Цитогенетичне оцінювання спонтанного рівня мутацій озимої пшениці в різних еколого-географічних регіонах України
Проведено цитогенетичний аналіз меристематичних клітин зразків озимої пшениці, вирощеної в різних еколого-географічних регіонах України. Виявлено окремі території, на яких частота хромосомних аберацій перевищує контрольні показники в 2,5—4,2 раза. Підвищення рівня хромосомних порушень здебільшого су...
Saved in:
| Published in: | Физиология растений и генетика |
|---|---|
| Date: | 2015 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Iнститут фізіології рослин і генетики НАН України
2015
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/159491 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Цитогенетичне оцінювання спонтанного рівня мутацій озимої пшениці в різних еколого-географічних регіонах України / Р.А. Якимчук, В.В. Моргун // Физиология растений и генетика. — 2015. — Т. 47, № 2. — С. 126-135. — Бібліогр.: 22 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-159491 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Якимчук, Р.А. Моргун, В.В. 2019-10-05T14:51:39Z 2019-10-05T14:51:39Z 2015 Цитогенетичне оцінювання спонтанного рівня мутацій озимої пшениці в різних еколого-географічних регіонах України / Р.А. Якимчук, В.В. Моргун // Физиология растений и генетика. — 2015. — Т. 47, № 2. — С. 126-135. — Бібліогр.: 22 назв. — укр. 2308-7099 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/159491 575.224.4:633.111 Проведено цитогенетичний аналіз меристематичних клітин зразків озимої пшениці, вирощеної в різних еколого-географічних регіонах України. Виявлено окремі території, на яких частота хромосомних аберацій перевищує контрольні показники в 2,5—4,2 раза. Підвищення рівня хромосомних порушень здебільшого супроводжується зростанням кількості одиничних і парних ацентричних фрагментів та, меншою мірою, дицентричних мостів. За умов підвищеного мутаційного фону спектр типів аномалій мітозу й аберацій хромосом розширювався і включав хромосоми, що відставали, мікроядра, ацентричні кільця. Регіони зі стабільно високим рівнем спонтанних цитогенетичних порушень потребують розробки системи подальших моніторингів локального характеру, які б уможливили визначення мережі районів найвищої генетичної небезпеки забруднень мутагенними чинниками. Проведен цитогенетический анализ меристематических клеток образцов озимой пшеницы, выращенной в разных эколого-географических регионах Украины. Выявлены отдельные территории, на которых частота хромосомных аберраций превышает контрольные показатели в 2,5—4,2 раза. Повышение уровня хромосомных нарушений преимущественно сопровождается возрастанием количества одиночных и парных ацентрических фрагментов и, в меньшей степени, дицентрических мостов. В условиях повышенного мутационного фона спектр типов аномалий митоза и аберраций хромосом расширялся и включал отстающие хромосомы, микроядра, ацентрические кольца. Регионы со стабильно высоким уровнем спонтанных цитогенетических нарушений требуют разработки системы дальнейших мониторингов локального характера, которые бы дали возможность определить сеть районов самой высокой генетической опасности загрязнений мутагенными факторами. A cytogenetic analysis of meristem cells of winter wheat samples grown in different ecologic-geographic regions of Ukraine was made. Some territories where the frequency of chromosome aberrations exceeded control indices by 2.5—4.2 times were identified. The increase of chromosome disorders was mostly followed up by an enhanced number of single and pair acentric fragments and to a lesser extent by dicentric bridges. In case of increased mutative level, the spestrum of the types of mitosis anomalies and chromosome aberrations expands, and it includes lagging chromosomes, micronuclei and acentric rings. The areas with consistently high level of spontaneous cytogenetic disorders require the development of a system of further local monitoring which will help to determine the range of the territories with the highest genetic hazard of mutagenic factor contamination. uk Iнститут фізіології рослин і генетики НАН України Физиология растений и генетика Цитогенетичне оцінювання спонтанного рівня мутацій озимої пшениці в різних еколого-географічних регіонах України Цитогенетическая оценка спонтанного уровня мутаций озимой пшеницы в разных эколого-географических регионах Украины Cytogenetic evaluation of spontaneous mutation level of winter wheat in different ecologic-geographic regions of Ukraine Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Цитогенетичне оцінювання спонтанного рівня мутацій озимої пшениці в різних еколого-географічних регіонах України |
