Новая страница 1

зміст

Вступ

Глава 1. Основні положення сучасної концепції стресу

Глава 2. особливості фітостресса

Глава 3. Окислювальний стрес у рослин

Глава 4. Стійкість рослин до стресових факторів

Глава 5. Адаптація газонних рослин до умов урбанізованого середовища

Глава 6. УМК з дисципліни ЕН.В.01. "Екофізіологія стресу" для спеціальності 020803.65 (013500) Біоекологія

Список основної літератури

про автора

4.7. Радіостійкість рослин

Вплив УФ-променів і іонізуючого випромінювання на фізіологічні процеси. У природних або експериментально створених умовах стресовий стан у рослин може бути індуковано підвищеним рівнем ультрафіолетового випромінювання або іонізуючого випромінювання. Першорядне значення опромінення пов'язано з його впливом на генетичний апарат клітини. Різні типи випромінювань можуть також безпосередньо порушувати багато фізіологічні процеси: дихання, фотосинтез, ріст активний транспорт, а також іонний баланс і синтез білка.

Один з провідних радіобіологів Кузін (1956) вважає, що в променевому ураженні клітин більшу роль відіграють утворюються при радіаційному впливі токсичні продукти окислення биосубстратов і ненасичених жирних кислот (радіотоксини). Утворені при опроміненні водорозчинні, а також ліпоїдні радіотоксини взаємодіють з генетичними структурами та мембранами і, таким чином, відіграють важливу роль у розвитку променевого ураження клітини.

Радіотоксини здатні активно реагувати з ДНК і діяти на внутрішні мембрани клітин, викликаючи мутагенні ефекти. При впливі на мембрани мітохондрій виникають порушення в окисно-відновних процесах, пов'язаних з реакціями окислювального фосфорилювання. Передбачається, що ліпоїдні радіотоксини діють в основному на мембрани, а хіноїдному радіотоксини реагують з ДНК ядра, викликаючи порушення в ній інформації.

Первинне дію випромінювання на генетичний матеріал призводить до розриву хромосом, в результаті чого утворюються фрагменти, в потім і перекомбінації, що викликають появу хромосомних перебудов. Сильніший вплив радіації приводить до припинення митозов і сильного пошкодження ядер.

Адаптація рослин до дії УФ-променів і іонізуючого випромінювання. На даний період швидкого розвитку атомної енергетики все більшу увагу привертає проблема надійності рослин і безпосередньо стійкості їх до іонізуючого випромінювання. Основну роль в захисті рослин від опромінення відіграють репараційні процеси, серед яких виділяють репарацію генетичних керуючих систем клітини і репарацію окремих клітинних структур.

Стійкість рослин до дії радіації може визначатися низкою факторів як на молекулярному, так і на більш високих рівнях організації (Польовий, 1989):

1. Ступінь радіаційного пошкодження молекул ДНК в клітині зменшують системи відновлення ДНК, незалежні (темновая репарація) або залежні від світла. Такого роду відновлення цілісності ДНК сприяє також зменшенню ушкоджень (змін) і в хромосомах.

2. Захист на рівні клітини здійснюють речовини-радіопротектори. Їх функція полягає в гасінні вільних радикалів, що виникають при опроміненні (і ушкоджують багато біологічно важливі молекули - нуклеїнові кислоти, білки-ферменти, ліпіди мембран і ін.), В створенні локального нестачі кисню або в блокуванні реакцій за участю продуктів - похідних радіаційно-хімічних процесів.

Функцію радіопротекторів виконують сульфгідрильні з'єднання (глутатіон, цистеїн, цістеамін і ін.) І такі відновники, як аскорбінова кислота; іони металів та батареї (бор, вісмут, залізо, калій, кальцій, кобальт, магній, натрій, сірка, фосфор, цинк); ряд ферментів і кофакторів (каталаза, пероксидаза, поліфенолоксидаза, цитохром с, NAD); інгібітори метаболізму (феноли, хінони); активатори (ІУК, кинетин, гіберелова кислота) і інгібітори росту (абсцизовая кислота, кумарин) і ін.

3. Відновлення на рівні організму забезпечується у рослин: а) неоднорідністю популяції клітин, які діляться меристем, які містять клітини з різною інтенсивністю ділення; б) асинхронність поділів в меристемах, так що в кожен даний момент в них містяться клітини на різних фазах мітотичного циклу з неоднаковою радіостійких: в) існуванням в апікальних меристемах фонду клітин типу покоїться центру, які приступають до енергійного поділу при зупинці поділу клітин основний меристеми і відновлюють як ініціальні клітини, так і меристему; г) наявністю покояться меристем типу сплячих бруньок, які при загибелі апікальних меристем починають активно функціонувати і відновлюють пошкодження.

Всі ці механізми захисту і відновлення не є специфічними тільки для рослин і тому їх вивчення важливо для вирішення проблеми радіостійких як рослин, так і інших живих організмів.

Стійкість до УФ випромінювання, яке має слабку проникаючу здатність, може бути обумовлена ​​абсорбцією падаючої радіації епідермальними клітинами, морфологічним будовою рослин, яке охороняє чутливі клітини, механізмами фоторепараціі. Значну роль в захисті рослин від УФ грає акумуляція в вакуолі клітини флавоноїдів, абсорбуючих значну частину УФ радіації (Пахомова, 1999; Кузнецов, 2005).