Введение к работе
Актуальность. Зелёные водоросли, благодаря своему сходству с высшими расте-шями по физиологии и метаболизму, являются хорошим модельным объектом. Они этличаются быстротой ответных реакций, неприхотливостью и компактностью, что является очень удобным для проведения опытов с миллионами особей в малом объёме Зиопробы. За более чем 70-летпий период применения микроводорослей в научных исследованиях, произошли некоторые изменения в технике культивирования, методах анализа, используемом оборудовании. Появились новые области биологических испытаний, такие как биологический мониторинг загрязнений природной среды (Израэль, 1984), поиск высокоэффективных регуляторов роста растений (Жирмунская, 1980) и другие, требующие использования удобных тест-объектов, к которым определенно можно отнести зелёные микроводоросли.
Необходимость решения новых задач, а также возникшая п последнее время тенденция ускорения проведения научных исследований и увеличения их экономической эффективности связана с усовершенствованием методов работы с культурами тест-объектов в направлении уменьшения экономических затрат, повышения количества испытаний, их оперативности и таких метрологических характеристик как точность,-достоверность, воспроизводимое! ь.
Зачастую в качестве тест-объектов используют случайные, не идентифицированные и мало изученные виды водорослей, что затрудняет воспроизведение получаемых результатов и, следовательно, препятствует широкому распространению и стандартизации методик. В то же время, во многих коллекциях культур растительных клеток имеются паспортизованные штаммы водорослей, которые могут отвечать этим требованиям. Например, термофильный штамм зелёной водоросли Chlorella pyrenoidosa Chick. 82 Т может быть перспективным тест-объектом в решении широкого спектра задач физиологии растений.
Цель настоящей работы - оценка возможности применения термофильного штамма зелёной водоросли Chi. pyrenoidosa 82 Т в качестве удобного тест-объекта в разнообразных биологических испытаниях, позволяющего стандартизировать условия проведения опытов и повысить степень их воспроизводимости. Достижение цели было обеспечено постановкой и решением следующих задач: Стандартизация условий выращивания штамма путём изучения влияния условий проведения эксперимента
на физиологические характеристики этого штамма с применением соответствующег оборудования. Доказательство физиологической значимости регистрируемых харак теристик по результатам изучения реакции культуры клеток данного штамма на воз действие известных физиологически активных веществ. Поиск способов снижен» изменчивости результатов биологических испытаний, обусловленной изменение; чувствительности тест-объекта к токсикантам. Доказательство возможности приме нения данного тест-объекта в биологических испытаниях пугём изучения гербицидпо активности химических соединений, рострегулирующего действия фототрансформі рующих плёнок Полисветан, оценки действия известных мутагенов.
Научная новизна. Использование штамма С/г/, pyrenoidosa 82Т в качеств тест-объекта позволило впервые установить, что под влиянием специфического ИНГ! битора нециклического фотЪфосфорилирования диурона полностью снимается росі стимулирующее действие плёнки Полисветан. Анализ спектра переизлучения плёик Полисветан в сочетании с изучением ростовой реакции клеток хлореллы на действи диурона позволяют считать, что механизм ее известного рострегулирующего действи связан с активированием фитохромом фотосинтезирующей системы клеткі Предложен новый подход к оценке мутагенности физических и химических факті ров, основанный на определении количества клеток, способных расти на селективно среде с диуроном в результате мутации гена psb А. Продемонстрированы особенш сти и различия кривых роста суспензионной периодической культуры клеток хлоре; лы, построенных на основе регистрации различных характеристик: оптической пло* пости, концентрации клеток и концентрации биомассы.
Практическая ценность. Изучение влияния физиологически активных соеді нений на морфофизиологические характеристики штамма Chi. pyrenoidosa 82 Т пок: зало его хорошую отзывчивость на воздействия биологически активных факторе химической и физической природы, что служит рекомендацией для его применения качестве тест-объекта при индивации как новых биологически активных соединепиі способных влиять на рост растений, так и присутствия токсичных для растения ш ществ и мутагенов в окружающей среде. Предложен способ повышения воспроизві димости биотестов за счет введения в схему опыта, помимо контрольной и опытной эталонной пробы, что позволяет нивелировать изменения чувствительности тес
эъекта к токсичности пробы, которая существенно зависит от фазы развития тест-эъекта и воздействия внешних факторов. Проведена классификация 20 типов фото-эансформирующих плёнок Полисветан по их рострегулирующей активности. [редложены экспресс-методы оценки оптической плотности и интенсивности фото-интеза суспензионных культур водорослей. Разработаны оригинальные конструкции роллерных многоместных биореакторов для выращивания биопроб тест-объекта.
Апробация. Результаты исследований представлены на: Втором Всесоюзном ъезде общества физиологов растений (Минск, 24 - 29 сентября 1990 г.); семинаре )тдела внутриклеточной регуляции и биотехнологии фотоавтотрофных биосинтезов института физиологии растений АН СССР (Москва, 12 июля 1989 г.); 9 Конгрессе rESPP, (Брно, Чехия, 3-8 июля 1994 г.); X конференции по экстракции (Уфа, 14 -8 ноября 1994 г.); 2-й научно-практической конференции "Проблемы экологиче-жого мониторинга"' (Уфа, 16 - 19 октября 1995 г.); Втором ежегодном симпозиуме Общества физиологов растений РАН "'Физико-химичекские основы физиологии растеши" (Пенза, 5 - 8 февраля 1996 г).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 работ.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов, а также результатов, их обсуждения и выводов. Работа гзложена на 120 стр. машинописного текста, включая 26 рисунков и 11 таблиц. Список штературы содержит 127 источников, в том числе - 50 на иностранных языках.
Похожие диссертации на Chlorella pyrenoidosa 82Т как тест-объект в биологических испытаниях
