цитологический анализ нарушений онтогенеза, как метод
реклама
ЦИТОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ НАРУШЕНИЙ ОНТОГЕНЕЗА, КАК МЕТОД ИЗУЧЕНИЯ ТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ГЕРБИЦИДОВ НА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ РАСТЕНИЯ Е.В. Шеваль, Ю.И. Кожуро*, Н.В. Кононенко, Н.П. Максимова*, В.Ю. Поляков Всероссийский институт сельскохозяйственной биотехнологии РАСХН, г. Москва, Россия; * Кафедра генетики Биологического факультета Белорусского государственного университета, г. Минск, Беларусь Определениие клеточных мишеней, чувствительных к действию различных гербицидов, представляет большой интерес в теоретической и практической биотехнологии. В работе проведен комплексный цитологический анализ действия гербицида трефлана (активное вещество - трифлуралин) на клетки корешков Hordeum vulgare L. Семена ячменя проращивали в присутствии трефлана (концентрация 1 мкг/мл) в течении 4-х дней. Токсическое действие гербицида тестировали по следующим цитокинетическим параметрам: (1) динамика роста корешков, (2) прогрессия митоза, (3) компартментализация генома в постмитотической клетке, (4) нарушения хода дифференцировки тканей и клеток. Показано, что гербицид не оказывает существенного влияния на проростание семян, но существенно замедляет рост корешков. При этом выявлен блок митоза на стадии метафазы. Одновременно в меристеме появляются многочисленные многоядерные клетки. По данным цитофотометрии индивидуальные ядра многоядерных клеток содержат различное количество ДНК, что свидетельствует о патологии митоза, связанной с нарушением расхождения хромосом. Ультраструктурный анализ выявил в составе многоядерных клеток несформировавшиеся клеточные стенки. Примерно в 1 мм от кончика корешка развиваются многочисленные корневые волоски. Т.к. в этом районе нормально развивающегося корешка корневые волоски никогда не формируются, данное явление можно трактовать, как нарушения дифференцировки клеток корешка. Электронномикроскопическое изучение показало, что цитоплазма клеток корневых волосков конденсируется, а затем сжимается внутри частично разрушенных клеточных стенок. По данным электрофореза ДНК в корешках, обработанных трефланом, происходит нуклеосомная фрагментация ДНК. Также выявлена активация протеазной активности. Морфологические особенности погибающих клеток, нуклеосомная фрагментация ДНК и активация протеазной активности позволяют трактовать наблюдаемое явление как массовую программируемую клеточную гибель. Таким образом, все наблюдаемые явления могут быть сгруппированы в две группы: патология клетки (блок митоза, нарушения формирования клеточной стенки и т.д.)и патология процессов развития корешка, его онтогенеза (замедление роста, аномальное формирование корневых волосков и т.д.). Можно полагать, что измения структуры клеток являются первичными и приводят к последующим измениям в процессах дифференцировки, хотя конкретные взаимоотношения двух групп патологических изменений остаются неясными. Полученные данные могут служить основанием для изучения влияния гербицидов в агроценозах, а также при поиске форм, устойчивых к действию гербицидов. 273
