Збільшення антропогенного преса призвело до необхідності проведення модельних експериментів, дозволяють оцінити можливість організмів адаптуватися до ксенобіотиків. Дослідження негативного впливу зазвичай проводять в лабораторіях з використанням тварин в якості тестоб'ектов, між тим цікавіше вивчати толерантність і адаптивні можливості у рослинних організмів, тому що, на відміну від тварин, вони не здатні покинути некомфортну для існування місцевість. Щоб отримати об'єктивну відповідь в експериментах, необхідно вибирати тест-об'єкти, що відносяться до споріднених видів, широко поширеним в екосистемах, а ксенобіотики - з тих, які широко використовуються і здатні потрапляти в навколишнє середовище. В модельних експериментах використовували Allim fistulosum L., на який впливали бензотриазол для вивчення можливості розвитку у рослин адаптивного відповіді до антропогенним поллютанта. Рослини преадаптіровани до токсичною дозі бензотриазол в концентрації 0,1 мг / мл, шляхом впливу спиртовими розчинами бензотриазол в концентрації 0,0001 мг / мл або 0,001 мг / мл, причому час попереднього впливу було різним: від 1 доби до 4 діб, потім тест-об'єкти пророщували в розчині високої концентрації. Було поставлено 3 контролю: насіння пророщували протягом п'яти діб в усіх трьох використовуваних концентраціях бензотриазол, а також в розчиннику, яким служив 0,5% ізопропіловий спирт. Можливість адаптивної реакції оцінювали, використовуючи два морфо-фізіологічних показника: схожість насіння і середню довжину коренів на п'яту добу експерименту. Проведені експерименти показали, що розчин бензотриазол в концентрації 0,1 мг / мл пригнічує проростання насіння і ріст коренів у порівнянні з контролем (пророщування в 0,5% розчині ізопропілового спирту), а в концентрації 0,0001 мг / мл - стимулює. Вплив низькими концентраціями достовірно створює преадаптація до токсичною дозі, але відповіді достовірно різняться по ефективності в залежності від тривалості преадаптаціі і концентрації речовини. Найбільший ефект до токсичної дії бензотриазол створює преадаптація низькими концентраціями протягом 3 діб. Обговорюються можливі механізми преадаптаціі.

Анотація наукової статті з біологічних наук, автор наукової роботи - Селезньова Катерина Сергіївна


ANALYSIS OF BENZOTRIAZOLE INFLUENCE ON SOME MORPHOLOGICAL AND PHYSIOLOGICAL CHARACTERISTICS OF ALLIUM FISTULOSUM

The increase in anthropogenic pressure has led to the need for model experiments to assess the ability of organisms to adapt to xenobiotics. The study of negative effects is usually carried out in laboratories using animals as test objects, while it is more interesting to study tolerance and adaptive capabilities in plant organisms, because, unlike animals, they are not able to leave an area uncomfortable for existence. In order to obtain an objective response in experiments, it is necessary to choose test objects related to species that are ubiquitous in ecosystems, and xenobiotics that are widely used and able to enter the environment. Allium fistulosum L. was used in model experiments and was affected by benzotriazole to study the possibility of developing an adaptive response in plants to anthropogenic pollutants. Plants were preadapted to a toxic dose of benzotriazole at a concentration of 0,1 mg / ml, by exposure to alcohol solutions of benzotriazole at a concentration of 0,0001 mg / ml or 0,001 mg / ml, and the time of preliminary exposure varied from 1 day to 4 days, then test objects germinated in a solution of high concentration. There were three controls, where the seeds were germinated for five days in all three used concentrations of benzotriazole, as well as in a solvent, which was 0,5% isopropyl alcohol. The possibility of adaptive response was assessed using two morphophysiological indicators, these were the germination of seeds and the average root length on the fifth day of the experiment. Experiments have shown that a solution of benzotriazole at a concentration of 0,1 mg / ml inhibits seeds germination and roots growth compared with the control (germination in 0,5% isopropyl alcohol), while at a concentration of 0,0001 mg / ml it stimulates. Exposure to low concentrations reliably creates a preadaptation to the toxic dose, but the responses significantly differ in effectiveness depending on the duration of preadaptation and the concentration of the substance. The greatest effect on the toxic effect of benzotriazole is created by preadaptation in low concentrations over 3 days. Possible preadaptation mechanisms are discussed.


