Фитотеститование цитотоксичного и мутагенности производной спирокарбона - нового синтетического стимулятора роста растений
Анотація
В Херсонском государственном университете синтезирован новый регулятор роста растений. Это комплекс спирокарбона с янтарной кислотой (СЯ). Собственные предыдущие исследования констатировали необходимость изучения его цитотоксического и мутагенного воздействия на организм. В данной публикации представленные результаты такой работы получены на модельной системе Allium test. Его проростки перед проращиванием обрабатывали комплексом СЯ. В исследовании митозомодифицирующее действие препарата выражалось в нарушении прохождения клеткой фаз митоза. Цитотоксический эффект приводил к-ингибированию пролиферации и роста клеток. Мутагенное (генотоксическое) воздействие комплекса охватывало достоверное увеличение количества хромосомных аномалий (мостов и микроядер) фитотеста по сравнению с фоновым уровнем. Ранее, мониторинг биостимулирующих свойств комплекса показал,7 4 2 что только три его концентрации (10", 10" та 10" моль/л) способны изменить ростовые характеристики проростков АНеит сера L. Проведенное исследование продемонстрировало, что концентрация 10"4 моль/л стимулировала пролиферацию клеток корня проростка, а 10"2 моль/л - оказала явный стимулирующий эффект на этот процесс. Фазные индексы клеток меристемы достоверно не изменились. Комплекс СЯ не приводил к росту фонового уровня мутаций в корне А. сера. Полученные данные свидетельствуют о том, что препарат усиливает клеточную пролиферацию и увеличивает размеры неделящихся клеток. Эти клеточные процессы и обеспечивают ускорение роста проростка Allium test после обработки семян СЯ. Таким образом, комплекс не оказывал митозомодифицирующего, цитотоксичного и мутагенного действия на растительный организм.
Представленная публикация завершает серию работ по фитотестированию СЯ. Полученные в ней результаты позволяют сделать вывод о степени экологической безопасности комплекса на четырех уровнях организации тест-системы:
на организменном уровне препарат не оказал существенного
•j
токсического воздействия; только наименьшая его концентрация (10
Посилання
Архипчук В.В. Комплексная оценка токсичности, цито- и генотоксичности полигесаметиленгуанидина с использованием растительных и животных тест-организмов и их клеток / В. В. Архипчук, В. В. Гончарук // Химия и технология воды. - 2007. - Т. 29. - № 4. - С. 357-369.
Баканча M. B. Протекторні властивості синтетичного стимулятора росту рослин з класу біциклічних біссечовин - похідних спірокарбону / MB Баканча, К А Воронова // Екологічна безпека держави: тези доповідей Всеук конф молодих учених та студентів. - К.: НАУ, 2013. - С 126-127
З. Гарипова Р.Ф. Способ комплексного биотестирования воды, почвы, биологически активных веществ в фитотестах / Р Ф Гарипова - Режим доступа: http ://www. sibpatent.ru/patent, asp? nPubl=2322669& mpkcl s=G01 N03 3&ptncl s=G01 N033/24&page=2&sort=2
Гасюк О.М. Активність мієлопероксидази лейкоцитів білих мишей за умови впливу спірокарбону / О.М. Гасюк, О.Н. Речицький, С.П. Бесчасний // Теорія і практика сучасного природознавства: V Всеукр. наук, -практ. конф Збірник наукових праць - Херсон: 1111 Вишимирський B.C., 2011. - С.28-32
Гончарук В. Знесолена вода і життєдіяльність організмів / В Гончарук,В. Архіпчук // Вісник НАН України - 2002. - № 9 - С.56-60.
Ересько В. А. Регулятор роста растений / В.А. Ересько, Г .А. Голик, В. П. Евтушенко// Автор, свидет. 1628255, опуб.15.10.1990.
Ересько В. А. Синтез и фармакологические свойства 1,6,-замещенных-4-арил-2,3,4,5,6,7-гексагидро(1Н)пирроло-[3,4-с1]-пиримидин дионов-2,5 / В.А. Ересько, А Н. Речицкий, Р Т. Бойко // Физиологически активные вещества - 1995. - № 26. - С. 27-30.
