Анализ влияния бензотриазола на некоторые морфо-физиологические показатели Allium fistulosum

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Увеличение антропогенного пресса привело к необходимости проведения модельных экспериментов, позволяющих оценить возможность организмов адаптироваться к ксенобиотикам. Исследование негативного воздействия обычно проводят в лабораториях с использованием животных в качестве тест-объектов, между тем интереснее изучать толерантность и адаптивные возможности у растительных организмов, потому что, в отличие от животных, они не способны покинуть некомфортную для существования местность. Чтобы получить объективный ответ в экспериментах, необходимо выбирать тест-объекты, относящиеся к родственным видам, широко распространенным в экосистемах, а ксенобиотики - из тех, которые широко используются и способны попадать в окружающую среду. В модельных экспериментах использовали Allim fistulosum L., на который воздействовали бензотриазолом для изучения возможности развития у растений адаптивного ответа к антропогенным поллютантам. Растения преадаптировали к токсичной дозе бензотриазола в концентрации 0,1 мг/мл, путем воздействия спиртовыми растворами бензотриазола в концентрации 0,0001 мг/мл или 0,001 мг/мл, причем время предварительного воздействия было различным: от 1 суток до 4 суток, затем тест-объекты проращивали в растворе высокой концентрации. Было поставлено 3 контроля: семена проращивали в течение пяти суток во всех трех используемых концентрациях бензотриазола, а также в растворителе, которым служил 0,5% изопропиловый спирт. Возможность адаптивной реакции оценивали, используя два морфо-физиологических показателя: всхожесть семян и среднюю длину корней на пятые сутки эксперимента. Проведенные эксперименты показали, что раствор бензотриазола в концентрации 0,1 мг/мл ингибирует прорастание семян и рост корней по сравнению с контролем (проращивание в 0,5% изопропиловом спирте), а в концентрации 0,0001 мг/мл - стимулирует. Воздействие низкими концентрациями достоверно создает преадаптацию к токсичной дозе, но ответы достоверно различаются по эффективности в зависимости от длительности преадаптации и концентрации вещества. Наибольший эффект к токсическому действию бензотриазола создает преадаптация низкими концентрациями в течение 3 суток. Обсуждаются возможные механизмы преадаптации.

Об авторах

Екатерина Сергеевна Селезнева

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва

Автор, ответственный за переписку.
Email: catana7@yandex.ru

кандидат биологических наук, доцент кафедры зоологии, генетики и общей экологии

Россия, Самара

Список литературы

  1. Филюшин М.А. Анализ полиморфизма геномов Allium sativum и родственных видов секции Allium: автореф дис. … канд. биол. наук. М., 2017. 20 с.
  2. Руководство по краткосрочным тестам для выявления мутагенных и канцерогенных химических соединений. Гигиенические критерии окружающей среды. № 51. Женева: ВОЗ, 1982. 212 с.
  3. Чадаева В.А., Шхагапсоев С.Х. Анализ стратегий выживания видов рода Allium L. российской части Кавказа // Юг России: экология, развитие. 2016. Т. 11, № 4. С. 93-109.
  4. Чадаева В.А. Биоиндикационное значение и роль видов рода Allium L. (Alliaceae) в поддержании устойчивости экосистем // Ботанический вестник Северного Кавказа. 2016. № 2. С. 68-73.
  5. Suma B.V., Natesh N.N., Madhavan V. The benzotriazole in medicinal chemistry: a review // Journal of Chemical and Pharmaceutical Research. 2011. Vol. 3. P. 375-381.
  6. Агафонкина М.О. Ингибирование коррозии черных и цветных металлов в нейтральных средах 1, 2, 3-бензотриазолом и его композициями с солями карбоновых кислот: автореф. дис. … канд. хим. наук. М., 2011. 20 с.
  7. Katritzky A.R., Lan X., Yang J.Z., Denisko O.V. Properties and synthetic utility of N-substituted benzotriazolides // 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., Sawanishi H., Katsuhara T., Sugimura T., Wakabayashi K. Identification of 2-[2-(acetylamino)-4-amino-5-methoxyphenyl]-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. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1990. 352 с.
  12. Горшкова Т.А. Некоторые закономерности адаптивного ответа растущих популяций Saccharomyces cerevisiae на действие ионизирующего излучения // Радиация и риск. 2006. Т. 15, № 1-2. С. 59-67.
  13. Жуйкова Т.В., Безель В.С., Позолотина В.Н., Северюхина О.А. Репродуктивные возможности растений в градиенте химического загрязнения среды // Экология. 2002. № 6. С. 432-437.
  14. Ерофеева Е.А. Глубина зимнего покоя и скорость выхода из него березы повислой в биотопах с различным уровнем автотранспортного загрязнения // Вестник ННГУ им. Н.И. Лобачевского. 2010. № 2 (2). С. 396-398.
  15. Ерофеева Е.А. Влияние автотранспортного загрязнения на скорость выхода из состояния зимнего покоя и окончание вегетации у липы мелколистной // Вестник ННГУ им. Н.И. Лобачевского. 2011. № 2 (2). С. 76-78.
  16. Чурюкин Р.С., Гераськин С.А. Проявление эффекта гормезиса у растений ячменя (Hordeum vulgare L.) в контрастных условиях произрастания при γ-облучении семян // Сельскохозяйственная биология. 2017. Т. 52, № 4. С. 820-829.
  17. Иванов В.Б. Использование корней как тест-объектов для оценки биологического действия химических соединений // Физиология растений. 2011. Т. 58, № 6. С. 944-952.
  18. Нефедьева Е.Э. Физиолого-биохимические процессы и морфогенез у растений после действия импульсного давления на семена: автореф. дис. … д-ра биол. наук. М., 2011. 45 с.
  19. Литвинов С.В. Влияние хронического облучения семян и проростков Aradobsis thaliana малыми дозами γ-радиации на рост и развитие растений // Ядерная физика и энергетика. 2014. Т. 15, № 4. С. 406-414.
  20. Филиппова Г.В., Ксенофонтова К.И. Влияние предпосевного γ-облучения семян костреца безостого (Bromopsis inermis Leyss.) и люцерны серповидной (Medicago falcate L.) на выживаемость в условиях высокой щелочности почв Центральной Якутии // Наука и образование. 2009. № 2. С. 77-80.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рисунок 1 – Влияние на всхожесть семян A. fistulosum бензотриазолом в разных концентрациях в различных сочетаниях (первая цифра в обозначениях на оси ординат говорит о длительности предварительного воздействия, «+» показывает длительность последующего воздействия высокой дозой)

Скачать (43KB)
3. Рисунок 2 – Влияние на среднюю длину корней A. fistulosum бензотриазолом разных концентраций в различных сочетаниях (первая цифра в подписи на оси ординат говорит о времени предварительного воздействия, «+» показывает последующее воздействие и длительность высокой дозой)

Скачать (36KB)

© Селезнева Е.С., 2019

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).