Область наук:

  • біологічні науки

  • Рік видавництва: 2019


    Журнал: Самарський науковий вісник


    Наукова стаття на тему 'Аналіз впливу бензотриазол на деякі морфо-фізіологічні показники Allium fistulosum'

    Текст наукової роботи на тему «Аналіз впливу бензотриазол на деякі морфо-фізіологічні показники Allium fistulosum»

    ?Ршення Львiвськоl Обласний! заради вщ 16 червня 2015 року № 1370.

    33. Mirek Z., Zarzycki K., Wojewoda W., Szel ^ g Z. Red list of plants and fungi in Poland. Czerwona lista roslin i grzybow Polski. Krakow: Instytut Botaniki im. W. Szafera, 2006. 99 p.

    34. Kolanowska M. Niche conservatism and the future potential range of Epipactis helleborine (Orchida-ceae) // 34. PLoS One. 2013. Vol. 8, № 10. e77352. DOI: 10.1371 / journal.pone.0077352.

    35. Light M.H.S., MacConaill M. Appearance and disappearance of a weedy orchid, Epipactis helleborine // Folia Geobotanica. 2006. Vol. 41, № 1. P. 77-93. DOI: 10.1007 / BF02805263.

    36. Сенатор С.А., Саксонов С.В. Причини диз'юнкцій ареалів рослин в Самарсько-Ульяновському Поволжі (в порядку дискусії) // Теоретичні проблеми екології і еволюції. Теорія ареалів: види, співтовариства, екосистеми. V Любіщевскіе читання. Тольятті, 2010. С. 180-189.

    © 2019

    TRENDS OF SOME RARE FLORA SPECIES POPULATIONS IN THE SOUTHERN URALS FOOTHILLS (ORENBURG REGION)

    Safonov Maksim Anatolievich, doctor of biological sciences, professor, head of General Biology, Ecology and Methods of Biology Teaching Department

    Orenburg State Pedagogical University (Orenburg, Russian Federation)

    Abstract. The results of long-term (1994-2018) studies of the distribution and abundance of rare plant species in the foothills of the Southern Urals in order to identify their spatial and temporal trends are discussed. Some species retains its low numbers; in some species the number of populations and their amount were reduced, and some, probably, entirely disappeared from the flora. It is a new species in the local flora - Bupleurum aureum, but its low number does not allow to assess objectively its status and the necessary measures of protection. Spreading of Epipactis helleborine is also sporadic. The population of Veratrum lobelianum is gradually spreading to the South due to mes-ophytization of the climate and changes in pasture load on meadow and meadow-steppe ecosystems. The populations of the Cicerbita uralensis and Lathyrus litvinovii are in the critical condition. Thus, the change in environmental conditions leads to the fact that simultaneously with the reduction of the rare fraction, some species that previously had a small number, begin resettlement, contributing to the change in the appearance of the vegetation cover of the southern Urals foothills.

    Keywords: populations; flora; dynamics; rare and small species; Buplerum aureum; Cicerbita uralensis; Epipactis helleborine; Lathyrus litvinovii; Lilium martagon; Polypodium vulgare; Veratrum lobelianum; Southern Urals; Orenburg Region.

