BioScience Blog – Научный Биологический блог

Внастоящее время остро стоит проблема мониторинга безопасности среды обитания. Одним из основных антропогенных поллютантов являются тяжелые металлы. Определение тяжелых металлов имеет ряд методических трудностей, тогда как использование биотестов – простой, дешевый и экспрессный метод, который позволяет выявить биологическое действие токсина. В нашей работе в качестве тест-объекта был выбран клевер средний (TrifoliummediumL.) так как это растение широко распространено на территории РФ и позволяет использовать его в качестве модели в разных географических районах. В качестве определяемых параметров были выбраны: семенная продуктивность, фертильность/стерильность пыльцевых зёрен, накопление металлов в тканях растения. Показатели репродуктивной сферы определялись по стандартным методикам с использованием ацетокармина (Дженсон, 1965), накопление металлов определялось гистохимическим методом с использованием дитизона (Серёгин, Иванов, 1997). Отбор образцов растений производился на территории Сысертского р-на Свердловской обл., близ г. Екатеринбурга на нескольких пробных площадках: отвалах шлака Ключевского завода ферросплавов (г. Двуреченск), вдоль автотрассы Екатеринбург – Двуреченск и близ биостанции УрГУ (дер. Ключи). Площадки отличались степенью загрязнения тяжелыми металлами, биостанция УрГУ выбрана в качестве контрольной точки. Состояние репродуктивной системы – чувствительный показатель адаптации растительного организма к среде обитания. В основном изучается мужская сфера, однако нами было показано, что семенная продуктивность – более чувствительный показатель, чем уровень стерильности пыльцевых зёрен. В тех участках, где уровень стерильности пыльцевых зёрен достоверно не отличался от контрольного (автотрасса), показатели семенной продуктивности достоверно отличались и были значительно ниже, чем в контрольном, но выше, чем на шлакоотвале. И фертильность пыльцы, и семенная продуктивность значительно снижены на шлакоотвале по сравнению с контрольной площадкой. Накопление тяжелых металлов определяли в следующих частях растений – в основании главного корня, основании стебля, в стебле под соцветием и в листьях среднего яруса. Для оценки содержания металлов была разработана 5 бальная шкала, где 0 – отсутствия накопления металла, а 4 – присутствие в очень большом количестве во всех клетках поперечного среза. Вверх по растению, от корня к соцветию, содержание металлов падает. Для биотестирования содержания металлов в окружающей среде наиболее подходит определение их накопления в основании стебля, т.к. корень максимально контактирует со средой и накапливает много металлов, не зависимо от содержания в среде. В верхней части стебля содержание металлов снижается, что является защитным механизмом, оберегающим репродуктивные органы от действия токсина. Лист так же не информативен, так как это тот орган, в котором могут накапливаться токсины и удалятся из растений при его отмирании. Показатели семенной продуктивности и фертильности пыльцевых зёрен клевера, а так же гистологическое определение накопления тяжелых металлов в основании стебля могут использоваться, как индикаторы загрязнения среды. Автор благодарен доц. С.А. Зимницкой за помощь в проведении работы.