Способ определения мутагенного эффекта факторов среды Советский патент 1989 года по МПК A01H1/00 A01H1/06 

1

Изобретение относится к цитоэмбриоло- гии, 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 последуюш.их 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 по- следуюших поколений.

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

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 ге- нотоксичности 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 (HN;,.). Исследования проводили на растениях первого, второго и третьего поколений. Для изучения спектра

4

О5

ОС)

СХ)

со

{нарушений эмбрионального развития взята

I наиболее чувствительная стадия - 1-2-й

|день цветения. Для анализа использовали

}50 семян бобов в двух повторностях, обра 1ботанных HNj в двух концентрациях (10

|и М), и контроль. Семена выдерживали

в растворе в течение 6 ч, затем промывали

и производили посев в грунт. Постоянные

препараты готовили по общепринятой цитологической методике. Толщина срезов 18 мкм 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).

Изобретение относится к фитоэмбрио- логии, 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

134

92

84

26

30

37

19,3+3,4 32,,9 42,8+5,3

96

146

192

22 53

22,1+4,2 36,3jb3,9

45,8+3,5

Из табл. 1 видно, что с повышением концентрации HNj как в М., так и в М уве- личивается процент семяпочек с нарушени- :чми, соответственно, в 1,6 и 2,1 раза по (Сравнению с контролем. Разница между опытными и контрольным вариантами, а также между разными концентрациями HNa 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. как при действии HN кроме данного типа нарушений обнаружен большой процент сеТаблица 1

73,1 15,4 3,9 7,6

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

45,9 35,3 13,5 5,4

мяпочек с асинхронным развитием зародыша и эндосперма, а также с полиэмбрионией. Таким образом, с повышением концентрации HNi 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 ф1}зиологические и количественные признаки растений кормовых бобов (влияние азотистого иприта на физиологические и количественные признаки бобов).

Из табл. 2 видно, что с повышением концентрации HNz. в Mi и MS снижается выживаемость растений бобов и значительно увеличивается процент стерильных и полустерильных растений по сравнению с контроль- ным вариантом. Эти данные указывают на мутагенный эффект используемого вещества. Влияние HNt сказывается на элементы продуктивности растений, в частности на среднюю семенную продуктивность и массу 1000 семян. Эти показатели снижаются по сравнению с контролем в Мг. и менее четко изменяются в Mj.

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

Использование способа позволит более точно прогнозировать оптимальные дозы применения пестицидов, потенциальную продук

Таблица 2

Q

5

5

0

тивность 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 повышения эффективности способа за счет возможности 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 поли- эмбриония, при этом, если значение первого показателя снижается, а второго и третьего возрастает по сравнению с контролем, то делают вывод о наличии мутагенного эффо кта факторов среды.