В. Грицай, Т.Н. Юсыпива // Цитология и генетика. 1996. - Т.30, № 5. -С. 70-75.

12. З.Бессонова В.П. Клеточный анализ роста корней Lathyriis odoratm L. при действии тяжелых металлов / B.JI. Бессонова // Цитология и генетика, 1991. Т. 25, №6. С. 18-22.

13. Бродский В.Я. Ядрышко / В.Я. Бродский // Руководство по цитологии / В.Я. Бродский. М.; Л„ 1965. - Т. 1. - С. 306-324.

14. Бурдин К.С. Основы биологического мониторинга / К.С. Бурдин. М. : Изд-во Моск. гос. ун-та, 1985. - 158 с.

15. Бурдин К.С. Основы генетического мониторинга / К.С. Бурдин. М. : Изд-во Моск. гос. ун-та, 1985. - 160 с.

16. Бутовский Р.О. Автотранспортное загрязнение и энтоморфофауна / Р.О. Бутовский. Агрохимия. 1990. № 4. С. 139-150.

17. Буторина А.К. Анализ чувствительности различных критериев цитогенетического мониторинга / А.К. Буторина, В.Н. Калаев // Экология. 2000. - № 3. - С. 206-210.

18. Буторина A.K. Береза повислая как тест-объект для цитогенетического мониторинга / А.К. Буторина, Т.В. Вострикова // Проблемы повышения экологических функций леса : материалы междунар. симпозиума. -Воронеж, 2000. С. 91-92.

19. Буторина А.К. Соматическая редукция хромосом у сосны обыкновенной / А.К. Буторина, Ю.Н. Исаков, Л.С. Мурая // Цитология. 1984. - Т. 26, № 7. - С. 852-855.

20. Буторина А.К. Спонтанный мутагенез у сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.). Первый случай обнаружения мутанта с кольцевой и добавочной хромосомами / А.К. Буторина, Л.С. Мурая, Ю.Н. Исаков // Докл. АН СССР. 1979. - Т. 284, № 4. - С. 977-979.

21. Буторина А.К. Факторы эволюции кариотипов древесных / А.К. Буторина // Успехи современной биологии. 1989. - Т. 108, вып. 3 (6). - С. 342-357.

22. Буторина А.К. Цитогенетическая характеристика семенного потомства некоторых видов древесных растений в условиях антропогенного загрязнения г. Воронежа / А.К. Буторина и др. // Цитология. 2000. -Т. 42, №2.-С. 196-201.

23. Буторина А.К. Цитогенетический мониторинг среды в районе биостанции ВГУ «Веневитиново» / А.К. Буторина, В.Н. Калаев // Биологическиепроблемы устойчивого развития природных экосистем : тез. докл. -Воронеж, 1996. Ч. 2. - С. 97-99.

24. Буторина А.К. Цитогенетический мониторинг среды в районе биостанции ВГУ «Веневитиново» / А.К. Буторина, В.Н. Калаев // Биологические проблемы устойчивого развития природных экосистем : тез. докл. -Воронеж, 1996. Ч. 2. - С. 97-99.

25. Буторина А.К. Шкала чувствительности критериев цитогенетического мониторинга / А.К. Буторина, В.Н. Калаев // Цитология. 1999. - Т.41, № 12.-С. 1056-1057.

26. Буштуева К.А. О нормировании автомобильных выбросов / К.А. Буштуева, JI.M. Лифлянд // Гигиена и санитария. 1988. № 12. С. 4852.

27. Бюллетень фонового загрязнения окружающей среды в регионе Восточно-европейских стран — членов СЭВ. М., 1983-1987.

28. Ван дер Варден Б.Л. Математическая статистика / Б.Л. Ван дер Варден. -М. : Иностр. лит., 1960. 435 с.

29. Вардуни Т.В. Перестройки хромосом в клетках высших растений как показатель мониторинга мутагенов окружающей среды : автореф. дис. . канд. биол. наук / Т.В. Вардуни. Воронеж, 1997. - 23 с.

30. Ваулина Э.Н. Влияние ионов кадмия на деление клеток корневой меристемы Crépis capilliaris (L.) Wallr. / Э.Н. Ваулина, И.Д. Аникеева, И.Г. Коган // Цитология и генетика, 1978. Т. 12, № 6. С. 497-503.

31. Вересин М.М. Леса воронежские / М.М. Вересин. Воронеж : Центр.-Чернозем, кн. изд-во, 1971. - 224 с.

32. Виленчик М.М. Радиобиологические эффекты и окружающая среда / М.М. Виленчик. —М.: Энергоатомиздат, 1991. 160 с.

33. Генетическая дифференциация субпопуляций сосны обыкновенной в условиях техногенного загрязнения / В.А. Духарев, И.И. Коршиков, С.М. Рябоконь и др. // Цитология и генетика. 1992. - Т. 26, № 3. - С.7-11.

34. Генкель П.А. Ботаника / П.А. Генкель, JI.B. Кудряшов. М. : Просвещение, 1964. - 695 с.

35. Генотоксический эффект хлористого кадмия в различных тест-системах / М.Г. Пешева, С.Г. Чанкова, И.В. Абрамова и др. // Генетика, 1997. Т. 33, №2. С. 183-188.

36. Герасимов И.П. Научные основы современного мониторинга окружающей среды / И.П. Герасимов // Изв. АН СССР. 1975. - N 3. - С. 13-25.

37. Гераськин С.А. Оценка следствий воздействия физических факторов на природные и аграрные экологические системы / С.А. Гераськин, Г.В. Козьмин // Экология. 1995. - № 6. - С. 14-19.

38. Гераськин С.А. Сравнительный анализ методами биоиндикации антропогенного загрязнения района расположения предприятия по переработке и хранению радиоактивных отходов из 30-км зоны ЧАЭС / Гераськин С.А. и др. // Экология. 2000. - № 4. - С. 300-303.

39. Гераськина Н.П. Биоиндикационная оценка устойчивости лесных экосистем к промышленному загрязнению среды / П.Н. Гераскина // Вестник Воронежского государственного университета. Сер. Химия. Биология. Фармация. —Воронеж, 2007 .— № 1. С. 61-65.