    УДК 615.9: 577.4

    DOI 10.24411 / 2309-4370-2019-11118

    Стаття надійшла до редакції 25.12.2018

    АНАЛІЗ ВПЛИВУ бензотриазол НА ДЕЯКІ МОРФО-ФІЗІОЛОГІЧНІ ПОКАЗНИКИ ALLIUM FISTULOSUM

    © 2019

    Селезньова Катерина Сергіївна, кандидат біологічних наук, доцент кафедри зоології, генетики та загальної екології

    Самарський національний дослідницький університет імені академіка С.П. Корольова

    (М Самара, Російська Федерація)

    Анотація. Збільшення антропогенного преса призвело до необхідності проведення модельних експериментів, що дозволяють оцінити можливість організмів адаптуватися до ксенобіотиків. Дослідження негативного впливу зазвичай проводять в лабораторіях з використанням тварин в якості тест-об'єктів, між тим цікавіше вивчати толерантність і адаптивні можливості у рослинних організмів, тому що, на відміну від тварин, вони не здатні покинути некомфортну для існування місцевість. Щоб отримати об'єктивну відповідь в експериментах, необхідно вибирати тест-об'єкти, що відносяться до споріднених видів, широко поширеним в екосистемах, а ксенобіотики - з тих, які широко використовуються і здатні потрапляти в навколишнє середовище. У модельних експериментах використовували AПm fistulosum Ь., На який впливали бензотриазол для вивчення можливості розвитку у рослин адаптивного відповіді до антропогенних полютантів. Рослини преадаптіровани до токсичною дозі бензотриазол в концентрації 0,1 мг / мл, шляхом впливу спиртовими розчинами бензотриазол в концентрації 0,0001 мг / мл або 0,001 мг / мл, причому час попереднього впливу було різним: від 1 доби до 4 діб, потім тест-об'єкти пророщували в розчині високої концентрації. Було поставлено 3 контролю: насіння пророщували протягом п'яти діб в усіх трьох використовуваних концентраціях бензотриазол, а також в розчиннику, яким служив 0,5% ізопропіловий спирт. Можливість адаптивної реакції оцінювали, використовуючи два морфо-фізіологічних показника: схожість насіння і середню довжину коренів на п'яту добу експерименту. Проведені експерименти показали, що розчин бензотриазол в концентрації 0,1 мг / мл пригнічує проростання насіння і ріст коренів у порівнянні з контролем (пророщування в 0,5% розчині ізопропілового спирту), а в концентрації 0,0001 мг / мл - стимулює. Вплив низькими концентраціями достовірно створює преадаптація до токсичною дозі, але відповіді достовірно різняться по ефективно-

    сті в залежності від тривалості преадаптаціі і концентрації речовини. Найбільший ефект до токсичної дії бензотриазол створює преадаптація низькими концентраціями протягом 3 діб. Обговорюються можливі механізми преадаптаціі.

    Ключові слова: Allium fistulosum L .; довжина коренів; проростання насіння; екотоксичність; адаптивний відповідь; експериментальні адаптації; модельні експерименти; бензотриазол; антропогенні поллютанти; ксенобіотики; інгібування; стимулювання; толерантність; гормезис.

    Вступ

    Забруднення біосфери антропогенними ксенобіотиками з кожним роком збільшується, що призводить як до поширення толерантних до Поллі-ТАНТА видів рослин, так і до зникнення високочутливих видів. Виникло закономірне інтерес до розкриття механізмів стійкості видів до інгібуючій впливу токсикантів. У цьому плані, як правило, досліджуються види-індикатори, але, очевидно, необхідно досліджувати також види, які повсюдно поширені в найрізноманітніших екосистемах, зокрема представники роду Allium.

    Рід Allium L. (сем. Amaryllidaceae) - один з найбільших пологів однодольних рослин, що включає ряд овочевих культур. За обсягом виробництва найбільш економічно значущими представниками роду є цибуля ріпчаста (A. cepa), часник (A. sativum) і цибулю-порей (A. porrum) [1, с. 4]. Представники цього роду рекомендовані ВООЗ для аналізу генотоксичности антропогенних ксенобіотиків [2, с. 86-97].

    Для видів роду Allium найбільш характерні паті-ентная і рудеральна складові стратегії життя. Виживання видів (збереження в складі фітоценозу) в несприятливих еколого-фитоценотических умовах найчастіше найбільш ефективно забезпечують адаптивні механізми патіентная (ніші-вої) складовою стратегії життя [3, с. 93-109; 4, с. 68-73]. Саме тому доцільно в модельних експериментах використовувати представників цього роду.

