Радиобиологи и генетики из Сибирского федерального университета, Института клеточной биологии и генетической инженерии (Украина) и Гёттингенского университета (Германия) выяснили, как малые дозы радиации влияют на процессы жизнедеятельности и развития растений и как этот механизм в перспективе поспособствует использованию сельскохозяйственных растений для очищения и восстановления районов Чернобыльской зоны отчуждения. Результаты исследования опубликованы в International Journal of Radiation Biology.
 
Проблема влияния хронического облучения на живые организмы обрела особую актуальность в контексте исследований отдаленных последствий катастроф на атомных электростанциях и производствах, приведших к долгосрочному радиактивному заражению обширных территорий малыми дозами радиации.
 
Экспериментальные работы, которые проводятся с 1986 года в Чернобыльской зоне, показали, что малые дозы существенно влияют на биоту.
 
Многолетние наблюдения за ростом и развитием растений, осуществляемые международным коллективом украинских, европейских и российских ученых, и протеомный анализ показали, что малые хронические дозы облучения вызывают различные изменения в растительных организмах.
 
«Очень важно более детально изучить действия малых доз на процессы жизнедеятельности и развития растений, чтобы понять тенденции влияния радиации на загрязненных территориях.
 
Мы показали индукцию («включение») ключевых генов репарации (восстановления) ДНК — RAD51, Rad1, Ku70 — при облучении модельного растения арабидопсис (Arabidopsis thaliana) редко ионизирующим острым (однократным, фракционированным) и хроническим излучением в дозе до 6 Гр включительно.

Болeе высокие дозы вызывали как индукцию, так и репрессию (подавление транскрипции) этих генов. В предыдущих работах уже отмечалось, что однократное излучение обладает большим потенциалом активизации восстановительных механизмов по сравнению с фракционированным.

Интересно, что у необлученных потомков облученных растений сохраняется повышенный уровень экспрессии генов (экспрессия — преобразование наследственной информации генов в РНК или белок), среди которых RAD51 и Rad1, но не Ku70», — сообщил один из участников исследования Константин Крутовский, руководитель лаборатории лесной геномики и НОЦ геномных исследований Сибирского федерального университета, ведущий научный сотрудник Института общей генетики им. Н. И. Вавилова Российской академии наук, профессор Гёттингенского университета (Германия) и Техасского А&М университета (США).

Изучив влияние низких доз хронического облучения также на ключевые гены цветения, исследователи обнаружили, что хроническое облучение может существенно изменять активность этих генов.

При воздействии в дозе 3cGy наблюдалось более раннее, а при увеличении дозы до 17cGy — более позднее цветение, чем у растений, которые не подвергались воздействию.

Кроме того, было выявлено, что повышенный фон радиации существенно влияет на сигнальные системы растений.

Ученые отметили, что выживание в условиях воздействия вредного фактора зависит в том числе от взаимодействия стрессоров (гипертермический или осмотический шок, засоление почвы).

Со временем наблюдается восстановление ростовой функции при всех применяемых дозах радиации, но в случае наложения гипертермии или солевого стресса восстановление растения происходит более активно.

Возможно, есть общие компоненты восстановительных реакций после воздействия этих трех стрессоров.

При этом в начальный период воздействия стрессора происходит одновременное повышение устойчивости растения и к нескольким другим стресс-факторам, которое в дальнейшем может вернуться к исходному уровню.

«Проведенные эксперименты показывают, что изменения климата на планете, повышение средней температуры, засуха, засоление почв и так далее могут привести к непредвиденным последствиям.

Не стоит забывать и об изменении толщины озонового слоя, что также приводит к увеличению количества УФ-лучей, которые достигают земной поверхности.

В сочетании с другими антропогенными факторами это существенным образом влияет на биоту — в частности, негативно сказываясь на урожайности сельскохозяйственных культур.

Что же касается подтвержденной способности растений накапливать радионуклиды в низких концентрациях в семенах и масле, это дает нам возможность говорить о возможном использовании технических сельскохозяйственных растений для стабильной ремедиации районов Чернобыльской зоны отчуждения», — сообщил соавтор этого исследования Намик Рашидов, доктор биологических наук, заведующий лабораторией биофизики сигнальных систем растений отдела биофизики и радиобиологии Института клеточной биологии и генетической инженерии Национальной академии наук Украины.

