СТИМУЛИРУЮЩЕЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА РОСТ ЧИСЛЕННОСТИ ЗЕЛЁНЫХ ХЛОРОКОККОВЫХ ВОДОРОСЛЕЙ

Полный текст

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

Об авторах

Максим Сергеевич Василькин

Самарский университет

Email: maks_sv@inbox.ru
443086, Россия, г. Самара, Московское шоссе, 34

Список литературы

Дополнительные файлы