    Коли в екотоксикології ставляться модельні експерименти з аналізу біологічних відповідей досліджуваних тест-об'єктів, необхідно використовувати широко і давно застосовуються ксенобіотики. Бензотриазол відноситься до таких ксенобіотиків. Він використовується у фармакологічній промисловості для синтезу нових лікарських препаратів [5, с. 375-385], в металургії в якості інгібіторів корозії [6], в хімічній промисловості в різних синтезах [7, с. 409-548] і як супрамолеку-лярні ліганди [8, с. 2515-2522]. Бензотриазол і його похідні виявляються в навколишньому середовищі [9, p. 73-80; 10, p. 105-110]. Все вищесказане робить його дуже перспективним модельним поллютанта в експериментах.

    Метою дослідження був аналіз реакцій Allium fistulosm L. на організмовому рівні (схожість насіння, ріст коренів) під дією спиртових розчинів бензотриазол в різних варіаціях.

    матеріали та методи

    Об'єкт дослідження - A. fistulosm L. сорту Русский Зимовий. Аналізували токсичність спиртових розчинів бензотриазол в концентраціях 0,0001; 0,001; 0,1 мг / мл. Розчинником служив 0,5% ізопропіловий спирт.

    Одночасно було поставлено 12 серій експериментів. У кожній серії насіння цибулі поміщали на

    фільтрувальну папір в чашки Петрі, просочену досліджуваними розчинами в обраній концентрації по 20 штук в кожну. Таким чином, для кожної серії досліджували 60 насіння.

    1 серія. Насіння протягом 5 діб пророщували в 0,5% розчині ізопропілового спирту.

    2 серія. Насіння протягом 5 діб пророщували в спиртовому розчині бензотриазол в концентрації 0,0001 мг / мл.

    3 серія. Насіння протягом 5 діб пророщували в бензотриазол в концентрації 0,001 мг / мл.

    4 серія. 60 насіння протягом 5 діб пророщували в бензотриазол в концентрації 0,1 мг / мл.

    5 серія. Насіння пророщували протягом 1 доби в розчині бензотриазол 0,0001 мг / мл, потім переносили в чашки Петрі з бензотриазол в концентрації 0,1 мг / мл, де пророщують ще 4 доби.

    6 серія. Насіння пророщували 2-е суток в розчині бензотриазол 0,0001 мг / мл, потім рослини переносили в чашки Петрі з бензотриазол в концентрації 0,1 мг / мл, де рослини росли ще 3 доби.

    7 серія. Насіння пророщували 3 доби в розчині бензотриазол 0,0001 мг / мл, потім переносили в чашки Петрі з бензотриазол в концентрації 0,1 мг / мл, де рослини росли ще 2-е суток.

    8 серія. Насіння пророщували протягом 4 діб у розчині бензотриазол 0,0001 мг / мл, потім переносили в чашки Петрі з бензотриазол в концентрації 0,1 мг / мл, де рослини росли ще 1 добу.

    9 серія. Насіння пророщували протягом 1 доби в розчині бензотриазол 0,001 мг / мл, потім переносили в чашки Петрі з бензотриазол в концентрації 0,1 мг / мл, де рослини росли ще 4 доби.

    10 серія. Насіння пророщували протягом 2-х діб в розчині бензотриазол 0,001 мг / мл, потім переносили в чашки Петрі з бензотриазол в концентрації 0,1 мг / мл, де рослини росли ще 3 доби.

    11 серія. Насіння пророщували протягом 3-х діб в розчині бензотриазол 0,001 мг / мл, потім переносили в чашки Петрі з бензотриазол в концентрації 0,1 мг / мл, де рослини росли ще 2-е суток.

    12 серія. Насіння пророщували протягом 4 діб у розчині бензотриазол 0,001 мг / мл, потім переносили в чашки Петрі з бензотриазол в концентрації 0,1 мг / мл, де рослини росли ще 1 добу.

