STIMULATING EFFECTS OF ULTRAVIOLET RADIATION ON THE GROWTH OF LIVING CELLS GREEN PREFERRED ALGAE

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

In this paper the dependences of the intensities of the peaks of chlorophyll a fluorescence of the number of living cells of the investigated biological object, study the possibility of using spectral methods to estimate the rate of algae growth in the initial phase, and the possibility of using external ultraviolet radiation to stimulate plant growth, for example, green chlorococciod algae. Additionally, as an independent control, was conducted counting the number of living cells of a biological object with a microscope and the camera Goryaeva. It was experimentally proved that a small dose of ultraviolet radiation have a stimulating effect on the growth of the number of living cells of the investigated biological object and, as a consequence, the increase in peak fluorescence of chlorophyll a.

Full Text

Повышение эффективности растение- путём изменения активности генов- водства является одной из важнейших задач регуляторов, которые детерминируют про- человечества, особенно в районах с низким цессы роста самого растения. Также можно плодородием почвы или при культивирова- повлиять на рост растения, используя осо- нии растений на искусственных средах. По- бенности структуры хроматина, депрессии и вышение эффективности требует контроля возбуждения генов (эпигенетические меха- состояния растений, позволяющего коррек- низмы) [3]. тировать водный баланс и баланс питатель- Целью настоящей работы является ных веществ [1]. Предложены различные ме- исследование возможности применения тоды контроля [2] в которых оцениваются спектральных методов для оценки скорости химические и оптические параметры, тур- роста растений в начальной фазе, и воз- гесцентность, внешний вид растений. Одна- можность использования внешнего уль- ко все эти методы либо не позволяют прово- трафиолетового излучения для стимуляции дить мониторинг состояния растений в ре- роста растений на примере зелёных хлоро- жиме реального времени, либо проведённые кокковых водорослей [4]. исследования связаны с такими специфиче- скими вопросами, как влияние на растения Условия и методы исследования антропогенных загрязнений. Для достижения поставленной цели Стимулировать рост растений или кле- была собрана экспериментальная установка ток водорослей можно на генном уровне или для оптического контроля роста растений с помощью воздействия внешних факторов спектральным методом на базе спектрофо- (например, излучения в разном спектраль- тометра Andor iDus 416. Исследуемый био- ном диапазоне). Генетически стимулировать объект размещён на стеклянной кювете со рост, например, высших растений, можно специальным круглым вырезом из нефлюо- ресцирующего материала (рис. 1). © Василькин М. С., 2017. В качестве дополнительного независи- Василькин Максим Сергеевич мого метода оптического контроля исполь- (maks_sv@inbox.ru), зовались микроскоп фирмы Levenhuk, каме- магистрант факультета ра TOUPTEK PHOTONICS FMA050 и каме- электроники и приборостроения ра Горяева для подсчёта численности живых Самарского университета, 443086, Россия, г. Самара, Московское шоссе, 34. клеток в растворе исследуемых водорослей. 24 Биология Рис. 1. Схема экспериментальной установки: 1 - кювета с биообъектом; 2 - светофильтр; 3, 4 - волоконно-оптический вход спектро- метра; 5 - излучающий ультрафиолетовые лучи диод; 6 - экран Рис. 2. Фото 1 мл культуры хлорококковых водорослей после воздействия ультрафиолетовых лучей: а - воздействие в течение 10-ти минут; б - контрольный образец без воздействия; в - воздействие в течение 5-ти минут Результаты и их обсуждение Точную количественную оценку может Эксперименты проводились в два эта- дать спектрофотометрический метод (рис. 3), па. Сначала исследуемый объект разделили который подтверждает стимулирующее воз- на три образца, два из которых подвергли действие кратковременного (в течение всего воздействию ультрафиолетового излучения в 5-ти минут) ультрафиолетового излучения на боксе в течение пяти и десяти минут. Затем исследуемую культуру хлорококковых зелё- на протяжении трёх дней проводилась реги- ных водорослей. страция спектров флуоресценции каждого Независимый метод микроскопии с ис- объекта и подсчёт численности клеток в ка- пользованием подсчёта клеток водорослей в мере Горяева с помощью микроскопа. Фото камере Горяева после воздействия экспери- кювет с различной экспозицией в экспери- ментальной установки дал аналогичные ре- ментальной установке показаны на рис. 2, зультаты (табл. 1), подтверждающие стиму- откуда наглядно видно, что длительное воз- лирующее воздействие пятиминутного воз- действие ультрафиолетовых лучей на хлоро- действия ультрафиолетового излучения. кокковых зелёных водорослей (в течение де- Сопоставляя метод микроскопии и сяти минут) приводит практически к полно- спектрофотометрический метод, получим, му разрешению биообъекта (рис. 2 а), напро- что зависимость числа клеток водорослей от тив, кратковременное воздействие жёстким интенсивности флуоресценции хлорофилла а излучением приводит даже к стимуляции их в том же объёме носит практически линей- развития, которое, однако, судя лишь по фо- ный характер (рис. 4). Ранее не раз проводи- то, не очевидно. лись эксперименты по исследованию влия- Вестник молодых учёных и специалистов Самарского университета. 2017. № 2 (11) 25 ния света в разном спектре на флуоресцен- Воздействие ультрафиолетовых лучей на зе- цию хлорофилла разных высших растений. лёных хлорококковых водорослей в течение Однако, независимый оптический контроль 10 минут убило часть живых клеток (46,5 %). биообъекта (в частности, микроскопический При этом, излучение в течение 5 минут ока- с использованием камеры Горяева) ранее ли- зало стимулирующее воздействие на объект бо не применялся, либо цель его использова- (численность клеток за 2 дня увеличилась на ния оговаривалась лишь поверхностно [5]. 31 %) (табл. 1). Таблица 1 Изменение численности зелёных хлорококковых водорослей после кратковременного воздействия ультрафиолетовым излучением Вариант Число клеток в 1 мл культуры Контроль - без воздействия 2 160 000 через 24 часа после 5 минут воздействия 2 860 000 ультрафиолетовыми лучами через 72 часа после 5 минут воздействия 3 130 000 ультрафиолетовыми лучами через 24 часа после 10 минут воздействия 1 980 000 ультрафиолетовыми лучами через 72 часа после 10 минут воздействия 1 330 000 ультрафиолетовыми лучами Рис. 3. Спектры флуоресценции хлорофилла а хлорококковых зелёных водорослей после кратковременного воздействия ультрафиолетовым излучением 26 Биология Рис. 4. Зависимость интенсивности флуоресценции хлорофилла а от численности живых зелёных хлорококковых водорослей Заключение
×

