IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Введение. Allium-test - универсальный метод биотестирования, позволяющий оценить влияние различных факторов окружающей среды на живые организмы, в особенности - влияние мутагенных факторов, то есть токсичности, что является актуальным на сегодняшний день. Простота данного метода заключается в его тест-объекте - используется обычный лук репчатый Allium cepa семейства Луковые Alliaceae. Растения данного вида широко распространены, не требуют сложного хранения и ухода [3]. Объект исследования - меристема проростков корешков луковицы.

На генетическом уровне репчатый лук имеет хорошо изученный геном, а структура его хромосом подходит для метафазного и анафазного анализа. Само микроскопическое исследование указанных стадий митоза клеток лука позволяет оценить повреждения хромосом и нарушения процесса деления клеток, что обеспечивает дополнительную информацию относительно реальной или потенциальной мутагенности исследуемого фактора воздействия [3]. Выбранная растительная тест-система экономична, так как на ней (в отличие от микроорганизмов) можно регистрировать все типы генетических повреждений: геномные, хромосомные, генные. Она позволяет выявить как мутагены, непосредственно повреждающие ДНК, так и промутагены - факторы генетически безопасные, но приобретающие мутагенную активность в процессе метаболизма в организме. Кроме того, данный тест можно проводить в широком диапазоне pH (3,5 - 11), в пределах которого не наблюдается каких либо эффектов на росте корневой системы Allium cepa [4].

Важно заметить так же, что Allium-test рекомендован экспертами ВОЗ как стандарт в цитогенетическом мониторинге окружающей среды. Это обусловлено тем, что результаты, полученные на данном объекте, показывают корреляцию с тестами на других организмах: водорослях, растениях, насекомых, в том числе и млекопитающих [5]. По чувствительности, как биотестер, лук репчатый приближается к культуре клеток человека [2]. Ряд авторов описывают чувствительность данного тест-объекта как сходную с чувствительностью клеток китайского хомяка и клеток лимфоцитов человека – аналогичными тест-объектами для оценки факторов окружающей среды [5]. Но, стоит заметить, что рассматриваемый метод является более гуманным по отношению к лабораторным животным.

В частности, Allium-test применялся в исследовании оценки последствий воздействия ЭМИ УВЧ (ультра высокой частоты) на корневые меристемы лука вида Allium сера [5,6]. Актуальность вопроса биологического эффекта от ЭМИ УВЧ сотовых телефонов не вызывает сомнения. В результате проведённого исследования авторы описали, что данный физический фактор воздействия индуцирует в клетках меристемы лука появление фрагментов и мостов, которые являются следствием грубых структурных нарушений хромосом, а также отставания хромосом, что говорит об изменении поведения хромосом на веретене деления. УВЧ-излучение сотовых телефонов также индуцировало появление микроядер, которые регистрировали в интерфазных клетках [5]. Таким образом, учёные заключили, что влияние излучения сотовых телефонов может вызывать различные изменения в клетках на генетическом уровне, что является весьма опасным.

Ещё один пример использования Allium-test - для оценки чувствительности Allium cepa к загрязнённости почвенного покрова [1]. Целью исследования являлось выявление мутагенной активности почвы, отобранной с территории АЗС, где хранятся и реализуются различные нефтепродукты. Помимо учета энергии прорастания и всхожести семян тестерного растения, учитывалась длина первичного корешка. Результаты экспериментов показали фитотоксичность исследуемых почв, которая проявлялась в угнетении роста первичного корешка и всхожести семян. Относительно высокая энергия прорастания опытных семян, по предположению исследователей, объяснялась тем, что иногда почвенные токсиканты, в силу своей еще низкой концентрации в клетке, стимулируют ростовые процессы на начальной стадии развития проростка.

Также, allium-test нашёл своё применение в исследовании токсического и генотоксического эффектов синтетических пищевых красителей. Целью одной из таких работ [4] являлось исследование токсического, митозмодифицирующего и мутагенного действия различных синтетических пищевых красителей, входящих в состав детского сахарного драже. Исследователи зафиксировали достоверный токсический эффект во всех вариантах опыта, кроме контрольных. Наибольший токсический эффект был зарегистрирован в варианте опыта с красителями: Бриллиантовый Голубой FCF (E133), Диоксид титана (E171), Зеленый S (E142). Минимальный токсический эффект – в варианте с красителем Тартразин (жёлтый цвет, E102) и Красный Очаровательный АС (E129). А митозмодифицирующее действие проявилось во всех опытных вариантах, за исключением E129. При митотоксическом эффекте доля клеток, которые находятся в митозе, резко падает. Кроме того, после воздействия красителей, в анафазе наблюдали грубое нарушение структуры хромосом (наличие сразу нескольких мостов, образовавшихся в результате таких хромосомных мутаций, как транслокации и делеции), а в телофазе отмечали двойной фрагмент. Таким образом, все исследованные варианты детского сахарного драже проявили токсическое, митотоксическое и мутагенное действие в данной тест-системе. Авторы замечают, что характер и величина генотоксических эффектов зависели от типа красителя и его концентрации.

Заключение. Выбранная тест-система Allium является очень актуальной и многоплановой, она подходит для изучения совершенно разных по своим свойствам, структуре и мутагенности факторов. Оценка, получаемая при помощи allium-test, даёт характеристику здоровья среды по биологически значимым показателям и, следовательно, определяет её пригодность для живых организмов. Благодаря своей универсальности Allium-тест широко применяется многими учёными, находя своё место и в разных областях исследований.

Источники:

1. Багдасарян А. С. Чувствительность Allium cepa (L.) к загрязнённости почвенного покрова // Фундаментальные исследования. 2004. № 3. С. 94.

2. Багдасарян А. С. Эффективность использования тест-систем при оценке токсичности природных сред // Экология и промышленность России. 2007. № 1. С. 44-48.

3. Концевая И. И., Толкачева Т. А. Совершенствование методики биотестирования на основе Allium-теста // Веснiк Вiцебскага дзяржаўнага ўнiверсiтэта. 2012 . Т. 6. № 72. С. 57 - 65

4. Песня Д. С., Романовский А. В., Прохорова И. М. Исследование токсического и генотоксических эффектов синтетических пищевых красителей методом Allium test // Ярославский педагогический вестник. 2012. Т. 3. № 3. С. 86-93.

5. Песня Д. С., Романовский А. В., Прохорова И. М. Разработка методики для оценки влияния УВЧ-излучения сотовых телефонов и других приборов с ЭМИ РЧ на организмы in vivo // Ярославский педагогический вестник. 2010. Т.6 №3. С. 80-84

6. Синовец С. Ю., Пяткова С. В., Козьмин Г. В. Экспериментальное обоснование использования аллиум-теста в радиоэкологическом мониторинге // Известия высших учебных заведений. Ядерная энергетика. 2009. № 1. С. 32-38.

Код для цитирования: Скопировать