Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние УФ-В-радиации на функциональную стабильность ячменя и состояние неэнзиматических компонентов системы антиоксидантной защиты

ВАК РФ 03.01.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "Влияние УФ-В-радиации на функциональную стабильность ячменя и состояние неэнзиматических компонентов системы антиоксидантной защиты"

005017657

МАНИН Константин Владимирович

ВЛИЯНИЕ УФ-В-РАДИАЦИИ НА ФУНКЦИОНАЛЬНУЮ СТАБИЛЬНОСТЬ ЯЧМЕНЯ И СОСТОЯНИЕ НЕЭНЗИМАТИЧЕСКИХ КОМПОНЕНТОВ СИСТЕМЫ АНТИОКСИДАНТНОЙ ЗАЩИТЫ

03.01.01 - Радиобиология

1 С т'2

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Обнинск, 2012

005017657

Работа выполнена а Государа вениом научном учреждении « Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии» Российской академии сельскохозяйственных наук, г. Обнинск.

Научный руководитель: кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Козьмин Геннадий Васильевич.

Официальные оппоненты:

Гудков Игорь Николаевич, академик НААН Украины, доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой радиобиологии и радиоэкологии Национального университета биоресурсов и природопользования Украины, г. Киев.

Сынзыныс Борис Иванович, доктор биологических наук, профессор кафедры экологии Обнинского института атомной энергетики НИЯУ «МИФИ», г. Обнинск.

Ведущая организация: Украинский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной радиологии (УкрКИИСХР НАУ), п. Чабаны.

) Защита диссертации состоится «30» мая 2012 года в_ч на заседании

диссертационного совета Д 006.068.01 при ^Всероссийском научно-исследовательском институте сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии.

Отзывы на автореферат просим отправлять по адресу: 249032, г. Обнинск, Киевское шоссе, 109 км, ГНУ ВНИИСХРАЭ Россельхозакадемии, Диссертационный совет. Факс (48439) 6-80-66.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИСХРАЭ Автореферат диссертации разослан « »____2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат биологических наук

О.А. Шубина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Антропогенное воздействие на биосферу привело к ряду экологических изменений, в частности, к истощению озона стратосферы и повышению уровней ультрафиолетовой радиации спектральной области В (280-320 нм). Небывалое истощение стратосферного озона в Арктике весной 2011 года (World Meteorology Organization. Женева, 2011) показывает потенциальную опасность дополнительного УФ-В-воздействия на сельскохозяйственные культуры. Варьирующие уровни УФ-В-радиации могут влиять на урожай сельскохозяйственных культур. Показано, что даже небольшое увеличение интенсивности ультрафиолета в коротковолновой области солнечного спектра способно вызывать существенное воздействие на рост и развитие сельскохозяйственных растений (Стржижовский А.Д., 1999; Kakani V.G. et al., 2003; Дмитриев А.П., Полянский С.О., 2007). В связи с отмеченными обстоятельствами тема диссертационной работы представляется актуальной.

Степень разработанности проблемы. К настоящему времени накоплен значительный экспериментальный материал, посвященный биологическому действию ультрафиолета на естественную растительность и сельскохозяйственные культуры. Результаты исследований, касающихся влияния УФ-В-излучения, а также совместного действия ультрафиолета, приоритетных климатических и техногенных факторов на растения, обобщены и опубликованы в ряде обзорных статей (Caldwell М.М. et al., 2003; Kakani V.G. et al., 2003; Дмитриев А .П., Полянский C.O., 2007). В опубликованных работах недостаточно изучено влияние агроклиматических факторов на характер проявления биологических эффектов у сельскохозяйственных культур, вызванных действием УФ-В-радиации. Не в полной мере освещены вопросы, связанные с состоянием и функционированием системы антиоксидантной защиты в условиях хронического УФ-В-стресса.

Цель и задачи исследования. Цель работы заключалась в изучении влияния УФ-В-радиации и климатических факторов внешней среды на функциональную стабильность ячменя на основе анализа морфологических показателей растений и урожая зерна, а также биохимических маркеров неэнзимати-ческих компонентов системы антиоксидантной защиты. В соответствии с целью были поставлены следующие основные задачи:

1) Провести анализ агроклиматических условий полевых экспериментов и изучить их влияние на содержание фотосинтезирующих пигментов при хроническом УФ-В-облучении растений ячменя.

2) Исследовать воздействие УФ-В-излучения и агроклиматических условий на компоненты неферментативной системы антиоксидантной защиты и маркеры перекисного окисления липидов (ПОЛ).

3) Изучить влияние УФ-В-излучения и агроклиматических факторов на морфологические показатели и урожай ячменя.

4) Исследовать действие УФ-В-излучения на цитогенетические показатели зерна облученных растений в условиях вегетационного опыта.

5) Дать оценку последствий УФ-В-облучения на функциональную стабильность ячменя с использованием показателей, исследованных в настоящей работе.

Объектом исследования является яровой ячмень сорт Зазерский 85.

Предметом исследования является изучение функциональной стабильности ячменя и формирование адаптивных реакций на действие УФ-В-облучения и агроклиматических факторов в полевых и вегетационном экспериментах.

Область исследования. Радиобиология растений: радиобиологические эффекты при хроническом УФ-В-облучении растений зерновых культур в полевых и вегетационных условиях.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности

Диссертация выполнена в соответствии с Паспортом специальности 03.01.01 - Радиобиология. Пункты 3 «Молекулярно-клеточные и биохимические механизмы лучевого поражения» и 8 «Стохастические и нестохастические эффекты, их особенности; зависимости: доза-эффект и время-эффект». Научная новизна. Установлены новые закономерности влияния агроклиматических факторов, выраженных в величинах гидротермического коэффициента (ГТК) Селянинова, на характер зависимостей «доза - эффект» при хроническом УФ-В-облучении ярового ячменя по ряду показателей фотосинтеза и неэнзима-тическим маркерам антиоксидантной защиты. В полевых условиях зависимости содержания фотосинтетических пигментов от дозы УФ-В-излучения, существенно модифицируются агроклиматическими факторами от угнетения до стимуляции. Для ГТК = 2,5 с ростом дозы УФ-В-излучения проявлялось угнетение содержания хлорофиллов (а и Ь) и каротиноидов, тогда как при ГТК = 0,7 с ростом дозы УФ-В-радиации наблюдалась стимуляция их образования. Показано, что закономерности влияния солнечной УФ-В-радиации на сельскохозяйственные культуры зависят от характеристик единого комплекса гидротермических факторов внешней среды, солнечного фотосинтетического и УФ-А-излучений. Установлено повышенное по сравнению с полевыми условиями образование флавоноидов, малонового диальдегида и свободного пролина в вегетационном эксперименте. Данное обстоятельство, свидетельствует о более высокой стрессовой нагрузке УФ-В-излучения при меньших биологически эффективных дозах в вегетационных опытах по сравнению с экспериментами в полевых условиях.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическое значение имеют результаты диссертационной работы, свидетельствующие о более эффективном функционировании системы антиоксидантной защиты в естественных полевых условиях, приобретенной растениями в процессе их эволюционного развития. При этом в фотофизических и биохимических процессах

системы антиоксидантной защиты принимают участие кванты электромагнитного излучения в широком диапазоне солнечного электромагнитного излучения от ультрафиолета до инфракрасного излучения. В модельных вегетационных исследованиях практически невозможно осуществить точное моделирование спектра Солнца, в связи с чем, биологическое действие физического фактора, в данном случае УФ-В-излучения оказывается более выраженным по сравнению с естественными условиями. Теоретическое значение диссертационной работы также связано с установлением новых закономерностей модификации зависимостей «доза-эффект» агроклиматическими факторами при воздействии УФ-В-излучения, которые проявляются в изменениях биохимических и морфофизио-логических маркеров стрессовой нагрузки.

Для практики полезными являются результаты, демонстрирующие зависимости показателей функциональной стабильности сельскохозяйственных культур от ГТК, так как происходящие на нынешнем этапе эволюции биосферы глобальные изменения климата в первую очередь связаны с изменением гидротермических условий внешней среды. В практическом отношении представляется важным результатом прогноз потерь урожая зерна (до 30%) при истощении озона стратосферы на 40%.

Апробация и реализация результатов диссертации. Исследования проводили в рамках программ РАСХН по темам: «Разработать методы оценки устойчивости агроценозов при воздействии техногенных факторов различного происхождения» (2006 -2007 г.г.), и «Разработать методологию и усовершенствовать методы оценки состояния агроэкосистем и повышения их устойчивости на основе выявления молекулярно-генетических, физиологических, биохимических и миграционных механизмов действия физических и химических техногенных факторов на биологические объекты» (2009-2011 гг.). Исследования по теме диссертационной работы были поддержаны грантом Российского фонда фундаментальных исследований и Правительства Калужской области № 06-04-

96312 «Особенности морфофизиологичекских реакций и репродуктивной функции потомков УФ-облученных растений» (2006 г.).

По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, в том числе 2 статьи - в рецензируемых журналах из списка изданий, рекомендованных ВАК РФ, и 4 работы в материалах научных конференций.

Основные результаты доложены на международных и российских конференциях: International Conference «Man and Environment: Enemies or Friends?» (22-24 June 2011, Moscow); IV Региональная научная конференция «Техногенные системы и экологический риск» (2007, Обнинск); VII Региональная научная конференция «Техногенные системы и экологический риск» (2010, Обнинск); VI Съезд по радиационным исследованиям. (2010, Москва).

Материалы диссертации были реализованы в «Методических указаниях по оценке устойчивости компонентов агроэкосистем к воздействию техногенных факторов разной природы» (РАСХН, ВНИИСХРАЭ, 2008) и использованы в учебном процессе кафедры экологии ИАТЭ НИЯУ «МИФИ» по курсам «Устойчивое развитие человечества» и «Безопасность жизнедеятельности».

Структура и объем диссертации. Диссертация включает введение, обзор литературы, экспериментальную часть (объекты и методы исследований, результаты и обсуждения), выводы, список цитируемой литературы. Диссертация содержит 108 страниц, 14 таблиц и 35 рисунков. Список литературы включает 178 ссылок, из них 78 на английском языке.

Основные положения, выносимые на защиту:

• Уровни УФ-В-облучения, соответствующие 40% истощению озона стратосферы оказывают влияние на функциональную стабильность ячменя и вызывают снижение урожая зерна до 30%.

• Установлены новые закономерности влияния агроклиматических гидротермических факторов, выраженных в величинах коэффициента Селянинова, на характер зависимостей «доза — эффект» (от стимуляции до угнетения) при

хроническом УФ-В-облучении ярового ячменя по ряду показателей фотосинтеза и неэнзиматическим маркерам антиоксидантной защиты.

• Радиобиологические закономерности воздействия солнечной УФ-В-радиации на сельскохозяйственные культуры зависят от характеристик единого комплекса агроклиматических факторов, солнечного фотосинтетического и УФ-А-излучений.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования по влиянию различных уровней УФ-В-радиации на функциональную стабильность ячменя Hordeum vulgare L. сорта Зазерский 85 проводились в полевых мелкоделяночных (2006-2007 гг.) и вегетационном (2011 г.) экспериментах. Воздействие УФ-В-излучения в полевых и вегетационных условиях проводилось с момента появления всходов до полной спелости ячменя.

Для моделирования повышенных уровней УФ-В-излучения использовали люминесцентные эритемные лампы типа ЛЭР-40. Измерения спектральной плотности потока излучения проводили с помощью оптоволоконного спектрофотометра AvaSpec-2048, обладающего высокой фотометрической чувствительностью в спектральном диапазоне 200-1100 нм и оптическим разрешением от 0.04 нм. Уровни УФ-В-облучения выражали в величинах биологически эффективной дозы (Caldwell, 1971).

Общая характеристика хронического УФ-В-воздействия при различных вариантах экспериментов представлена в таблицах (1-2). В полевых экспериментах 2006 г. моделировали повышение уровня УФ-В-излучения по сравнению с фоновыми значениями (283 кДж/м2 за период вегетации ярового ячменя) на 22,6%, 39,5% и 62% при ежедневном облучении в течении 6 ч за весь вегетационный период, а также в эксперименте 2007 г. на 26%, 51% и на 78% при ежедневном полуденном облучении в течение 4 ч. Таким образом, проводилось моделирование истощения озона от 10 до 40% (Kakani V.G. et al., 2003).