About the authors

Maksim Sergeevich Vasil'kin

Samara University

Email: maks_sv@inbox.ru
443086, Russia, Samara, Moskovskoye Shosse, 34

References

  1. Выращивание растений без почвы / В. А. Чесноков, Е. Н. Базырина, Т. М. Бушуева [и др.]. Л.: Изд-во Ленинградского ун-та, 1960. 169 с.
  2. Колтовой Н. А. Флуоресцентные методы. Хемилюминесценция. М., 2016, 235 с.
  3. Медведев С. С., Шарова Е. И. Генетическая и эпигенетическая регуляция развития растительных организмов // Journal of Siberian Federal University, 2010. № 2. С. 109-129.
  4. Turan E. Fluorescence and phosphorescence analysts. New York; London; Sydney: Wiley-Interscience Publishers, 1965. 119 c.
  5. D’Ambrosio N., Szabo K., Lichtenthaler H. K. Increase of the chlorophyll fluorescence ratio F690/F735 during the autumnal chlorophyll breakdown // Radiat. аnd Environ. Byophys. 1992. Vol. 31. № 1. P. 51-62.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2017 Proceedings of young scientists and specialists of the Samara University

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Proceedings of young scientists and specialists of the Samara University

ISSN 2782-2982 (Online)

Publisher and founder of the online media, journal: Samara National Research University, 34, Moskovskoye shosse, Samara, 443086, Russian Federation.

The online media is registered by the Federal Service for Supervision of Communications, Information Technology and Mass Communications, registration number EL No. FS 77-86495 dated December 29, 2023

Extract from the register of registered media

Regulation of the online media

Editor-in-chief: Andrey B. Prokof'yev, Doctor of Science (Engineering), associate professor,
head of the Department of Aircraft Engine Theory

2 issues a year

0+. Free price. 

Editorial address: building 22a, room 513, Soviet of Young Scientists and Specialists, 1, Academician Pavlov Street, Samara, 443011, Russian Federation.

Address for correspondence: room 513, building 22a, 34, Moskovskoye shosse, Samara, 443086, Russian Federation.

Tel.: (846) 334-54-43

e-mail: smuissu@ssau.ru

Domain name: VMUIS.RU (Domain ownership certificate), Internet email address: https://vmuis.ru/smus.

The previous certificate is a printed media, the journal “Bulletin of Young Scientists and Specialists of Samara University”, registered by the Office of the Federal Service for Supervision of Communications, Information Technologies and Mass Communications in the Samara Region, registration number series PI No. TU63-00921 dated December 27, 2017.

© Samara University

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies