Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

Пьянзина Т. А., Трофимов В. А.

Основные газообразные загрязнители атмосферы, которые образуются в результате антропогенной дея­тельности, оказавшись в растениях, стимулируют об­разование свободных радикалов, включая активные формы кислорода (АФК). Последние обладают широ­ким спектром биостимулирующей активности. Од­нако механизм, по которому АФК участвуют в пере­даче митотического сигнала, до конца не изучен. Оп­ределено, что АФК включают каскад реакций, кото­рые передают митотический сигнал при воздействии факторов роста и активируют в клетке различные транскрипционные факторы [1, 4]. Отметим, что среди других форм активированного кислорода именно супероксид-радикалу О2* присуща выражен­ная биостимулирующая активность. Диффундируя в клетке во все стороны он запускает в клетках цепь биохимических реакций, которые приводят к образо­ванию других форм активированного кислорода. При этом стимулирующая активность О2* может усили­ваться в результате его превращения в перекись водо­рода, а его потенциальная токсичность связана с обра­зованием реакционноспособного гидроксильного ра­дикала.

В качестве источника отрицательно заряженных ионов (ОАИ), среди которых основная доля прихо­дится на супероксид-радикал О2*, нами использован электроэффлювиальный ионизатор воздуха (аэроио­низатор "Сетеон", произведенный НПЦ "Альфа-Ритм"), образующий отрицательно заряженный ки­слород. в процессе тихого разряда без примесей озона и положительных аэроионов [2]. Цель нашей работы состояла в изучении влияния ОАИ, генерируемых ионизатором воздуха на всхожесть, митотическую активность и на содержание ДНК в проростках Allium fistulosum на фоне действия перекиси водорода.

Для проведения цитогенетического анализа кор­невой меристемы лука воздушно-сухие семена зама­чивали в растворе перекиси водорода (2 ммоль) с по­следующими промывками в проточной воде. Затем на семена воздействовали потоком отрицательных аэро­ионов, для этого их помещали под электроэффлюви­альный ионизатор воздуха. Семена облучали в тече­ние 40, 60, 80 минут. Содержание аэроионов, опреде­ленное в месте обработки, составляло при 40 мин 1,3 млн., при 60 мин - 2 млн., при 80 мин - 2,7 млн. в 1см3. Контролем служили необлученные семена. Кон­трольные и аэроионизированные семена проращивали на фильтровальной бумаге, смоченной дистиллиро­ванной водой, в чашках Петри в термостате при 25оС в течение 48 часов. Подсчитывали микроскопическим методом количество делящихся клеток. Содержание ДНК определяли в реакции с дифениламином по ме­тоду Дише [3].

При всех режимах обработки семян ионизиро­ванным воздухом торможения роста корешков не на­блюдалось (рис. 1).  Максимальное повышение всхо­жести семян наблюдалось при воздействии ОАИ в течение 40 мин. Отрицательные аэроионы на фоне действия перекиси водорода (2ммоль) также влияют на всхожесть семян. Всхожесть семян при стимуля­ции ОАИ в течение 40 мин в присутствии перекиси водорода (2ммоль) возрастала на 115 % по сравнению с контролем. В то же время в дальнейшем при увели­чении времени аэроионизации происходило незначи­тельное понижение всхожести семян.

Рисунок 1.

Величина митотического индекса свидетельст­вует о наличии или отсутствии угнетающего воздей­ствия в процессе митотического деления клеток. Ус­тановлено, что перекись водорода (2ммоль) и ОАИ стимулируют накопление ДНК в проростках лука и митотическую активность и (рис. 2). Наиболее низкие определяемые показатели характерны для проростков лука в контроле. Максимальное повышение величин характеризуемых показателей происходило при сти­муляции ОАИ в течение 40 мин. При воздействии ОАИ в течение 40 мин в присутствии перекиси водо­рода величина митотического индекса повышалась на 30 %, содержание ДНК на 23 % по сравнению с кон­тролем. С увеличением времени аэроионизации про­исходило понижение митотической активности и со­держания ДНК в проростках лука.

Рисунок 2. Влияние ОАИ и перекиси водорода (2 ммоль) на миготическую активность и на содержание ДНК в проростках лука

На основании проведенного эксперимента и ана­лиза экспериментальных данных, можно сделать сле­дующий вывод: ОАИ на фоне действия перекиси во­дорода влияют на всхожесть семян и митотическую активность в проростках лука дозозависимым обра­зом. При действии ОАИ в течение 40 мин происхо­дило повышение всхожести, митотической активно­сти и содержания ДНК, а при дальнейшем увеличении времени обработки ионизированным воздухом до 60 мин и выше - понижение. По-видимому, биостимули­рующая активность ОАИ реализуется через образова­ние в растительной клетке активных форм кислорода. В пользу этого свидетельствует и тот факт, что пере­кись водорода усиливает биостимулирующую актив­ность ОАИ. В то же время при увеличении дейст­вующих концентраций АФК, способствующих бур­ному образованию свободных радикалов, биостиму­лирующая активность ОАИ понижается.

  1. Владимиров Ю. А., Азизова О. А., Деев А. И. и др. Свободные радикалы в живых системах // Итоги науки и техники. Сер. Биофизика. - 1991. - т. 29. - 249 с.
  2. Гольдштейн Н. Активные формы кислорода как жизненно необходимые компоненты воздушной среды // Биохимия. - 2002. - т. 67. - вып. 2. - с. 194-204.
  3. Исследование нуклеиновых кислот: Метод. ре­комендации / Сост.: В. А. Трофимов, О. Н. Аксе­нова. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2002. - с. 21-22.
  4. Зенков Н. К., Ланкин В. З., Меньщикова Е. Б. Окислительный стресс. - Маик "Наука/ Интерпериодика" - 2001. - 342 с.