Таблица 1. Общая характеристика хронического УФ-В-облучения посева ячменя в полевых условиях.

Суммарная биологически эффективная доза УФ-В-радиации за весь период вегетации (80 сут), кДж/м2 Дополнительная биологически эффективная доза от ламп ЛЭР-40 за весь период вегетации, кДж/м Дополнительная суточная биологически эффективная доза, кДж/м2

(2006 г.)

283 0 0

347 64 0,8

395 112 1,4

459 176 2,16

(2007 г.)

283 0 0

357 74 0,9

427 144 1,77

502 220 2,75

В вегетационном эксперименте изучали биологическое действие на растения ячменя при УФ-В-облучении с дозами на уровне современного фона УФ-В-излучения, обусловленного нынешним истощением озона атмосферы. Условия вегетационного опыта приводили к частичному экранированию ультрафиолета области А и спектра солнечного оптического диапазона.

Параметры роста растений ячменя (высота стебля, площадь листьев, сухая биомасса) определяли по выборке из 30 растений, об изменении ростовых показателей растений судили по изменению высоты стебля и площади листьев, а общее состояние растений оценивали по изменению биомассы (повторность 3-хкратная). Площадь листьев определяли по широко известной методике Дов-нар В.С. (1979).

Таблица 2. Условия УФ-В-облучения в вегетационном эксперименте.

Суммарная биологически эффективная доза УФ-В радиации за весь период вегетации, кДж/м2 Суточная биологически эффективная доза, кДж/м2 Биологически эффективная доза, сформированная к отбору проб на 30 сут, кДж/м2

0 (контроль) 0 0

216 2,7 81

269 3,36 101

322 4,03 121

Содержание фотосинтетических пигментов (хлорофиллов и каротинои-дов), а также неэнзиматических компонентов антиоксидантной защиты определяли с использованием стандартных методик на 23 сут (2006 г.) и на 30 сут (2007 г.). На конечном этапе экспериментальных исследований определяли показатели урожая зерна, в дальнейшем изучали посевные качества полученного от облученных растений зерна и цитогенетические характеристики с использованием стандартных методик.

Статистическая обработка данных экспериментов проводилась с использованием программных средств EXCEL. Полученные данные обрабатывались в программе Microsoft Excel 2003, а достоверность результатов определялась по t-критерию Стьюдента.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ Агроклиматические условия полевых экспериментов

С использованием агроклиматических данных (осадки и суммы активных температур) были рассчитаны значения геотермического коэффициента Селя-нинова (ГТК) (Афонин А.Н., Ли Ю.С., Липияйнен К.Л., Цепелев В.Ю., 2005) согласно выражению:

ГТК = г[мм]/0,1Х;Та[С], (1)

Где: г - сумма осадков за определенный период времени, мм.

£Та - сумма активных температур за определенный период времени, °С.

Рис. 1. Динамика изменения гидротермического коэффициента Селянинова в течение вегетационных периодов 2006 и 2007 гг.

Гидротермический коэффициент является достаточно простым, но характерным показателем влагообеспеченности и температурного режима территории. Характерные многолетние значения ГТК для Калужского региона обычно лежат в окрестности значения 1,4. В 2007 г. в течение вегетационного периода в полевом эксперименте вплоть до конца 8 декады значения ГТК находились в окрестности 1,0, что указывало на недостаток осадков. Напротив, в 2006 г. наблюдался избыток осадков в течение первых 4 декад вегетационного периода и значение ГТК ко времени отбора проб составляло ~ 2,5. Влияние УФ-В-излучения на содержание хлорофиллов и каротиноидов

Результаты настоящих исследований показали, что зависимости содержания фотосинтетических пигментов от дозы УФ-В-излучения, в полевых условиях, существенно модифицировалось агроклиматическими условиями от угнетения до стимуляции. В дождливый период 2006 г. (ГТК = 2,5), с ростом дозы УФ-В-излучения, наблюдалось угнетение продуцирования хлорофиллов (а и Ь)

и каротиноидов. Тогда как в 2007 г. (ГТК = 0,7) с ростом дозы УФ-В-радиации наблюдалась стимуляция образования хлорофиллов и каротиноидов (рис. 2-4).

Концентрация,

мгЛОО г ♦2006 г. и 2007 г.

140

120

100

80

60

40

20

0

50 100 150 200

Доза УФ-В, кДж/м2

Рис. 2. Модификация агроклиматическими условиями зависимостей содержания хлорофилла а от биологически эффективной дозы УФ-В-излучения, сформированной к отбору проб.

Концентрация,

мг/100 г «2006 г. Ш2007Г.

50

45 40 35 30 25 20 15 10 5 О

50 100 150 200

Доза УФ-В, кДж/м*

Рис. 3. Модификация агроклиматическими условиями зависимостей содержания хлорофилла Ь от биологически эффективной дозы УФ-В-излучения, сформированной к отбору проб.

Концентрация,

Рис 4. Модификация агроклиматическими условиями зависимостей содержания каротиноидов от биологически эффективной дозы УФ-В-излучения, сформированной к отбору проб.

Влияние УФ-В излучения на компоненты неферментативной системы ан-тиоксидантной защиты и маркеры перекисного окисления липидов (ПОЛ)

В таблице 3 представлены результаты биохимических исследований, характеризующих показатели фотосинтеза и компоненты антиоксидантной защиты. Из результатов таблицы 3 видно, что биохимические показатели, исследованные в настоящей работе, чрезвычайно лабильны при воздействии внешних факторов. Как было показано выше, дозозависимые (от УФ-В) изменения биохимических маркеров существенно модифицируются климатическими условиями вплоть до полного изменения характера дозовой зависимости — от дозо-зависимой стимуляции до дозозависимого угнетения. Данное обстоятельство не позволяет использовать ряд биохимических показателей для интерпретации характера стрессового воздействия. Исключение из данной мозаичной картины,

по всей видимости, могут составлять флавоноиды, повышенная индукция которых наблюдалась во всех экспериментах.

Таблица 3. Влияние УФ-В-излучения и агроклиматических факторов на показатели фотосинтеза и компоненты антиоксидантной защиты.

