ИСПОЛЬЗОВАНИЕ BIOLOG® ДЛЯПРОФИЛИРОВАНИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ СООБЩЕСТВ ПОЧВЫ Тухбатова Р. И.1, Нурмуканов А. С.2, Алимова Ф. К.1 1 Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Россия. resedushka@gmail. com 2 ЗАО «Лабораторная диагностика», Москва, Россия
USING BIOLOG® FOR PROFILING OF PHYSIOLOGICAL ACTIVITY OF SOIL COMMUNITIES Tukhbatova R. I., Nurmukanov A. S., Alimova F. K. Углерод является ключевым фактором, определяющим рост микроорганизмов в почве, и функциональные аспекты, связанные с утилизацией углерода, могут предоставить более обширную информацию по сравнению с таксономическими и структурными исследованиями, основанными на анализе РНК.
Функциональное разнообразие микроорганизмов, особенно определенное по потреблению субстратов, используемых в энергетическом метаболизме, является неотъемлемой частью для понимания биогеохимии. Действительно, есть мнения, что разнообразие на функциональном, а не на таксономическом уровне, имеет решающее значение для долгосрочной стабильности экосистемы. Метод предполагает прямое внесение проб из окружающей среды в микропланшеты Biolog®, содержащие различные источники углерода, питательные вещества и специальный краситель, инкубацию, и спектрометрическое обнаружение деятельности микроорганизмов. Его простота и скорость анализа являются привлекательными для применения, но техника требует тщательного сбора данных, их анализа и интерпретации. Профилирование физиологической активности сообществ является быстрым методом скрининга для выявления различий между микробными сообществами почв из различных источников, начиная от погребенных почв до современных антропогенных ландшафтов. Тем не менее, этот метод не позволяет делать выводы о причинно-следственных связях, потому что потребление определенных субстратов не обязательно связано с изменением их доступности. Кроме того, нельзя точно определить зависимость между физиологической активностью сообщества и структурными изменениями в них, так как это может быть связано с адаптацией микрофлоры или изменениями в составе сообществ. Всегда нужно иметь в виду, что значение имеет не изменение в потреблении одиночных субстратов, а изменения в структуре их утилизации. Следует также подчеркнуть, что этот метод больше подходит для быстрорастущих и легко культивируемых видов. Таким образом, не следует его рассматривать как отдельный метод, а лучше как дополнительный к классическому или молекулярному подходам в полифазном анализе микробных сообществ почвы. БИОТЕСТИРОВАНИЕ СОЧЕТАННОГО РАДИАЦИОННО-ХИМИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ALLIUM-ТЕСТА Удалова А.А., Гераськин С.А., Дикарев В.Г., Дикарева Н.С. ВНИИ сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии РАСХН, Обнинск, Россия. oudalova@mail. ru BIOTESTING COMBINED RADIATION-CHEMICAL CONTAMINATION WITH ALLIUM- TEST Oudalova A.A., Geras’kin S.A., Dikarev V.G., Dikareva N.S. Методы биотестирования являются эффективным инструментом для построения первичных, скрининговых оценок состояния изучаемых территорий. Эффективность Allium-теста для оценки токсичности почв, донных отложений, воздуха, пресных и морских вод, загрязняемых промышленными и бытовыми сбросами, модельных растворов, качества питьевой воды и т.д. была продемонстрирована во множестве исследований. Вместе с тем попытки применить этот тест для оценки радиационно-химического загрязнения немногочисленны. В настоящей работе Allium-тест использован для оценки состояния окружающей среды при двух сценариях радиационно-химического загрязнения, значительно отличающихся по составу и уровням загрязняющих веществ. При биотестировании грунтовых и подземных вод из района размещения хранилища радиоактивных отходов (РАО) в г. Обнинске обнаружено достоверное генотоксическое действие всех образцов. Анализ спектра аберраций позволяет сделать вывод о ведущем вкладе факторов химической природы в наблюдаемый эффект. В пробах донных отложений и почв, шахтных и природных вод, отобранных на территории с техногенно повышенным уровнем естественной радиоактивности в Верхней Силезии (Польша), содержание химических веществ и радионуклидов во многих случаях превышало допустимые уровни. С помощью Allium -теста показана высокая генотоксичность как воды, так и почвы во всех опытных вариантах. Совокупность результатов, полученных в ходе биотестирования испытывающих техногенное воздействие территорий, свидетельствует о том, что тест «частота аберрантных ана-телофаз в корневой меристеме лука обыкновенного» может быть с успехом применен для оценки качества среды при совместном загрязнении химическими поллютантами, техногенными радионуклидами и в условиях антропогенно повышенных уровней естественной радиоактивности.
Наряду с диагностикой экологической опасности, которую позволяют осуществлять методы биологического мониторинга, необходимо уметь выявлять факторы, в наибольшей степени ответственные за нарушение экологического благополучия, и устанавливать зависимость биологических эффектов от уровней их воздействия. С этой целью разработана методика количественного анализа связи биологических эффектов с уровнями радиоактивного и химического загрязнения, которая позволяет выявлять факторы, вносящие основной вклад в ответную реакцию биологических систем, строить прогностические модели на базе наиболее существенных предикторов с учетом негомогенности загрязнения и вариабельности биологических показателей, включать в рассматриваемые модели нелинейные компоненты, отвечающие за взаимодействие факторов. Эффективность методики продемонстрирована при анализе данных биотестирования техногенного загрязнения района размещения хранилища РАО и территории Верхне-Силезского угольного бассейна. РАЗРАБОТКА МЕТОДИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ К ЭКОЛОГИЧЕСКОМУ НОРМИРОВАНИЮ РАДИАЦИОННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ Удалова А.А., Гераськин С.А., Дубынина М.А. ВНИИ сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии РАСХН, Обнинск, Россия. oudalova@mail. ru DEVELOPMENT OF METHODICAL APPROACH FOR ECOLOGICAL LIMITATION OF RADIATION IMPACT Oudalova A.A., Geras’kin S.A., Dubynina M.A. Система радиационной защиты в настоящее время базируется на санитарногигиеническом принципе. В последние годы, однако, происходит усиление экоцентрических принципов, в рамках которых в число объектов радиационной защиты предлагается в явном виде включать не только человека, но и компоненты экосистем. На международном уровне обсуждаются новые критерии и подходы к экологическому нормированию радиационного воздействия, в том числе вопросы выбора референтных видов биоты, определения критериев радиационной защиты флоры и фауны, установления зависимостей «доза-эффект» и обоснования дозовых пределов облучения биоты. Целью настоящей работы являлась разработка методов установления критических дозовых нагрузок на экосистемы на примере агроценозов. Проведен комплекс работ, включающий: 1) обобщение существующих данных о радиационно-индуцированных эффектах у сельскохозяйственных растений; 2) сопоставление чувствительности четырех радиобиологических критериев - продуктивности, выживаемости, морфологических и биохимических изменений; 3) оценку эффективности разных способов анализа массива данных; 4) сравнение прогностической ценности разных моделей дозовой зависимости. Разрабатываемые подходы верифицировались на совокупности данных о радиационно- индуцированных эффектах у культурных растений. Соответствующая информация была собрана из литературных источников и внесена в компьютерную базу данных, которая содержит сведения об условиях проведения эксперимента и количественные данные о дозовых зависимостях. Таких наборов данных или дозовых зависимостей сейчас более 5000. Они разного объема и всего содержат около 20000 пар данных вида «дозовая нагрузка-эффект». Продемонстрировано, что показатели продуктивности и репродуктивного потенциала культурных растений являются наиболее чувствительным критерием. Предельно допустимые дозовые нагрузки на агроценоз, приводящие к снижению показателей группы «продуктивность» у сельскохозяйственных растений более чем на 50 %, составляют не менее 130-150 и 7-13 Гр в случае острого облучения покоящихся семян и вегетирующих растений, соответственно, а уменьшение биологических показателей той же группы более чем на 10 % при хроническом радиационном воздействии не ожидается при мощностях доз облучения менее 115 мГр/час. Полученные оценки в целом не противоречит международным рекомендациям по допустимым уровням облучения биоты.
Еще по теме ИСПОЛЬЗОВАНИЕ BIOLOG® ДЛЯПРОФИЛИРОВАНИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ СООБЩЕСТВ ПОЧВЫ Тухбатова Р. И.1, Нурмуканов А. С.2, Алимова Ф. К.1 1 Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Россия. resedushka@gmail. com 2 ЗАО «Лабораторная диагностика», Москва, Россия: