Тема:Оценка транспортного загрязнения районов

города Уфы на основе биоиндикации

состояния снежного покрова

Исполнитель:Еркеева Алия, воспитанница объединения «Цитогенетик»

МОУ ДОД ДЭБЦ «Белая река»

Руководитель: Калашник Н.А., канд. биол. наук

Работа выполнена на базе лабораторий

генетики и цитологии растений

БСИ УНЦ РАН

Актуальность темы: Важным фактором развития растительности является

количество осадков, получаемое территорией. Согласно сезонной динамики годового количества осадков, особенно большое увлажнение происходит весной в результате таяния снега, когда в почву , наряду с влагой, попадает большое количество загрязняющих веществ, содержавшихся как в самих осадках, так и накопленных снегом в результате различных техногенных воздействий. Поэтому изучение характеристики снежного покрова является важной частью ландшафтных, фенологических и экологических исследований.

В настоящее время в качестве индикаторов экологической нагрузки на территорию довольно часто используется оценка состояния растений, определяемая различными методами. Использование различных цитогенетических методов в мониторинговых наблюдениях некоторые исследователи считают одними из самых чувствительных способов эффективной и адекватной оценки влияния неблагоприятных экологических факторов на окружающую среду.

Классическим методом для исследования токсического воздействия загрязнителей окружающей среды на живые объекты является тест на корневых клетках лука( так называемый Allium – тест).

Цель работы:

Цель настоящей работы – оценка уровня транспортного загрязнения районов г. Уфы с использованием

цитогенетических методов и растительных объектов (методом

определения уровня митотической активности в соматической ткани лука репчатого, проращенного на различных

средах).

Задачи исследования: В задачи наших исследований входило на

талых водах снежного покрова, взятого в районе горы Курочкиной, около железной дороги в районе станции Шугуровка, около автодороги на улице Вологодская: 1. Определить абсолютное и относительное (в %) число делящихся клеток. 2. Учесть клетки, находящиеся в стадиях клеточного цикла(интерфаза, профаза, метафаза, анафаза, телофаза). 3. Определить относительную длительность фаз митоза. 4. Провести фотодокументирование исследуемых делящихся клеток.

Объекты и методы исследований:

В качестве объекта исследований использовали лук репчатый (Allium сераL.). В качестве материала для определения уровня митотической

активности использовали меристематическую ткань кончиков

корней луковиц, проращенных на различных средах.

(1 - талая вода снежного покрова, взятая в районе горы Курочкиной; 2 - талая вода снежного покрова, взятая около железной дороги в районе станции Шугуровка; 3 - талая вода снежного покрова, взятая около автодороги на улице Вологодская)

Фотография луковиц в процессе проращивания

Материал фиксировали в спиртово-уксусном фиксаторе (3:1),

протравливали в 4%-ном водном растворе железо-аммонийных квасцов в течение 20-ти минут, окрашивали в 1%-

ном растворе ацетогематоксилина в термостате при 600С в течение 1–1,5

часов, давленые препараты готовили по общепринятой методике (Паушева,

1980).

Фотография, отражающая процесс приготовления микропрепаратов.

Препараты исследовали под микроскопом БИМАМ-Р13, при

увеличении 10х100. По каждому опыту исследовали 1,5-3 тысячи клеток, при этом учитывали фазу митотического цикла(интерфаза, профаза, метафаза,

анафаза, телофаза), на которой находится клетка.

Фотодокументирование производили при помощи цифровой фотокамеры

Canon Power Shot А 95.

Фотография, отражающая процесс изучения препаратов под микроскопом.

Митотический индекс определяли по формуле:

MI=(П+М+А+Т)/(И+П+М+А+Т)*100=%, где П – число клеток в профазе, М – метафазе, А – анафазе, Т – телофазе,

И – интерфазе. Относительную длительность каждой фазы митоза определяли по формуле

(например, для профазы): П=(П*100)/(П+М+А+Т)=%

(Паушева, 1980).

Место взятия снежного покрова

Характеристика талой воды

Число клеток на различных стадиях митоза

Число клеток

Митотический индекс, в %

интерфаза

профаза

метафаза

анафаза

телофаза

исследуемых

делящихся

Гора Курочкина

Светлая, без видимых примесей

1619 1250 10 74 121 3074 1455 47,6%

Железная дорога

Светло-серая с незначительным кол-вом примесей

1138 441 0 4 6 1589 451 28,3%

Автомобильная дорога

Темно-серая, с большим кол-вом примесей

2585 188 0 0 0 2773 188 6,8 %

Митотическая активность клеток в корешках лука репчатого, проращенного на талой воде снежного покрова.

Диаграмма митотического индекса в корешках лука репчатого, проращенного на различных средах.

Определение длительности фаз митоза в корешках лука репчатого, проращенного на

различных средах:

Место взятия снежного покрова

Длительность фаз митоза в %

профаза метафаза анафаза телофаза

Гора Курочкина 85,9 0,68 5,08 8,3

Железная дорога 97,7 0 0,88 1,33

Автомобильная дорога

100 0 0 0

Диаграмма длительности фаз митоза в корешках лука репчатого, проращенного на различных средах.

Заключение: В корешках лука репчатого, проращенного на талой воде снежного

покрова, взятого в районе станции Шугуровка митотическая активность в 1,7 раза, а в районе автодороги на улице Вологодской клеток в 7 раз ниже, чем в корешках лука репчатого, проращенного на талой воде снежного покрова взятой в районе горы Курочкиной, что свидетельствует о более высоком уровне загрязнения окружающей среды в районе автомобильной и железной дорог.

Фазы митоза в корешках лука репчатого, проращенного на талой воде снежного покрова из условий загрязнения и фазы митоза в корешках лука репчатого, проращенного на талой воде снежного покрова из более чистых условий существенно отличаются по длительности тем, что у первых несколько увеличен процент клеток, находящихся на стадии профазы и значительно уменьшен процент клеток, находящихся на других стадиях митоза.

Исследуемый нами объект – лук репчатый, и использованный нами метод – определение митотической активности в меристематических клетках корешков могут быть использованы для индикации загрязнения окружающей среды.

Список использованной литературы:

1. Бессонова В.П., Грицай З.В., Юсыпива Т.И. Использование цитогенетических критериев для оценки мутагенности промышленных поллютантов // Цитология и генетика.- 1996.- Т.30.- №5.- С.70-76.

2. Буторина А.К., Калаев В.Н. Анализ чувствительности различных критериев цитогенетического мониторинга // Экология.- 2000.- №3.- С.206-210.

3. Буторина А.К., Косиченко Н.Е., Щетинкин С.В. Цитогенетический мониторинг среды в зоне потенциальной опасности радиационного загрязнения // Генетика.-1994.-Т.30. прил. (Матер. 1-го съезда ВОГиС).- С.19.

4. Горовая А.И, Дигурко В.М., Скворцова Т.В. Цитогенетическая оценка мутагенного фона в промышленном Приднепровье // Цитология и генетика.- 1995.-№ 5.- С. 16-22.

5. Гуськов Е.П., Вардуни Т.В., Шкурат Т.П. и др. Свободно-радикальные процессы и уровень аберраций хромосом в листьях древесных растений как тест-системы на генотоксичность городской среды // Экология.- 2000.- №4.- С. 270-275.

6. Довгалюк А.И., Калиняк Т.Б., Блюм Я.Б. Оценка фито- и цитотоксической активности соединений тяжелых металлов и алюминия с помощью корневой апикальной меристемы лука// Цитология и генетика. – 2001. - №1. – С. 3 – 9.

7. Паушева З.П. Практикум по цитологии растений. М.: Колос.- 1980.- 304с.

8. Экологический мониторинг. Методы биомониторинга / Под ред. Гелашвили Д.Б. Н.Новгород: Изд-во ННГУ.- 1995.- Ч.2.- 272 с.