Радиочувствительность растений

 

Ионизирующее излучение вызывает у растений различную реакцию. Радиочувствительность растительного организма изменяется в широком интервале доз облучения и зависит от его биологических особенностей, возраста, физиологического состояния, интенсивности обмена веществ, условий произрастания и ряда других факторов. Для определения радиочувствительности широко используют следующие критерии: энергию прорастания семян, лабораторную и полевую всхожесть, выживаемость проростков, подавление роста и развития, стерильность растений, число аберраций хромосом в первом митозе, угнетение митотической активности, интенсивность синтеза ДНК, появление радиоморфозов, выживаемость растений, снижение их массы. Однако оценка радиочувствительности по какому-либо одному критерию даёт представление лишь о реакции конкретной системы, это не может соответствовать уровню общей радиочувствительности организма, поэтому только анализ комплекса показателей с учётом особенностей изменения каждого из них может обеспечить адекватную оценку радиоустойчивости. Наиболее подходящим критерием радиочувствительности сельскохозяйственных растений принято считать выживаемость растений к концу вегетационного периода. Этот показатель отражает реакцию популяции на воздействие излучений как фактора стресса. В данном случае учитывается способность тканей к регенерации и репарации радиационных повреждений. В качестве показателя выживаемости облучённых растений или растений, выращиваемых из облучённых семян, используется летальная доза облучения LD₁₀₀ и LD₇₀, доза LD₇₀  считается критической при облучения семян и применяется чаще.

Чувствительность клеток при облучении зависит от их возраста, температуры, парциального давления кислорода, фазы, цикла деления, метаболического состояния, оводнённости, интенсивности митоза. С увеличением числа хромосом у растений повышается их радиорезистентность. У некоторых растений радиочувствительность обусловлена размером ядра: чем оно больше, тем сильнее повреждения. Наблюдается также довольно тесная зависимость между радиочувствительностью сухих семян при остром их облучении, объёмом ядер клеток и числом хромосом при условии одинакового содержания в них воды. Растения с одним и тем же средним объёмом ядра, но с разным числом хромосом, различаются по радиочувствительности (с большим числом хромосом – более радиоустойчивы). Установлено, что растения с малым числом хромосом и крупными ядрами более радиочувствительны, чем полиплоиды и растения с большим числом хромосом и мелкими ядрами. На радиочувствительность растений влияет скорость деления клеток.

При замедленном делении увеличивается время облучения активного состояния ядра и усиливается радиационное поражение. Поэтому факторы внешней среды, действующие на скорость роста растений путём изменения темпа деления клеток, влияют на радиочувствительность растительных организмов. Среди высших растений на блюдаются большие различия в радиочувствительности (табл. 1). Повреждение растений при остром облучении обычно наступает при меньших дозах, чем при хроническом облучении. Сильное угнетение роста сосны наблюю дается при остром облучении в 30 раз меньшей дозой, чем при хроническом облучении, а гибель – при дозе в 16 раз меньшей.

Таблица 1

Радиочувствительность различных видов растений

Виды растений	Продолжи- тельность облучения, нед.	Мощность дозы, Р/сут
		видимое повреждение отсутствует	среднее повреждение	сильное повреждение
Сосна	10 сезонов	0.75	1	3.5
Лилия	8	10	20	40
Традесканция	12	15	20	40
Бобы конские	15	30	60	90
Хлопчатник	15	25	110	250
Махорка	12	50	100	400
Хризантема	12	215	430	870
Росичка кроваво-красная	12	700	1000	1800
Гоадиолус	12	800	1500	5000
Ожека приостренная	12	1720	2610	6000

 

Полиплоидные виды более устойчивы к радиации, чем диплоиды. При хроническом облучении имеет важное значение общая доза, накопленная за митотический цикл, на продолжительность которого влияет температура окружающей среды. При более высокой температуре клетки делятся быстрее, а при пониженной – медленнее, поэтому в зависимости от температуры изменяются длительность митотического цикла и общая доза облучения. Семена более устойчивы к облучению, чем растения (табл. 2).

Таблица 2

Дозы, вызывающие 100 %-ю гибель семян

Виды растений	Доза, тыс. рад
Бобы конские	10
Кукуруза	15
Пшеница	15
Конопля	25
Гречиха	25
Люпин синий	50
Овёс	50
Клевер красный	100
Клещевина	100
Редис розовый	300
Горчица белая	400

 

Радиационная стимуляция

 

При воздействии излучения в интервале невысоких доз (5–10 Гр для семян и около 1–5 Гр для вегетирующих растений) темпы роста и развития растений ускоряются. Это явление носит название радиостимуляции.

Феномен радиационной стимуляции роста и развития растений хорошо изучен на многих видах культурных растений с облучением семян различными дозами γ- или рентгеновского излучения. Облучение семян бобовых (горох, фасоль, соя) и других культур в дозах 0,5–2 Гр положительно влияет на рост, развитие растений и величину урожая.

Небольшие дозы γ- и β-излучений вызывали стимулирующий эффект у более 20 различных видов культурных растений (пшеница, ячмень, овёс, просо, гречиха, свёкла, лён и др.) в полевых опытах и полупроизводственных посевах. При воздействии α-излучения стимуляции не наблюдается. Напротив, в сравнительно невысоких дозах α-излучение действует угнетающе.

Эффекты радиационной стимуляции семян злаковых культур проявляются в виде ускорения прорастания семян, усиления роста, более интенсивного нарастания биомассы корней и побегов, ускоренного прохождения фенофаз и сопряжённого периода вегетации, повышения зерновой продуктивности и улучшения качества урожая.

При облучении семян подбор оптимальных доз γ-излучения для стимуляции сопряжён с трудностями, так как качество семян влияет на выбор дозы. Почвенно-климатические условия выращивания и уровень агротехники модифицирует проявление радиостимуляционных эффектов. По величине стимулирующей дозы облучения семян виды культурных растений различаются более чем в 20 раз, а для семян в пределах вида она колеблется от 2 до 10–15 раз (табл. 3).

Проростки и вегетирующие растения более чувствительны к действию излучений, чем семена, что обусловливает и гораздо меньшие дозы, стимулирующие их рост и развитие. Стимулирующая доза для молодых растений в фазе активного метаболизма в 10–15 раз меньше, чем для покоящихся семян. Например, оптимальные стимулирующие дозы для семян гороха и кукурузы составляют 5 и 10 Гр соответственно, а для вегетирующих растений – 0,35 и 0,5 Гр.

 

Таблица 3

Стимулирующие дозы облучения семян

Виды растений	Стимулирующая доза, Гр
Горох	3-10
Кукуруза	5-10
Рожь	10
Пшеница	25
Дыня	40
Томаты	2.5-10
Хлопчатник	5-30
Огурцы	3-40
Люпин	40-160
Морковь	20-40
Лён	20
Капуста	2.5-80
Клевер	5-40
Редис	10

 

---

Дата добавления: 2020-11-23; просмотров: 338; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!