Способ определения мутагенного эффекта факторов среды

 

Изобретение относится к фитоэмбриологии, фитотоксикологии, охране генофонда культурных растений и может быть использовано для тестирования генотоксических эффектов пестицидов на основе идентификации индуцированных ими аномалий эмбрионального развития. Цель изобретения - повышение эффективности способа за счет возможности выявления более отдаленных последствий влияния факторов среды и более точного прогнозирования потенциальной продуктивности и посевных качеств семян последующих поколений. Семена растений кормовых бобов обрабатывали азотистым ипритом. Исследовали растения первого, второго и третьего поколений. Изучали спектр нарушений эмбрионального развития на 1-2-й день цветения. Учету подвергали такие показатели, как старение яйцевого аппарата, асинхронное развитие зародыша и эндосперма и полиэмбриония. Анализу подвергали постоянные препараты. О наличии мутагенного эффекта факторов среды делали вывод, если значение первого из выше перечисленных показателей снижалось, а второго и третьего возрастало по сравнению с контролем. 2 табл. (О (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

yy) 4 А 01 Н 1/00, 1/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4152814/31-13 (22) 28.11.86 (46) 07.03.89. Бюл. № 9 (71) Кишиневский государственный университет им. В. И. Ленина (72) Н. E. Попа и А. М. Закржевская (53) 632.11 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 533361, кл. А 01 Н 1/00. 1975. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МУТАГЕННОГО ЭФФЕКТА ФАКТОРОВ СРЕДЫ (57) Изобретение относится к фитоэмбриологии, фитотоксикологии, охране генофонда культурных растений и может быть использовано для тестирования генотоксических эффектов пестицидов на основе идентификации индуцированных ими аномалий эмбрионального развития. Цель изобретения— повышение эффективности способа за счет

Изобретение относится к цитоэмбриологии, фитотоксикологии, охране генофонда кульгурных растений, может быть использовано для тестирования генотоксических эффектов пестицидов на основе идентификации индуцированных ими аномалий эмбрионального развития, а также для определения оптимальных доз пестицидов, прогнозирования урожайности и посевных качеств семян последующих поколений.

Цель изобретения — повышение эффективности способа за счет возможности выявления более отдаленных последствий влияния факторов среды и возможность более точно прогнозировать потенциальную продуктивность и посевные качества семян последующих поколений.

Способ основан на том, что для определения более отдаленных последствий влияния факторов среды используют в качестве тест-системы частоту и спектр аномалий в

„„SU„„1463189 А1 возможности выявления более отдаленных последствий влияния факторов среды и более точного прогнозирования потенциальной продуктивности и посевных качеств семян последующих поколений. Семена растений кормовых бобов обрабатывали азотистым ипритом. Исследовали растения первого, второго и третьего поколений. Изучали спектр нарушений эмбрионального развития на 1 — 2-й день цветения. Учету подвергали такие показатели, как старение яйцевого аппарата, асинхронное развитие зародыша и эндосперма и полиэмбриония. Анализу подвергали постоянные препараты. О наличии мутагенного эффекта факторов среды делали вывод, если значение первого из выше перечисленных показателей снижалось, а второго и третьего возрастало по сравнению с контролем. 2 табл. процессе формирования зародышевого мешка и раннего эмбриогенеза в 1 — 2-й день цветения, а именно нарушение дифференциации зародышевого мешка, старение яйцевого аппарата, асинхронное развитие зародыша и эндосперма, одинарное оплодотворение, нарушение дифференциации зародыша и эндосперма, дегенерацию зародыша и эндосперма, по которым судят о степени генотоксичности мутагенных факторов среды, в том числе пестицидов. При этом наиболее информативными показателями являются старение яйцевого аппарата (СЯА), асинхронное развитие зародыша и эндосперма (АРЗЭ) и полиэмбриония (ПЭ) .

Пример. Указанный способ определения мутагенного эффекта факторов среды был проведен на кормовых бобах, обработанных азотистым ипритом (НА),) . Исследования проводили на растениях первого, второго и третьего поколений. Для изучения спектра

1463189

Таблица 1

Спектр нарушений, Е

Из них с нарушения

Изучено сеВариант

7 +III

Всего мя почек, всего

Контроль

М1

30 32,5+4,9

М 7.

