Анотація до роботи:

Баєва О.Ю. Індукція і прояв радіоадаптивної відповіді клітин інбредних та гетерозисних рослин Helianthus annuus L. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за фахом 03.00.15 – генетика (біологічні науки). – Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна, 2008 р.

Робота присвячена вивченню актуальних невирішених проблем генетики – підвищенню радіорезистентності шляхом активації ендогенних захисних систем клітин утворювальної тканини, реалізації й прояву радіоадаптивної відповіді (РАВ) у зв'язку з інбредною депресією і гетерозисом у рослин. У роботі доведена можливість індукції РАВ клітин меристеми в ранній післярадіаційний період, вивчені показники і тривалість збереження ефекту в онтогенезі рослин і при зберіганні опроміненого насіння. Захисна реакція (РАВ) активується після стимуляційного впливу попереднього опромінення, в більшій мірі виявляється при дії двома адаптувальними режимами (варіант ммХ-50-200), і складається в збільшенні проліферативної активності клітин, зниженні рівня хромосомного мутагенезу і частоти клітин із множинними абераціями хромосом. Обов'язковою умовою формування РАВ є індукція репопуляційного відновлення. Припущено, що підвищення мітотичної активності у ліній викликається впливом на насіння адаптувальних режимів, у гібрида формування РАВ здійснюється за рахунок високого природного рівня проліферації, що є наслідком гібридизації і проявом гетерозису. При зберіганні опроміненого насіння природне зниження мітотичної активності, а також нагромадження аберацій хромосом у меристемі гібрида відбувається в меншому ступені в порівнянні з лініями, що відбиває більшу стабільність його генома. Індукована у свіжеопроміненого насіння РАВ проявляється за критерієм стимуляції мітотичної активності попереднім впливом адаптувальних режимів після зберігання насіння у всіх форм, але в перші години росту ступінь прояву РАВ нижчий, ніж у свіжеопроміненого насіння і гібрида.

В дисертаційній роботі представлено теоретичне узагальнення і нове експериментальне вирішення наукової задачі, яка полягає у вивченні можливості індукції, показників прояву, ступеню вираженості і тривалості збереження індукованої радіоадаптивної відповіді клітин у інбредних і гетерозисних рослин в результаті попереднього опромінення насіння адаптувальними режимами гамма-радіації і радіохвиль міліметрового діапазону. В результаті дослідження можливо зробити наступні основні висновки.

1. Інбредна депресія у батьківських ліній і гетерозис у гібрида чітко виявляється в нормі за показниками рівня і динаміки мітотичної активності клітин кореневої меристеми проростків і листової меристеми вегетуючих рослин. Природна проліферативна активність меристеми гібрида в 1,5-2 рази вище, ніж у ліній (р<0,01-0,001) на протязі всього періоду онтогенезу.

2. Стимуляція мітотичної активності клітин під впливом дози 50Гр відбувається у материнської лінії, для якої характерний низький рівень мітозів в нормі. Під впливом ударної дози у всіх досліджуваних форм інтенсивність розмноження клітин істотно зменшується, максимальне зниження проліферативної активності спостерігали у гібрида.

3. Вплив на насіння інбредних ліній і гетерозисного гібрида соняшника адаптувальних режимів індукує радіоадаптивну відповідь, яка проявляється на клітинному рівні в ранній післярадіаційний період, в онтогенезі рослин, і після трирічного зберігання опроміненого насіння.

4. На ранніх етапах проростання насіння в ранній післярадіаційний період феномен радіоадаптивної відповіді виявляється в клітинах ліній і гібрида, але ступінь його виразності різний. Максимально індукована дією радіації адаптивна відповідь виражена в меристемі гібрида. Захисна реакція (РАВ) в більшій мірі активується при дії двох адаптувальних режимів (варіант ммХ-50-200), і проявляється в стимуляції мітотичної активності клітин, зниженні рівня хромосомного мутагенезу, зниженні частоти клітин із множинними абераціями хромосом.