    Підраховували схожість насіння у відсотках і середню довжину коренів на 5-й день росту. Достовірність відмінностей між серіями експериментів розраховували за допомогою двохфакторну дисперсійного аналізу [11, с. 155-208].

    Результати та обговорення

    Рослини, на відміну від тварин, не здатні активно уникати чужорідних сполук і тому виробляють стратегії виживання, що дозволяють впоратися з токсичним впливом, розвиваючи адаптивний відповідь. Це один з широко відомих ефектів малих доз, що виявляється в тому, що попередній вплив на клітини або організми пошкоджуючого агента в малих дозах повели-

    чивает їх стійкість до повторного впливу цього ж, а іноді і іншого агента в великих дозах [12, с. 59-67].

    Ми поставили ряд серій експериментів, де короткочасно впливали на цибулю низьким дозами розчину бензотриазол, а потім переносили рослини на високу дозу 0,1 мг / мл цього ж з'єднання. Досліджували дві дуже низькі дози, а в якості доказів адаптивного відповіді досліджували такі параметри, як схожість і довжину коренів. Щоб оцінити адаптивний відповідь, результати срав-

    Нива з серіями експериментів, в яких рослини росли протягом п'яти діб або в трьох досліджених концентраціях, або в розчиннику.

    На рис. 1 представлені підсумовані результати експериментів зі з'ясування можливості створення преадаптаціі рослин до токсичної дозі бен-зотріазола в концентрації 0,1 мг / мл його ж низькими дозами. Біологічний відповідь оцінювали за таким фізіологічного показника, як схожість, підраховуючи зміна проростання насіння в різних серіях експерименту.

    65 70 75 Проростання насіння.

    Малюнок 1 - Вплив на схожість насіння А. АвИовіт бензотриазол в різних концентраціях в різних поєднаннях (перша цифра в позначеннях на осі ординат говорить про тривалість попереднього впливу, «+» показує тривалість подальшого впливу високою дозою)

    Як видно з представлених результатів, пре-адаптація низькою дозою протягом доби виявляється недостатньою для розвитку адаптивного відповіді, і відсоток пророслого насіння не відрізняється від такого при дії бензотразола в концентрації 0,1 мг / мл протягом 5 діб. Преадаптація протягом двох діб обома низькими концентраціями викликала адаптивний відповідь, але ефективніше була преадаптація концентрацією 0,0001 мг / мл, так як відсоток пророслого насіння не відрізнявся від такого в контролі, коли насіння пророщували в 0,5% розчині ізопропілового спирту. Пророщування рослин протягом 5 діб на розчині бензотриазол в концентрації 0,0001 мг / мл показало стимулюючий ефект, так як число пророслих насіння було вище, ніж в розчиннику -ізопропіловом спирті, тобто ми явно маємо справу з гормезисом.

    Зазвичай при дослідженні феномену гормезису використовують тварин, і робіт, що проводяться на рослинах, трохи, але в останні роки зріс інтерес до цього явища. Були виявлені в реакціях деревних рослин, які використовуються в якості індикаторів, парадоксальні відповіді на забруднення навколишнього середовища автомобільними вихлопами, коли невисокі дози стимулювали деякі фізіологічні процеси [13, с. 432-437; 14, с. 396-398; 15, с. 76-78]. Було показано, що передпосівна у-опромінення насіння ячменю впливає на розвиток рослин протягом усього вегетаційного періоду, стиму-

    лируя господарсько цінні ознаки. Конкретна реалізація ефекту гормезису залежала від факторів середовища, в якій відбувався розвиток рослин [16, с. 823-826].

    Спостережувані в області малих доз біологічні ефекти обумовлені особливостями реалізації відповідної реакції клітини і організму, є результатом розгортання в часі генетичної програми, вибір конкретного варіанту якої визначається інтенсивністю і характером зовнішнього впливу. У нашому випадку це тривалість впливу. Преадаптація протягом 3-х діб в обох розчинах низької концентрації з подальшим перенесенням рослин в розчин бензотриазол з високою концентрацією давало їм можливість розвинути адаптивний відповідь. Такий результат дозволяє зробити висновок, що саме при тридобової тривалості створення преадаптаціі слід вивчати механізми цього процесу.