Показатель Полевой эксперимент 2006 г. ГТК = 2,5 Полевой эксперимент 2007 г. ГТК = 0,7 Вегетационный эксперимент 2011 г. ГТК =1,7

Хлорофилл а Снижение на 22% Увеличение на 34% Снижение на 30%

Хлорофилл b Снижение на 20% Увеличение на 40% Снижение на 28%

Каратиноиды Снижение на 11% Увеличение на 20% Снижение на 14%

Флавоноиды Увеличение на 57% Увеличение на 8% Увеличение на 98%

Малоновый диаль-дегид (МДА) Увеличение на 39% Снижение на 15% Увеличение на 48%

Пролин Не определялся Увеличение на 27% Увеличение на 65%

Аскорбиновая кислота Снижение на 15% Без изменений Увеличение на 23%

Глутатион Снижение на 36% Снижение на 38% Без изменений

Обращает на себя внимание повышенная по сравнению с полевыми условиями индукция флавоноидов, МДА и свободного пролина в вегетационном эксперименте. Данное обстоятельство, свидетельствует о более высокой стрессовой нагрузке УФ-В-излучения, которая обычно наблюдается в камерах искусственного климата по сравнению с экспериментами в полевых условиях (Caldwell М.М. et al., 2003). Эффект более выраженного биологического действия УФ-В-излучения в вегетационном эксперименте, по всей видимости, объясняется час-

тичным экранированием в условиях теплицы ультрафиолета области А и всего спектра солнечного оптического диапазона. При этом нельзя исключить возможность снижения эффективности процесса фотореактивации повреждений ДНК, возникающих при действии ультрафиолета области В. В результате возможно снижение эффективности системы репарации повреждений ДНК, что, в частности, компенсируется повышенной продукцией флавоноидов.

Как показали результаты исследований, динамика изменения биохимических показателей от дозы (времени облучения) существенно зависит от агроклиматических факторов внешней среды, что позволяет говорить о целесообразности применения использованных биохимических маркеров лишь в условиях контролируемых внешних факторов.

Из представленных результатов можно сделать вывод о том, что биохимические маркеры при действии дополнительного УФ-облучения и агроклиматических факторов реагируют на внешние воздействия и данная реакция свидетельствует об активном функционировании системы антиоксидантной защиты.

Влияние УФ-В излучения на морфологические показатели и урожай ячменя

На основе данных полевых исследований выявлена существенная зависимость (Я2 = 0.7) между листовой поверхностью и биомассой растений, которая в значительной степени зависит от количества фотосинтезирующих пигментов. Поэтому изменения морфологических показателей (площадь листьев и высота растений) коррелировали с направленностью изменений фотосинтетических пигментов. Так на 23 сут наблюдения, в 2006 г. площадь листьев ячменя и биомасса растений уменьшалась с увеличением доз УФ-В-радиации. Напротив, в 2007 г на 30 сут наблюдали увеличение площади листьев и биомассы растений. Результаты определения морфофизиологических показателей ячменя в

вегетационном опыте показали отсутствие зависимости от дозы облучения с точностью до 20%.

Масса 1000 зерен,г

50 т-

♦2006 г.

■ 2007 г.

35

45

40

30

у = -0.020х + 42,2

25

20

200

300

400

500

600

Доза УФ-В, кДжЛк1

Рис. 5. Зависимости урожая зерна в полевых экспериментах от биологически эффективной дозы УФ-В-излучения, полученной за весь период вегетации.

Зависимость урожая ячменя от дополнительного УФ-В-облучения определялась в полевых условиях наполненностью зерна, выраженной в показателе массы 1000 зерен (рис. 5) Максимальное значение потерь урожая зерна составило 30%.

На потери урожая в вегетационном эксперименте, кроме фактора снижения массы зерна, оказал влияние и фактор стерильности пыльцы (рис. 6). В полевых же экспериментах данный показатель составлял 81-84 % и не зависел от дополнительного УФ-В-облучения.

Таким образом, в отличие от полевых условий, в вегетационном эксперименте на потери урожая оказывает влияние также стерилизация пыльцы ультрафиолетом области В. Данное предположение согласуется с эксперименталь-

ными результатами, полученными Кравец Е.А., Гродзинским Д.М. и Гущей Н.И. (Кравец Е.А. и др., 2008).

70 65 60 55 50 45 40 35 30

0 100 200 300

Доза УФ-В, кДж/м2

Рис. 6. Зависимость показателей урожайности зерна в вегетационном эксперименте от эффективной дозы УФ-В-излучения, полученной за весь период вегетации.

Влияние УФ-В-излучения на цитогенетические показатели зерна облученных растений в вегетационном опыте

Анализ всхожести семян облученных растений не выявил достоверного влияния УФ-В в дозах до 320 кДж/м2 за вегетационный период (Табл. 4). В то же время, цитогенетический анализ показал не достоверное увеличение хромосомных аберраций после хронического облучения в максимальной дозе и незначительное снижение митотической активности (табл. 5.).

Таким образом, хроническое УФ-В-облучение вегетирующих растений ячменя в суммарной биологически эффективной дозе до 220 кДж/м2 не привело к существенным изменениям всхожести и пролиферативной активности семян,

♦ масса 1000 зерен, г ■ Наполненность колоса, %

1 I

• • *

1 1 ' у=-0,011х + 46,6

доза до 270 кДж/м2 незначительно снизила индекс митотической активности, а в дозе 320 кДж/м2 наблюдали дополнительное увеличение доли растений с аберрациями.

Таблица 4. Всхожесть семян ячменя после хронического УФ-В-облучения в вегетационном эксперименте.