5. Індукована на ранніх етапах росту рослин за показниками рівня мітотичної активності РАВ зберігається в онтогенезі протягом усього періоду вегетації. В ранній період вегетації (4-5 лист) максимальний стимуляційний ефект мітотичної активності і прояв РАВ виявляється у материнської лінії. В пізній період вегетації (16-17 лист), коли починають формуватися генеративні органи і компоненти врожаю, максимальний рівень мітотичної активності і РАВ спостерігали у гетерозисних рослин.

6. При зберіганні опроміненого насіння природне зниження проліферативної активності, а також нагромадження аберацій хромосом меншою мірою відбувається в меристемі гібрида в порівнянні з лініями, що відбиває більшу стабільність його генома. Після трирічного зберігання опроміненого насіння стимулюючий ефект адаптувальної дози, необхідний для індукції РАВ, зберігається у ліній, і проявляється за критерієм мітотичної активності клітин меристеми і не виявлений у гібрида.

7. Ступінь прояву РАВ за критерієм мітотичної активності в меристемі проростків інбредних ліній в перші години проростання насіння після зберігання був нижчий, ніж у свіжеопроміненого насіння і гібрида. В пізні строки росту проростків РАВ індукувався в меристемі всіх форм.

8. Вихід хромосомних аберацій має дозовий характер, збільшується при старіння насіння. За рівнем радіаційно-індукованого мутагенезу інбредні лінії перевищують гібрид. При зберіганні опроміненого насіння збільшення частки клітин з множинними абераціями хромосом відбувається в більшій мірі в меристемі ліній. Адаптувальне опромінення насіння призводить до зниження частки клітин з множинними абераціями хромосом в меристемі проростків свіжеопроміненого насіння і після його зберігання, що, можливо, пов’язано із загибеллю і елімінацією із популяції ушкоджених клітин.

9. Обов'язковою умовою формування РАВ є стимуляція поділу клітин для репопуляційного відновлення рослин. Механізми підвищення мітотичної активності ліній і гібридів різні - у ліній стимуляція проліферації викликається впливом на насіння адаптувальних режимів. Підвищений рівень мітотичної активності клітин меристеми гібридів є в певній мірі наслідком гібридизації, розвитку гетерозиготи й проявом гетерозису.

Публікації автора:

1. Шестопалова Н.Г., Баева Е.Ю. Митотический потенциал корневой и листовой меристемы гетерозисных растений в период раннего и позднего онтогенеза // Вісник Харківського національного аграрного университету. Сер. Біологія. – 2004. – Вип. 1 (4). – С. 64-69.

2. Баева Е.Ю. Индукция и проявление радиоадаптивного ответа клеток корневой меристемы линий и гибрида подсолнечника // Вісник Харківського національного університету. Серія: Біологія. – 2006. – Вип. 3 (№ 729). – С. 47-52.

3. Баева Е.Ю. Влияние хранения облученных семян на проявление радиоадаптивного ответа клеток корневой меристемы проростков Helianthus annuus L. с разным генотипом // Вісник Харківського національного аграрного университету. Сер. Біологія. – 2007. – Вип. 2 (11). – С. 93-99.

4. Шестопалова Н.Г., Баева Е.Ю. Радиоадаптивный ответ клеток листовой меристемы инбредных линий и гетерозисных растений Helianthus annuus L. В период раннего и позднего онтогенеза // Цитология и генетика. – 2007. – Т. 41, № 6. – С. 44-49.

5. Баева Е.Ю. Изменение цитогенетических показателей радиоадаптивного ответа при хранении семян Helianthus annuus L. с разным генотипом // Досягення і проблеми генетики, селекції та біотехнології: Зб. наук. пр. – К.: Логос, 2007. – Т. 1. – С. 7-11.

6. Баева Е.Ю., Семейкина Т.О. Радиоадаптивный ответ клеток листовой меристемы подсолнечника и ячменя // Биология – наука XXI века: 6^я Пущинская школа-конф. молод. ученых. Пущино, 20-24 мая 2002 г. – Пущино, 2002. – Т. 2. – С. 14.

