Современный уровень развития производительных сил ставит человечество перед необходимостью соизмерять производственную деятельность с состоянием окружающей среды [1, 2]. Анализ зародышевых листьев, в период начала весеннего тока пластических веществ, способен выявить суммарную мутагенность недифференцированных химических факторов, накопившихся в почве за осенне-зимний период [2, 5]. Этот метод позволяет, используя древесные формы растений, вести последовательный многолетний генетический мониторинг уровня загрязнения участка города, используя в каждом районе группы одних и тех же деревьев, выбранных в качестве постоянного репера [6 ].
Целью данной работы было создание тест-системы для оценки недифференцированных мутагенов окружающей среды с использованием древесных растений; цитогенетический анализ меристемы зародышевых листьев деревьев, произрастающих в экологически-неблагоприятных районах г. Волгодонска; сравнительная оценка цитогенетических изменений в зародышевых листьях вяза и тополя.
Исследования проводились в течение 10 лет с периодичностью в 3 года. В наших исследованиях были выбраны районы, предположительно экологически неблагополучные, где активно работают Радиозавод, Волгодонской комбинат древесных плит, 2-х км зона Волгодонской АЭС, Химический комбинат, а также более благополучные районы – центральная часть города [3, 4]. Контрольная зона сбора почек древесных растений располагалась в лесистой части на расстоянии 25 км восточнее города Волгодонска. Структурные изменения хромосом учитывали анафазным методом. Всего было проанализировано около 140 деревьев различных видов. В каждом варианте просматривали имеющиеся анафазы в меристеме 10–15 зачаточных листьев почек. Число просматриваемых анафаз в каждом варианте было равно 1500.
В ходе исследований было выявлено, что уровень перестроек хромосом в зачаточных листьях разных видов древесных растений в различных районах города Волгодонска продемонстрировал достоверные различия, а для растений, произрастающих в контрольной зоне, он составляет для тополя-0,4 %, для вяза – 0,2 %. В районе химического комбината зарегистрированы самые высокие уровни аберраций хромосом: у тополя средний уровень аберраций хромосом составлял 2,7, а у вяза – 1,4. Сравнительный анализ чувствительности разных видов растений показал, что зачаточные листья могут быть использованы для длительного генетического мониторинга мутагенности окружающей среды.
Результаты, получаемые нами в ходе генетического мониторинга, могут служить первичным сигналом при оценке эколого-генетического состояния среды обитания человека. Таким образом, представляется возможным постоянное районирование города по параметрам потенциальной мутагенности среды и в результате прогнозировать зоны с наиболее оптимальными условиями жизни.
Работа выполнена в рамках проекта ЮФУ № 213.01-2014/007 с привлечением оборудования ЦКП «Биотехнология, биомедицина и экологический мониторинг» Южного федерального университета».