40. Гершензон С.М. Мутации / С.М. Гершензон. Киев : Наук, думка, 1991. - 112 с.

41. Гиргидов Д.Я. Неравномерность семеношения сосны и прогноз урожая семян / Д.Я. Гиргидов // Лесная генетика, селекция и семеноводство. -Петрозаводск, 1970. С. 399-404.

42. Глазовская М.А. Критерии классификации почв по опасности загрязнения свинцом / М.А. Глазовская // Почвоведение. 1994. № 4. С. 110-120.

43. Годовиков A.A. Орбитальные радиусы и свойства элементов /

44. A.A. Годовиков. — Новосибирск: Наука, 1977. 156 с.

45. Гончаренко Г.Г. Исследования генетической структуры и уровня дифференциации у Pinus sylvestris L. в центральных и краевых популяциях Восточной Европы и Сибири / Г.Г. Гончаренко и др. // Генетика. 1993. - № 12. - С. 2019-2037.

46. Горбатов B.C. Устойчивость и трансформация тяжёлых металлов (Zn, Pb, Cd) в почвах / B.C. Горбатов // Почвоведение. 1988. № 1. С. 35-43.

47. Гриф В.Г. Влияние ритма освещения на митотический цикл в корневой меристеме растений / В.Г. Гриф, Э.М. Матче // Цитология. 1996. - Т. 38, №7.-С. 718-725.

48. Гриф В.Г. Временные параметры митотического цикла у цветковых растений / В.Г.'Гриф, В.Б. Иванов // Цитология. 1975. - Т. XVII, № 6. -С. 694-717.

49. Гриф В.Г. Параметры митотического цикла у цветковых растений /

50. B.Г. Гриф, В.Б. Иванов // Цитология. 1995. - Т.37, №8. - С. 723-743.

51. Гришаева И.Г. Цитогенетика сосны меловой : (в связи с вопросами экологии и таксономии): автореф. дис. . канд. биол. наук / И.Г. Гришаева. Воронеж, 2004. - 23 с.

52. Гудков И.Н. Противолучевая защита растений с помощью солей металлов в условиях радиоактивного загрязнения территорий / И.Н. Гудков,

53. B.Е. Кицно, С.П. Грисюк // Радиац. б иол. Радиоэкол., 1999. Т. 39, вып. 2-3.1. C. 349-353.

54. Гуральчук Ж.З. Механизмы устойчивости растений к тяжелым металлам / Ж.З. Гуральчук // Физиология и биохимия культурных растений, 1994. Т. 26. С. 107-117.

55. Гуськов Е.П. Свободно-радикальные процессы и уровень аберраций хромосом в листьях древесных растений как тест-системы на генотоксичность городской среды / Е.П. Гуськов и др. // Экология. -2000.-№4.-С. 270-275.

56. Данченко А.М . Популяционная изменчивость березы / A.M. Данченко. -Новосибирск : Наука, Сиб. отд-ние, 1990. 205 с.61 .Данченко A.M. Береза / A.M. Данченко. Алма-Ата : Кайнар, 1982. - 72 с.

57. Дворник В.Я. Генетическая дифференциация по локусам эстераз краевых популяций сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) на территории Украины / В.Я. Дворник, И.П. Михеенко, B.C. Котов // Цитология и генетика. 1998. - Т. 32, № 3. - С. 59-63.

58. Джувеликян Х.А. Экология и человек / Х.А. Джувеликян. — Воронеж: ВГУ, 1999. —264 с.

59. Довгалюк А.Н. Оценка фито- и цитотоксической активности соединений тяжелых металлов и алюминия с помощью корневой апикальной меристемы лука / А.Н. Довгалюк, Т.Е. Калиняк, Я.Б. Блюм // Цитология и генетика, 2001. Т. 1. С. 3-9.

60. Довгалюк А.И. Цитогенетические эффекты солей токсичных металлов на клетки апикальной меристемы проростков Allium сера L. / А.Н. Довгалюк, Т.Е. Калиняк, Я.Б. Блюм // Цитология и генетика, 2001. Т. 2. С. 3-10.

61. Доклад о состоянии окружающей среды и природоохранной деятельности г. Воронежа в 1999 году / отв.ред. Н.В. Стороженко. Воронеж, 2000. - 44 с.

62. Дорошев С.А. Влияние антропогенных стрессоров на изменчивость цитогенетических показателей у сосны обыкновенной : автореф. дис. . канд. биол. наук / С.А. Дорошев. Воронеж, 2004. - 23 с.

63. Дубинин Н.П. Потенциальные изменения ДНК и мутации. / Н.П. Дубинин // Молекулярная цитогенетика. — М.: Наука, 1978. 242 с.

64. Духарев В.А. Хвойные как тест-системы на мутагенность окружающей среды / В.А. Духарев, A.B. Духарева, И.М. Минаев // Известия АН СССР. Сер. биологическая. 1988. - Т. 298, № 3. - С. 742-745.

65. Евсеева Т.И. Закономерности индукции цитогенетических эффектов у растений при действии тяжелых металлов / Т.И. Евсеева, Е.В. Белых, Т.Н. Майстренко // Вестник института биологии. 2005. Т. 87, №1. С. 4-13.

66. Евсеева Т.И. Сочетанное действие факторов радиационной и нерадиационной природы на традесканцию / Т.И. Евсеева, С.А. Гераськин. — Екатеринбург, 2001. 156 с.

67. Евсеева Т.И. Сочетанное действие хронического гамма-облучения и нитрата тория-232 на традесканцию (клон 02) в условиях водной культуры / Т.И. Евсеева, В.Г. Зайнуллин // Радиац. биол. Радиоэкол., 1998. Т. 38, вып. 6. С. 856-864.

68. Епифанова О.И. Лекции о клеточном цикле / О.И. Епифанова. — М. : КМК, 2003.-160 с.

69. Епринцев А.Т. Функционирование малатдегидрогеназной системы в мезофилле и обкладке листьев кукурузы в условиях солевого стресса /

70. A.Т. Епринцев, О.С. Федорина // Физиология растений. 2007. - Т. 54, №6. - С. 820 - 827.

71. Ермаков В.И. Объем и краткая характеристика генофонда березы Севера /

72. B.И. Ермаков // Всесоюзное совещание по лесной генетике, селекции и семеноводству. Петрозаводск, 1983. - С. 9-11.

73. Жизнь растений : в 6 т. / под ред. Федорова A.A. М. : Просвещение, 1980. - Т. 5 : Цветковые растения, ч. 1. — 430 с.

