1.2. Растения как тест-системы генетического мониторинга

Удобной тест - системой для цитогенетического мониторинга являются растения. Они служат индикаторами общего состояния среды, под влиянием которой формируется специфическая для данного района экосистема (Бондарь Л.М., Частоколенко Л.В., 1992; Вайщля О.Б. и соавт., 1995).

Оценка мутагенности различных сред проводится как на представителях природной флоры, так и на лабораторных тест - объектах. Среди растений для этих целей рекомендуется использовать лук репчатый ( Allium cepa ) и традесканцию, выращивая их на анализируемых субстратах - почвах или суспензированных водных вытяжках, а также на воде ( Дмитриева С.А., Парфенов В.И., 1991 ).

Однако при проведении таких анализов и интерпретаций полученных результатов необходимо иметь в виду, что различные среды, в частности почвы, формирующиеся в природных сообществах разных типов, существенно различаются между собой. Они могут иметь отличия по таким показателям, как содержание гумуса, кислотность, минеральность и механический состав, а самое главное, характеризоваться качественными и количественными различиями почвенных веществ, выделяемых корневыми системами растений ( Гродзинский А.М., 1968 ). Некоторые почвы вообще не пригодны для культивирования лабораторных объектов, находящих применение в скрининговых тест-системах. В связи с этим, для анализа мутагенности среды необходимо более широко применять представителей природных биоценозов (Дмитриева С.А., Парфенов В.И. 1991).

При выборе того или иного вида растения, для использования его в качестве объекта биомониторинга, необходимо учитывать определенные требования. Растение должно иметь четко выраженную реакцию на воздействие загрязняющего вещества, то есть оно должно иметь видимые признаки повреждения. Это может быть выявлено по изменению скорости роста или морфологическим изменениям, нарушению цветения, плодоношения и образования семян или изменения продуктивности и урожайности ( Менинг У.Д., Федер У.А., 1985 ).

Объектами мониторинга должны быть широко распространенные виды, которые имеют небольшое число крупных хромосом. Необходимо, по возможности, иметь наиболее полные сведения об экологических и биологических особенностях объекта: широт экологической амплитуды, типе местообитания, продолжительности жизни, способе опыления и размножения ( Дмитриева С.А., Парфенов В.И., 1991 ).

1.3. Лук как тест - система генетического мониторинга

Тест лука имеет широкую область применения. Кроме того, результаты по данному тесту могут показать хорошее соответствие с результатами для других тест - систем, как эукариот, так и прокариот. Лук репчатый активно используется в качестве тест-объекта при анализе загрязнений и по чувствительности приближается к культуре клеток человека (Fiskesjo G., 1985 ).

Обычно говорят, что тест лука - очень полезный инструмент для оценки и классификации химических загрязнителей окружающей среды, ссылаясь на их токсичность.

Корни растения крайне полезны в биологическом тестировании. Кончики корней являются часто первыми, что подвергается химическому воздействию в природе. Кроме того, показано, что корневая меристема является более чувствительной к воздействиям вредных веществ по сравнению с апикальной. Анализ митозов в клетках корневой меристемы лука является цитогенетическим тестом на мутагены окружающей среды. Изучение митозов корней лука наиболее удобно для учета хромосомных аберраций. Следовательно, исследование корневой системы составляет быстрый и чувствительный метод для мониторинга окружающей среды, включая два разных уровня исследования. Кроме ограничений роста, наблюдаемых на макроскопическом уровне, изучение клеток и тканей дает детальную информацию по количеству и качеству вредных эффектов на микроскопическом уровне (Fiskesjo G., 1985).

В последние годы использование растений в качестве биологических тестов химических веществ ведется в различных областях мониторинга окружающей среды. Среди других тест - систем Allium cepa выступает в качестве примера растений, используемых в скрининге мутагенов ( Nilan R.A., 1978; Grant W.F., 1982 ).

Тест по Allium cepa работает и для других нужд, например, в тестировании чистых химических веществ, питьевой воды, природной воды, индустриальных отходов, а также является особенно полезным для быстрого скрининга химических веществ, составляющих риск для окружающей среды (Fiskesjo G., 1969, 1975, 1981, 1985, 1988).