Влияние гипомагнитных условий проращивания на хромосомные аберрации и прорастание семян салата, экспонированных на международной космической станции Тезисы доклада
Конференция |
XVIII Конференция по космической биологии и авиакосмической медицине с международным участием ("Земля – Орбита – Дальний космос") 07-09 нояб. 2023 , Москва |
||||
---|---|---|---|---|---|
Сборник | Тезисы XVIII Конференции по космической биологии и авиакосмической медицине ("Земля - Орбита - Дальний космос") Сборник, 2023. 557 c. РИНЦ |
||||
Вых. Данные | Год: 2023, Страницы: 357-360 Страниц : 4 | ||||
Авторы |
|
||||
Организации |
|
Информация о финансировании (1)
1 | Министерство науки и высшего образования Российской Федерации | 65.2 |
Реферат:
Дальние и длительные космические полеты, эксплуатация лунных и марсианских баз ставят перед пилотируемой космонавтикой задачи обеспечения длительного функционирования человека и биологических систем жизнеобеспечения в условиях, отличных от привычных земных, в частности, повышенного радиационного фона и сниженного на несколько порядков величины магнитного поля Земли. Использование модельных биообъектов позволяет оценить влияние этих факторов космического полета. На орбите международной космической станции (МКС) геомагнитное поле (ГМП) снижено незначительно. Радиационная обстановка определяется галактическими космическими лучами, солнечными космическими лучами, излучением радиационных поясов Земли, а также вторичным излучением. Экспонирование семян в сборках во время полета МКС, а затем проращивание их в гипомагнитных условиях (ГМУ) позволяет частично моделировать прорастание семян в условиях за пределами магнитосферы Земли, а также оценить влияние данных факторов на генетические системы организмов. Представлены данные по прорастанию в ГМУ семян салата посевного Lactuca sativa L., экспонированных на международной космической станции в сборках пассивных детекторов СПД А101 и СПД А131 эксперимента «Матрешка-Р». Использовали сорта салата Московский парниковый (СПД А101 и СПД А131) и Букет (СПД А131). Дозиметрия в сборках осуществлялась с помощью термолюминесцентных детекторов (ТЛД) Nat LiF:Mg,Ti, а на этапе СПД А10 также использовались твердотельные трековые детекторы (ТТД) CR-39™. Продолжительность экспонирования СПД А101 составила 229 суток с 26.09.2013 по 13.05.2014, поглощенная доза за полет – 97 ± 4 мГр при мощности поглощенной дозы 420 ± 20 мкГр/сут. Эквивалентная доза определялась комбинированием данных ТЛД и ТТД и составила за полет 144 ± 4 мЗв при мощности эквивалентной дозы – 620 ± 20 мкЗв/сут. Сборка СПД А131 экспонировалась 421 сутки с 19.10.2016 по 14.12.2017 при поглощенной дозе 168 ± 9 мГр, мощность поглощенной дозы – 398 ± 22 мкГр/сут. Сборки в обоих случаях располагались на панели 102 на полу модуля СО-1 «Пирс» в российском сегменте МКС. После возвращения контрольные и полетные семена проращивали в ГМУ в камере из магнитомягкого материала при величинах магнитной индукции 1·10³ нТл, 1,4·10² нТл, 2·10¹ нТл, что соответствует ослаблению ГМП в 5·10¹, 3,6×10² и до 2,5·10³ раз, а также в условиях обычного геомагнитного поля. Проросшими считали семена с корешком длиной 2-4 мм, что соответствует первому митозу в меристеме корня. Проростки фиксировали ацеталкоголем, окрашивали ацеторцеином и использовали для анафазного цитогенетического анализа. Статистический анализ проводили с помощью t-критерия Стьюдента. Контрольные необлученные семена сорта Московский парниковый при прорастании в ГМУ показали задержку прорастания на 1 сутки при разных режимах ослабления ГМП от 5 до 22 % на этапе СПД А10, и от 21 до 35 % на этапе СПД А13. При прорастании в ГМУ полетных семян этапа СПД А10 задержка прорастания на 1 сутки от контрольных семян, прораставших при той же величине магнитной индукции, составила 32–36 % при крайних ослаблениях ГМП и 7 % при среднем ослаблении. На этапе СПД А13 задержка прорастания полетных семян на 1 сутки происходила при всех режимах ослабления ГМП кроме минимального, в этом случае отмечена стимуляция прорастания на 17 %. При этом энергия прорастания и всхожесть всех рассмотренных