Спосіб визначення палiнотоксичностi техногенних хімічних забруднювачiв навколишнього середовища

Спосіб визначення палінотоксичності техногенних забруднювачів навколишнього середовища з використанням репродуктивної системи вищих рослин, що включає збір репродуктивного матеріалу в екологічно сприятливій і техногенній зоні, фіксацію репродуктивного матеріалу в оцтовокислому алкоголі 3:1 при 12-годинній експозиції, промивання його різними концентраціями спиртів, збереження в 80 % етиловому спирті в холодильнику, готування тимчасових давлених препаратів, підрахунок кількості фертильних і стерильних пилкових зерен, який відрізняється тим, що отримані дані для порівняння приводять до інтенсивних показників, розраховують по отриманих даних ве U 2 (19) 1 3 32513 чаючи одну з фундаментальних систем, що відповідає за процес поновлення, тобто репродуктивну (стерилізація гамет) [Дубинин Н.П., Пашин Ю.В. Мутагенез и окружающая среда, М.: Наука. - 1978. - 130с.]. Численні літературні дані свідчать про високу чутливість репродуктивних органів вищих рослин до техногенного забруднення навколишнього середовища [Куринный А.И. Индикация загрязнения окружающей среды пестицидамимутагенами по их гаметоцидному действию на растения // Цитол. и генетика. 1988. - Т. 17. - №4. С. 32-35; Третьякова И.Н., Носкова Н.Е. Пыльца сосны обыкновенной в условиях экологического стресса // Экология. - 2004. - №1. - С.26-33]. Як прототип обрано спосіб оцінки впливу чутливості репродуктивних органів, зокрема чоловічих, до аеротехногенного забруднення, що виявляється в підвищеній продукції стерильного пилка [Ибрагимова Э.Э. Антропогенные фитоценозы в условиях экологического стресса. Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского. Серия «Биология, химия». 2006. - Т. 19 (58), №4. - С. 92-98]. Недолік відомого рішення - неостаточна його пропрацьованність для практичного застосування, що знижує його ефективність. Виходячи з вищевикладеного, задачею даного винаходу була розробка способу оцінки токсичності різних техногенних хімічних забруднювачів з використанням репродуктивної системи вищих рослин, що дозволив би ефективним, простим у застосуванні, доступним за ціною способом, який дає чіткі результати, виявити ступінь палінотоксичності поллютантів. Сутність корисної моделі полягає в тім, що для визначення токсичності техногенних хімічних забруднювачів використовуються такі показники як кількість фертильних і стерильних пилкових зерен контрольної й екологічно неблагополучної зон і розрахована на їхній основі величина палінотоксичного ефекту. Для розрахунку токсичності використовували такі показники, як спонтанна фертильність і стерильність, індукована фертильність і стерильність, величина палінотоксичного ефекту забруднювачів, визначена у кожному варіанті дослідження. Спосіб визначення палінотоксичності техногенних хімічних забруднювачів навколишнього середовища включає збір репродуктивного матеріалу в екологічно сприятливій і техногенній зоні, фіксацію репродуктивного матеріалу в оцтовокислому алкоголі (3:1) при 12-ти годинній експозиції, 4 промивання його різними концентраціями спиртів, витримку в 80%-ому етиловому спирті в холодильнику, готування тимчасових давлених препаратів, підрахунок кількості фертильних і стерильних пилкових зерен і відрізняється тим, що отримані дані для порівняння призводять до інтенсивних показників, на їх основі визначають величину палнотоксичного ефекту (ПЕ, %) по формулі [Лозановская И.Н., Орлов Д.С., Садовникова Л.К. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. М.: Высш. шк. - 1998. - 287с,], модифікованої нами для аналізу чоловічого гаметофита: Ф - Фх ПЕ = о × 100 , Фо де Фо - інтенсивний показник величини спонтанної фертильності репродуктивної системи рослин контрольної зони, Фх - інтенсивний показник величини індукованої фертильності рослин, що ростуть у фі тотоксичному середовищу. Вибудовують отримані дані в таблицю і здійснюють їхнє ранжирування по класифікації [Евсеева Т.И., Майстренко Т.А., Гераськин С.А., Белых Е.С., Казакова Е.В. Токсические и цитогенетические эффекты, индуцируемые у А. сера низкими концентрациями Cd и 232Th // Цитол. и генетика. 2005. - №5. - С. 73-80]: ініціальний (слаботоксичний), ефективний (середньотоксичний) і сублетальний (високотоксичний) вміст токсичних концентрацій забруднювачів у вивчених районах відповідно ЕС10, ЕС50 і ЕС90 , при яких спостерігалося інгибування продукції фертильного пилка генеративними органами досліджених рослин на 10, 50 і 90% у порівнянні з контролем. По визначеній величині палінотоксичності приходять до висновку про ступінь токсичності техногенних забруднювачів навколишнього середовища для вивчених рослин. Приклад конкретного виконання. Як об'єкт дослідження використовують чоловічі репродуктивні органи вищих рослин, що фіксують оцтовим алкоголем на холоді і зберігають у 80%-ому спирті. Для цитогенетичного аналізу пильовики роздавлюють у краплі спирту, забирають зайві тканини, пилок досліджуваних тест-культур фарбують йодним розчином Грама і готують давлені препарати, на яких визначають кількість фертильних і стерильних пилкових зерен (табл. 1), по отриманим даним розраховують величину палінотоксичного ефекту і проводять ранжирування по класифікації EC10-90. 5 32513 6 Таблиця 1 Стерильність пилка рослин, зібраних в екологічно чистій зоні (контроль) № 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Назва рослини кількість Абрикос звичайний Алича Вишня звичайна Верба плакуча Клен гостролистий Горіх волоський Сосна звичайна Туя західна Яблуня домашня Фертильність пилка x ± Sx інтен. показ. Стерильність пилка кількість x ± Sx інтен. показ. 4584 15,53±0,33 849 817 2,77±0,14 151 5576 7400 6626 18,71±0,32 18,73±0,28 19,04±0,26 917 887 820 501 939 1456 1,68±0,11 2,38±0,09 4,18±0,15 83 113 180 8002 21,34±0,13 980 165 0,44±0,04 20 6936 4026 5602 6814 23,20±0,39 12,24±0,13 16,87±0,23 22,71±0,24 959 743 962 874 293 1390 222 983 0,98±0,08 4,22±0,14 0,67±0,05 3,28±0,13 41 257 38 126 Отримані дані свідчать, що показники стерильності пилка різко зростали у вивчених рослин, що ростуть уздовж автострад з високою інтенсивністю руху автотранспорту. Дані індукованої аеротехногенним забрудненням стерильності пилка представлені в таблиці 2. Показник індукованого рівня стерильності пилкових зерен збільшувався у всіх рослин у декілька разів у порівнянні з контрольним варіантом. Таблиця 2 Стерильність пилка рослин, що ростуть у пришляховій зоні № Назва рослини 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Абрикос звичайний Алича Вишня звичайна Верба плакуча Клен гостролистий Горіх волоський Сосна звичайна Туя західна Яблуня домашня Фертильність пилка кількість x ± Sx 5381 3344 4298 3793 5795 4639 3738 4640 4821 18,30±0,29* 12,20±0,30* 17,19±0,31* 13,07±0,25* 18,82±0,17* 15,89±0,42* 10,83±0,12* 14,73±0,20* 16,07±0,25* Стерильність пилка інтен. показ. 699 406 635 507 871 589 680 830 590 кількість x ± Sx 2315 4883 2474 3681 859 3242 1758 948 3348 7,87±0,23* 17,82±0,27* 9,89±0,26* 12,69±0,23* 2,79±0,07* 11,10±0,54* 5,09±0,13* 3,01±0,12* 11,16±0,26* інтен. показ. 301 593 365 493 129 411 320 170 410 Примітка: * - розходження від контролю достовірні при р