Доза УФ-В, кДж/м2 Всхожесть, %

0 (контроль) 83±3,8

216 80±4,0

269 78±4,1

322 88±3,2

Таблица 5. Хромосомные аберрации корневой меристемы проростков ячменя после хронического УФ-В-облучения в вегетационном эксперименте

Доза УФ-В, кДж/м2 Митотический индекс Частота аберраций на растение, % Типы аберраций

0(контроль) 29,8±1,8 0,30±0,11 сл, Зо, Зф

216 27,6±1,3 0,37±0,24 слип, оф. 6о

269 25,8±1,1 0,20±0,10 4ф

322 25,8±1,1 0,52±0,12 7о, 7ф

Влияние УФ-В-излучения на функциональную стабильность ячменя с использованием показателей, исследованных в настоящей работе

Исследования влияния хронического УФ-В-излучения на компоненты неферментативной системы антиоксидантной защиты и маркеры перекисного окисления липидов (ПОЛ) позволяют выделить следующие основные закономерности:

1) Результаты настоящих исследований показали, что в полевых условиях зависимости содержания фотосинтетических пигментов от дозы УФ-В-излучения, существенно модифицировалось агроклиматическими факторами от угнетения до стимуляции. В дождливый период 2006 г. (ГТК = 2,5) с ростом дозы УФ-В-излучения отмечалось угнетение содержания хлоро-филлов (а и Ь) и каротиноидов, тогда как в 2007 г. (ГТК = 0,7) с ростом дозы УФ-В-радиации наблюдалась стимуляция хлорофиллов и каротиноидов.

2) При хроническом УФ-В-облучении повышенная влажность, низкие температуры в первые три декады вегетационного периода 2006 г. (и как следствие высокие значения ГТК =2,5) способствовали повышению содержания флавоноидов в тканях ячменя. Содержание флавоноидов в 2007 г. (ГТК=0.7) повысилась незначительно. Полученные результаты согласуются с общей тенденцией к увеличению образования флавоноидов, выполняющих защитную функцию по отношению к УФ-В-радиации и являющихся хромофорами-поглотителями квантов УФ-В излучения.

3) Представленные результаты показывают дозозависимые стимуляцию малонового диальдегида (МДА) в растительной ткани ячменя при ГТК = 2,5 (2006 г.) и незначительное угнетение при ГТК = 0,7 (2007 г.). Существенное отличие климатических условий 2006 и 2007 гг. могло стать причиной различия в содержании МДА в контрольных пробах более чем в 2 раза.

4) Данные проведенных исследований показали увеличение содержания свободного пролина в растениях ячменя на 30 сут хронического УФ-В-воздействия как в полевых условиях, так и в вегетационном эксперименте.

5) Полученные результаты показывают, что дозозависимое уменьшение содержания аскорбиновой кислоты наблюдалось в дождливый период 2006 г. В солнечный период 2007 г. количество аскорбиновой кислоты изменялось незначительно.

6) Дозозависимое уменьшение концентрации глутатиона наблюдалось на протяжении всех 2-х лет полевого эксперимента. Контрастные климатиче-

ские условия вегетационных периодов 2006 и 2007 гг. могли стать причиной в различии содержания глутатиона в контрольных пробах более чем в 3 раза.

7) Обращает на себя внимание повышенное по сравнению с полевыми условиями образование флавоноидов, МДА и свободного пролина в вегетационном эксперименте. Данное обстоятельство, свидетельствует о более высокой стрессовой нагрузке УФ-В-излучения, которая обычно наблюдается в теплицах и камерах искусственного климата по сравнению с экспериментами в полевых условиях (Caldwell М,М. et al., 2003).

8) В условиях вегетационного опыта наблюдали дозозависимое увеличение содержания аскорбированной кислоты и практически постоянное содержание глататиона.

Исследования морфофизиологических характеристик показали, что они как в полевых, так и в тепличном экспериментах в основном определялись агроклиматическими условиями 2006 и 2007 г.г. в поле и световыми и термическими режимами теплицы. Дозовые зависимости выражены неопределенно и слабо, за исключением показателей урожая зерна. Следует отметить, что полученные данные по дозам, вызывающим угнетение урожая зерна покрытосеменных на примере ярового ячменя удовлетворительно согласуются с величинами УФ-В-воздействия, представленными в работе (Кравец Е.А. и др., 2008). При сравнении результатов полагали, что действующие биологически эффективные дозы по периоду воздействия соответствуют стадии цветения.

Хроническое УФ-В-облучение вегетирующих растений ячменя в суммарной биологически эффективной дозе до 220 кДж/м2 не привело к существенным изменениям всхожести и пролиферативной активности семян, доза до 270 кДж/м2 незначительно снизила индекс митотической активности, а в дозе до 320 кДж/м2 наблюдали дополнительно увеличение доли растений с хромосомными аберрациями.

В целом, по совокупности полученных изменений биохимических, мор-фофизиологических и цитогенетических показателей можно сделать вывод о влиянии уровней УФ-В-облучения, соответствующих истощению озона стратосферы до 40% на функциональную стабильность ячменя.

Выявленные закономерности могут быть использованы в задачах оценки функциональной стабильности сельскохозяйственных культур и прогноза потерь урожая зерна при истощении озона стратосферы в условиях глобальных климатических изменений.

ВЫВОДЫ

1. Ответная реакция растений на дополнительное УФ-В-облучение в диапазоне доз 283-502 кДж/м2 проявляется в биохимических изменениях, направленность которых может модифицироваться агроклиматическими условиями от стимуляции до угнетения образования фотосинтезирующих пигментов и маркеров антиоксидантной защиты растений.

2. Характер зависимостей «доза-эффект» по морфологическим и биохимическим показателям при хроническом УФ-В-облучении растений ячменя в полевых условиях существенно зависит от величины гидротермического коэффициента Селянинова.

3. Наиболее информативным показателем реакции системы неэнзимати-ческих компонентов антиоксидантной защиты у растений на УФ-В-воздействие является повышение содержания флавоноидов, являющихся хромофорами-поглотителями квантов УФ-В-излучения и выполняющих защитную функцию по отношению к УФ-В-радиации.

4. Истощение озона до 40% и вызванное им повышение уровня УФ-В радиации оказывает влияние на функциональную стабильность ячменя в исследуемом диапазоне доз 283-502 кДж/м2 и как следствие приводит к снижению урожая зерна до 30% вне зависимости от гидротермических условий вегетационного периода.

5. Повышенное по сравнению с полевыми условиями образование флавонои-дов, МДА и свободного пролина в вегетационном эксперименте свидетельствуют о более высокой стрессовой нагрузке УФ-В-излучения на растения ячменя при меньших биологически эффективных дозах.