74. B.И. Завражнов, Р.И. Китаева, К.Ф. Хмелев. Воронеж : Изд-во Воронеж, гос. ун-та, 1973. - 392 с.79.3ахаренко Л.П. О генетическом мониторинге при загрязнении местности малыми дозами радиации / Л.П. Захаренко // Вестн. ВОГиС. 1999. -№10.-С. 47-52.

75. Захаров В.М. Биотест : интегральная оценка здоровья экосистем и отдельных видов / В.М. Захаров, Д.М. Кларк. — М. : Моск. отд-ние междунар. фонда «Биотест», 1993. 68 с. 81.Здоровье среды : практика оценки / В.М. Захаров, А.Т. Чубинишвили,

76. Изменчивость цитологических показателей семян сосны обыкновенной уникального Хреновского бора / А.К. Буторина, О.Н. Черкашина,

77. A.И. Чернодубов, И.А. Авдеева // Генетика. 2005. - Т.41, №6. - С.778-788.

78. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды / Ю.А. Израэль. М. : Гидрометеоиздат, 1979. - 376 с.

79. Ильин В.Б. Влияние ТМ на рост, развитие и урожайность сельскохозяйственных культур / В.Б. Ильин, Г.А. Гармаш, Н.Ю. Гармаш // Агрохимия. 1985. № 6. С. 90-100.

80. Ильин В.Б. Распределение свинца и кадмия в растениях пшеницы, произрастающей на загрязненных этими металлами почвах /В.Б. Ильин, М.Д. Степанова // Агрохимия. 1980. № 5. С. 114-119.

81. Ильинских H.H. Использование микроядерного теста в скрининге и мониторинге мутагенов / H.H. Ильинских, И.Н. Ильинских,

82. B.Н. Некрасов// Цитология и генетика. 1998. - Т. 22, № 1. - С.67-71.

83. Ильинских H.H. Цитогенетический гомеостаз и иммунитет / H.H. Ильинских, И.Н. Ильинских, Е.Ф.Бочаров. Новосибирск : Наука, Сиб. отд-ние, 1986. - 253 с.

84. Индикация загрязнения окружающей среды с использованием кариологических методов / H.A. Калашник, J1.M. Шафикова, Т.А. Лихонос и др. // Цитология. СПб., 1999. - Т. 41, № 12. - С. 1065.

85. Ирошников А.И. Программы генетического мониторинга и улучшения лесов России / А.И. Ирошников // Материалы 2-го съезда Вавиловского общества генетиков и селекционеров. СПб., 2000. - Т. 1. - С. 182.

86. Кабата-Пендиас А. Микроэлементы в почвах и растениях / А. Кабата-Пендиас, X. Пендиас. — М.: Мир, 1989. 498 с.

87. Казанцева И.А. Патология митоза в опухолях человека / И.А. Казанцева. — Новосибирск: Наука, 1981. 114 с.

88. Калаев В.Н. Цитогенетические реакции лиственных древесных растений на стрессовые условия и перспективы их использования для оценки генотоксичности окружающей среды : автореф. дис. . докт. биол. наук / В.Н. Калаев. Воронеж, 2009. - 47 с.

89. Калаев В.Н. Цитогенетический мониторинг загрязнения окружающей среды с использованием растительных тест-объектов : автореф. дис. . канд. биол. наук / В.Н. Калаев. — Воронеж, 2000. 25 с.

90. Калаев В.Н. Оценка антропогенного загрязнения районов г. Старый Оскол по цитогенетическим показателям семенного потомства березы повислой / В.Н. Калаев, А.К. Буторина, О.Ю. Шелухина // Экологическая генетика. — 2006. Т. 4. №2.-С. 9-21.

91. Калашник H.A. Индикация загрязнения окружающей среды с использованием кариологических методов / Калашник H.A. и др. // Цитология. 1999. - Т. 41, N 12. - С. 1065.

92. Калашник H.A. Популяционная изменчивость кариотипа сосны обыкновенной в Башкирии / H.A. Калашник, Л.П. Преснухина //

93. Цитология и генетика. 1991. - Т. 25, № 3. - С.12-17.

94. Калашник H.A. Хромосомная индикация загрязнения окружающей среды с использованием древесных объектов / H.A. Калашник и др. // Проблемы эволюционной цитогенетики, селекции и интродукции. -Томск, 1997.-С. 69-71.

95. Кальченко В.А. Генетические эффекты в популяциях сосны обыкновенной, произрастающих в условиях хронического облучения малыми дозами / В.А. Кальченко, Д.А. Спирин // Генетика. 1989. - Т. XXV, №6.-С. 1059-1064.

96. Камалова И.И. Методические указания для идентификации клонов сосны обыкновенной с использованием ген-ферментных маркеров / И.И. Камалова // Учебно-методическое пособие. Воронеж: НИИИЛГиС, 2001.-23 с.

97. Камалова И.И. Генетическое разнообразие сосны обыкновенной Усманского и Хреновского боров Воронежской области / И.И. Камалова. Н.И. Внукова, P.M. Камалов // Межрегион, сб. науч. работ. Вып. 11. ВГУ.-Воронеж, 2009,- С. 102-106.

98. Кафиани К.А. Роль ионного гомеостаза клетки в явлениях роста и развития / К.А. Кафиани, А.Г. Маленков // Усп. совр. биол., 1976. Т. 81, № 3. С. 445-463.

99. Кикнадзе И.И. Функциональная морфология хромосом / И.И. Кикнадзе. М.: Наука, 1972. - 209 с.

100. Ковалева Н.Г. Лечение растениями / Н.Г. Ковалева. М. : Медицина, 1972.-351 с.

101. Козо-Полянский Б.М. Курс систематики высших растений / Б.М. Козо-Полянский. Воронеж : Изд-во Воронеж, гос. ун-та, 1965. -407 с.

102. Козубов Г.М. Современные голосеменные : (морфологический обзор и кариология) / Г.М. Козубов, E.H. Муратова. Л. : Наука, 1986. - 192 с.