| spellingShingle |
Цитогенетичне оцінювання спонтанного рівня мутацій озимої пшениці в різних еколого-географічних регіонах України Якимчук, Р.А. Моргун, В.В. |
| title_short |
Цитогенетичне оцінювання спонтанного рівня мутацій озимої пшениці в різних еколого-географічних регіонах України |
| title_full |
Цитогенетичне оцінювання спонтанного рівня мутацій озимої пшениці в різних еколого-географічних регіонах України |
| title_fullStr |
Цитогенетичне оцінювання спонтанного рівня мутацій озимої пшениці в різних еколого-географічних регіонах України |
| title_full_unstemmed |
Цитогенетичне оцінювання спонтанного рівня мутацій озимої пшениці в різних еколого-географічних регіонах України |
| title_sort |
цитогенетичне оцінювання спонтанного рівня мутацій озимої пшениці в різних еколого-географічних регіонах україни |
| author |
Якимчук, Р.А. Моргун, В.В. |
| author_facet |
Якимчук, Р.А. Моргун, В.В. |
| publishDate |
2015 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Физиология растений и генетика |
| publisher |
Iнститут фізіології рослин і генетики НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Цитогенетическая оценка спонтанного уровня мутаций озимой пшеницы в разных эколого-географических регионах Украины Cytogenetic evaluation of spontaneous mutation level of winter wheat in different ecologic-geographic regions of Ukraine |
| description |
Проведено цитогенетичний аналіз меристематичних клітин зразків озимої пшениці, вирощеної в різних еколого-географічних регіонах України. Виявлено окремі території, на яких частота хромосомних аберацій перевищує контрольні показники в 2,5—4,2 раза. Підвищення рівня хромосомних порушень здебільшого супроводжується зростанням кількості одиничних і парних ацентричних фрагментів та, меншою мірою, дицентричних мостів. За умов підвищеного мутаційного фону спектр типів аномалій мітозу й аберацій хромосом розширювався і включав хромосоми, що відставали, мікроядра, ацентричні кільця. Регіони зі стабільно високим рівнем спонтанних цитогенетичних порушень потребують розробки системи подальших моніторингів локального характеру, які б уможливили визначення мережі районів найвищої генетичної небезпеки забруднень мутагенними чинниками.
Проведен цитогенетический анализ меристематических клеток образцов озимой пшеницы, выращенной в разных эколого-географических регионах Украины. Выявлены отдельные территории, на которых частота хромосомных аберраций превышает контрольные показатели в 2,5—4,2 раза. Повышение уровня хромосомных нарушений преимущественно сопровождается возрастанием количества одиночных и парных ацентрических фрагментов и, в меньшей степени, дицентрических мостов. В условиях повышенного мутационного фона спектр типов аномалий митоза и аберраций хромосом расширялся и включал отстающие хромосомы, микроядра, ацентрические кольца. Регионы со стабильно высоким уровнем спонтанных цитогенетических нарушений требуют разработки системы дальнейших мониторингов локального характера, которые бы дали возможность определить сеть районов самой высокой генетической опасности загрязнений мутагенными факторами.
A cytogenetic analysis of meristem cells of winter wheat samples grown in different ecologic-geographic regions of Ukraine was made. Some territories where the frequency of chromosome aberrations exceeded control indices by 2.5—4.2 times were identified. The increase of chromosome disorders was mostly followed up by an enhanced number of single and pair acentric fragments and to a lesser extent by dicentric bridges. In case of increased mutative level, the spestrum of the types of mitosis anomalies and chromosome aberrations expands, and it includes lagging chromosomes, micronuclei and acentric rings. The areas with consistently high level of spontaneous cytogenetic disorders require the development of a system of further local monitoring which will help to determine the range of the territories with the highest genetic hazard of mutagenic factor contamination.