Список работ, опубликованных по теме диссертации Публикации в рецензированных журналах, рекомендованных ВАК

1. Манин К.В., Козьмин Г.В. Методические аспекты оценки агроэкологиче-ских последствий истощения озона стратосферы. Вестник Российской Академии Естественных Наук, 2011, Том 2, №2, С. 48-52.

2. Манин К.В., Гончарова Л.И. Действие низких доз УФ-В-радиации на биохимические показатели и рост растений ячменя. Сельскохозяйственная биология, 2011, №5, С. 103-106.

Материалы в сборниках трудов конференций

3. Манин К.В. Влияние повышенных уровней УФ-В-радиации на биохимические и морфофизиологические показатели фотосинтетической активности и рост растений ячменя. IV Региональная научная конференция «Техногенные системы и экологический риск». Обнинск. 2007. С. 157-159.

4. Манин К.В. Влияние низких доз УФ-В-радиации на биохимические показатели и рост ячменя. VII Региональная научная конференция «Техногенные системы и экологический риск». Обнинск. 2010. С. 67-70.

5. Манин К.В. Биохимические маркеры стрессовой нагрузки при воздействии низких уровней УФ-В радиации. VI Съезд по радиационным исследованиям. Тезисы докладов. Т. II. Москва. 2010. С. 177.

6. Tsygvintsev P.N., Koz'min G.V., Goncharova L.I., Tikhonov V.N., Manin K.V., Chizh T.V. Agroecological consequences of reduction of ozone in stratosphere. International Conference "Man and Environment: Enemies or Friends?" Moscow. 22-24 June 2011, P. 289-291.

Заказ №2(12) Тираж 100 экз. Объём 1 п.л. Формат 6084 1/16 Отпечатано в информационно-издательской группе ГНУ ВНИИ СХ РАЗ Россельхозакадемни

249032, г. Обнинск, Калужской обл., Киевское шоссе, 109 км.

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Манин, Константин Владимирович, Обнинск

61 12-3/1090

ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ РАДИОЛОГИИ И АГРОЭКОЛОГИИ

МАНИН КОНСТАНТИН ВЛАДИМИРОВИЧ

ВЛИЯНИЕ УФ-В-РАДИАЦИИ НА ФУНКЦИОНАЛЬНУЮ СТАБИЛЬНОСТЬ ЯЧМЕНЯ И СОСТОЯНИЕ НЕЭНЗИМАТИЧЕСКИХ КОМПОНЕНТОВ СИСТЕМЫ АНТИОКСИДАНТНОЙ ЗАЩИТЫ

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук 03.01.01.- Радиобиология

Научный руководитель: к.б.н. Козьмин Г.В.

Обнинск 2012

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................4

Глава 1. Общая характеристика УФ-радиации как экологического фактора среды......................................................................................................

1.1. Солнечная УФ-радиация.................................................................Ю

1.2. Биологическая активность и экологическая роль ультрафиолета. .............................................................................................................................13

1.3. Влияние УФ-В-излучения на функциональную стабильность сельскохозяйственных культур.......................................................................16

1.4 Влияние УФ-В-излучения на компоненты антиоксидантной защиты...............................................................................................................

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ...............34

2.1. Общая характеристика экспериментальных работ..................34

2.2. Объект исследований......................................................................36

2.3. Методика УФ-В-облучениярастений...........................................37

2.3.1 Схема полевых и вегетационного экспериментов.....................39

2.4. Методические подходы к оценке биологических показателей...

41

2.4.1. Определение фотосинтетических пигментов................................41

2.4.2. Методика количественного определения суммы флавоноидов в растительном сырье спектрофотометрическим методом.................................44

2.4.3. Методика определения МДА...........................................................45

2.4.4. Методика определения свободного пролина.................................45

2.4.5. Методика определения аскорбиновой кислоты и глутатиона.....46

2.4.6. Статистическая обработка результатов измерений 47

Глава 3. Полученные результаты и обсуждение................................47

3.1 Агроклиматические условия полевых экспериментов..................47

3.2. Влияние УФ-В на содержание хлорофиллов и каротиноидов.... 53

3.3. Влияние УФ-В-излучения на компоненты неферментативной системы антиоксидантной защиты и маркеры перекисного окисления липидов (ПОЛ)...................................................................................................68

3.4. Влияние УФ-В-излучения на морфологические показатели растений

79

ячменя.................................................................................................................

3.5. Влияние УФ-В-излучения на цитогенетические показатели в условиях теплицы..............................................................................................^

3.6. Влияние УФ-В-излучения на функциональную стабильность ячменя с использованием исследованных показателей. 83

Заключение................................................................................................

Выводы........................................................................................................

Список использованной литературы....................................................92

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы.

Изменения свойств биосферы и загрязнение окружающей среды, которые мы наблюдаем сейчас и, по-видимому, будем наблюдать в ближайшие десятилетия, включают в себя как глобальные изменения климата, так и различные региональные техногенные загрязнения природной среды. В настоящее время отмечается истощение озона атмосферы, которое связано с выбросами в окружающую среду хлорированных и фторированных углеводородов (ХФУ). ХФУ широко использовавшихся в холодильной и электронной промышленности, а также при производстве освежителей воздуха. За последние 3 десятилетия XX века истощение озона происходило со скоростью от 1 % до 2 % в год. В 80-е гг. прошлого столетия метеорологи обнаружили так называемые озоновые дыры - зоны атмосферы с истощением озона на более чем 30%. Снижение концентрации атмосферного озона вызывает увеличение активности солнечного спектра ультрафиолетовой радиации диапазона В (УФ-В-радиация) (Caldwell М.М., 1981). На современном этапе биосферных явлений, в связи с образованием весной 2011 года, ранее небывалой арктической «озоновой дыры» (World Meteorology Organization. Женева 5 апреля 2011), отмеченная тенденция может усиливаться. Уровни УФ-В-радиации (280-320 нм), варьирующие и достигающие максимальных значений весной и летом могут влиять на урожай сельскохозяйственных культур. Показано, что даже небольшое увеличение интенсивности ультрафиолета в коротковолновой области солнечного спектра способно вызывать существенное воздействие на рост и развитие многих видов растений (Holmes M.G., 1997; Стржижовский А.Д., 1999; Sharma R., 2001). Небывалое истощение стратосферного озона в Арктике весной 2011 года показывает перспективную возможность усиления ультрафиолетовой радиации, что может стать причиной повышения риска земледелия в северных районах Российской Федерации.