103. Комплексная биологическая оценка современного состояния зеленой зоны города Воронежа / B.C. Шаталов, В.В. Кругляк, П.Д. Венгеров и др. // Лесные экосистемы зеленой зоны г. Воронежа. Воронеж, 1999. -С. 15-19.

104. Константинов A.B. Цитогенетика / A.B. Константинов. Минск : Высш. шк., 1971.-296 с.

105. Кравец Б.Б. Пути снижения смертности от злокачественных новообразований в Воронежской области / Б.Б. Кравец, Н.Т. Барвитенко, Л.В. Яковлева// Учеб.-метод. пособие. Воронеж, 1997. 297 с.

106. Кравченко А.Н. Особенности мейоза у пшеницы и ее гибридов / А.Н. Кравченко. Кишинев : Штиинца, 1977. - 599 с.

107. Крамер П.Д. Физиология древесных растений / П.Д. Крамер, Т.Т. Козловский. М. : Лесн. промышленность, 1983. - 462 с.

108. Крюссман Г. Хвойные породы / Г. Крюссман. М. : Лесн. промышленность, 1986. — 256 с.

109. Кузнецова Т.Ю. Влияние тяжелых металлов на некоторые физиолого-биохимические показатели растений рода Betula L.: автореф. дис. . канд. биол. наук / Т.Ю. Кузнецова. Петрозаводск, 2009. - 23 с.

110. Кулаева O.A. Молекулярно-генетические основы устойчивости высших растений к кадмию и его аккумуляции / O.A. Кулаева, В.Е. Цыганов // Экологическая генетика. 2010. Т. 8. № 3. С. 3-15.

111. Кулаичев А.П. Методы и средства комплексного анализа данных / А.П. Кулаичев. — М. :ФОРУМ; ИНФРА, 2006. 512 с.

112. Лакин Г.Ф. Биометрия : учеб. пособие для биол. спец. вузов / Г.Ф. Лакин. — М. : Высш. шк., 1990. 362 с.

113. Левина Э.Н. Общая токсикология металлов / Э.Н. Левина. — Л.: Медицина, 1972. 184 с.

114. Левитес Е.В. Генетика изоферментов растений/ Е.В.Левитес / Новосибирск: Наука, 1986. 145 с.

115. Лес России: энциклопедия / под общ. Ред. А.И. Уткина, Г.В. Линдемана, В.И. Некрасова, A.B. Смолина. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1995. С. 216.

116. Лесной Кодекс Российской Федерации : принят Гос. Думой 22 янв. 1997 г. М.: Юрид. лит., 1997. - 94 с.

117. Любавская А .Я. Лесная селекция и генетика : учебник для вузов /

118. А.Я. Любавская. -М. : Лесная промышленность, 1982. -288 с.

119. Мазурова И.Э. Цитогенетика лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb.) в условиях интродукции и антропогенного стресса : Автореф. . канд. биол. наук. / И.Э. Мазурова. // Воронеж, - 2008. - 23 с.

120. Макарова Т.П. Сравнительный кариологический анализ березы повислой и пушистой в центральной части южной тайги : автореф. дис. . канд. биол. наук / Т.П. Макарова. М., 1989. - 24 с.

121. Малкина И.С. Влияние освещенности места обитания на световые кривые фотосинтеза клена и березы / И. С. Малкина // Лесоведение. -1977. -№3.-С. 21-25.

122. Мамаев С.А. Проблемы биологического разнообразия и его поддержания в лесных экосистемах / С.А. Мамаев, А.К. Махнев // Биологическое разнообразие лесных экосистем. М., 1995. - 356 с.

123. Мамчик Н.П. Экология и мониторинг здоровья города Воронежа. Воронеж, 1997. 178 с.

124. Маурер Г. Диск-электрофорез / Г.Маурер // М.: Мир, 1971.- 222 с.

125. Махнев А.К. Индивидуальная изменчивость березы Припышнинских боров Зауралья : автореф. дис. . канд. сельскохоз. наук / А.К. Махнев. -Свердловск, 1965. 27 с.

126. Медведев П.В. Исследование влияния природно-географических и сортовых факторов на накопление тяжелых металлов яровой пшеницей / П.В. Медведев, В.А. Федотов // Вестник ОГУ. — 2009. № 6. С. 222-226.

127. Мельничук Ю.Л. Влияние ионов кадмия на клеточное деление и рост растений / Ю.Л. Мельничук. — Киев: Наукова думка, 1990. 148 с.

128. Механизмы радиоустойчивости растений / Под ред. Д.М. Гродзинского. — Киев: Наукова думка, 1976. 167 с.

129. Мецлер Д. Биохимия. Химические реакции в живой клетке / Д. Мецлер — М.:Мир, 1980. Т. 1.407 с.

130. Микроядерный анализ и цитогенетическая нестабильность / H.H. Ильинских, В.В. Новицкий, H.H. Ванчугова, И.Н. Ильинских. -Томск : Изд-во Томск, ун-та, 1992. 269 с.

131. Миронов А.Н. Изменчивость цитологических показателей у сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) под влиянием мутагенов среды / А.Н. Миронов, Е.А. Панкратьева // Цитология. 1999. - Т. 41, № 12. - С. 1070-1071.

132. Муратова E.H. Добавочные хромосомы голосеменных растений / E.H. Муратова // Цитология. 1999. - Т. 41, № 12. - С.1071.

133. Муратова E.H. Кариологическое исследование болотных и суходольных популяций сосны обыкновенной (Pinus silvestris L) / E.H. Муратова, T.C. Седельникова // Экология. -1993, № 6. С.41- 49.

134. Муратова E.H. Кариотипы сосен группы Cembra / E.H. Муратова // Ботанич. журн. -1980. Т. 65, № 8. - С. 1130-1138.

135. Муратова E.H. Особенности ядрышкообразующих хромосом у представителей рода Pinus L. / E.H. Муратова // Изв. АН СССР. Сер. биологическая. 1983. - № 5. - С. 700-712.

136. Муратова E.H. Цитогенетическая характеристика сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в районе выбросов тепловой электростанции / E.H. Муратова, О.Н. Зубарева // Изв. Сиб. отд-ния АН СССР. Сер. биол. наук. 1990. - Вып. 3. - С. 36-41.