    Проведений двохфакторну дисперсійний аналіз показав, що преадаптаціі різними дозами достовірно відрізняються один від одного ф < 0,050), а тривалість преадаптаціі є важливим фактором для розвитку адаптивного відповіді ф < 0,02).

    Схожість насіння - це інтегральний фізіологічний показник стану рослини, що залежить від багатьох показників: цілісності насіннєвий шкірки, ваги насіння, вологості і т.п. Тому необхідно дослідження адаптивного відповіді, що є

    окремим випадком гормезису, на більш конкретні параметри стану рослини, наприклад зростання коренів цибулі. Багато дослідників використовують коріння як тест-об'єкти аналізу біологічного дії токсикантів [17, с. 944-952], тому ми вимірювали середню довжину коренів у всіх серіях експериментальних-

    тов і порівнювали отримані результати між собою з метою виявлення здатності у низьких доз бензотриазол створити преадаптаціі до токсичної дії його високої дози (0,1 мг / мл) для ростових процесів. Результати проведених експериментів показані на рис. 2.

    10 15 20

    Довжина коренів цибулі, мм

    Малюнок 2 - Вплив на середню довжину коренів А. АвИовіт бензотриазол різних концентрацій в різних поєднаннях (перша цифра в підписі на осі ординат говорить про час попереднього впливу, «+» показує наступне вплив і тривалість високою дозою)

    Відомо, що у рослин перехід в стан стресу на рівні організму полягає в інтеграції сигналів на рівні апікальних меристем і посилення їх формообразовательних і акцепторних властивостей [18, с. 6]. Зростання коренів є сумарним підсумком кількох процесів: мітотичної активності в клітинах кореневої меристеми, процесів, що йдуть в зоні розтягування і т.д. Саме тому на цьому рівні адаптивний відповідь буде дуже вираженим.

    Преадаптація низькими дозами для росту коренів, виявлена ​​для схожості насіння, має ті ж закономірності.

    Проведений двохфакторну дисперсійний аналіз показав, що на розвиток адаптивного відповіді, що виражається в стимуляції ростових процесів, достовірно впливає і концентрація нетоксичних доз ф < 0,01), і тривалість їх впливу ф < 0,02). Найбільш яскраво адаптивний відповідь спостерігається при впливі низькими дозами протягом трьох діб. З представлених результатів видно, що при цій тривалості впливу обидві концентрації дають подібний відповідь.

    Мабуть, висока концентрація бензотріа-зола, обрана нами, активує захисні системи підтримки параметрів гомеостазу, необхідні для виживання. При більш низьких концентраціях спостерігається «перемикання» механізмів, що забезпечують більш тонку регуляцію стану організму, в результаті чого спостерігається адаптивний відповідь. Схожі процеси виявлені при радіаційному гормезису [19, с. 406-411; 20, с. 77-80].

    Можливо, що за рахунок механізмів сверхкомпенсации явище гормезису частіше буде спостерігатися у високотолерантних до антропогенних ксенобіотиків рослин.

    висновки

    1. Виявлено здатність низьких концентрацій бензотриазол викликати адаптивний відповідь у A. fistu-losum виявляється як в показниках схожості насіння, так і ростових процесах - середній довжині коренів тест-об'єкта.

    2. Доведено, що оптимальний час для створення преадаптаціі до токсичної дії бензотріа-зола є вплив низькими дозами протягом трьох діб.

    3. Виявлено явище гормезису при впливі на A. fistulosum дозою бензотриазол в концентрації 0,0001 мг / мл.

    Список літератури:

    1. Філюшіной М.А. Аналіз поліморфізму геномів Allium sativum і споріднених видів секції Allium: автореф дис. ... канд. біол. наук. М., 2017. 20 с.

