ДонНТУ | Магистратура ДонНТУ |
Автореферат | Ссылки | Главная страница| Результаты поиска в Internet | Индивидуальное задание |
Мои награды



Биотестирование с помощью лука обыкновенного
Dr. Geirid Fiskesjo
Институт генетики
Университет Lund Solvedatan
Швеция

http://embryo.ib.amwaw.edu.pl/invittox/prot/8.htm

Биотест обеспечивает быструю процедуру выявления химических и других загрязняющих агентов которые могут представлять экологический риск. Сдерживание корневого прироста и неблагоприятные эффекты на хромосомах обеспечивают выявление вероятной токсичности.

СУТЬ МЕТОДА

Корневая система - это часть любого растения, которая первой вступает в контакт с химическими загрязняющими агентами, находящимися в составе почв и вод. Наблюдения за особенностями корневой системы лука обыкновенного (Allium cepa) показало, что это растение является наиболее чувствительным к опасным влияниям экологических загрязнителей. Общий эффект количественно может быть определен измерением сдерживания прироста развивающейся корневой системы, а осмотр хромосом отдельных клеток корневой системы может указать вероятные мутагенные эффекты.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ

Двенадцать репчатых луковиц (Allium cepa) подготавливают удалением внешних чешуек и коричневатой нижней пластинки и помещают в пробирки, наполненные тестовыми жидкостями на 4 дня. Жидкости меняют каждый день. Другую серию из двенадцати луковиц готовят так же и помещают в чистую воду с целью обеспечения контрольного прироста. Десять луковиц, которые окажутся наиболее развитыми в каждых сериях, выбирают для осмотра. На второй день образцы корневых систем от каждой из 5 луковиц готовят для микроскопического осмотра. Затем проводят подсчёт и анализ 100 митозов на каждые 400 клеток с целью подсчёта митотического индекса (МИ). На четвёртый день измеряют длину корневищ каждогй луковицы и фотографируют серии. (Эксперимент обновления может выполняться, изменяя среду для 5 из 10 луковиц каждых тестовых серий, чтобы контролировать воду после измерения на 4-й день, пополняя жидкость на дне 5-й и, окончательно, измеряя длину корней и фотографируя серии на 6-м дне ). Токсичность измеряют как макроскопическими параметрами (напр. сдерживание прироста), где степень повреждения используется для оценки ядовитости провереяемых химикалиев, так и микроскопическими параметрами, где норма повреждения хромосомы используется для предсказания мутагенности.

