Изучение физиологических процессов растений и их адаптации к стресс-факторам в условиях постоянно действующего повышенного радиационного фона значимо в связи с наличием радиационных загрязнений, связанных с деятельностью человека. Целью работы является изучение влияния хронического облучения в малой дозе на электрогенез и фотосинтетическую активность проростков гороха. Объект исследований - 17-дневные проростки гороха посевного ( Pisum sativum L.). Источник ионизирующего излучения (ИИ) - система 90Sr-90Y с активностью 0,1 МБк. Суммарная накопленная доза составляла около 12,7 мГр. В ходе работы выполнены измерения активности фотосинтеза, параметров электрических сигналов и вызываемых ими ответов фотосинтеза. Обнаружен стимулирующий эффект ИИ на интенсивность ассимиляции (А) и максимальную эффективность фотосинтеза (Fv/Fm) при неизменных значениях квантовых выходов фотосистем I и II (Y(I) и Y(II)). Амплитуда электрических сигналов, а также интенсивность вызываемых ими ответов фотосинтеза демонстрировали тенденцию к снижению.
ионизирующее излучение, малые дозы, регуляция фотосинтеза, электрические сигналы
1. Pozolotina V.N., Antonova E.V. Temporal variability of the quality of Taraxacum officinale seed progeny from the East-Ural radioactive trace: is there an interaction between low level radiation and weather conditions? Int. J. Radiat. Biol., 2016, DOI: 10.1080/09553002.2016.1254835.
2. Smith J.T., Willey N.J., Hancock J.T. Low dose ionizing radiation produces too few reactive oxygen species to directly affect antioxidant concentrations in cells. Biol. Lett., 2012, vol. 8, pp. 594-597.
3. Кудряшева А.Г. История науки: радиобиология. Действие малых доз ионизирующего излучения. Вестник ИБ, 2009, № 2, c. 2-6. [Kudyasheva A.G. The history of science: Radiobiology. The action of low doses of ionizing radiation. Vestnik IB, 2009, no. 2, pp. 2-6. (In Russ.)]
4. Зайнуллин В.Г., Евсеева Т.И. Эколого-генетические механизмы реакции биологических систем (от клетки до популяции) на низкоинтенсивные воздействия. Вестник ИБ, 2011, № 4-5, c. 29-33. [Zainullin V.G., Evseeva T.I. Ecological and genetic mechanisms of reaction of biological systems (from a cell up to a population) on low-intensive exposure. Vestnik IB, 2011, no. 4-5, pp. 29-33. (In Russ.)]
5. Бурлакова Е.Б., Конрадов А.А., Мальцева Е.Л. Действие сверхмалых доз биологически активных веществ и низкоинтенсивных физических факторов. Химическая физика, 2003, том 22, № 2, c. 21-40. [Burlakova E.B., Konradov A.A., Maltseva E.L. The action of ultra-small doses of biologically active substances and low-intensity physical factors. Khimicheskaya fizika, 2003, vol. 22, no. 2, pp. 21-40. (In Russ.)]
6. Петин В.Г., Пронкевич М.Д. Радиационный гормезис при действии малых доз ионизирующего излучения: Учебное пособие по курсу «Экологическая биофизика». Обнинск: ИАТЭ НИЯУ МИФИ, 2012, 73 с. [Petin V.G., Pronkevich M.D. Radiation hormesis under the action of small doses of ionizing radiation: A manual on the course "Environmental Biophysics". Obninsk: IATE MEPHI, 2012, 73 р. (In Russ.)]
7. Кузин А.М. Структурно-метаболическая теория в радиобиологии. М.: Наука, 1988, 284 с. [Kuzin A.M. The structural and metabolic theory in radiobiology. Moscow: Nauka, 1988, 284 p. (In Russ.)]
8. Kim J.H., Baek M.H., Chung B.Y., Wi S.G., Kim J.S. Alterations in the Photosynthetic Pigments and Antioxidant Machineries of Red Pepper (Capsicum annuum L.) Seedlings from Gamma-Irradiated Seeds. Journal of Plant Biology, 2004, vol. 47, no. 4. pp. 314-321.
9. Singh B., Ahuja S., Singhal R. K., Venu Babu P. Effect of gamma radiation on wheat plant growth due to impact on gas exchange characteristics and mineral nutrient uptake and utilization. J. Radioanal. Nucl. Chem., 2012, DOI 10.1007/s10967-012-2342-5.
10. Van Hoeck A., Horemans N., Nauts R., Van Hees M., Vandenhove H., Blust R. Lemna minor plants chronically exposed to ionising radiation: RNA-seq analysis indicates a dose rate dependent shift from acclimation to survival strategies. Plant Science, 2017, DOI: 10.1016/j.plantsci.2017.01.010.
11. Chandorkar K.R., Clark G.M. Physiological and morphological responses of Pinus strobus L. and Pinus sylvestris L. seedlings subjected to low-level continuous gamma irradiation at a radioactive waste disposal area. Environ. Exp. Bot., 1986, vol. 26, no. 3, pp. 259-270.
12. Vanhoudt N., Horemans N., Wannijn J., Nauts R., Hees M.V., Vandenhove H. Primary stress responses in Arabidopsis thaliana exposed to gamma radiation. J. Environ. Radioact., 2014, vol. 129, pp. 1-6.
13. Biermans G., Horemans N., Vanhoudt N., Vandenhove H., Saenen E., Hees M. V., Wannijn J., Vangronsveld J., Cuypers A. Biological effects of α-radiation exposure by 241Am in Arabidopsis thaliana seedlings are determined both by dose rate and 241Am distribution. J. Environ. Radioact., 2015, vol. 149, pp. 51-63.
14. Fromm J., Lautner S. Electrical signals and their physiological significance in plants. Plant Cell Environ, 2007, vol. 30, pp. 249-257.
15. Gallé A., Lautner S., Flexas J., Fromm J. Environmental stimuli and physiological responses: The current view on electrical signaling. Environ. Exp. Bot., 2015, vol. 114, pp.15-21.
16. Stahlberg R., Cleland R., Volkenburgh E. Slow wave potentials - a propagating electrical signal unique to higher plants. In: Baluska F, Mancuso S, Volkmann D (eds) Communication in plants. Neuronal aspects of plant life. Springer-Verlag. Berlin-Heidelberg, 2006, pp. 291-308.
17. Vodeneev V.A., Katicheva L.A., Sukhov V.S. Electrical Signals in Higher Plants: Mechanisms of Generation and Propagation. Biophysics, 2016, vol. 61, no. 3, pp. 505-512.
18. Sevriukova O., Kanapeckaite A., Lapeikaite I., Kisnieriene V., Ladygieneb R., Sakalauskasa V. Charophyte electrogenesis as a biomarker for assessing the risk from low-dose ionizing radiation to a single plant cell. J. Environ. Radioact., 2014, vol. 136, pp.10-15.
19. Maxwell K., Johnson G.N. Chlorophyll fluorescence - a practical guide. J. Exp. Bot., 2000, vol. 51, pp. 659-668.
20. Klughammer C., Schreiber U. Saturation pulse method for assessment of energy conversion in PS I. PAM Application Notes, 2008, vol. 1, pp. 11-14.
