Введение к работе
Актуальность темы.
Современный уровень развития производительних сил ставит человечество перед необходимостью соизмерять производственную деятельность с состоянием окруяшщей среды. Техногенная деятельность человека по своему планетарному значении) становится сопоставимой с эффективностью естественного эволюционного процесса.
Проблемами экологической генетики занимаются многие государственные и общественные организации. В 1969 г в США создано Общество по изучении мутагенов среды (Environmental Mutagen Society - EMS). Аналогичные общества были созданы в Европе и Азии. В 1973 г. основана Международная ассоциация обществ по изучению мутагенов среды (International Association of Environmental Mutagen Societies - IAEMS). В Советском Союзе при Государственном Комитете СССР по Науке и Технике была создана специальная секция "Генетические аспекты проблемы "Человек и биосфера", которая до сих пор координирует работу многих научно-исследовательских учреждений, занимающихся изучением мутагенных факторов в окрулшщей среде.
Многочисленные промышленные предприятия влияют на природные и урбанизированные экосистемы, загрязняют окружающую среду, воздействуют на здоровье людей и биологические объекты как тератогены и мутагены, поэтому проблема методологии оценки генетической опасности мутагенов стоит достаточно остро. Однако существующие тест-системы довольно сложны и требуют дорогостоящего оборудования и реактивов. В этой связи в нашей работе была проведена серия экспериментов для оценки возможности использования лиственных древесных растений в качестве тест-объекта для выявления мутагенного эффекта недифференцированных факторов окружающей среды и предложен тест с использованием меристемы аачаточных листьев весенних почек.
Цели и задачи исследования. Цельи данной работы было создание долговременной тест-системы мониторинга недифференциро-
ванных мутагенов окружающей среды с использованием древесных растений.
Для достижения поставленных целей нами были сформулированы следующие задачи:
оценка эффективности проникновения мутагенов в покоящиеся почки растений с помощью радиоизотопного метода;
оценка чувствительности меристемы зародышевых листьев к стандартным мутагенам;
цитогенетический анализ меристемы зародышевых листьев деревьев, произрастающих в экологическиннеблагоприятных районах г. Ростова-на Дону;
сравнительный анализ предлагаемой тест-системы с используемыми ранее тестами для определения генотоксичности окружающей среды;
анализ чувствительности меристемы различных древесных растений для оценки генотоксичности окружающей среды патрии Те-мерника;
оценка эффективности предлагаемого теста в многолетнем мониторинге.
Научная новизна и практическая ценность работы.
Впервые предложен метод оценки генотоксичности окружающей среды с использованием зачаточных листьев почек древесных растений. Предлагаемый нами метод позволяет, используя весенние зачаточные листья древесных форм растений, вести последовательный многолетний генетический мониторинг уровня загрязнения участка города, анализируя в каждом районе группы одних и тех же деревьев, выбранных в качестве постоянного репера.
Предлагаемый нами метод анализа, вероятно, можно применить и для построения кривой доза - эффект в районах глобальных катастроф на основе ретроспективного синтеза ситуации. Для этого необходимо, используя один или несколько видов многолетних растений, относящихся к различным радиотаксонам, составить карту уровня аберраций хромосом по мере удаления от центра экологической катастрофы; получать в один и тот ке сезон данные анализа на почках, срезанных с побегов разного возраста одних и тех же деревьев, что позволит сравнить различия по эффективности воздейс-
твия мутагенов, накопившихся в период 1-5 лет; сравнить результаты модельных экспериментов на интантных видах для установления дозы мутагена и в ряде ситуаций провести высев тестерных генетически маркированных форм травянистых однолетних растений для сравнительной оценки дозы, полученной аборигеном и модельным организмом в течение сезона. Подобное сочетание результатов, полученных на природных и модельных объектах, может дать важную информацию как об уровне изначальной дозы мутагена, если она не была установлена, так и степени генетической эффективности радионуклидов.
Использунмый тест позволяет предположить наличие корреляции между результатами цитогенетического анализа и заболеваемостью населении города. В связи с этим мы сочли необходимым проанализировать распределение частот различных болезней у детей, проживающих в районах города, где на протяжении нескольких лет наблюдается повышенный уровень мутагенов в окружающей среде (структура детских болезней, по сравнению со взрослыми, более адекватно отражает влияние факторов среды на здоровье, так как дети большую часть времени проводят в районе проживания).
По данным Госсанэпиднадзора Ростовской области, на протяжении 1989-1991 гг., частота новообразований у детей регистрировалась в 2-4 случаях на 1000 детского населения, в 1992 г в Кировском, Октябрьском и Ворошиловском районах (центр города) их частота увеличилась более чем вдвое и составила соответственно.-8,0%; 9,2%; 7,1%. Врожденные аномалии и пороки развития у детей на протяжении 1989 и 1930 гг. регистрировали в среднем у 10 детей из 1000, независимо от места проживания ребенка. Начиная с 1991 г., число врожденных аномалий возрастает у детей проживающих в Кировском, Ленинском, Октябрьском и Советском районах более чем в 3 раза и достигает 35,7%; 43,9%; 34,0% и 31,34% соответственно (Кондратенко Т.Д., н др. 1995). Пик мутагенной активности в исследуемых районах наблюдался в 1990-1993 гг. Последующее снижение концентрации мутагенов в окружающей среде возможно произошло за счет общего спада уровня промышленного производства, связанного с экономической обстановкой в стране. Оно не отразилось на численности заболеваний у детей, существенно изменив спектр заболеваний, в связи с сохранением токсикантов, промута-генов и мутагенов з течении длительного времени в окружающей
среде, в частности, в почве.
Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 5-ти печатных работах.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на 1-й Международной конференции "Экология города" (Ниш, Сербия, 1992), на конференции молодых ученых Ростовского госуннверситета (Ростов-на-Дону, 1993; 1995 гг.), на 3-й Международной конференции "Экология города" (Ростов-на-Дону, 1994), на конференции молодых ученых Ростовского Госпедуниверситета (Ростов-на-Дону, 1995),на заседании лаборатории "Генетики экстремальных состояний" и Ученого совета НИИ Биологии (Ростов-на-Дону, 1996), ка Российско- Американском конгрессе "Экологическая инициатива" (Воронеж, 1998).
.: Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, изложения результатов работы, их обсуждения, 7 выводов и списка цитируемой литературы. Работа содержит 154 страницы основного текста, 22 таблицы, 15 рисунков, 6 гистограмм. Список цитируемой литературы включает 106 работ.