Радиобиология семян

Семена удобны для радиобиологических экспериментов потому что:

1. компактны;

2. их можно хранить после облучения;

3. перед облучением можно изменить физиологическое состояние зародыша и т.п.;

4. очень разнообразны по радиочувствительности например:

Таблица 5 – Радиочувствительность сельскохозяйственных культур

Растение	ИД 50, Гр
Злаковые: овес ячмень рожь и пшеница сорго кукуруза Пасленовые: перец томаты картофель Крестоцветные: рапс Бобовые: горох бобы	200-300 250-400 200-300 350-450 200-400 300-400 500-600 400-600 1 200-1400 100-270 40-60

Факторы определяющие радио устойчивость семян

1. недоразвитость зародыша (более молодые семена имеют повышенную радиочувствительность);

2. возраст семян (с возрастом семян утрачивается схожесть, повышается чувствительность к γ-лучам, увеличивается выход хромосомных аберраций.

Например:

1. у однолетних семян пшеницы число аберрантных клеток 0.02 %, через 17 лет хранения этих же семян – 0.43%;

2. при облучении семян у 13-17-летних выход аберраций на 40% выше чем у 2-3-летних.

3. размеры семян (у мелких семян большая радиоустойчивость и наоборот). В ряду «боб – горох – мак – клевер – люцерна» наибольшая радио устойчивость у семян клевера и люцерны;

4. биохимический состав семян (семена с повышенным содержанием масел отличаются повышенной радиоустойчивостью; чем больше в семенах содержится железа, тем более они радио устойчивы);

5. характеристика хромосомного аппарата клеток (чем крупнее объем хромосом, тем выше их радиочувствительность; при одинаковом объеме ядра чем больше число хромосом, тем более высокая радиоустойчивость;

6. кислород и радиоустойчивость семян (семена облученные γ-лучами или Х-лучами в атмосфере, содержащем кислород, повреждаются сильнее, чем облученные в атмосфере, содержащей азот, в инертном газе и вакууме);

7. эффект хранения облученных семян (усиление лучевого поражения);

8. температура, влажность, и физиологически активные вещества также модифицируют радиобиологические эффекты облученных семян.

Радиоустойчивость пыльцы растений

Пыльца – удобный объект для радиобиологических исследований.

Для оценки радиоустойчивости пыльцы исследуют выживаемость пыльцы.

1. по % ее прорастания;

2. по торможению роста пыльцевой трубки;

3. по оплодотворяющей способности пыльцы (% завязавшихся семян);

4. по фертильности семян (% всхожих семян).

Полулетальная доза Х-лучей, уменьшающего прорастание пыльцы на 50% такова: от 1400 до 4750Гр.

Радиобиологические эффекты цветковых растений

Радиационный эффект у вегетирующего цветкового растения сложен. Он является развитием многих процессов, запуск которых происходит под влиянием облучения.

Радиобиологические реакции рассматривают в процессе онтогенеза (индивидуального развития растения) высшего растения:.

Схема хода онтогенеза растений

оплодотворение

↓

эмбриогенез

↓

покой семян

↓

прорастание семян

(гетеротрофный период)

↓

заложение вегетативных органов

(автотрофный процесс)

↓

заложение генеративных органов цветение

↓

плодоношение

↓ ↓

старение и отмирание всего растения старение и отмирание отдельных органов

(у однолетних) (у многолетних)

Выделяют критические фазы развития растений (когда резко уменьшается радиоустойчивость):

- фаза прорастания семян;

- фаза заложения вегетативных и генетических органов;

- фаза цветения.

Общие закономерности радиобиологических реакций растительного организма

При облучении выделяют близкие и отдаленные эффекты.

Схема 2 – Близкие и отдаленные эффекты при облучении

Схема 3 – Радиобиологические эффекты

Пути защиты и восстановления растений при облучении

Выделяют два типа защиты:

химическая;

физическая.

Химическая защита:

(по Александеру)

– это химическое взаимодействие защитного вещества с возбужденными (ионизированными) молекулами, что приводит к снижению вредных для организма молекулярных изменений.

(по А.М. Кузину)

– общее уменьшение степени лучевого повреждения, достигаемое благодаря уменьшению количества изменений, либо даже в следствии восстановления поврежденных молекул.

(по Д.М. Гродзинскому)

– повышение радиоустойчивости организма достигаемое в результате введения в него до или во время облучения химических веществ радиопротекторов.

Физическая защита – модификации радиоустойчивости растений физическими факторами (температура, влажность, газовая среда, пролоигировать дозу, воздействие ультрафиолетовыми и инфракрасными лучами, видимый свет, ультразвук, давление, магнитное поле и т.п.).

Восстановление растений при лучевом поражении (рекуперация) – это модификация лучевого поражения в пострадиационный период (после облучения).

Схема 4 – Классификация типов пострадиационного восстановления

Схема 5 – Общая схема защиты и восстановления растений на разных этапах лучевого поражения

Из всех перечисленных критериев только частота хромосомных аберраций является достойно-устойчивой, воспроизводимой, предсказуемой для использования в диагностике лучевого поражения.

Подсчет аберраций производят визуально с помощью светового микроскопа при масляной иммерсии.