137. Мэзия Д. Митоз и физиология клеточного деления / Д. Мэзия. М. : Изд-во иностр. лит., 1963. - 427 с.

138. Надеин А.Ф. Влияние железнодорожного транспорта на состояние окружающей среды / А.Ф. Надеин, С.Н. Тарханов, O.A. Лобанова // Экология человека. — 2007. № 11. С. 14-16.

139. Необычные цитогенетические аномалии у древесных / А.К. Буторина, В.Н. Калаев, И.Э. Мазурова и др. // Материалы 2-го съезда Вавиловского общества генетиков и селекционеров. СПб., 2000. - Т. 1. - С. 232-233.

140. Никифорова Е.М. Автомобильная опасность загрязнения свинцом природной среды / Е.М. Никифорова // 5-й конгресс Югославского общества почвоведов 31 мая 2 июня 1976 г. Сараево, 1976. С. 449-452.

141. Никифорова Е.М. Свинец в ландшафтах придорожных систем / Е.М. Никифорова // Техногенные потоки вещества в ландшафтах и состояние экосистем. М., 1983. С. 220-229.

142. Никифорова Е.М. Полициклические ароматические углеводороды в вещелоченных черноземах и серых лесных почвах природных и техногенных ландшафтов / Е.М. Никифорова // Почвоведение. 1989. № 2. С. 70-78.

143. Николаевский B.C. Экологическая оценка загрязнения среды и состояния наземных экосистем методами фитоиндикации /

144. B.C. Николаевский. М. : Наука, 1998. - 181 с.

145. Новосельцева А.И. Долгосрочная программа лесовосстановления В Лесном фонде Российской Федерации // Лесн. хозяйство. 2003. - № 3.1. C. 5-8.

146. Общие и специфические механизмы устойчивости древесных растений к антропогенному загрязнению / А.К. Буторина, В.Н. Калаев, Е.В. Богданова и др. // Проблемы повышения экологических функций лесов : материалы симпозиума. Воронеж, 2000. - С. 128-129.

147. Обухов B.C. Биогеохимия тяжелых металлов в городской среде / B.C. Обухов, О.М. Лепнева// Почвоведение. 1989. № 5. с. 65-73.

148. Основные события клеточного цикла, их регуляция и организация / Л.В. Омельянчук, С.А. Трунова, Л.И. Лебедева и др. // Генетика. 2004. Т. 40. №3. С. 293-310.

149. Памятники природы Воронежской области / под. ред. М.Н. Грищенко. Воронеж : Центр-Чернозем, кн. изд-во, 1970. - 227 с.

150. Паушева З.П. Практикум по цитологии растений / З.П. Паушева. М. : Агропромиздат, 1988. - 270 с.

151. Паушева З.П. Практикум по цитологии растений / З.П. Паушева. М. : Колос, 1970.-255 с.

152. Петин В.Г. Концепция синергизма в радиобиологии / В.Г. Петин, Н.И. Рябченко, Б.П. Суриков // Радиац. биол. Радиоэкол., 1997. Т. 37, вып. 4. С. 482-487.

153. Побединский A.B. Сосна / A.B. Побединский. М. : Лесн. промышленность, 1979. - 125 с.

154. Погосян B.C. Оценка генотоксического действия антропогенных факторов на растения в городских условиях / B.C. Погосян и др. // Цитология и генетика 1991. - Т. 25. - С. 23-29.

155. Пономарев H.A. Березы СССР / H.A. Пономарев. М. ; Л. : Гослестехиздат, 1932. - 246 с.

156. Правдин Л.Ф. Сосна обыкновенная : (изменчивость, внутривидовая систематика и селекция) / Л.Ф. Правдин. М. : Наука, 1964. - 190 с.

157. Реутова Н.В. О мутагенном влиянии двух различных соединений свинца / Н.В. Реутова, В.А. Шевченко // Генетика, 1991. Т. 27, № 7. С. 1275-1279.

158. Рупошев А.Р. Цитогенетические эффекты ионов тяжелых металлов на семена Crépis capilliaris L. / А.Р. Рупошев // Генетика, 1976, Т. 12, № 3. С. 35-43.

159. Сакс Ю. Работы, проводимые в ГДР по уменьшению загрязнения воздуха газами автомобильного транспорта. / Ю. Сакс, Е. Хюниген // М., 1973. С. 26-31.

160. Санников С.Н. Дифференциация популяций сосны обыкновенной / С.Н. Санников, И.В. Петрова. Екатеринбург, 2003. - 246 с.

161. Сенькевич Е.В. Цитогенетика сосны обыкновенной и березы повислой в районе Нововоронежской АЭС в связи с вопросами оценки загрязнения окружающей среды : автореф. дис. . канд. биол. наук / Е.В. Сенькевич. -Воронеж, 2007. 22 с.

162. Серегин И.В. Распределение тяжелых металлов в растениях и их действие на рост : автореф. дис. . докт. биол. наук / И.В. Серегин. -Москва, 2009. 53 с.

163. Соколов М.С. Система мониторинга загрязнения почв агросферы / М.С. Соколов, В.И. Терехова // Агрохимия. 1994. № 6. С. 86-96.

164. Тахтаджян А.Л. Высшие растения / А.Л. Тахтаджян. — Л. : Изд-во АН СССР, 1956. Ч. 1 : От псилофитовых до хвойных. - 488 с.

165. Титов А.Ф. Устойчивость растений к тяжелым металлам / А.Ф. Титов, В.В. Таланова, Н.М. Казнина, Г.Ф. Лайдинен. — Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2007. 172 с.

166. Устойчивость цианобактерий и микроводорослей к действию тяжелых металлов: роль металлсвязывающих белков / А.Ф. Лебедева, Я.В. Саванина, Е.Л. Барский и др. // Вестн. МГУ, 1998. № 2. Сер. 16. Биология. С. 42-49.

167. Федорков А.Л. Изменчивость адаптивных признаков хвойных в условиях стресса на севере Европы: автореф. дис. . докт. биол. наук / А.Л. Федорков. Москва, 2011. - 40 с.

168. Федоров В.Д. Биологический мониторинг: объяснение и опыт организации / В.Д. Федоров // Гидробиол. журн. 1975. - Т. 11, N 5. -С. 753-770.