Ефремова 0.0. Біотестування питної води у моніторингу стану екологічної безпеки : автореф дис. на здобуття наук, ступеня канд. біол наук : Спец. 21.06.01 - екологічна безпека / О.О. Ефремова. - Київ, 2009. - 18 с
Кошелева В.Д Влияние спирокарбона на гипоталамо-гипофизарную нейросекреторную систему (ГТНС) растущих животных / В Д. Кошелева, Р.Т Бойко, В.А. Ересько // Матер, всеукр. науч -практ. конф - Херсон, 1994. -С 103.
МР 2.1.7.2297-07. Обоснование класса опасности отходов производства и потребления по фитотоксичности. - Режим доступу: http ://www.gosthelp. ru/text/MR2172297070bosnovaniekla.html.
МУ 1.2.2968-11. 1.2. Гигиена, токсикология, санитария. Порядок биологической оценки действия наноматериалов на растния по морфологическим признакам. Методические указания" (утв. Роспотребнадзором 17.10.2011). - М., Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2011.
Оценка митотического и мутагенного действия факторов окружающей среды: Метод, указания / сост.
Паушева З.П. Практикум по цитологии растений. / З.П. Паушева - М.: Колос, 1980.-304 с.
Пахонова В.М. Неспецифический адаптационный синдром биосистем и общин закономерности реактивности клеток./ В. М. Пахонова. - Казань: КГУ, 2000 -177 с.
Прохорова
Речицький О.Н. Дослідження впливу „спірокарбону” на структурно-функціональний стан еритроцитарних мембран периферичної крові здорових людей та хворих на алкоголізм / О. Н. Речицький, В. А. Єресько, К.П. Дудок, Н. О. Сибірна // Теорія і практика сучасного природознавства: Ш Всеукр. наук -прикт. конф Збірник наукових праць - Херсон: 1111 Вишимирський B.C., 2007 -.С.47-52.
Речицький О.Н. Дослідження рістрегулюючої активності спірокарбон та його похідних на рослинних об’єктах / О.Н. Речицький, JT JT Пилипчук, В.І. Езиков, Т А. Косяк // Теорія і практика сучасного природознавства: Всеукр. наук-прикт. конф. Збірник наукових праць. - Херсон: ПП Вишимирський B.C., 2009.- С. 66-70.
Сидорович М.М. Використання біометричних показників Allium test для визначення якості питної води міста / М.М. Сидорович // Науковий часопис Національного педагогічного університету Імені М.П. Драгоманова. Серія 20. Біологія: 36 наукових праць. К : НПУ Імені М П. Драгоманова, 2013. - № 5 -С. 182-192.
Сидорович М.М. Моніторинг біологічних властивостей комплексу спірокарбон з бурштиновою кислотою засобами фітотесту «культура ряски малої Lenina minor L.» // М.М. Сидорович, MB. Баканча / Екологічна безпека держави: тези доповідей Всеук. конф. молодих учених та студентів. - К.: НАУ, 2014. - С. ISO-182.
Сидорович М.М. Моніторинг властивостей комплексу спірокарбон з янтарною кислотою засобами тест-системи «пророщене насіння пшениці» / М.М Сидорович, М.П Баканча, С Ю Кот // Збірник наукових праць. Культура здоров’я. - Херсон: П.П Вишемирський B.C., 2012. - С. 52-54
Сидорович М.М. Біотестування синтетичних стимуляторів росту в модельній системі «кров білих мишей» / М.М Сидорович, JI.B. Вишневська, Ю О Кістин // Тези доповідей Всеукраїнської конференції «Актуальні питання природничих наук та методики їх викладання» - Ніжин: Видавництво НДУ імені Миколи Гоголя, 2012. - С. 30-32.
Сидорович М.М. Активна біоіндикація біотичних чинників довкілля за допомогою Allium test / М.М Сидорович, О.П. Кундельчук, М П Баканча // Тези доповідей Всеукра. Конференції «Актуальні питання природничих наук та методика їх викладання», Ніжин,22-23 лютого 2012р. - Ніжин: Видавництво НДУ імені Миколи Гоголя, 2012. - С. 113-114
Сидорович М.М. Определение уровня экологической бозопасности комплекса спирокарбон с янтарной кислотой при помощи фитотестов / М М Сидорович, О.П Кундельчук, Е А. Воронова // Сборник научных трудов SWord - Выпуск 3 Том 43. -
Bandyopadhyay A. Sensitivity of Allium and Nicotiana in cellular and acellular comet assays to assess differential genotoxicity of direct and indirect acting mutagens / A. Bandyopadhyay, A. Mukherjee // Ecotoxicology & Environmental Safety. - 2011. -Vol. 74.-P. 860- 865.
Barbosa J. S. Genotoxicity assessment in aquatic environment impacted by the presence of heavy metals / J.S. Barbosa, T.M. Cabral, D.N. Ferreira et al. // Ecotoxicology & Environmental Safety. - 2010. - Vol. 73. - P. 320 - 325.
Fiskesjo G. The Allium test - an alternative in environmental studies: the relative toxicity of metal ions / G. Fiskesjo //Mutation Research. - 1988. - Vol. 197. - P. 243 -260.
Foyer C.H. Protection against oxygen radicals: an important defence mechanism studied in transgenic plants / C.H. Foyer, P. Descourvieres, К J Kunert // Plant Cell Environ. - 1994. - Vol. 17. - P. 507-523.
Klauck С R. Toxicological evaluation of landfill leachate using plant (Allium сера) and fish (Leporinus obtusidens) bioassays / C.R. Klauck, M A S. Rodrigues, L B da Silva //Waste Management & Research. - 2013. - Vol. 31(11). - P. 1148 -1153.
Kristen U. Use of higher plants as screens for toxicity assessment // Toxicology in vitro. - 1997.-Vol. 11 - P 181-191.
Kwasniewska J. An assessment of the genotoxic effects of landfill leachates using bacterial and plant tests / J. Kwasniewska, G. Natecz-Jawecki, A. Skrzypczak et al. // Ecotoxicology & Environmental Safety. - 2012 - Vol. 75 - P 55 - 62.
Li Q. Cinnamic acid pretreatment mitigates chilling stress of cucumber leaves through altering antioxidant enzyme activity / Q Li, В Yu, Y. Gao et al. // J. Plant Physiol -2011.-Vol. 168.-P. 927-934.
Malini M. Determination of the anti mutagenicity of an aqueous extract of Rhizophora mangle L. (Rhizophoraceae), using in vivo and in vitro test systems / M. Malini, M.A. Marin-Morales, M.S. Mantovani et al. // Genetics & Molecular Biology. - 2010. -Vol. 33 (l).-P. 176-181.
Monarca S. Genotoxicity of drinking water disinfectants in plant bioassays / S. Monarca, D. Feretti, С Zani et al. // Environmental & Molecular Mutagenesis -2005. - Vol. 46.-P. 96- 103.
Nunes E.A. Genotoxic assessment on river water using different biological systems / E.A. Nunes, C.T. de Lemos, L. Gavronski et al. // Chemosphere. - 2011. - Vol. 84. -P. 47-53.
Nunez M. Influence of a brassinosteroid analogue on anti oxidant enzymes in rice grown in culture medium with NaCl / M. Nunez, P. Mazzafera, L.M. Mazorra et al. // Biol. Plant. - 2003. - Vol. 47. - P. 67-70.
Pedrazzani R. Biodegradability, toxicity and mutagenicity of detergents: Integrated experimental evaluations / R Pedrazzani, E. Ceretti, I Zerbini et al. // Ecotoxicology & Environmental Safety. - 2012. - Vol. 84. - P. 274 - 281.
Pierantozzi P. Physico-chemical and toxicological assessment of liquid wastes from olive processing-related industries / P. Pierantozzi, С Zampini, M Torres et al // J. Sci. Food Agric. - 2012. - Vol. 92. - P. 216 - 223.
Rank J. Genotoxicity testing of the herbicide Roundup and its active ingredient glyphosate isopropyl amine using the mouse bone marrow micronucleus test, Salmonella mutagenicity test, and Allium anaphase-telophase test / J. Rank, A -G. Jensen, В Skov et al. // Mutation Research. - 1993 - Vol. 300. - P 29 - 36
Rank J., Nielsen M.H. Evaluation of the Allium anaphase-telophase test in relation to genotoxicity screening of industrial wastewater / J. Rank, M.H. Nielsen // Mutation Research. - 1994,-Vol. 312.-P. 17-24.
Severine B. Nucleolus under stress / B. Severine, D.J. Westman, H. Saskia et al. // Molecular Cell. - 2010. - Vol. 40. - P. 216-227.
Viana L.A. Mutagenicity and cytotoxicity of liquid waste, press water and pond water, produced in the cassava flour industry, and of antitoxic sodium thiosulfate / L.A. Viana, E. Dbsman, V E.P Vicentini // J Sci Food Agric. - 2014 - Vol. 94. - P 453 -458.