К настоящему времени накоплен значительный экспериментальный материал, посвященный биологическому действию ультрафиолета на естественную растительность и сельскохозяйственные культуры. Начиная с 50-х годов прошлого столетия, проводились исследования по влиянию УФ-излучения на естественную растительность в условиях высокогорья, отличающегося повышенными уровнями УФИ по сравнению с равнинной местностью (Caldwell М.М., 1966). Результаты исследований, касающихся влияния УФ-В-излучения, а также совместного действия ультрафиолета, приоритетных климатических и техногенных факторов на растения, обобщены и опубликованы в ряде обзорных статей (Стржижовский А.Д., 1999; Kakani V.G. et al., 2003; Caldwell M.M. et al., 2003; Дмитриев А.П., Полянский C.O., 2007). В указанных современных публикациях отмечается модифицирующая роль агроклиматических факторов на биологические эффекты у сельскохозяйственных культур, вызванные действием УФ-В-радиации, недостаточно полно освещены вопросы, связанные с состоянием и функционированием системы антиоксидантной защиты в условиях хронического УФ-В-стресса. В связи с отмеченными обстоятельствами исследования настоящей работы представляются актуальными.

Целью настоящей работы явилось:

изучение влияния УФ-В-радиации и климатических факторов внешней среды на функциональную стабильность ячменя на основе анализа морфологических показателей растений и урожая зерна, а также биохимических маркеров неэнзиматических компонентов системы антиоксидантной защиты.

Задачи исследований.

Задачи настоящих исследований включали решение следующих вопросов:

• Провести анализ агроклиматических условий полевых экспериментов и изучить их влияние на содержание фотосинтезирующих пигментов при хроническом УФ-В-облучении растений ячменя.

• Исследовать воздействие УФ-В-излучения и агроклиматических условий на компоненты неферментативной системы антиоксидантной защиты и маркеры перекисного окисления липидов (ПОЛ).

• Изучить влияние У Ф-В-излучения и агроклиматических факторов на морфологические показатели и урожай ячменя.

• Исследовать действие УФ-В-излучения на цитогенетические показатели зерна облученных растений в условиях вегетационного опыта.

• Дать оценку последствий УФ-В-облучения на функциональную стабильность ячменя с использованием показателей, исследованных в настоящей работе.

Объектом исследований являлись растения ярового ячменя сорта Зазерский 85, районированного для условий возделывания в Нечерноземной зоне Российской Федерации, включая Калужскую область.

Предметом исследования является изучение функциональной стабильности ячменя и формирование адаптивных реакций на действие УФ-В-облучения и агроклиматических факторов в полевых и вегетационном экспериментах.

Научная новизна.

Установлены новые закономерности влияния агроклиматических факторов, выраженных в величинах гидротермического коэффициента (ГТК) Селянинова, на характер зависимостей «доза - эффект» при хроническом УФ-В-облучении ярового ячменя по ряду показателей фотосинтеза и неэнзиматическим маркерам антиоксидантной защиты. В полевых условиях зависимости содержания фотосинтетических пигментов от дозы УФ-В-излучения, существенно модифицируются агроклиматическими факторами от угнетения до стимуляции. Для ГТК - 2,5 с ростом дозы УФ-В-излучения проявлялось угнетение содержания хлорофиллов (а и Ь) и каротиноидов, тогда как при ГТК = 0,7 с ростом дозы УФ-В-радиации наблюдалась стимуляция их

образования. Показано, что закономерности влияния солнечной УФ-В-радиации на сельскохозяйственные культуры зависят от характеристик единого комплекса гидротермических факторов внешней среды, солнечного фотосинтетического и УФ-А-излучений. Установлено повышенное по сравнению с полевыми условиями образование флавоноидов, малонового диальдегида и свободного пролина в вегетационном эксперименте. Данное обстоятельство, свидетельствует о более высокой стрессовой нагрузке УФ-В-излучения при меньших биологически эффективных дозах в вегетационных опытах по сравнению с экспериментами в полевых условиях.

Теоретическая и практическая значимость. Теоретическое значение имеют результаты диссертационной работы, свидетельствующие о более эффективном функционировании системы антиоксидантной защиты в естественных полевых условиях, приобретенной растениями в процессе их эволюционного развития. При этом в фотофизических и биохимических процессах системы антиоксидантной защиты принимают участие кванты электромагнитного излучения в широком диапазоне солнечного электромагнитного излучения от ультрафиолета до инфракрасного излучения. В модельных вегетационных исследованиях практически невозможно осуществить точное моделирование спектра Солнца, в связи с чем, биологическое действие физического фактора, в данном случае УФ-В-излучения оказывается более выраженным по сравнению с естественными условиями. Теоретическое значение диссертационной работы также связано с установлением новых закономерностей модификации зависимостей «доза-эффект» агроклиматическими факторами при воздействии УФ-В-излучения, которые проявляются в изменениях биохимических и морфофизиологических

маркеров стрессовой нагрузки.

Для практики полезными являются результаты, демонстрирующие зависимости показателей функциональной стабильности сельскохозяйственных культур от ГТК, так как происходящие на нынешнем этапе эволюции биосферы глобальные изменения климата в первую очередь связаны с изменением

7

гидротермических условий внешней среды. В практическом отношении представляется важным результатом прогноз потерь урожая зерна (до 30%) при истощении озона стратосферы на 40%.

На защиту выносятся следующие положения: » Уровни УФ-В-облучения, соответствующие 40% истощению озона стратосферы оказывают влияние на функциональную стабильность ячменя и вызывают снижение урожая зерна до 30%. > Установлены новые закономерности влияния агроклиматических гидротермических факторов, выраженных в величинах коэффициента Селянинова, на характер зависимостей «доза - эффект» (от стимуляции до угнетения) при хроническом УФ-В-облучении ярового ячменя по ряду показателей фотосинтеза и неэнзиматическим маркерам антиоксидантной защиты.