169. Феник С.И. Механизмы формирования устойчивости растений к тяжелым металлам / С.И. Феник, Т.Б. Трофимяк, Я.Б. Блюм // Усп. совр. биол., 1995. Т. 115, №3. С. 261-273.

170. Физиология сосны обыкновенной / Н.Е. Судачкова, Г.И. Гире, С.Г. Прокушкин и др. Новосибирск : Наука, Сиб. отд-ние, 1990. - 248 с.

171. Флора европейской части СССР / В 11 т. / Под ред. A.A. Федорова. Л.: Наука. Ленингр. отделение, 1974. - Т.1: Плаунообразные, хвощеобразные, папоротникообразные, голосеменные, покрытосеменные. - 404 с.

172. Фоменко О.Ю. Распространение путей свободного окисления дыхательных субстратов и регуляция их экспрессии в митохондриях высших растений : дис. .канд. биолог, наук / О.Ю. Фоменко. Воронеж, 2007. - 149с.

173. Хайдарова Т.Г. Ядрышковые организаторы хромосом как адаптивные элементы хвойных видов / Т.Г. Хайдарова, H.A. Калашник // Цитология. -1999.-Т. 41, № 12.-С. 1086.

174. Хефлинг Г. Тревога в 2000 году / Г. Хефлинг — М., 1990. 267 с.

175. Цитогенетическая изменчивость в популяциях сосны обыкновенной / А.К. Буторина, В.Н. Калаев, A.M. Миронов и др. // Экология. 2001. -№3.-С. 216-220.

176. Цитогенетический мониторинг: методы оценки загрязнения окружающей среды и состояния генетического аппарата организма : учеб. пособие : Специальность 011600-биология / В.Н. Калаев, С.С. Карпова. -Воронеж : Воронеж, гос. ун-т, 2004. 79 с.

177. Цитогенетический мониторинг аутохтонных лесов Усманского и Хреновского боров / А.К. Буторина, О.Н. Черкашина, О.В. Ермолаева, А.И. Чернодубов, И.А. Авдеева // Известия РАН. Сер. биологическая. -2007.-№4.-С. 508-512.

178. Цитогенетическое изучение лиственницы сибирской в антропогеннонарушенных районах г. Красноярска и его окрестностей / E.H. Муратова, Т.В. Карпюк, О.С. Владимирова и др. // Вестник экологии, лесоведения и ландшафтоведения. 2009. - № 9. - С. 99-108.

179. Чекунова М.П. Современные представления о биологическом действии металлов / М.П. Чекунова, А.Д. Фролова // Гигиена и санитария, 1986. Т. 12. С. 18-21.

180. Ченцов Ю.С. Введение в клеточную биологию / Ю.С. Ченцов. М. : Академкнига, 2004. - 495 с.

181. Черкашина О.Н. Цитогенетический мониторинг насаждений сосны обыкновенной в условиях Хреновского и Усманского боров : автореф. дис. . канд. биол. наук / О.Н. Черкашина. Воронеж, 2007. - 22 с.

182. Чернодубов А.И. Сосна обыкновенная в островных борах юга русской равнины / А.И. Чернодубов. Воронеж : Воронеж, гос. ун-т, 1998. - 69 с.

183. Чернодубов А.И. Сосна обыкновенная в различных экологических условиях юга России / А.И. Чернодубов, O.A. Смогунова // Экология Центрального Черноземья Российской Федерации. Липецк, 1998. - С. 65-68.

184. Чиркова Т.В. Физиологические основы устойчивости растений / Т.В. Чиркова — СПб. : Изд-во СПб. ун-та. 2002. 244 с.

185. Шерудило А.И. Факторы, определяющие изменения числа ядрышек в ядре / А.И. Шерудило, В.Ф. Семшин // Цитология. 1971. Т. 13, № 6. -С. 752-759.

186. Шигалов З.Х. Генетическая изменчивость и дифференциация природных популяций сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) / З.Х. Шигалов и др. // Генетика.- 1995. -№ 10.-С. 1386-1393.

187. Шилов И.А. Экология : учебник / И.А. Шилов. 7-е изд. - М.: Издательство Юрайт, 2011. - 512 с. - (Основы наук).

188. Шубина Н.В. Влияние выбросов металлургического производства на микроэлементный состав хвои сосны / Н.В. Шубина, Ю.Л. Юрьев // Химия растительного сырья. — 2009. № 3. С. 173-176.

189. Элементный состав хвои и морфометрические параметры сосны обыкновенной в условиях атмосферного промышленного загрязнения в западном Забайкалье / Л.В. Афанасьева, В.К. Кашин, А.С. Плешанов и др. // Хвойные бореальной зоны. — 2004. Выпуск 2. С. 56-61.

190. Assessment of toxic interactions of heavy metals in binary mixtures: a statistical approach / N.H. Ince, N. Dirilgen, I.G. Apikyan et al. // Arch. Environ. Contaminat. Toxicol., 1999. Vol. 36. P. 365-372.

191. Barcelo J. Plant water relations as affected by heavy metal stress: a review / J. Barcelo, Ch. Poschenrieder//J. Plant Nutrition, 1990. Vol. 13, № 3. P. 1-37.

192. Bewley J.D. Seeds. Physiology of development and germination. / J.D. Bewley, M. Black. — N.-Y.: Plenum Press, 1994.

193. Boer B.G.W. Triggering the cell cycle in plants / B.G.W. Boer, J.A.H. Murray// Trends in cell biology, 2000. Vol. 10. P. 245-250.

194. Brown R. The occurrence of natural hybrids between B. pendula Roth, and B. pubescens Ehrh. / R. Brown, D. Kennedey, D. Williams // Watsonia. -1982.-Vol. 14.-P. 133-145.

195. Brown W. Persistent nucleoli and grass systematics / W. Broun, W. Emery // Amer. J. Botany. -1957. Vol. 55, № 4. - P. 585-589.

196. Butorina A. The first detected case of amitosis in Pine / A. Butorina, N. Evstratov // Forest Genetics. 1996. - V.3, №3. - P. 137-139.