|
| issn |
2308-7099 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/159491 |
| citation_txt |
Цитогенетичне оцінювання спонтанного рівня мутацій озимої пшениці в різних еколого-географічних регіонах України / Р.А. Якимчук, В.В. Моргун // Физиология растений и генетика. — 2015. — Т. 47, № 2. — С. 126-135. — Бібліогр.: 22 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT âkimčukra citogenetičneocínûvannâspontannogorívnâmutacíiozimoípšenicívríznihekologogeografíčnihregíonahukraíni AT morgunvv citogenetičneocínûvannâspontannogorívnâmutacíiozimoípšenicívríznihekologogeografíčnihregíonahukraíni AT âkimčukra citogenetičeskaâocenkaspontannogourovnâmutaciiozimoipšenicyvraznyhékologogeografičeskihregionahukrainy AT morgunvv citogenetičeskaâocenkaspontannogourovnâmutaciiozimoipšenicyvraznyhékologogeografičeskihregionahukrainy AT âkimčukra cytogeneticevaluationofspontaneousmutationlevelofwinterwheatindifferentecologicgeographicregionsofukraine AT morgunvv cytogeneticevaluationofspontaneousmutationlevelofwinterwheatindifferentecologicgeographicregionsofukraine |
| first_indexed |
2025-11-25T20:37:23Z |
| last_indexed |
2025-11-25T20:37:23Z |
| _version_ |
1850524304903503872 |
| fulltext |
ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ И ГЕНЕТИКА. 2015. Т. 47. № 2
УДК 575.224.4:633.111
ЦИТОГЕНЕТИЧНЕ ОЦІНЮВАННЯ СПОНТАННОГО РІВНЯ
МУТАЦІЙ ОЗИМОЇ ПШЕНИЦІ В РІЗНИХ
ЕКОЛОГО-ГЕОГРАФІЧНИХ РЕГІОНАХ УКРАЇНИ
Р.А. ЯКИМЧУК, В.В. МОРГУН
Інститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України
03022 Київ, вул. Васильківська, 31/17
e-mail: peoplenature@rambler.ru
Проведено цитогенетичний аналіз меристематичних клітин зразків озимої пше-
ниці, вирощеної в різних еколого-географічних регіонах України. Виявлено ок-
ремі території, на яких частота хромосомних аберацій перевищує контрольні по-
казники в 2,5—4,2 раза. Підвищення рівня хромосомних порушень здебільшого
супроводжується зростанням кількості одиничних і парних ацентричних фраг-
ментів та, меншою мірою, дицентричних мостів. За умов підвищеного му-
таційного фону спектр типів аномалій мітозу й аберацій хромосом розширював-
ся і включав хромосоми, що відставали, мікроядра, ацентричні кільця. Регіони зі
стабільно високим рівнем спонтанних цитогенетичних порушень потребують
розробки системи подальших моніторингів локального характеру, які б уможли-
вили визначення мережі районів найвищої генетичної небезпеки забруднень му-
тагенними чинниками.
Ключові слова: Triticum aestivum L., цитогенетичні порушення, хромосомні абе-
рації, аномалії мітозу, мутагенна активність.
У зв’язку зі зростанням техногенного навантаження на природу у вигляді
мутагенів хімічної, фізичної та біологічної природи виникла потреба
оцінювання мутагенності навколишнього середовища. Це передбачає роз-
робку і впровадження системи моніторингу, здатної адекватно оцінити ге-
нетичний ризик для організмів, які населяють окремі регіони країни з
різним рівнем забруднення довкілля [3]. Адже спонтанна мутаційна
мінливість, як показано ще в ранніх роботах лабораторії мутагенезу Інсти-
туту медичної генетики АМН СРСР, а згодом — відділу експерименталь-
ного мутагенезу Інституту фізіології рослин і генетики НАН України [15],
має тенденцію до поступового зростання. Виявлено різницю за спонтан-
ним рівнем мутацій і між групами мешканців різних регіонів Росії та країн
СНД [7]. Це дає підставу припустити існування регіональної специфіки
фонового рівня мутаційної мінливості, спричиненого загальним забруд-
ненням навколишнього середовища. Зважаючи на те що в Україні як
одній із найбільш забруднених європейських держав спостерігається різко
нерівномірний територіальний розподіл викидів шкідливих речовин у
довкілля [10, 22] та, як наслідок, значне перевищення середньостатистич-
них показників по країні спонтанного рівня хромосомних аберацій насе-
лення в деяких регіонах, проблема вивчення мутаційної мінливості за дії
природних і антропогенних мутагенних чинників в різних її еколого-гео-
графічних регіонах залишається актуальною й надалі [4].
© Р.А. ЯКИМЧУК, В.В. МОРГУН, 2015
126
Генетичну небезпеку мутагенних чинників навколишнього середо-
вища для людини за останні 40 років оцінювали з використанням понад
200 тест-систем [2]. При їх створенні та доборі основними критеріями
були економічність і філогенетична близькість до людини, що давало
можливість у лабораторних умовах встановлювати сам факт мутагенної
активності забруднювальних чинників. Однак у реальних умовах існу-
вання організмів, спираючись лише на результати лабораторних
досліджень, передбачити рівень і напрям генетичної відповіді на ком-
плекс природних і техногенних чинників практично неможливо. У зв’яз-
ку з цим доцільно проводити моніторинг генетичних наслідків забруд-
нення навколишнього середовища потенційно небезпечними
мутагенними чинниками з врахуванням впливу низки абіотичних,
біотичних та антропогенних умов. Як засіб оцінювання мутагенезу за-
звичай використовують частоту спонтанних мутацій у рослинних тест-
системах [4], а їх кількісною характеристикою може слугувати показник
частоти хромосомних аберацій [2, 7, 11, 12, 14, 18]. Тому метою нашої
роботи було визначення спонтанного рівня цитогенетичних порушень у
меристематичних клітинах первинних коренів озимої пщениці за дії
чинників навколишнього середовища різних еколого-географічних
регіонів України.
Методика
Для визначення мутагенної активності чинників довкілля в різних еко-
лого-географічних регіонах України проведено цитогенетичний аналіз
меристематичних клітин первинних коренів проростків насіння озимої
пшениці (Triticum aestivum L.) cортів Смуглянка, Подолянка, Бунчук і
Єдність, отриманого в 2012 р. із Прилуцької (Чернігівська обл.),
Маньківської (Черкаська обл.), Тернопільської (Тернопільська обл.),
Вільшанської (Запорізька обл.), Донецької (Донецька обл.), Горо-
денківської (Івано-Франківська обл.), Андрушівської (Житомирська
обл.), Нікопольської (Дніпропетровська обл.), Слов’яносербської (Лу-
ганська обл.), Волинської (Волинська обл.) і Рівненської (Рівненська
обл.) державних сортодослідних станцій.
Зважаючи на те що ґрунти Полтавщини не зазнали істотного
радіонуклідного забруднення внасідок аварії на ЧАЕС і вміст важких ме-
талів у кілька разів нижчий за гранично допустимі концентрації [21], за
контроль було взято зразки, отримані з Миргородської сортодослідної
станції Полтавської обл.
Насіння пророщували за температури 24—26 °С в чашках Петрі
на фільтрувальному папері, зволоженому дистильованою водою. Пер-
винні корені завдовжки 0,8—1,0 см фіксували протягом 1,5 год в «оц-
товому алкоголі» та в подальшому піддавали мацерації дією 1 н розчи-
ну соляної кислоти. З апікальної меристеми коренів, забарвлених
ацетоорсеїном, виготовляли тимчасові давлені препарати [17]. Частоту
хромосомних порушень визначали за співвідношенням кількості абе-
рантних клітин до загальної кількості клітин на стадіях анафази та
ранньої телофази. Вибірка становила не менш як 1000 клітин для кож-
ного варіанта.
Експериментальні дані оброблено статистично загальноприйняти-
ми методами, вірогідність різниці оцінено за критерієм Стьюдента.
127
ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СПОНТАННОГО УРОВНЯ МУТАЦИЙ
ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2015. Т. 47. № 2
Результати та обговорення
За допомогою цитогенетичного аналізу меристематичних клітин первин-
них коренів озимої пшениці виявлено регіони України, в яких комплекс
чинників навколишнього середовища створює найвищий мутагенний
ефект. Саме за умов вирощування рослин на Нікопольській (Дніпропе-
тровська обл.), Слов’яносербській (Луганська обл.), Тернопільській
(Тернопільська обл.) сортодослідних станціях частота хромосомних абе-
рацій максимально відрізнялася від контрольного рівня і перевищувала
його показники в 2,5—4,2 раза (таблиця). Істотне зростання кількості
аберантних клітин рослин озимої пшениці зафіксовано також за умов
вирощування її на Прилуцькій (Чернігівська обл.), Вільшанській (За-
порізька обл.), Городенківській (Івано-Франківська обл.), Анд-
рушівській (Житомирська обл.) та Рівненській (Рівненська обл.) сорто-
дослідних станціях. Рівень цитогенетичних порушень перевищував
контрольні показники в 2,1—2,9 раза. Загалом частка клітин із хромо-
сомними абераціями, індукованими забрудненням територій зазначених
областей, становила для сортів Смуглянка — 1,53—1,63 %, Подолянка —
1,56—2,67, Бунчук — 2,70—3,85, Єдність — 1,95—3,95 %, що статистич-
но вірогідно перевищувало частоту їх виявлення в зразках рослин, виро-
щених на прийнятій за контроль Миргородській (Полтавська обл.) сор-
тодослідній станції — відповідно 0,65; 0,61; 1,13, 0,94 %. Чинники
середовища, впливу яких зазнавали рослини озимої пшениці за час ви-
рощування на територіях Маньківської (Черкаська обл.), Донецької (До-
нецька обл.) та Волинської (Волинська обл.) сортодослідних станцій,
проявили найменший мутагенний ефект, свідченням чому є близький до
контрольного рівень аберантних клітин.
