Основы общей и сельско-хозяйственной радиобилогии - Гудков И.Н.
ISBN 5-7987-0005-4
Скачать (прямая ссылка):
Обычно дифференцировка необратима. Однако в условиях повреждения тканей, при злокачественном росте и некоторых других ситуациях, приводящих к изменению
баланса фитогормонов и других физиолого-активных веществ, естественный ход движения клеток по жизненному циклу нарушается, и они могут приобрести способность к дифференцировке в обратном направлении — дедиффе-ренцировке. Именно такие условия могут сложиться при облучении растений и потере способности к делению клеток меристемы. При этом дифференцированные клетки могут вновь обрести способность к делению и стать источником восстановления меристемы или возникновения новых образовательных тканей. На интактных растениях возможность этого явления еще не получила достаточно четких экспериментальных доказательств, хотя имеются косвенные данные, свидетельствующие о возможности перехода к делению клеток зоны растяжения кончика корня при репродуктивной гибели клеток меристемы (И. Н. Гудков, 1979). Но она показана для клеток и тканей в культуре. В этих условиях удается с помощью ионизирующих излучений индуцировать способность к делению у самых различных типов дифференцированных тканей: паренхимы, колленхимы, склеренхимы, флоэмы, эпидермиса, мезофилла и других — почти любой ткани, за исключением, возможно, лишь ксилемы. Именно на способности клеток дифференцированных тканей к делению и вновь к последующей дифференцировке основаны способы получения растений из культуры клеток и тканей, клонового размножения растений и другие, лежащие в основе новейших биотехнологий выращивания клеточной биомассы и получения уникального материала для селекции.
6.4.2. Усиление функций
К компенсаторному пути пострадиационного восстановления следует отнести нередко констатируемое при облучении усиление функций оставшихся неповрежденными клеток, тканей и органов. Так, при облучении злаков и уменьшении числа стеблей на растении приходится наблюдать, что выжившие, как правило, оказываются более рослыми и мощными, чем отдельные стебли в не-облученном контроле. При повреждении генеративных органов и уменьшении числа завязей на растении сформировавшиеся колосья, стручки, плоды оказываются более продуктивными, чем в контроле. При уменьшении числа зерен в колосе, стручке, соцветии, коробочке остав-
шиеся, как правило, по абсолютному весу превышают контрольные.
Эти факты, однако, можно объяснить и с позиций изменения характера перераспределения поступающих из корневой системы питательных веществ — то, что предназначалось семерым, достается одному. В этом отношении не менее иллюстративными, но однозначно трактуемыми с позиций компенсаторного усиления функций являются данные, полученные на уровне клеток.
Нами, в частности, было установлено, что при гамма-облучении растений в дозах, при которых количество клеток в меристемах уменьшалось в 2—3 раза, резко возрастает скорость их деления. Оказалось, что оставшиеся неповрежденными либо восстановившие способность к делению клетки, стремясь восстановить первоначальный клеточный объем меристемы, начинают активно размножаться (репопуляционное восстановление). В этот период после кратковременного торможения скорость деления клеток возрастала почти на 25 % — сокращалась продолжительность их клеточного цикла. В последующем, по мере достижения меристемой нормы, она постепенно увеличивалась и достигала начального уровня (рис. 31).
Такое, пусть даже кратковременное, но весьма существенное усиление скорости деления клеток является характерным примером проявления компенсаторных явлений на уровне клеточной популяции.
Свидетельством компенсаторного типа восстановления может быть нередко наблюдаемое после облучения в повреждающих дозах временное усиление синтеза нуклеиновых кислот, белков, фитогормонов, ферментов, мак-роэргических и других биологически важных соединений организма. Впрочем, все эти процессы являются отражением усиления функции деления клеток, которое можно считать их интегральным показателем.
В целом, понимая под термином «восстановление» совокупность процессов, обеспечивающих сохранение растения от гибели или повреждения при действии ионизирующей радиации, следует крайне внимательно изучать особенности проявления разнообразных его реакций, направленных на восстановление утраченных функций. Управляя этими процессами, можно способствовать более или менее значительному восстановлению облученных растений в пострадиационный период.
6.5. УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССАМИ ПОСТРАДИАЦИОННОГО
ВОССТАНОВЛЕНИЯ
Еще совсем недавно среди радиобиологов было широко распространено твердое убеждение, что последствия лучевого поражения не поддаются модификации. И хотя часто описывалось изменение реакций растений на облучение с течением времени пострадиационного периода, их зависимость от различных воздействий, это объясняли обычно действием на организм условий окружающей среды, не имеющих непосредственного отношения к проявлению радиобиологических эффектов.
Так, было установлено, что пострадиационный прогрев семян, спор, вегетирующих растений либо выращивание облученных растений при повышенных температурах приводит к снижению степени радиационного поражения. Хранение облученных семян при низких температурах либо выращивание растений при температурах ниже оптимальных также уменьшает его. Повреждение семян уменьшается с увеличением их влажности в пострадиационный период. Снижение содержания в атмосфере кислорода также способствует уменьшению степени повреждения. Изменение интенсивности освещения, спектрального состава света, воздействие магнитными и электрическими полями, высокочастотными излучениями и микроволнами в пострадиационный период может существенно изменять характер и степень проявления лучевой реакции растений.