197. Cadmium cytotoxicity and variations in nuclear content of DNA in Euglena gracilis / J. Bonaly.A. Bariaud, S. Buret et al. // Physiologia plantarum, 1980. Vol. 49. P. 286-290.

198. Cato S.A. Evaluation of AFLP for genetic mapping in Pinus radiata D. Don / S.A. Cato, G.E. Corbett, T.E. Richardson // Mol. Breed. 1999. - V. 5. -P. 275-281.

199. Cell cycle control in synchronously dividing antheridial filaments of Chara vulgaris L. as revealed by cyclochexemid pulse treatment / M.L. Olszewska, A. Bielecka, H. Kuran et al. // Folia Histochem. Cytobiol., 1982. Vol. 20. P. 324.

200. Cell-cycle arrest and inhibition of Gi cyclin translation by iron in AFTl-lup yeast / C.C. Philpott, J. Rashford, Y. Yamaguchi-Iwai et al. // The EMBO Journal, 1998. Vol. 17. P. 5026-5036.

201. Chagne D. A high density genetic map of maritime pine based on AFLP / D. Chagne et al. // Ann. For. Sci. 2002. - V. 59. - P. 627-636.

202. Chakravarty B. Toxicity of some heavy metals in vivo and in vitro in Helianthus annus / B. Chakravarty, S. Strivastava // Mutat. Res., 1992. Vol. 283. P. 287-294.

203. Clemens S. Molecular mechanisms of plant metal tolerance and homeostasis / S. Clemens // Planta., 2001. Vol. 212. P. 457-486.

204. Costa P. A genetic map of maritime pine based on AFLP, RAPD and protein markers / P. Costa et al. // Theor. Appl. Genet. 2000. - V. 100. -P. 39-48.

205. Cyclin-dependent kinases and cell division in plants the nexus / V.V. Mironov, L. De Veylder, M. van Montagu et al. // Plant Cell, 1999. Vol. 11(4). P. 509-522.

206. DalCorso V. How plants cope with cadmium: staking all on metabolism and gene expression / V. DalCorso, S. Farinati, S. Maistri, A. Furini // J. Integr. Plant Biol., 2008. Vol. 50. P. 1268-1280.

207. Dally H. Induction and repair inhibition of oxidative DNA damage by nickel(II) and cadmium(II) in mammalian cells // Carcinogenesis, 1997. Vol. 18. P. 1021-1026.

208. Davis B.J. Disc Electrophoresis.il. Method and application to human serum proteins / B.J.Davis // Ann.N.Y.Acad.Sci.-1964. V.121.-P.404-427.

209. Detection of genotoxic effects of heavy metal contaminated soils with plant bioassays / S. Knasmuller, E. Gottman, H. Steinkellner et al. // Mutat. Res., 1998. Vol.420. P. 37-48.

210. Differential effects of toxic metalcompounds on the activities of Fpg and XPA, two zinc finger proteins involved in DNA repair / M. Asmuss, L.H. Mullenders, A. Eker et al. // Carcinogenesis, 2000. Vol. 21. P. 2097-2104.

211. Fargasova A. Root growth inhibition, photosynthetic pigments production and metal accumulation in Sinapsis alba as the parameters for trace metals effect determination / A. Fargasova // Bull. Environ. Contaminat. Toxicol., 1998. Vol. 61. P. 762-769.

212. Galloway S.M. Cytotoxicity and chromosome aberrations in vitro: experience in industry and the case for an upper limit on toxicity in the aberration assay / S.M. Galloway // Environ. Mol. Mutagenesis, 2000. Vol. 35. P. 191-201.

213. Genotoxic effects of heavy metals: comparative investigation with plant bioassays / H. Steinkellner, K. Mun-Sik, C. Helma et al. // Environ. Mol. Mutagenesis, 1998. Vol. 31. P. 183-191.

214. Hartwig A. Indirect mechanism of lead-induced genotoxicity in cultured mammalian cells / A. Hartwig, R. Schlepegrell, D. Beyersmann // Mutat. Res., 1990. Vol. 241. P. 75-82.

215. Huntley R.P. The plant cell cycle / R.P. Huntley, J.A.H. Murray // Current opinion in plant biology, 1999. Vol. 2. P. 440- 446.

216. Interaction of metal salts with cytoskeletal motor protein systems / R. Thier, D. Bonacker, T. Stoiber et al. // Toxicol. Lett., 2003. Vol. 140-141. P. 75-84.

217. Jacobson K.B. The interaction of cadmium and certain other metal ions with proteins and nucleic acids / K.B. Jacobson, J.I. Turner // Toxicol., 1980. Vol. 16. P. 1-37.

218. Krajewska M. Number of nuclei, mitotic activity and cell length in Cladophora sp. thallus treated with cadmium and chromium / M. Krajewska // Acta Soc. Bot. Pol., 1996. Vol. 65. P. 249-265.

219. Laemmli U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T 4 / U.K.Laemmli // Nature. 1970.- V.227, N 5259.-P.680-685.

220. Lerda D. The effect of lead on Allium cepa L. / D. Lerda // Mutat. Res., 1992. Vol. 284. P. 89-92.

221. Mechanisms of chromium-induced suppression of RNA synthesis in cellular and cell-free systems: relationship to RNA polymerase arrest / J. Xu, F.C. Manning, T.J. O'Brien et al. // Mol. Cell. Biochem., 2004. Vol. 255, № 12. P. 151-160.

222. Mirov N.T. The genus Pinus / N.T. Mirov. N. Y. : Ronald Press Co, 1967. -610 p.

223. Molecular and cellular mechanisms of cadmium carcinogenesis / M. Waisberg, P. Joseph, B. Hale et al. // Toxicol., 2003. Vol. 192, № 2-3. P. 95117.

224. Montvydiene D. Assessment of toxic interactions of heavy metals in a multicomponent mixture using Lepidium sativum and Spirodela polyrrhisa / D. Montvydiene, D. Marciulioniene // Environ. Toxicol., 2004. Vol. 19. P. 351358.

225. Mukhopadhyay M.J. Comparison of different plants in screening for MN clastogenicity / M.J. Mukhopadhyay, A. Sharma // Mutat. Res., 1990. № 242. P. 157-161.