У результаті порівняння спонтанного рівня хромосомних перебу-
дов у клітинах кореневої меристеми проростків озимої пшениці, виявле-
них під час дослідження, з даними цитогенетичної оцінки мутагенної ак-
тивності чинників навколишнього середовища, отриманими відділом
генетичного поліпшення рослин Інституту фізіології рослин і генетики
НАН України у 1993—1995 рр. [16], встановлено, що забруднення тери-
торій Житомирської, Чернігівської, Дніпропетровської, Луганської, За-
порізької, Рівненської, Івано-Франківської і Тернопільської областей
тривалий час зберігає високу мутагенну активність. Причиною може бу-
ти, зокрема, наявність у сумарному комплексі забруднювальних чин-
ників підвищеного радіаційного фону, який сформувався внаслідок
аварії на Чорнобильській АЕС [8, 9, 20].
Під час оцінювання мутагенної активності чинників довкілля в
досліджуваних еколого-географічних регіонах України слід враховувати
неоднорідність реакції різних генотипів на однакові мутагенні чинники
чи їх комплексну дію [5]. Забруднення територій, яке спричинює висо-
кий рівень цитогенетичних порушень у рослин із різним генотипом, мо-
же свідчити про широкий спектр уражувальної дії мутагенного чинника
та його загрозу для геному організмів інших таксономічних груп. Забруд-
нення території Рівненської обл. спричинювало значне зростання часто-
ти мітозів із хромосомними абераціями в рослин відразу трьох сортів
озимої пшениці: Подолянка, Бунчук, Єдність, що сягали рівнів
відповідно 1,56; 3,29; 2,56 %. Умови, в яких вирощували озиму пшени-
цю в Чернігівській, Тернопільській, Житомирській та Луганській облас-
тях, стали причиною істотного зростання цитогенетичних порушень у
128
Р.А. ЯКИМЧУК, В.В. МОРГУН
ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2015. Т. 47. № 2
129
ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СПОНТАННОГО УРОВНЯ МУТАЦИЙ
ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2015. Т. 47. № 2
130
Р.А. ЯКИМЧУК, В.В. МОРГУН
ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2015. Т. 47. № 2
131
ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СПОНТАННОГО УРОВНЯ МУТАЦИЙ
ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2015. Т. 47. № 2
зразках двох сортів пшениці. Подібною реакцією на дію мутагенів дов-
кілля Чернігівської і Тернопільської областей характеризувались сорти
Бунчук і Єдність. Відсоток клітин з абераціями становив відповідно
3,06—3,85 і 1,95—3,95 %. Чинники середовища на території Житомирсь-
кої обл. з однаково високою інтенсивністю порушували цілісність хро-
мосом у клітинах рослин сортів Смуглянка і Єдність (відповідно 1,53 і
2,32 %), у Луганській обл. — у клітинах рослин сортів Подолянка і Бун-
чук (відповідно 1,67 і 2,70 %).
Оцінивши рівень інтенсивності впливу чинників довкілля на міто-
тичний апарат клітин озимої пшениці, вирощеної в різних регіонах Ук-
раїни, ми визначили не лише частоту, а й типи цитогенетичних пору-
шень. За спектром хромосомних аберацій між досліджуваними сортами
принципових відмінностей не виявлено. Умови середовища вирощуван-
ня рослин пшениці, які сформувалися на дослідних полях Миргородсь-
кої сортодослідної станції Полтавської обл. і обрані за контрольний
варіант, індукували одиничні й парні ацентричні фрагменти, дицент-
ричні мости хроматидного типу та хромосоми, що відстають. Переваж-
ним типом аберацій виявились ацентричні фрагменти, що спостерігали-
ся залежно від сорту з частотою 0,35—0,85 %. Найменшу частку
(0,07—0,17 %) серед цитогенетичних порушень контрольного варіанта
становили хромосоми, що відстають, які виявлено в клітинах проростків
сортів озимої пшениці Подолянка, Бунчук і Єдність.
У результаті аналізу спектра хромосомних порушень досліджувано-
го матеріалу рослин у клітинах окремих зразків озимої пшениці виявле-
но як істотне збільшення частки певних типів перебудов, так і загалом
розширення спектра аберацій. Частота аберацій переважно зростала
внаслідок збільшення кількості ацентричних фрагментів. Одиничні ацен-
тричні фрагменти утворюються внаслідок розриву однієї хромосоми або
ізолокусного розриву двох хроматид і злиття дистальних (ацентричних)
фрагментів чи хроматидної транслокації, злиття дистальних і незлиття
проксимальних фрагментів. Одиничні ацентричні фрагменти можуть утво-
рюватись також у результаті розриву однієї хромосомної нитки (до ре-
дуплікації) та злиття дистальних і незлиття проксимальних фрагментів, що
з’являються після авторепродукції вихідних фрагментів [1, 13].
Істотне перевищення частоти одиничних і парних ацентричних
фрагментів порівняно з контрольним рівнем виявлено в рослин сорту
Бунчук, вирощених на Прилуцькій (Чернігівська обл.) (2,48 %), Терно-
пільській (Тернопільська обл.) (2,82 %), Вільшанській (Запорізька обл.)
(2,37 %), Городенківській (Івано-Франківська обл.) (2,27 %), Слов’яно-
сербській (Луганська обл.) (2,02 %), Рівненській (Рівненська обл.)
(2,83 %) сортодослідних станціях. Відношення фрагментів до мостів ста-
новило відповідно 5,2; 5,0; 29,0; 4,6; 7,0; 12,3. При цьому переважним
типом аберацій у клітинах проростків насіння, отриманого з рослин, ви-
рощених на території Івано-Франківської обл., були саме парні ацент-
ричні фрагменти. Значне перевищення контрольних показників за час-
тотою одиничних і парних ацентричних фрагментів виявлено також у
меристематичних клітинах первинних коренів проростків рослин пше-
ниці сортів Єдність і Подолянка, які зазнали впливу умов середовища
територій відповідно Тернопільської (2,86 %) і Рівненської (2,09 %) та
Запорізької (2,37 %) і Луганської (1,11 %) областей. Водночас у кон-
трольному варіанті в клітинах проростків сорту Подолянка знайдено ви-
ключно одиничні ацентричні фрагменти.
132
Р.А. ЯКИМЧУК, В.В. МОРГУН
ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2015. Т. 47. № 2
Винятковою особливістю цитогенетичних порушень у меристема-
тичних клітинах первинних коренів рослин пшениці сорту Єдність в
умовах дії забруднень територій Чернігівської та Житомирської областей
було істотне підвищення їх рівня внаслідок збільшення частоти дицент-
ричних мостів і хромосом, що відстають. Одиничні дицентричні хромо-
соми вважають наслідком хроматидних транслокацій на стадіях S i G2
інтерфази, тоді як подвійні мости виникають при міжхромосомних об-
мінах на стадії G1 [1, 13].
Разом з тим дія чинників окремих досліджуваних регіонів призво-
дила до розширення спектра хромосомних перебудов. Так, за вирощу-
вання рослин сорту Смуглянка в умовах Івано-Франківської та Дніпро-
петровської областей спектр цитогенетичних порушень розширився за
рахунок хромосом, що відстають, які фіксувалися з частотою 0,10—0,13 %.
Основою анеуплоїдії можуть бути епігенетичні пошкодження внутрішньо-
клітинних механізмів контролю ходу мітозу, що супроводжуються
змінами кількості копій хромосом [6]. Вирощування озимої пшениці
сорту Бунчук на територіях Чернігівської, Запорізької, Рівненської об-
ластей і сорту Єдність на території Житомирської області стало причи-
ною появи мікроядер, частота яких становила відповідно 0,08—0,10 і
0,90 %. Частоту виникнення мікроядер можна використати для біоінди-
кації саме антропогенного забруднення середовища, бо такі порушення
не успадковуються й не накопичуються в популяції [19]. Особливістю
спектра типів хромосомних аберацій у меристематичних клітинах про-
ростків пшениці сортів Подолянка і Бунчук, вирощених відповідно на
Слов’яносербській (Луганська обл.) та Тернопільській (Тернопільська
обл.) сортодослідних станціях, була поява як мікроядер, так і ацентрич-
них кілець, а в обстежених клітинах рослин сорту Подолянка, вироще-
них на Андрушівській (Житомирська обл.) сортодослідній станції —
триполюсного мітозу.
Серед досліджених зразків виявлено випадки індукування клітин
із множинними абераціями — зокрема це ацентричний фрагмент і ди-
центричний хромосомний чи хроматидний міст, парні ацентричні фраг-
менти і хромосома, що відстає, дицентричний хроматидний міст і хро-
мосома, що відстає, дицентричний хроматидний міст і мікроядро,
клітини з трьома й чотирма ацентричними фрагментами (див. рисунок).
Цим показником переважно характеризувались аберантні клітини рос-
лин сортів Смуглянка, Бунчук і Єдність, вирощених на Тернопільській
(Тернопільська обл.), Городенківській (Івано-Франківська обл.), Анд-
рушівській (Житомирська обл.) та Слов’яносербській (Луганська обл.)
сортодослідних станціях.
133
ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СПОНТАННОГО УРОВНЯ МУТАЦИЙ
ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2015. Т. 47. № 2
Множинні хромосомні аберації в клітинах кореневої меристеми озимої пшениці:
а — три ацентричних фрагменти; б, в — чотири ацентричних фрагменти; г — дицентричний міст та
ацентричний фрагмент
а б в г
Отже, за результатами цитогенетичного аналізу меристематичних
клітин первинних коренів проростків озимої пшениці встановлено, що
рівень хромосомних аберацій, індукований чинниками навколишнього
середовища різних еколого-географічних регіонів України, перевищує
контрольні показники в 2,5—4,2 раза. Мутагенне забруднення територій
Житомирської, Чернігівської, Дніпропетровської, Луганської, Запорізь-
кої, Рівненської, Івано-Франківської і Тернопільської областей навіть
через 19 років після початку досліджень щодо регіонального визначення
спонтанного рівня хромосомних мутацій в озимої пшениці залишається
визначальним чинником високої частоти цитогенетичних порушень.
Підвищення частоти хромосомних аберацій здебільшого супроводжу-
ється зростанням кількості одиничних і парних ацентричних фрагментів
та меншою мірою — дицентричних мостів. За умов посиленого мутаційно-
го фону спектр типів аномалій мітозу і хромосомних аберацій розши-
рюється та включає хромосоми, що відстають, мікроядра й ацентричні
кільця. Регіони зі стабільно високим рівнем спонтанних цитогенетичних
порушень потребують розробки системи подальших моніторингів локаль-
ного характеру, які дадуть змогу визначити мережу районів найвищої
генетичної небезпеки забруднень мутагенними чинниками.
1. Бариляк І.Р., Дьоміна Е.А. Біологічна індикація та дозиметрія за частотою нестабільних
аберацій хромосом у лімфоцитах людини // Цитология и генетика. — 2004. — 38, № 1. —
С. 72—85.
2. Биттуева М.М., Абилев С.К., Тарасов В.А. Эффективность прогноза канцерогенной ак-
тивности химических соединений при учете соматических мутаций у сои Glycine max
(L.) Merrill // Генетика. — 2007. — 43, № 1. — С. 78—87.
3. Боднар Л.С., Мацях А.В., Беляєва В.В. Моніторинг генотоксикологічного забруднення
деяких чинників навколишнього середовища / В.В. Моргун // Генетика і селекція в
Україні на межі тисячоліть. — К.: Логос, 2001. — С. 219—225.
4. Болтина И.В. Использование показателя «частота аберраций хромосомных» при фор-
мировании групп риска относительно онкологических заболеваний // Цитология и
генетика. — 2007. — 41, № 1. — С. 66—74.
5. Вавилов Н.И. Проблемы происхождения, географии, генетики, селекции растений, рас-
тениеводства и агрономии: Избр. тр. В 5 т. — М.; Л.: Наука, 1968. — С. 51—57.
6. Глазко Т.Т. Дестабілізація хромосомного апарату в різних таксонах тварин як показник
екологічних змін: Автореф. дис. … д-ра біол. наук. — Київ, 2001. — 32 с.
7. Дружинин В.Г. Количественные характеристики частоты хромосомных аберраций в
группе жителей крупного промышленного региона западной Сибири // Генетика. —
2003. — 39, № 10. — С. 1373—1380.
8. Кашпаров В.А., Лазарев Н.М., Полищук С.В. Проблемы сельскохозяйственной радиоло-
гии в Украине на современном этапе // Агроекол. журн. — 2005. — № 3. — С. 31—41.
9. Клименко М.О., Прищепа А.М., Вознюк Н.М. Моніторинг довкілля: Підручник. — К.:
Академія, 2006. — 360 с.
10. Корсун С.Г., Давидюк Г.В., Козерецька І.А. та ін. Вплив важких металів на продук-
тивність, якість та генетичну активність сої // Агроекол. журн. — 2005. — № 4. — С. 37—
40.
11. Кравец А.П., Гатилова Г.Д., Гродзинский Д.М. Динамика образования цитогенетических
аномалий в меристеме проростков при хроническом облучении семян // Радиационная
биология. Радиоэкология. — 2008. — 48, № 3. — С. 313—317.
12. Любимова Н.Е., Воробцова И.Е. Влияние возраста и низкодозового облучения на часто-
ту хромосомных аберраций в лимфоцитах человека // Там же. — 2007. — 47, № 1. —
С. 80—85.
13. Мазник Н.А. Роль факторов нерадиационной природы в формировании цитологичес-
ких эффектов у эвакуантов из 30-км зоны Чернобыльской АЭС // Цитология и гене-
тика. — 2004. — 38, № 6. — С. 33—44.
14. Манина В.И., Дружинин В.Г. Геномные дозы активных генов рРНК у рабочих коксохи-
мического производства // Генетика. — 2004. — 40, № 12. — С. 1702—1708.
