Сельскохозяйственная радиология. Учебное пособие

Ионизирующее излучение вызывает у растений различную реакцию. Радиочувствительность раститель­ного организма изменяется в широком интервале доз об­лучения и зависит от его биологических особенностей, возраста, физиологического состояния, интенсивности обмена веществ, условий произрастания и ряда других факторов. Для определения радиочувствительности ши­роко используют следующие критерии: энергию про­растания семян, лабораторную и полевую всхожесть, выживаемость проростков, подавление роста и разви­тия, стерильность растений, число аберраций хромосом в первом митозе, угнетение митотической активности, интенсивность синтеза ДНК, появление радиоморфозов, выживаемость растений, снижение их массы. Однако оценка радиочувствительности по какому-либо одному критерию даёт представление лишь о реакции конкрет­ной системы, это не может соответствовать уровню об­щей радиочувствительности организма, поэтому только анализ комплекса показателей с учётом особенностей изменения каждого из них может обеспечить адекват­ную оценку радиоустойчивости. Наиболее подходящим критерием радиочувствительности сельскохозяйствен­ных растений принято считать выживаемость растений  к  концу вегетационного периода. Этот показатель отра­жает реакцию популяции на воздействие излучений как фактора стресса. В данном случае учитывается способ­ность тканей к регенерации и репарации радиационных повреждений. В качестве показателя выживаемости об-

Чувствительность клеток при облучении зависит от их возраста, температуры, парциального давления кисло­рода, фазы, цикла деления, метаболического состояния, оводнённости, интенсивности митоза. С увеличением числа хромосом у растений повышается их радиорези­стентность. У некоторых растений радиочувствитель­ность обусловлена размером ядра: чем оно больше, тем сильнее повреждения. Наблюдается также довольно тес­ная зависимость между радиочувствительностью сухих семян при остром их облучении, объёмом ядер клеток и числом хромосом при условии одинакового содержа­ния в них воды. Растения с одним и тем же средним объ­ёмом ядра, но с разным числом хромосом, различаются по радиочувствительности (с большим числом хромо­сом – более радиоустойчивы). Установлено, что расте­ния с малым числом хромосом и крупными ядрами более радиочувствительны, чем полиплоиды и растения с боль­шим числом хромосом и мелкими ядрами. На радиочув­ствительность растений влияет скорость деления клеток. При замедленном делении увеличивается время облуче­ния активного состояния ядра и усиливается радиацион­ное поражение. Поэтому факторы внешней среды, дей­ствующие на скорость роста растений путём изменения темпа деления клеток, влияют на радиочувствительность растительных организмов. Среди высших растений на­блюдаются большие различия в радиочувствительности (табл. 7.1). Повреждение растений при остром облучении обычно наступает при меньших дозах, чем при хрониче­ском облучении. Сильное угнетение роста сосны наблю-

Полиплоидные виды более устойчивы к радиации, чем диплоиды. При хроническом облучении имеет важ­ное значение общая доза, накопленная за митотический цикл, на продолжительность которого влияет температу­ра окружающей среды. При более высокой температуре клетки делятся быстрее, а при пониженной – медленнее, поэтому в зависимости от температуры изменяются дли­тельность митотического цикла и общая доза облучения. Семена более устойчивы к облучению, чем растения (табл. 7.2).

При воздействии излучения в интервале невысоких доз (5–10 Гр для семян и около 1–5 Гр для вегетирующих растений) темпы роста и развития растений ускоряются. Это явление носит название радиостимуляции. Феномен радиационной стимуляции роста и развития растений хо­рошо изучен на многих видах культурных растений с об­лучением семян различными дозами γ- или рентгеновско­го излучения. Облучение семян бобовых (горох, фасоль, соя) и других культур в дозах 0,5–2 Гр положительно влияет на рост, развитие растений и величину урожая. Небольшие дозы γ- и β-излучений вызывали стимулиру­ющий эффект у более 20 различных видов культурных растений (пшеница, ячмень, овёс, просо, гречиха, свёкла, лён и др.) в полевых опытах и полупроизводственных по­севах. При воздействии α-излучения стимуляции не на­блюдается. Напротив, в сравнительно невысоких дозах α-излучение действует угнетающе. Эффекты радиаци­онной стимуляции семян злаковых культур проявляются