    2. Керівництво по короткострокових тестів для виявлення мутагенних і канцерогенних хімічних сполук. Гігієнічні критерії навколишнього середовища. № 51. Женева: ВООЗ, 1982. 212 с.

    3. Чадаєва В.А., Шхагапсоев С.Х. Аналіз стратегій виживання видів роду Allium L. російської частини Кавказу // Південь Росії: екологія, розвиток. 2016. Т. 11, № 4. С. 93-109.

    4. Чадаєва В.А. Біоіндікаціонних значення і роль видів роду Allium L. (Alliaceae) в підтримці стійкості екосистем // Ботанічний вісник Північного Кавказу. 2016. № 2. С. 68-73.

    5. Suma B.V., Natesh N.N., Madhavan V. The ben-zotriazole in medicinal chemistry: a review // Journal of Chemical and Pharmaceutical Research. 2011. Vol. 3. P. 375-381.

    6. Агафонкіна М.О. Інгібування корозії чорних і кольорових металів в нейтральних середовищах 1, 2,

    3-бензотриазол і його композиціями з солями кар-бонових кислот: автореф. дис. ... канд. хім. наук. М., 2011. 20 с.

    7. Katritzky A.R., Lan X., Yang J.Z., Denisko O.V. Properties and synthetic utility of N-substituted benzotri-azolides // Chemical Reviews. 1998. Vol. 98, № 2. P. 409-548.

    8. Wang L., Zhao L., Xue R.Y., Lu X.F., Wen Y.H. et al. Construction of interesting organic supramolecular structures with synthon interaction in 1H-benzotriazole and hydroxybenzoic acid crystals // Science China Chemistry. 2012. Vol. 55. P. 2515-2522.

    9. Nukaya H., Shiozawa T., Tada A., Terao Y., Ohe T., Watanabe T., Takahashi Y., Asanoma M., Sawa-nishi H., Katsuhara T., Sugimura T., Wakabayashi K . Identification of 2- [2- (acetylamino) -4-amino-5-metho-xyphenyl] -5-amino-7-bromo-4-chloro-2H-benzotriazole (PBTA-4) as a potent mutagen in river water in Kyoto and Aichi prefectures, Japan // Mutat. Res. 2001. Vol. 492. P. 73-80.

    10. Shiozawa T., Suyama K., Nakano K., Nukaya H., Sawanishi H., Oguri A., Wakabayashi K., Terao Y. Mutagenic activity of 2-phenylbenzotriazole derivatives related to a mutagen, PBTA-1, in river water // Mutat. Res. 1999. Vol. 442 (2). P. 105-110.

    11. Лакіна Г.Ф. Біометрія. М .: Вища школа, 1990. 352 с.

    12. Горшкова Т.А. Деякі закономірності адаптивного відповіді зростаючих популяцій Saccharo-myces cerevisiae на дію іонізуючого випромінювання // Радіація і ризик. 2006. Т. 15, № 1-2. С. 59-67.

    13. Жуйкова Т.В., Безель В.С., Позолотина В.Н., Северюхін О.А. Репродуктивні можливості рослин в градієнті хімічного забруднення середовища // Екологія. 2002. № 6. С. 432-437.

    14. Єрофєєва Е.А. Глибина зимового спокою і швидкість виходу з нього берези повислої в біотопах з різним рівнем автотранспортного забруднення // Вісник ННДУ ім. Н.І. Лобачевського. 2010. № 2 (2). С. 396-398.

    15. Єрофєєва Е.А. Вплив автотранспортного забруднення на швидкість виходу зі стану зимового спокою і закінчення вегетації у липи мелколистной // Вісник ННДУ ім. Н.І. Лобачевського. 2011. № 2 (2). С. 76-78.

    16. Чурюкін Р.С., Гераськин С.А. Прояв ефекту гормезису у рослин ячменю (Hordeum vulgare L.) в контрастних умовах зростання при у-опроміненні насіння // Сільськогосподарська біологія. 2017. Т. 52, № 4. С. 820-829.