226. Munzuroglu O. Effects of metals on seed germination, root elongation and coleoptile and hypocotyl growth in Triticum aestivum and Cucumis sativus / O. Munzuroglu, H. Geckil // Arch. Envirn. Contaminat. Toxicol., 2002. Vol. 43. P. 203-213.

227. Neufeld T.P. Connections between growth and the cell cycle / T.P. Neufeld, B.A. Edgar// Current opinion in cell biology, 1998. Vol. 10. P. 784-790.

228. Nishioka H. Mutagenic activities of metal compounds in bacteria / H.Nishioka//Mutat. Res., 1975. Vol. 31. P. 185-189.

229. O'Brien T.J. Complexities of chromium carcinogenesis: role of cellular response, repair and recovery mechanisms / T.J. O'Brien, S. Ceryak, S.R. Patierno // Mutat. Res., 2003. Vol. 533, № 1-2. P. 3-36.

230. Olszewska M.L. The timing of synthesis of proteins required for mitotic spindle and phragmoplast in partialy synchronized root meristem of Viciafaba L. / M.L. Olszewska, K. Marciniak, H. Kuran // Eur. Cell Biol., 1990. Vol. 53. P. 89-92.

231. Petin V.G. Effect of elevated temperatures on the radiation sensitivity of yeast cells of different species / V.G. Petin, I.P. Berdnikova // Radiat. Environ. Biophys., 1979. Vol. 16, № 1. P. 49-61.

232. Popenoe E.A. Interaction of human DNA polymerase with ions of copper, lead and cadmium / E.A. Popenoe, M.A. Schmaeler //Arch. Biochem. Biophys., 1979. Vol. 106. P. 109-201.

233. Powell N.J. The influence of zinc on the cell cycle in the root meristem of a zinc tolerant and non-tolerant cultivar of Festica rubra L. / N.J. Powell, M.S. Davies, D. Fransis //New Phytol., 1986. Vol. 102, № 3. P. 419-428.

234. Rieder C.L. Colcemid and the mitotic cycle / C.L. Rieder, R.E. Palazzo // J. Cell Sei., 1992. Vol. 102. P. 387-392.

235. Ritter E. Towards construction of an ultra high density linkage map of Pinus pinaster / E. Ritter et al. // Ann. For. Sei. 2002. - V. 59. - P. 637-644.

236. Rossman T.G. Metal mutagenesis / T.G. Rossman // Toxicology of metals / Eds. R.A. Goyer, G.C. Cherian. New York: Springer-Verlag, 1995. P. 373-403.

237. Salomons Wim. Foorstner Uirich. Metals on the hydrocicle. / Wim. Salomons // Springer Verlag. Berlin, Heeidelberg, New York, Tokio, 1984. 350 p.

238. Sanjaya P. Overexpression of Arabidopsis thaliana tryptophan synthase beta 1 (AtTSBl) in Arabidopsis and tomato confers tolerance to cadmium stress / P. Sanjaya, P. Hsiao, R. Su, S. Ko // Plant Cell Environ., 2008. Vol. 31. P. 1074-1085.

239. Scicchitano D.A. Inhibition of 06-alkylguanine-DNA-alkyltransferase by metals / D.A. Scicchitano, A.E. Pegg // Mutat. Res., 1987. Vol. 192. P. 207210.

240. Seoane A.I. Genotoxic ability of cadmium, chromium and nickel salts studied by kinetochore in the cytokinesis-blocked micronucleus assay / A.I. Seoane, F.N. Dulout // Mutat. Res., 2001. Vol. 490. P. 99-106.

241. Snow E.T. Metal carcinogenesis: Mechanistic considerations / E.T. Snow // Pharm. Ther., 1992. Vol. 53. P. 31-65.

242. Synder R.D. Inhibition by metals of X-ray and ultraviolet-induced DNA repair in human cell / R.D. Synder, G.F. Davies, P. Lachman // Biol. Trace Element Res., 1989. Vol. 21. P. 389-398.

243. The effect of Cr (IV) on different inbred lines of Zea mays I: nuclei and cell cycle in the root tip tissue / M.G. Corradi, M. Levi, R. Musetti et al. // Protoplasma, 1991. Vol. 162. P. 12-19.

244. The molecular mechanism of interaction of Et3Pb+ with tubulin / H. Faulstich, C. Stournaras, K.H. Doenges et al. // FEBS. 1984. V.174, №1. P.128-132.

245. The plant cell cycle in context / M.R. Fowler, S. Eyre, N.W. Scott et al. // Mol. Biotechnol., 1998. Vol. 10, № 2. P. 123-53.

246. Wainwright S.J. Some physiological aspects of copper and zinc tolerance in Agrostis tenuis Sibth.: cell elongation and membrane damage / S.J. Wainwright, H.W. Woolhouse // J. Exp. Bot., 1977. Vol. 28, № 105. P. 1029-1036.

247. Wierzbicka M. The effect of lead on the cell cycle in root meristem of Allium cepa L. / M. Wierzbicka // Protoplasma, 1999. Vol. 207, № 3-4. P. 186194.

248. Yang S.M. Inhibition of human DNA ligase I activity by zinc and cadmium and the fidelity of ligation / S.M. Yang, F.F. Becker, J.Y.H. Chan // Environmental molecular mutagenesis, 1996. Vol. 28. P. 19-25.

249. Zakharov V.M. Biotest : A New Integrated Biological Approach for Assessing the Condition of Natural Environments / V.M. Zakharov,

250. G.M. Clarke M. : Moscow Affiliate of the International Biotest Foundation, 1993.-59 p.

251. Zhang Y. Antagonistic effect of calcium zinc and selenium against cadmium induced chromosomal aberrations and micronuclei in root cells of Hordeum vulgare / Y. Zhang, H. Xiao // Mutat. Res., 1998. Vol. 420, № 1-3. P. 1-6.

252. Zornoza P. Cadmium-stress in nodulated white lupin: strategies to avoid toxicity / P. Zornoza, S. Vazques, E. Esteban // Plant Physiol. Biochem., 2002. Vol. 40. P. 1003-1009.

Информация о работе

Белоусов, Михаил Владимирович
кандидата биологических наук
Воронеж, 2011
ВАК 03.02.08

Диссертация

Влияние тяжелых металлов на цитогенетическую изменчивость сосны обыкновенной - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы