Научный журнал
Международный журнал экспериментального образования

ISSN 2618–7159
ИФ РИНЦ = 0,757

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОВ БИОТЕСТИРОВАНИЯ ДЛЯ МОНИТОРИНГА ГЕНОТОКСИЧНОСТИ ЗОН ТЕКТОНИЧЕСКИХ РАЗЛОМОВ

Шиманская Е.И. 1 Вьюхина А.А. 1 Вардуни Т.В. 1 Шиманский А.Е. 1
1 Научно-исследовательский институт биологии Южного федерального университета
1. Вьюхина А.А., Омельченко Г.В., Шиманская Е.И., Чохели В.А., Вардуни Т.В. Применение методов биотестирования для индикации закономерностей варьирования фенотипических и цитогенетических изменений растений-индикаторов в зависимости от степени тектонической нарушенности зоны произрастания// Известия высших учебных заведений. Северо-кавказский регион. Серия: Естественные науки.- 2013. №1. С.45-51.
2. Шиманская Е.И., Вардуни Т.В., Вьюхина А.А., Чохели В.А. Разработка метода биотестирования недифференцированных факторов среды для территорий, приуроченных к зонам активных тектонических разломов, на основе анализа распределения морфологических изменений у ценозообразующих видов деревьев// Фундаментальные исследования.- 2013.-№6.- С. 1178-1183.
3. Бураева Е.А., Малышевский В.С., Нефедов В.С., Тимченко А,А., Горлачев И.А., Семин Л.В., Шиманская Е.И., Триболина А.Н., Кубрин С.П., Гуглев К.А., Толпыгин И.Е., Мартыненко С.В. Мощность эквивалентной дозы гамма-излучения природных и урбанизированных территорий Северного Кавказа //Фундаментальные исследования. 2013.-№10-5.-С. 1073-1077.
4. Омельченко Г.В., Шиманская Е.И., Бураева Е.А., Шерстнев А.К., Чохели В.А., Вьюхина А.А., Вардуни Т.В., Середа В.А. Оценки генотоксичности окружающей среды урбанизированных территорий с использованием древесно-моховых консорций (на примере г. Ростова-на-Дону)//Экология и промышленная Россия. 2012. №11. С.51-55.
5. Е. И. Шиманская, О. А. Бессонов, И. А. Горлачев, Т. В. Вардуни, Г.В. Омельченко, В. А. Чохели. Методология оценки генотоксичности факторов окружающей среды с использованием растительных объектов//Валеология – 2010. - Вып. 2. – С.40-43.

Актуальность использования методов биотестирования для определения степени генотоксичности отдельных районов Республики Северная Осетия-Алания очевидна, поскольку территория республики характеризуется сложным геологическим строением. Кроме того, генотоксичность отдельных участков в пределах территорий тектонических разломов может указывать на локальное физическое воздействие отдельных геологических структур в составе разлома. Для решения проблемы определения степени генотоксичности различных территорий должны быть привлечены экономически выгодные методы, основанные на инновационных технологиях, позволяющих адекватно оценить действие различных факторов на геномные процессы. Полностью отвечают данным требованиям системы биотестирования, созданные с использованием клеточных тест-систем.

Использование клеточных тест-систем для поведения скрининговых исследований уровня аберраций хромосом на отдельных территориях республики Северная-Осетия Алания позволило выявить участки с повышенной степенью генотоксичности. Кроме того, данные исследования необходимы для оценки уровня спонтанного и индуцированного мутагенеза в природных системах и агроценнозах, выявления новых мутагенов в окружающей среде и их опасности для человека. Первичный скрининг генотоксичности отдельных участков зоны тектонического разломов северного склона Главного хребта показал значительное превышение уровня аберраций хромосом (в 6 и более раз в сравнении с позитивным контролем) в клетках меристематической ткани как модельных лабораторных объектах, так и видов-эдификаторов исследуемой территории [1].

С целью выявления генотоксических эффектов локального физического воздействия отдельных геологических структур на биосистемы был проведен следующий эксперимент: на территории с высокой степенью тектонической нарушенности осуществлялось проращивание семян гороха посевного (Pisum sativum). Для анафазного анализа были использованы препараты корневой меристемы (Pisum sativum) и меристемы зачаточных листьев березы повисшей (Betula. pendula). В эксперименте с лабораторным объектом (Pisum sativum) исключение действия химических факторов достигалось методом проращивания в чашках Петри на дистиллированной воде. Чашки Петри с прорастающими семенами располагались по точкам на поверхности разрывных нарушений тектонических плит и в месте их пересечения. Точки проращивания были расположены непосредственно в местах произрастания клоновых форм деревьев с максимальным числом стволов [2]. В результате эксперимента было выявлено достоверное повышение уровня аберраций хромосом (АХр) по сравнению с контролем практически во всех анализируемых точках. Наиболее существенное превышение контрольного уровня аберраций хромосом (в 6,8 раз) зафиксировано в точке 1 (на месте обнажения древних кристаллических сланцев, Танадонское разрывное нарушение), в точке 3 (в 6,5 раз) и точке 8 (в 6.1раз). Далее нами был проанализирован уровень аберраций хромосом в почечной меристеме (Betula. pendula), произрастающей в анализируемых точках.

Результаты анализа показали, что в меристеме зачаточных листьев деревьев березы повисшей также фиксируется повышенных уровень аберраций хромосом. Однако наибольшие значения АХр зафиксированы в точке 5 (разрывное нарушение, возможное воздействие радионуклидов аккумулированных в базальном горизонте [3]). Следует отметить, что полученные данные по многократному увеличению уровня спонтанного мутационного процесса сопоставимы со значениями, полученными ранее при мониторинге недифференцированных факторов среды в крупных промышленных мегаполисах [4].

Высокий уровень АХр в клетках почечной меристемы Betula. pendula и Pisum sativum, свидетельствует о мутагенной активности недифференцированных факторов среды в геоактивной зоне Танадонского тектонического разлома.

Преимущество методов биотестирования перед физико-химическими методами можно отметить по следующим позициям:

• реакция биосистемы посредством собственных мутаций на локальную аномалию мутагена в окружающей среде представляет собой непосредственную индикацию фактора.

• степень мутационных изменений находится в очевидной корреляционной зависимости с уровнем интенсивности проявления мутагенных факторов естественной геологической среды.

Таким образом, применение методов биотестирования является весьма перспективным решением задачи индикации неоднородности геологической среды и активности разлома, а использование растительных биосенсоров в целях биоиндикации элементов разрывной тектоники делает возможным фиксирование активности разломов и поиск разломов, перекрытых рыхлыми отложениями по их генотоксическому эффекту [5].


Библиографическая ссылка

Шиманская Е.И., Вьюхина А.А., Вардуни Т.В., Шиманский А.Е. ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОВ БИОТЕСТИРОВАНИЯ ДЛЯ МОНИТОРИНГА ГЕНОТОКСИЧНОСТИ ЗОН ТЕКТОНИЧЕСКИХ РАЗЛОМОВ // Международный журнал экспериментального образования. – 2014. – № 5-2. – С. 55-56;
URL: http://expeducation.ru/ru/article/view?id=5700 (дата обращения: 13.06.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074