» Радиобиологические закономерности воздействия солнечной УФ-В-радиации на сельскохозяйственные культуры зависят от характеристик единого комплекса агроклиматических факторов, солнечного фотосинтетического и УФ-А-излучений.

Апробация диссертации и публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, в том числе 2 статьи - в рецензируемых журналах, 4 статьи в сборниках трудов конференций.

Основные результаты доложены на международных и российских конференциях: International Conference «Man and Environment: Enemies or Friends?» (22-24 June 2011, Moscow); IV Региональная научная конференция «Техногенные системы и экологический риск» (2007, Обнинск); VII Региональная научная конференция «Техногенные системы и экологический риск» (2010, Обнинск); VI Съезд по радиационным исследованиям. Тезисы

докладов. Т. II (2010, Москва).

Структура и объем диссертации. Диссертация включает введение, обзор литературы, экспериментальную часть (объекты и методы исследований,

результаты и обсуждения), выводы, список цитируемой литературы.

8

Диссертация содержит 120 страниц, 14 таблиц и 35 рисунков. Список литературы включает 178 ссылок, из них 78 на английском языке.

Список работ, опубликованных по теме диссертации.

Публикации в рецензированных журналах, рекомендованных ВАК

1. Манин К.В., Козьмин Г.В. Методические аспекты оценки агроэкологических последствий истощения озона стратосферы. Вестник Российской Академии Естественных Наук, 2011, том 2, №2, с. 48-52.

2. Манин К.В., Гончарова Л.И. Действие низких доз УФ-В-радиации на биохимические показатели и рост растений ячменя. Сельскохозяйственная биология, 2011, №5, с. 103-106.

Статьи в сборниках трудов конференций

3. Манин К.В. Влияние повышенных уровней УФ-В-радиации на биохимические и морфофизиологические показатели фотосинтетической активности и рост растений ячменя. IV Региональная научная конференция «Техногенные системы и экологический риск». Обнийск. 2007. С. 157-159.

4. Манин К.В. Влияние низких доз УФ-В-радиации на биохимические показатели и рост ячменя. VII Региональная научная конференция «Техногенные системы и экологический риск». Обнинск. 2010. С. 67-70.

5. Манин К.В. Биохимические маркеры стрессовой нагрузки при воздействии низких уровней УФ-В-радиации. VI Съезд по радиационным исследованиям. Тезисы докладов. Т. II. Москва. 2010. С. 177.

6. Tsygvintsev P.N., Koz'min G.V., Goncharova L.I., Tikhonov V.N., Manin K.V., Chizh T.V. Agroecological consequences of reduction of ozone in stratosphere. International Conference "Man and Environment: Enemies or Friends?" Moscow. 22-24 June 2011, pp. 289-291.

ГЛАВА 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УФ РАДИАЦИИ КАК ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ФАКТОРА СРЕДЫ.

1.1. Солнечная УФ радиация.

В 1801 г. Риттер И. (Германия) и Воластон У. (Англия) с помощью фотопластинки установили присутствие ультрафиолетовой радиации в спектре солнечного излучения. За фиолетовой границей солнечного излучения фотопластинка чернела быстрее, чем под влиянием видимых лучей. Поскольку почернение пластинки происходит в результате фотохимической реакции, был сделан вывод о высокой активности ультрафиолетового излучения. Ультрафиолетовое излучение (УФИ) охватывает широкий диапазон волн: от 20 нм до 400 нм. Область излучения от 127 до 180 нм называется вакуумной. Посредством искусственных источников (ртутно-кварцевых, водородных и дуговых ламп), имеющих как линейчатый, так и непрерывный спектр, получают ультрафиолетовые лучи с длиной волны до 180 нм. В табл. 1 представлены наименования диапазонов УФИ, которые часто используются в физических и биологических исследованиях (Ультрафиолетовое излучение в природе и медицине, http://www.med-shop.ru/faq/ultra.htm).

Таблица. 1. - Наименования и аббревиатуры диапазонов УФИ.

Наименование Аббревиатура Длина волны в нанометрах

Ближний NUV 400-200

Длинноволновый диапазон, Черный свет UVA 400-320

Средний диапазон) UVB 320-280

Коротковолновый диапазон UVC Ниже 280

Дальний (вакуумный) FUV, VUV 200-10

Крайний, или глубокий EUV, XUV 31-1

Спектр ультрафиолетовых лучей Солнца, достигающих земной

поверхности, очень узок— 400...290 нм. А. Корню (Франция) установил, что

озон атмосферы Земли поглощает ультрафиолетовые лучи короче 295 нм. Он

же выдвинул предположение о том, что Солнце излучает коротковолновое

10

ультрафиолетовое излучение, под действием которого молекулы кислорода распадаются на отдельные атомы, образуя молекулы озона, поэтому в верхних слоях атмосферы озон должен покрывать землю защитным экраном (Ультрафиолетовое излучение в природе и медицине, http://www.med-shop.ru/faq/ultra.htm). Таким образом, в земных условиях спектр солнца ограничен пропусканием озонового слоя. Зона с максимальными значениями концентрации озона находится на высотах от 20 до 35 км. (Гордин В. А. Распределение и динамика озона в атмосфере Земли. http://edu.mccme.ru/Proj ect/OL/ozon 1 .htm).

Изменение спектрального состава солнечного ультрафиолета в зависимости от толщины слоя озона в направлении зенита и солнечного зенитного угла показано на рисунке 1.

длина волны, нм

Рис. 1. - Спектры УФ излучения в зависимости от толщины слоя озона в направлении зенита и солнечного зенитного угла (Gibson J., 2002).

Зависимости, представленные на рисунке 1. показывают, что истощение озона приводит к существенному увеличению интенсивности УФ-излучения области В, в то время как уровень ультрафиолета области А практически не меняется. В связи с этим основное внимание при моделировании истощения озона уделяют дополнительному облучению растений ультрафиолетом зоны В.

Особый интерес представляют так называемые «озоновые дыры». Над Антарктидой явление «озоновой дыры» носит ярко выраженный сезонный характер и проявляется лишь в весенний период. Например, весной 1987 г. наблюдалось уменьшение содержания озона с 300 е.Д. до 150-200 е.Д., а в некоторых областях до 100 е.Д., причем зона, в которой содержание озон