К нт вдоль

Н д (10 !) 96

22 22, 1+4, 2.нарушений эмбрионального развития взята

,.наиболее чувствительная стадия — 1 — 2-й

,день цветения. Для анализа использовали 50 ссмян бобов в двух повторностях, обра1ботанных Н Ч, в двух концентрациях (10 и 10 " М), и контроль. Семена выдерживали в растворе в течение 6 ч, затем промывали и производили посев в грунт. Постоянные препараты готовили по общепринятой цито134 26 19, 3+3, 4

HN; (10 М) 84 37 42,8+5,3

146 53 36,3+3,9

H_#_z (10 1!) 192 88 45,8+3,5

Из табл. 1 видно, что с повышением концентрации HN, как в М, так и в М уве- 45 личивается процент семяпочек с нарушениями, соответственно, в 16 и 2! раза по сравнению с контролем. Разница между опытными и контрольным вариантами, а также между разными концентрациями HN> в первом и во втором поколениях достоверна (tdiff)3). Наблюдается изменение спектра нарушений в эмбриональном развитии на стадии 1 — 2 для цветения. Так, в контроле встречаются, в основном, семяпочки со стареющим яйцевым аппаратом, в то время 55 как при действии HN кроме данного типа нарушений обнаружен большой процент селогической методике. Толщина срезов 18 мкь, окраска гематоксилином по Гейденгайну.

Анализ эмбрионального развития проводили на 30 — 50 препаратах.

В табл. 1 представлены наиболее информативные показатели спектра аномалий от общего числа нарушений в М, и М,. (влияние азотистого иприта на эмбриональное развитие бобов).

СЯА АР33 ПЭ Др.

7311543976

53,4 33,3 10,0 3,3

45935313554

63 6 18 1 9 0 9 3

45,3 22,6 11,3 20,8

39,7 26,1 12,5 21,7 мяпочек с асинхронным развитием зародыша и эндосперма, а также с полиэмбрионией.

Таким образом, с повышением концентрации

Н!Ч, как в М,, так и в М снижается процент зародышевых мешков со стареющим яйцевым аппаратом и повышается доля семяпочек с асинхронным развитием зародыша и эндосперма и полиэмбрионией.

В табл. 2 представлены данные, отражающие более отдаленные последствия влияния HN на некоторые физиологические и количественные признаки растений кормовых бобов (влияние азотистого иприта на физиологические и количественные признаки бобов).

1463189

Таблица 2

Масса 1000 семян, r

Средняя продуктивность семян на 1

Стерильные и полустерильные растения, Е

Выживаемость, %

Вариант растение, r

Контроль

456,0

428,0

408,0

14,9

2,0

99,0

HN (10 М) 97 0

HNR (10 M) 97 0

12,4

8,0

12,0

6,0

Мз

512,0

489,0

516,0

7,4

1,0

Контроль 100, 0 (10 М) 98 0

8,0HN (10 М) 98 0

6,4

6,1

Составитель E. Шкрадюк

Редактор В. Данко Техред И. Верес Корректор М. Пожо

Заказ 621/3 Тираж 618 Поди исное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ! 13035, Москва, 7К вЂ” 35, Рау шская наб., д. 4 5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгор:>д, ул. Гагарина, он

Из табл. 2 видно, что с повышением концентрации HN, в М, и Мз снижается выживаемость растений бобов и значительно увеличивается процент стерильных и полустерильных растений по сравнению с контрольным вариантом. Эти данные указывают на мутагенный эффект используемого вещества.

Влияние HN< сказывается на элементы продуктивности растений, в частности на среднюю семенную продуктивность и массу

1000 семян. Эти показатели снижаются по сравнению с контролем в М и менее четко изм е ня ются в М,.

В отличие от известного предложенный способ позволяет выясить влияние мутагенных веществ на более отдаленные этапы онтогенеза растений. Он дает возможность установить уровень и спектр аномалий в развитии семяпочек и, тем самым, выявить интегративную оценку действия мутагенных фекторов среды на эмбриональное развитие первого и последующих поколений. 45

Использование способа позволит более гочно прогнозировать оптимальные дозы применения пестицидов, потенциальную продуктивность растений и посевные качества семян.

Формула изобретения

Способ определения мутагенного эффекта факторов среды, включающий учет показателей нарушения этапов эмбрионального развития растений и вынесение суждения по данным учета о наличии мутагенного эффекта, отличающийся тем, что, с целью по. вышения эффективности способа за счет воз. можности выявления более отдаленных последствий влияния факторов среды и более точного прогнозирования потенциальной продуктивности и посевных качеств семян последующих поколений, учету подвергают показатели нарушения процессов формирования зародышевого мешка и раннего эмбриогенеза в 1 — 2-й день цветения, таких как старение яйцевого аппарата, асинхронное развитие зародыша и эндосперма и полиэмбриония, при этом, если значение первого показателя снижается, а второго и третьего возрастает по сравнению с контролем, то делают вывод о наличии мутагенного эф:".ект» факторов среды.