7. Баєва О.Ю., Губін Є.А. Підвищення стійкості рослин до високих доз іонізуючої радіації // III з’їзд УБТФ. Львів, 8-11 жовтня 2002 р. – Львів, 2002. – С. 290.

8. Баева Е.Ю., Шестопалова Н.Г. Индукция и проявление адаптивного ответа клеток в онтогенезе растений // Биологические механизмы старения: V Междунар. симпоз. Харьков, 30 мая-1 июня 2002 г. – Харьков, 2002. – С. 75-76.

9. Баева Е.Ю., Шестопалова Н.Г. Индукция радиоадаптивного ответа клеток меристемы в связи с явлением гетерозиса у растений // Актуальные проблемы генетики: 2^я конф. МОГиС им. Н.И. Вавилова, посв. 115-летию со дня рождения акад. Н.И.Вавилова. Москва, 20-21 февраля 2003 г. – Москва, 2003. – Т. 1. – С. 23.

10. Баева Е.Ю., Шестопалова Н.Г. Радиоадаптивный ответ клеток листовой меристемы растений подсолнечника с разным генотипом // Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений: 2^я международная конф. молодых ученых. Харьков, 19-23 мая 2003 г. – Харьков, 2003. – С. 13.

11. Баева Е.Ю., Семейкина Т.О., Тимченко Д.С. Защита сельскохозяйственных растений от повреждающего действия высоких доз радиации // Сучасні проблеми науки та освіти: 5^та міжнародна міждисциплінарна науково-практична конференція. Алушта, 30 квітня – 10 травня 2004 р. – Харків, 2004. – С. 71.

12. Баева Е.Ю., Шестопалова Н.Г. Индукция и проявление радиоадаптивного ответа клеток растений под влиянием раздельного и совместного воздействия на семена ионизирующего и неионизирующего излучений // Медико-биологические проблемы противолучевой и противохимической защиты: российская научная конференция. Санкт-Петербург, 20-21 мая 2004 г. – СПб, 2004. – С. 50-51.

13. Шестопалова Н.Г., Баева Е.Ю., Баева Т.И., Винокурова Л.В. Повышение устойчивости растений к высоким дозам радиации // Актуальные проблемы сохранения устойчивости живых систем: VII Международная научная экологическая конф. Белгород, 27-29 сентября 2004 г. – Белгород, 2004. – С. 246.

14. Винокурова Л.В., Баєва О.Ю., Веклич Н.Л. Вивчення радіоадаптивної відповіді клітин меристеми Allium fistulosum L. у зв’язку з процесом старіння насіння // Молодь і поступ біології: I Міжнародна наукова конференція студентів та аспірантів. Львів, 11-14 квітня 2005 р. – Львів, 2005. – С. 13.

15. Баева Е.Ю. Радиоадаптивный ответ (РАО) клеток зародышевой меристемы в условиях «ускоренного» радиационного старения семян // Биологические механизмы старения: VII Международный симпозиум. Харьков, 24-27 мая 2006 г. – Харьков, 2006г. – С. 70.

16. Баева Е.Ю. Радиоадаптивный ответ (РАО) клеток зародышевой меристемы инбредных и гетерозисных растений в условиях «ускоренного» радиационного старения семян // Генетика в России и мире: междунар. конф., посв. 40-летию ИОГен им. Н.И.Вавилова РАН. Москва, 28 июня-2 июля 2006г.– М., 2006. – С. 9.

17. Баєва О.Ю., Винокурова Л.В. Зміни рівня і спектру хромосомних аберацій при радіоадаптивній відповіді за умови зберігання опроміненого насіння // Біологічні дослідження молодих вчених в Україні: VI Всеукраїнська наукова конференція студентів і аспірантів. Київ, 21-22 вересня 2006 р. – Київ, 2006. – С. 3.