    17. Іванов В.Б. Використання коренів як тест-об'єктів для оцінки біологічної дії хімічних сполук // Фізіологія рослин. 2011. Т. 58, № 6. С. 944-952.

    18. Нефедьева Є.Е. Фізіолого-біохімічні процеси і морфогенез у рослин після дії імпульсного тиску на насіння: автореф. дис. ... д-ра біол. наук. М., 2011. 45 с.

    19. Литвинов С.В. Вплив хронічного опромінення насіння і проростків Aradobsis thaliana малими дозами у-радіації на ріст і розвиток рослин // Ядерна фізика та енергетика. 2014. Т. 15, № 4. С. 406-414.

    20. Філіппова Г.В., Ксенофонтова К.І. Вплив передпосівного у-опромінення насіння стоколосу безостого (Bromopsis inermis Leyss.) І люцерни серповидної (Medicago falcate L.) на виживаність в умовах високої лужності грунтів Центральної Якутії // Наука і освіта. 2009. № 2. С. 77-80.

    ANALYSIS OF BENZOTRIAZOLE INFLUENCE ON SOME MORPHOLOGICAL AND PHYSIOLOGICAL CHARACTERISTICS OF ALLIUM FISTULOSUM

    © 2019

    Selezneva Ekaterina Sergeevna, candidate of biological sciences, associate professor of Zoology, Genetics and General Ecology Department

    Samara National Research University (Samara, Russian Federation)

    Abstract. The increase in anthropogenic pressure has led to the need for model experiments to assess the ability of organisms to adapt to xenobiotics. The study of negative effects is usually carried out in laboratories using animals as test objects, while it is more interesting to study tolerance and adaptive capabilities in plant organisms, because, unlike animals, they are not able to leave an area uncomfortable for existence. In order to obtain an objective response in experiments, it is necessary to choose test objects related to species that are ubiquitous in ecosystems, and xenobiotics that are widely used and able to enter the environment. Allium fistulosum L. was used in model experiments and was affected by benzotriazole to study the possibility of developing an adaptive response in plants to anthropogenic pollutants. Plants were preadapted to a toxic dose of benzotriazole at a concentration of 0,1 mg / ml, by exposure to alcohol solutions of benzotriazole at a concentration of 0,0001 mg / ml or 0,001 mg / ml, and the time of preliminary exposure varied from 1 day to 4 days, then test objects germinated in a solution of high concentration. There were three controls, where the seeds were germinated for five days in all three used concentrations of benzotriazole, as well as in a solvent, which was 0,5% isopropyl alcohol. The possibility of adaptive response was assessed using two morphophysiological indicators, these were the germination of seeds and the average root length on the fifth day of the experiment. Experiments have shown that a solution of benzotriazole at a concentration of 0,1 mg / ml inhibits seeds germination and roots growth compared with the control (germination in 0,5% isopropyl alcohol), while at a concentration of 0,0001 mg / ml it stimulates. Exposure to low concentrations reliably creates a preadaptation to the toxic dose, but the responses significantly differ in effectiveness depending on the duration of preadaptation and the concentration of the substance. The greatest effect on the toxic effect of benzotriazole is created by preadaptation in low concentrations over 3 days. Possible preadaptation mechanisms are discussed.

    Keywords: Allium fistulosum L .; root length; seed germination; ecotoxicity; adaptive response; experimental adaptations; model experiments; benzotriazole; anthropogenic pollutants; xenobiotics; inhibition; stimulation; tolerance; hormesis.


    Ключові слова: Allium fistulosum L. /довжина коренів /проростання насіння /екотоксичність /адаптивний відповідь /експериментальні адаптації /модельні експерименти /бензотриазол /антропогенні поллютанти /ксенобіотики /інгібування /стимулювання /толерантність /гормезис. /Allium fistulosum L. /root length /seed germination /ecotoxicity /adaptive response /experimental ad- aptations /model experiments /benzotriazole /anthropogenic pollutants /xenobiotics /inhibition /stimulation /tole- rance /hormesis.

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити