Вісн. Харків. нац. аграрн. ун-ту. Сер. Біологія, 2020, вип. 1 (49), с. 54-61


https://doi.org/10.35550/vbio2020.01.054




СИСТЕМНІСТЬ МЕХАНІЗМІВ РАДІОГОРМЕЗИСНИХ ЕФЕКТІВ У ПРОРОСТКІВ ГОРОХУ Pisum sativum


О. М. Міхєєв, Л. Г. Овсяннікова, В. В. Жук, Н. М. Берестяна

Інститут клітинної біології та генетичної інженерії
Національної академії наук України
(Київ, Україна)


З урахуванням багаторівневості структурно-функціональної організації біологічних систем, припустили, що існує ієрархія механізмів їх реагування на дію стресорів. Ієрархічність організації біосистем передбачає вивчення механізмів певних реакцій шляхом послідовного опису реакцій всіх підрівнів біологічного об'єкта. Дана методологічна установка була реалізована на прикладі радіогормезисних ефектів у рослин. Оскільки в основі радіоадаптивної відповіді лежить радіогормезисна дія, то вивчення механізму радіоадаптивної дії можна звести до дослідження механізму власне радіогормезису. В свою чергу, радіогормезисні ефекти зумовлені гіперкомпенсаторними процесами, що відбуваються в об’єктах, які зазнають дії певного стресора. Діапазон гормезисних доз γ-опромінення було встановлено за дозової залежності ростових показників головного кореня проростків гороху. Паралельно оцінювали мітотичний індекс (МІ) клітин апікальної меристеми головного кореня проростків, вміст цитокінінів в коренях та активність α-амілази в сім'ядолях контрольних і дослідних проростків. В опромінених коренях спостерігали стимуляцію МІ та підвищення вмісту цитокінінів, яке передувало стимуляції МІ, що підтвердило гіпотезу про можливу роль продуктів пострадіаційної деградації ДНК в стимуляції синтезу цитокінінів. Непрямим доказом цього є також отримані дані щодо пострадіаційної деградації ДНК клітин зародкового кореня. Результати вивчення динаміки α-амілазної активності в сім'ядолях проростків гороху дозволили зробити висновок про відносну незалежність стимуляції ростової активності коренів від можливої стимуляції трофічного фактора на ранніх етапах розвитку проростків. Отримані результати дозволили запропонувати послідовність механізмів радіогормезису ростової активності проростків як ієрархічної системи.


Ключові слова: Pisum sativum, γ-опромінення, радіогормезис, мітотична активність, цитокініни, α-амілаза, радіаційна деградація ДНК

 


ЛІТЕРАТУРА


1. Grodzinskiy D.M. 1983. Nadezhnost' rastitel'nykh sistem (Reliability of Plant Systems). Kyiv : 386 p.
 
2. Gudkov I.N. 1985. Kletochnyye mekhanizmy postradiatsionnogo vosstanovleniya rasteniy (Cellular Mechanisms of Post-Radiation Plant Restoration). Kyiv : 224 p.
 
3. Kuzin A.M. 1995. Idei radiatsionnogo gormezisa v atomnom veke (Ideas of Radiation Hormesis in the Atomic Age). Moscow : 158 p.
 
4. Kulaeva O.N. 1973. Tsitokininy, ikh struktura i funktsii (Cytokinins, their Structure and Functions). Moscow : 263 p.
 
5. Mikheev O.M., Ovsyannikova L.G., Evdokimova S.O. 2012. The possible role of extracellular mechanisms in the radioadaptation effects of plants. The Bulletin of Karazin Kharkiv National University. Series Biology. 15 (108) : 233-243.
 
6. Mikheev O.M. 2015. Hyperadaptatsiya (The Hypercompensation). Кiev : Phytosociocentr : 423 р.
 
7. Musatenko L.I., Vedenicheva N.P., Vasyuk V.A., Generalova V.N., Martin G.I., Sytnik K.M. 2003. Phytohormones in seedlings of maize hybrids differing in their tolerance to high temperatures. Russ. J. Plant Physiol. 50 (4) : 444-448.
https://doi.org/10.1023/A:1024704303406
 
8. Pausheva Z.P. 1988. Praktikum po tsitologii rasteniy (Workshop on Plant Cytology). Moscow : 271 p.
 
9. Petin V.G., Pronkevich M.D. 2012. Radiatsionnyy gormezis pri deystvii malykh doz ioniziruyushchego izlucheniya (Radiation Hormesis under the Action of Small Doses of Ionizing Radiation). Obnisk : 73 p.
 
10. Selye G. 1982. Stress bez distressa (Stress without Distress). Moscow : 128 p.
 
11. Epstein O.I. 2008. Sverkhmalyye dozy. Istoriya odnogo issledovaniya (Ultra-Low Doses. The History of One Study). Moscow : 336 p.
 
12. Yakovlev N.N. 1969. Biokhimiya fizicheskikh uprazhneniy i sporta (Biochemistry of Exercise and Sport). Moscow : 320 p.
 
13. Calabrese E.J., Baldwin L.A. 2000. Radiation hormesis: origins, history, scientific foundation. Hum. Exp. Toxicol. 19 (1) : 41-75.
https://doi.org/10.1191/096032700678815602
 
14. Fursov O.V., Khaidarova G.S., Darkanbayev T.B. 1986. Purification, separation and some properties of α-amilase component of germinating wheat grains. Biochem. Physiol. Pflanzen. 181 : 177-187.
https://doi.org/10.1016/S0015-3796(86)80048-8
 
15. Lucky T.D. 1991. Radiation Hormesis. Tokyo : Boca Raton Publisher, CRC Press : 239 p.
 
16. Marder B.A., Morgan W.F. 1993. Delayed chromosomal instability induced by DNA damage. Mol. Cel. Biol. 11 : 6667-6677.
https://doi.org/10.1128/MCB.13.11.6667
 
17. Williams J.G.K., Kubelik A.R., Livak K.J., Rafalski J.A., Tingey S.V. 1990 DNA polymorphisms amplified by arbitrary primers are useful as genetic markers. Nucleic Acid Research. 18 : 6531-6535.
https://doi.org/10.1093/nar/18.22.6531