15. Моргун В.В., Логвиненко В.Ф. Мутационная селекция пшеницы. — Киев: Наук. думка,
1995. — 624 с.
134
Р.А. ЯКИМЧУК, В.В. МОРГУН
ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2015. Т. 47. № 2
16. Моргун В.В., Якимчук Р.А. Генетичні наслідки аварії на Чорнобильській АЕС. — К.: Ло-
гос, 2010. — 400 с.
17. Паушева З.П. Практикум по цитологии растений. — М.: Агропромиздат, 1988. — 271 с.
18. Пілінська М.А., Дибський С.С. Спонтанний рівень аберацій хромосом, встановлений в
лімфоцитах периферичної крові осіб різного віку за допомогою методу FISH // Цито-
логия и генетика. — 2004. — 38, № 4. — С. 62—66.
19. Померанцева М.Д., Рамайя Л.К., Рубанович А.В. и др. Генетические последствия повы-
шенного радиационного фона у мышевидных грызунов // Радиационная биология. Ра-
диоэкология. — 2006. — 46, № 3. — С. 279—286.
20. Прістер Б.С. Проблеми радіаційного захисту населення на територіях, забруднених
унаслідок аварії на Чорнобильській АЕС // Вісн. НАН України. — 2011. — № 4. — С. 3—
11.
21. Програма охорони довкілля, раціонального використання природних ресурсів та забез-
печення екологічної політики з урахуванням регіональних пріоритетів Полтавської об-
ласті на період до 2010 року в новій редакції. — Полтава: Полтавський літератор,
2007. — 162 с.
22. Ревега О.М., Фітель Н.М., Бондар Л.С., Козуб Ю.Б. Доцільність використання природ-
них сорбентів для зняття мутагенності рідких фторорганічних відходів виробництва мо-
номера ФС-141 // Цитология и генетика. — 2005. — 39, № 1. — С. 34—40.
Отримано 17.02.2015
ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СПОНТАННОГО УРОВНЯ МУТАЦИЙ ОЗИМОЙ
ПШЕНИЦЫ В РАЗНЫХ ЭКОЛОГО-ГЕОГРАФИЧЕСКИХ РЕГИОНАХ УКРАИНЫ
Р.А. Якимчук, В.В. Моргун
Институт физиологии растений и генетики Национальной академии наук Украины, Киев
Проведен цитогенетический анализ меристематических клеток образцов озимой пшеницы,
выращенной в разных эколого-географических регионах Украины. Выявлены отдельные
территории, на которых частота хромосомных аберраций превышает контрольные показа-
тели в 2,5—4,2 раза. Повышение уровня хромосомных нарушений преимущественно со-
провождается возрастанием количества одиночных и парных ацентрических фрагментов и,
в меньшей степени, дицентрических мостов. В условиях повышенного мутационного фо-
на спектр типов аномалий митоза и аберраций хромосом расширялся и включал отстаю-
щие хромосомы, микроядра, ацентрические кольца. Регионы со стабильно высоким уров-
нем спонтанных цитогенетических нарушений требуют разработки системы дальнейших
мониторингов локального характера, которые бы дали возможность определить сеть райо-
нов самой высокой генетической опасности загрязнений мутагенными факторами.
CYTOGENETIC EVALUATION OF SPONTANEOUS MUTATION LEVEL OF WINTER
WHEAT IN DIFFERENT ECOLOGIC-GEOGRAPHIC REGIONS OF UKRAINE
R.A. Yakymchuk, V.V. Morgun
Institute of Plant Physiology and Genetics, National Academy of Sciences of Ukraine
31/17 Vasylkivska St., Kyiv, 03022, Ukraine
A cytogenetic analysis of meristem cells of winter wheat samples grown in different ecologic-geo-
graphic regions of Ukraine was made. Some territories where the frequency of chromosome aber-
rations exceeded control indices by 2.5—4.2 times were identified. The increase of chromosome
disorders was mostly followed up by an enhanced number of single and pair acentric fragments
and to a lesser extent by dicentric bridges. In case of increased mutative level, the spestrum of the
types of mitosis anomalies and chromosome aberrations expands, and it includes lagging chromo-
somes, micronuclei and acentric rings. The areas with consistently high level of spontaneous cyto-
genetic disorders require the development of a system of further local monitoring which will help
to determine the range of the territories with the highest genetic hazard of mutagenic factor con-
tamination.
Key words: Triticum aestivum L., cytogenetic disorders, chromosome aberrations, mitosis anomaly,
mutagenic activity.
135
ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СПОНТАННОГО УРОВНЯ МУТАЦИЙ
ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2015. Т. 47. № 2
|