Основы общей и сельско-хозяйственной радиобилогии - Гудков И.Н.
ISBN 5-7987-0005-4
Скачать (прямая ссылка):
Имеется большое количество данных о том, что многие химические вещества: те же сульфгидрильные соединения и другие восстановители, соли различных металлов и элементы питания растений, фитогормоны и другие физиологически активные соединения, ферменты и кофакторы, макроэргические соединения и ингибиторы отдельных звеньев метаболизма способны существенно влиять на ход развития радиационного поражения при введении их в питательную среду или при некорневой обработке растений в пострадиационный период.
Механизмы действия большинства модификаторов лучевого поражения как физической, так и химической природы связываются с их влиянием не на отдаленные этапы развития радиационного поражения, а именно на первичные. Так, действие повышенных температур, влажности, газового состояния, химических восстановителей объясняется увеличением скорости рекомбинации долго-
живущих свободных радикалов — фактором повреждения, реализующимся в близкий пострадиационный период. С восстановительными эффектами на уровне репарации молекул ДНК и хромосом связывается действие пониженных температур, ультрафиолетовой радиации, высокочастотного облучения. С ингибированием метаболизма и блокированием деления клеток, создающих благоприятные условия для репарационных процессов, нередко связывается действие ряда факторов, способных индуцировать остановку клеточного деления.
Действие некоторых факторов, применяемых в пред-радиационный период, также может влиять на модификацию восстановительных процессов. Так, в предыдущей главе упоминалось, что, предшествующее основному, предварительное облучение растений в дозах в 5—50 раз меньших за счет индуцирования процессов репарации способно существенно снизить степень радиационного поражения. Не исключено, что именно с индукцией репарационных процессов связаны и другие стрессовые воздействия, предшествующие облучению и снижающие степень лучевого поражения, например предварительное охлаждение или прогрев.
Непосредственным участием в процессах пострадиационного восстановления объясняется противолучевое действие препаратов ДНК самого различного происхождения и разной степени деградации, отдельных нуклеотидов, вводимых в растения как до облучения, так и после него.
С ингибированием процессов репарационного восстановления связывается радиосенсибилизирующее действие ряда химических веществ. Таким свойством, в частности, обладают специфические соединения, известные именно как ингибиторы репарационных явлений: кофеин, акри-флавин, аминоптерин и некоторые другие.
Эффективность репопуляционного и регенерационного восстановления определяется главным образом темпами размножения клеток, сохранивших способность к делению после облучения. Поэтому, воздействуя на скорость их деления, можно управлять этими путями пострадиационного восстановления. Так, создавая оптимальные условия для выращивания растений с помощью регулирования температурного и газового режимов, освещенности, обеспечения элементами минерального питания, можно благоприятствовать ходу этих процессов. Добавление в питательную среду фитогормонов-активаторов роста,
и в первую очередь цитокининов, либо некорневая обработка ими растений ускоряют деление клеток, обусловливая повышение темпов репопуляционного и регенерационного восстановления.
Ускорение регенерации пазушных почек можно вызвать путем механической декапитации растений сразу после воздействия ионизирующими излучениями, так как уже отмечалось, что при облучении апикальное доминирование снимается с некоторым опозданием.
Управление компенсаторными явлениями также возможно с помощью физиологически активных соединений. С одной стороны, некоторые из них, например ауксины, могут стимулировать процессы дедифференциации клеток; с другой — такие, как цитокинины, ускоряют деление клеток. Обеспечение растений элементами питания, специфическими метаболитами также может способствовать благоприятному течению компенсаторных процессов.
Таким образом, возможны различные пути пострадиационного восстановления растений и различные способы управления ими. При радиационном повреждении многоклеточного организма, такого как высшее цветковое растение, приходится сталкиваться со сложными переплетениями этих путей и далеко не всегда их удается идентифицировать. Имеются трудности и в управлении восстановительными процессами. Поэтому стратегия в отношении к растению в пострадиационный период, направленная на ускорение всех типов пострадиационного восстановления, должна носить комплексный характер и определяться следующими основными приемами:
индуцирование в растениях с помощью различных факторов физической и химической природы процессов, блокирующих клеточное деление. Такое состояние, длительность которого измеряется часами, но не более чем одними сутками (время, соизмеримое с продолжительностью одного клеточного цикла, в течение которого, как правило, должны осуществиться процессы репарационного восстановления), способствует благоприятному течению восстановительных процессов по пути репарации;
