Введение к работе
Актуальность темы. Изучение природных популяций растений и животных, обитающих в естественных экстремальных условиях среды, важно для выяснения генетических механизмов адаптации живых организмов к этим условиям. Актуальность этой проблемы возрастает в настоящее время в связи с усилением эффектов антропогенного воздействия и возрастанием опасности радиоактивного загрязнения окружающей среды. Поэтому.особую значимость приобретают вопросы оценки возможных генетических последствий действия ионизирующих излучений на природные сообщества. При этом важно проследить отдаленные генетические последствия действия радиации на популяции разных видов животных и растений. Авария на Чернобыльской АЭС явилась трагическим подтверждением возросшей опасности радиоактивного загрязнения окружающей среды. Обширная территория с радиусом в 30 км вокруг АХ имеет значительное превышение естественного радиационного фона вот уже на протяжении нескольких лет и стала своеобразным полигоном для изучения хронически облучаемых, популяций.
Цели и задачи исследования. Основной целью нашей работы было изучение действия экстремальных факторов внешней среды и, "прежде всего, ионизирующего излучения, на природные популяции растений. Также мы стремились дать оценку отдаленных генетических последствий хронического облучения популяций.
Воздействие ионизирующей радиации больших мощностей доз в результате аварии является не типичным экстремальным фактором для живых организмов. Поэтому ыы сравнили генетическую структуру хронически облучаемых популяций и популяций, подверженных действию естественных экстремальных факторов среды, связанных с высо-
- г -
иогорьем. Факторы высокогорья действуют на протяжении исторически длительного периода времени. Несомненно, они должны привести к эволюционным изменениям в генетической структуре обитающих там популяций. В связи с этим, в задачи исследования входило:
-
провести сравнительное изучение генетической гетерогенности горных популяций растений в зависимости от интенсивности воздействия высотных факторов гор;
-
определить уровень полиморфизма по ряду ферментных локу-сов в популяциях арабидопсиса, обитающего в условиях хронического облучения в зоне аварии на Чернобыльской АЭС;
-
исследовать характер и степень изменений в генетической структуре и уровне полиморфизма облученных популяций с течением времени.
Научная новизна. При изучении горных популяций растений" выявлены значительные различия по частоте встречаемости и высотная зональность электрофоретических фенотипов ферментных белков, контролируемых локусами Est-З У Hordeum bulbosun, Idh- , Аср-2 , Est-3 , Аср-4 , Ьар-1 , Pgm-З И 6-Pgd у Arabidopsis thaliara.
Впервые проведены популяционно- генетические исследования арабидопсиса, обитающего в условиях хронического облучения в зоне аварии на Чернобыльской АЭС. Исследования начаты сразу после аварии, и изменения в генетической структуре популяций наблюдались на протяжении трех лет.
Сделан вклад в изучение иэоферментных систем арабидопсиса:
впервые описаны изоферментные -системы 6-PGD и KDH , а также две наиболее анодные зоны активности АСР;
получены новые данные, показывающие, что изоферменты анодной эстеразы контролируются одним локусом ( Est-3 ) и ведут, себя как менделирущий признак с кодоминантным типом наследования двух ал-
лелей;
генетический анализ Аср-2 выявил димерную структуру фермента;
обнаружено тесное сцепление локусов Аср-2 и Lap-2, и отсутствие сцепления Idh с ними.
Теоретическое и практическое значение работы. Полученные в работе результаты могут быть использованы для решения проблем, связанных с прогнозированием устойчивости природных популяций растений к экстремальным факторам среды, в том числе к факторам загрязнения генотропными продуктами.
Апробация работы. Результаты исследований были доложены и. обсуждены на Конференции молодых ученых Института общей генетики им. Н.И.Вавилова АН СССР (Москва, 1987); на II Всесоюзном.координационном совещании "Эколого-генетические последствия воздействия на окружающую среду антропогенных факторов" (Сыктывкар, 1989); на ІУ Координационном совещании "Генетические аспекты воздействия радиации на популяции и экосистемы в связи с аварией на ЧАЭС" (Пущино, 1990); на Всесоюзном координационном совещании "Генетические последствия загрязнения окружающей среды мутагенными факторами" (Самарканд, 1990); на У Координационном совещании "Эколого-генетические последствия загрязнения окружающей среды в связи с аварией на Чернобыльской АЭС" (Минск, 1991).
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 133 страницах машинописного текста и состоит из введения, б глав, заключения, выводов и приложения, включает 29 таблиц и 9 рисунков. Список литературы включает 136 наименований, в том числе 50 на русском языке.