Источники

Изучено влияние малых доз радиации на растения
Naked Science (naked-science.ru), 20/02/2019
Ученые изучили влияние малых доз радиации на растения
Телеграф (telegraf.com.ua), 20/02/2019
Стало известно, как радиация влияет на растения
Мир24 (mir24.tv), 20/02/2019
Стало известно, как радиация влияет на растения
News.hi.ru, 20/02/2019
Изучено влияние малых доз радиации на растения
Научно-инновационный портал СФУ (research.sfu-kras.ru), 04/03/2019
Изучено влияние малых доз радиации на растения
Сибирский федеральный университет (sfu-kras.ru), 04/03/2019

Похожие новости

  • 24/12/2018

    Ухудшение зрения может быть индикатором эмоционального выгорания

    ​Российские ученые провели исследование, в ходе которого выяснили, что хронический стресс в форме профессионального выгорания изменяет контрастную чувствительность глаз. Благодаря полученным результатам ученые лучше поймут влияние хронического стресса на организм человека и смогут предложить новые, более быстрые способы диагностики профессионального выгорания.
    505
  • 22/02/2019

    В КрасГМУ прошли клинические испытания лекарства от клещевого вирусного энцефалита

    ​Сотрудники Красноярского государственного медицинского университета провели клинические испытания противовирусного препарата триазавирина, разработанного уральскими исследователями, и подтвердили его эффективность при клещевом вирусном энцефалите (КВЭ).
    132
  • 30/10/2018

    Ученые из РФ, Египта и Германии предложили простой способ определения пола финиковых пальм

    ​Ученый Сибирского федерального университета (СФУ) совместно с коллегами из Египта и Германии выявили молекулярные маркеры (ДНК- маркеры), которые позволили им определить пол финиковых пальм на стадии саженцев, что необходимо для успешной культивации этих растений.
    373
  • 23/08/2018

    Российские ученые исследуют гены опасного поведения

    ​Новое исследование российских генетиков поможет объяснить и предупредить возникновение агрессивного поведения. Эти сведения нужны для понимания механизмов влияния генов на проявление характера и поступки.
    463
  • 05/09/2017

    Ученые из России и Европы испытают новый метод лечения рака

    ​Ученые из России, Германии и Латвии разрабатывают принципиально новый метод лечения рака, основанный на подавлении роста опухоли окружающими ее клетками, сообщила пресс-служба Томского госуниверситета (ТГУ).
    791
  • 24/12/2018

    Белки в хвое расскажут о стрессе у деревьев

    ​Российские ученые измерили содержание белков теплового шока в хвое сосны обыкновенной и выяснили, что изменение этого параметра является прямым следствием пожаров. Свою работу они представили на Всероссийской научно-практической конференции «Механизмы устойчивости растений и микроорганизмов к неблагоприятным условиям среды».
    452
  • 14/07/2017

    Ученые СФУ будут отслеживать изменения климата по кольцам тибетских деревьев

    ​Международная группа исследователей с участием российских ученых из Сибирского федерального университета (СФУ) разработала эффективный метод оценки влияния климатических изменений на развитие растений, основанный на математическом моделировании, сообщила пресс-служба СФУ.
    871
  • 18/04/2017

    Красноярские ученые разрабатывают генетический паспорт здоровья

    ​На правобережье Красноярска появилась молекулярно-генетическая лаборатория. Данный проект совместно реализуют Сибирский федеральный университет и Федеральный Сибирский научно-клинического центр ФМБА России.
    1094
  • 16/11/2018

    Красноярские ученые работают над улучшением применения фунгицида для зерна

    ​Группа ученых Сибирского федерального университета (СФУ) и Института биофизики Сибирского отделения Российской академии наук ведут работу над совершенствованием применения фунгицидов для борьбы с таким заболеванием зерна, как фузариоз, сообщили в пресс-службе СФУ.
    634
  • 14/12/2018

    Красноярские ученые оценили эффективность различных методик отбора образцов древесины для датировки

    ​Экологи из Сибирского федерального университета (СФУ) оценили эффективность различных методик отбора образцов древесины для датировки и изучения климата прошлого. Исследование поддержано грантами Российского научного фонда (1, 1).
    808