Цитогенетические эффекты у Allium cepa L. при раздельном и сочетанном действии Cu, Zn и Ni

В связи с загрязнением почв сельскохозяйственных угодий тяжелыми металлами (ТМ) необходимо изучать фито- и генотоксические эффекты у растений разных видов. Особенно важны наблюдения за действием повышенных концентраций биологически значимых металлов, таких как Сu и Zn, а также металлов, обладающих выраженным токсическим эффектом даже при низких концентрациях. Как правило, экспериментальные исследования проводят на модельных объектах и изучают воздействие одного из металлов. При этом выбирают высокие концентрации металлов, многократно (в 100 раз и более) превышающие уровни реального загрязнения и величины предельно допустимого содержания в различных средах. Данные о сочетанном действии металлов в концентрациях, реально существующих в окружающей среде, практически отсутствуют, что препятствует разработке нормативов для ограничения воздействия ТМ на объекты экосистем и компоненты агробиоценозов. Целью представленной работы было изучение особенностей формирования цитогенетических эффектов в корневой меристеме лука репчатого ( Allium cepa L.) под воздействием разных концентраций Сu, Zn и Ni (раздельно и совместно). Эксперименты проводили в 4-кратной повторности. Корни лука (по 10 шт. на каждую повторность) проращивали в дистиллированной воде (контроль), растворах Cu(NO3)2∕3H2O; Zn(NO3)2∕6H2O и Ni(NO3)2∕6H2O. Концентрации солей металлов соответствовали предельно допустимым значениям в воде рыбохозяйственного (Сu - 0,001 мг/л, Ni и Zn - 0,01 мг/л) и культурно-бытового (Сu и Zn - 1,0 мг/л, Ni - 0,02 мг/л) назначения. Анализ хромосомных аберраций проводили в корневой меристеме лука. Исследовали временные давленые препараты, окрашенные ацетоорсеином. Учитывали митотический индекс - долю клеток, находившихся в стадии митоза, от общего числа клеток в корневой меристеме, а также частоту аберрантных клеток и типы хромосомных аберраций. В каждом варианте просматривали 180-790 ана-телофазных клеток. Оценивали влияние каждого элемента и их разных сочетаний на цитогенетические показатели тест-объекта, определяли коэффициент антагонизма. Установлено, что ионы Сu, Zn и Ni в неодинаковой степени подавляли деление клеток корневой меристемы лука, что определялось свойствами элемента. При относительно невысоких концентрациях металлов, равных ПДК в воде рыбохозяйственного назначения, частота аберрантных клеток по сравнению с контролем увеличивалась примерно в 3-7 раз. Повышение концентрации металлов в 1000, 100 и 2 раза (соответственно для Cu, Zn и Ni) не приводило к пропорциональному возрастанию частоты аберрантных клеток. Было отмечено 2-кратное увеличение показателя. Изменения митотического индекса также оказались непропорциональны изменению концентрации металла в растворе для проращивания лука. Совместное присутствие ионов металлов в растворе для проращивания снижало величину генотоксического эффекта. Различия в реакции на раздельное и совместное присутствие металлов в растворе для проращивания свидетельствовали о конкурентном действии ионов металлов. Рассчитанные при полифакторном воздействии металлов значения коэффициентов антагонизма при разных концентрациях металлов и их сочетаний колебались от 0,20 до 0,40.