ОЦЕНКА МЕТОДА

Растения легки для хранения и ухода, широко распространены и недорогие. Вообще, состояние хромосомы клеток растения - хорошее, поэтому обеспечивает высокое качество в контрольных условиях. Биотест Allium cepa является относительно быстрым, легким для выполнения испытание, а также высокочувствительный и воспроизводимый. Это также обеспечивает сходимые результаты с целым рядом других тестовых систем. Как макроскопический, так и микроскопический эффекты, обладают хорошей корреляцией между собой. Макроскопический эффект (сдерживание корневого прироста) является самым чувствительным параметром. Сдерживание прироста является следствием прямых или косвенных вредных эффектов. Микроскопическое исследование позволяет оценить повреждения хромосом и нарушения деления клеток, и поэтому обеспечивает дополнительную информацию относительно остроты, механизма ядовитого эффекта или потенциальной мутагенности. Корневые клетки обладают определенными энзимами, выполняющими функции оксидаз, которые способствуют превращению многих немутагенных веществ в мутагенные. Эта система активации позволяет обнаружить те химические вещества, которые усиливают свой ядовитый эффект в процессе метаболизма. Система имеет широкий ряд применений, например, для проверки химической чистоты питьевой, природной воды, а также промышленного ущерба и т.п., и полезен для оценки и классификации экологических химикатов с ссылкой на токсичность. Биотест может также использоваться для измерения относительной токсичности нерастворимых в воде соединений, при условии, что они могут быть растворены в подходящем растворителе, а затем разбавленны в воде таким образом, что остаточная концентрация не превысит определенных пределов. В таких случаях для контроля растворителей должен также быть организован тестовый режим. биотест действует над широким рядом pH (3.5-11.0) без каких-нибудь очевидных эффектов на приросте корневых систем. Поэтому умеренно кислые/щелочные образцы воды, химические растворы, и т.п. могут быть исследованы без необходимой корректировки pH. Хотя pH непосредственно не воздействует на прирост корней, но это нужно принять во внимание при оценке токсичности растворов, так как, во многих случаях, pH может значительно изменять их ядовитый потенциал, например, изменяя состояние ионизации. Недостатки системы касаются проблем, связанных с состоянием проверяемых смесей. Сюда относится уже упомянутая проблема с рН. Другая проблема касается присутствия нерастворимых веществ в промышленных стоков. Очень трудно посмотреть на биологический эффект таких комплексных смесей с помощью данного биотеста, так как твердые частицы могут вызывать косвенные опасные влияния, как например предотвращение поднятия питательных веществ и т.п. Таким образом, рекомендуется такие пробы анализировать химически. Биотест с использованием Allium cepa высокочувствителен и может дать позитивные ядовитые эффекты в случаях, когда исследуемые пробы проверены в других системах (особенно высшие организмы, как например рыбы) и по их результатам неядовиты. Позитивные результаты в этой тестовой системе указывают потенциальный биологический риск. Экстраполяция результатов от одной тестовой системы к другой (и в конечном счете к человеку) должна быть основанной на результатах серии испытаний и с должным рассмотрением к метаболическим превращениям тестируемого образца. Биотест Allium cepa сразу использовалась в 1938 для рассматрения эффекта colchicine (Levan, 1938; Оstergren, 1944) и получил много внимания в то время. Вводятся определенные модификации основной тестовой системы для целей экологического мониторинга комплексных смесей, как например присутствующие в речной воде, а также оцеле оценки индустриального ущерба (Fiskesjо, 1985). Главные модификации включают использование серий опытов (т.е. 10) для проверки каждой пробы (определение LC50). В сравнении с другими краткосрочным альтернативным биотестами на токсичность этот тест показал хорошую сходимость с результатами других тестовых систем, использующих множество других организмов, как эукариотов, так и прокариотов. Результаты таких сравнений описаны ниже (Fiskesjо, 1985). В исследованиях на органические ртутные соединения китайская система с использованием клеток хомяка V79 без учёта метаболических эффектов системы активизации являются менее чувствительными, чем Allium сера. Относительная чувствительность меняется с учётом влияния функций оксидаз. Несмотря на изменения в чувствительности общие результаты между двумя системами сравнимы. Испытания, проведенные на человеческих лимфоцитах оказались немного более чувствительный к эффектам органических ртутных соединений, Allium cepa, хотя общая классификация химической токсичности подобна. Нужно также отметить, что изучение микроскопических параметров обоих клеток дают подобный эффект (c-митоз). Результаты биотеста с использованием Allium cepa также сравнивались с результатами исследований на атотрофных морских водорослях, гетеротрофных микроорганизмах и активными грязевыми отложениями. Целый ряд химических веществ были проверены в биотесте Allium сера и в тестах на 16 различных морских водорослях (зеленые морские водоросли и кремневые морские водоросли), дрожжах (Saccharomyces cerevisiae), простейших (Tetrahymena pyriformis) и активных грязевых отложениях (сообщество бактерий, дрожжей и простейших). Результаты были целиком сравнимы, хотя были видимы некоторые отличия в чувствительности. Большинство морских водорослей были чувствительнее, чем Allium сера, тогда как дрожжи, простейшие и активные грязевые отложения были менее чувствительны. Целый ряд водных растений и животных оказался менее чувствительным к определенным классам веществпо сравнению с биотестом Allium например рыбы (Gasterosteus aculeatus), водные животные (Daphnia magna, Brachydario rerio - яйца или икра бактерииMicrotox) и растения (одноклеточные морские водоросли). Биотестирование с помощью Allium сера, в данном случае, является лучшим методом определения экологического риска за счет его высокой чувствительности. Другие животные (например. Nitocra spinipes) и растения (напр. морские водоросли и одноклеточные) представляют сопоставимые результаты рассматриваемому биотесту.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Широкий ряд металлов, промышленных загрязняющих агентов, смесей, и т.п. Вода из различных источников.


ДонНТУ | Магистратура ДонНТУ |
Автореферат | Ссылки | Главная страница| Результаты поиска в Internet | Индивидуальное задание |
Мои награды