вариантов составила 99–100 %. Полетные семена сорта Букет при прорастании в ГМП имели задержку прорастания на 1 сутки, сниженную энергию прорастания и всхожесть по сравнению с контрольными семенами на 23 и 14 % соответственно. Прорастание необлученных семян сорта Букет характеризовалось увеличением количества проросших на 1 сутки семян в ГМУ более, чем в 3 раза. Полетные семена сорта Букет в ГМУ также показали стимуляцию прорастания. На 1 сутки появились единичные проростки, при отсутствии таковых в ГМП. На 2 сутки увеличение количества проросших семян при разных режимах ослабления ГМП составило от 18 до 32 %. При этом отмечена задержка прорастания полетных вариантов от контрольных, прораставших при тех же величинах магнитной индукции. Таким образом, реакция на гипомагнитные условия проращивания зависит от величины магнитной индукции и сорта семян, экспонированных на МКС. Ранее было показано, что при облучении семян салата ускоренными ионами аргона с энергией 290 МэВ/нуклон и углерода с энергией 400 МэВ/нуклон в дозе 1 Гр, нейтронами со средней энергией 1,6 МэВ в дозе 10 Гр происходит увеличение процента клеток с хромосомными аберрациями при прорастании семян в ГМУ. Было отмечено синергическое усиление действия радиации и гипомагнитными условиями проращивания. При прорастании контрольных семян в ГМУ происходит увеличение процента клеток с хромосомными аберрациями при максимальном и минимальном из рассмотренных ослаблений ГМП, процента клеток с множественными аберрациями при минимальном и среднем ослаблении и снижение среднего количества делящихся клеток в стадии ана-телофазы при максимальном и среднем ослаблении. Полетные семена сборки СПД А101 при всех режимах проращивания имеют достоверное увеличение от контрольного варианта, прораставшего в ГМП по проценту клеток с хромосомными аберрациями, клеток с множественными аберрациями, проценту хромосомных мостов и фрагментов, а также проценту хроматидных мостов и фрагментов. При этом отличие вариантов, прораставших в ГМУ, от полетного варианта, прораставшего в ГМП, отмечено при максимальном ослаблении по критериям процента клеток с хромосомными аберрациями, процента клеток с множественными аберрациями, а для процента хромосомных мостов и фрагментов при максимальном и минимальном ослаблении ГМП. Что вероятно связано с полиэкстремальной зависимостью эффекта от ослабления ГМП. Среднее количество делящихся клеток в стадии ана-телофазы у полетных вариантов достоверно снижено при всех рассмотренных режимах ослабления ГМП. Прорастание семян салата в ГМУ приводит к синергическому усилению эффекта при максимальном ослаблении ГМП до 2,5·10³ раз при величине магнитной индукции 2·10¹ нТл по критерию процента клеток с хромосомными аберрациями. Синергическое усиление эффекта по критерию процента хромосомных мостов и фрагментов отмечено при максимальном ослаблении ГМП до 2,5·10³ раз и при минимальном ослаблении ГМП в 5·10¹ раз. Таким образом, при прорастании семян в ГМУ происходит увеличение радиационного поражения клеток корневой меристемы проростков, полученных из семян, экспонированных в течение 229 суток на МКС. Работа выполнена при поддержке программы фундаментальных исследований ГНЦ РФ – ИМБП РАН, тема № 65.2 и при использовании оборудования, приобретенного НИИЯФ МГУ за счет Программы развития Московского университета.
Библиографическая ссылка:
Платова Н.Г.
, Лебедев В.М.
, Спасский А.В.
, Толочек Р.В.
, Иноземцев К.О.
, Шуршаков В.А.
Влияние гипомагнитных условий проращивания на хромосомные аберрации и прорастание семян салата, экспонированных на международной космической станции
В сборнике Тезисы XVIII Конференции по космической биологии и авиакосмической медицине ("Земля - Орбита - Дальний космос"). 2023. – C.357-360.
Влияние гипомагнитных условий проращивания на хромосомные аберрации и прорастание семян салата, экспонированных на международной космической станции
В сборнике Тезисы XVIII Конференции по космической биологии и авиакосмической медицине ("Земля - Орбита - Дальний космос"). 2023. – C.357-360.
Идентификаторы БД:
Нет идентификаторов
Цитирование в БД:
Пока нет цитирований