Ученые изучили влияние малых доз радиации на растения

Учеными было выявлено, что повышенный фон радиации существенно влияет на сигнальные системы растений.

Ученые выяснили, как малые дозы радиации влияют на процессы жизнедеятельности и развития растений и как этот механизм в перспективе поспособствует использованию сельскохозяйственных растений для очищения и восстановления районов Чернобыльской зоны отчуждения.

Радиобиологи и генетики из Сибирского федерального университета, Института клеточной биологии и генетической инженерии (Украина) и Гёттингенского университета (Германия) выяснили, как малые дозы радиации влияют на процессы жизнедеятельности и развития растений и как этот механизм в перспективе поспособствует использованию сельскохозяйственных растений для очищения и восстановления районов Чернобыльской зоны отчуждения. Результаты исследования опубликованы в International Journal of Radiation Biology. 

Проблема влияния хронического облучения на живые организмы обрела особую актуальность в контексте исследований отдаленных последствий катастроф на атомных электростанциях и производствах, приведших к долгосрочному радиактивному заражению обширных территорий малыми дозами радиации.

Экспериментальные работы, которые проводятся с 1986 года в Чернобыльской зоне, показали, что малые дозы существенно влияют на биоту. 

Многолетние наблюдения за ростом и развитием растений, осуществляемые международным коллективом украинских, европейских и российских ученых, и протеомный анализ показали, что малые хронические дозы облучения вызывают различные изменения в растительных организмах. 

"Очень важно более детально изучить действия малых доз на процессы жизнедеятельности и развития растений, чтобы понять тенденции влияния радиации на загрязненных территориях.

Мы показали индукцию ("включение") ключевых генов репарации (восстановления) ДНК — RAD51, Rad1, Ku70 — при облучении модельного растения арабидопсис (Arabidopsis thaliana) редко ионизирующим острым (однократным, фракционированным) и хроническим излучением в дозе до 6 Гр включительно.

Болeе высокие дозы вызывали как индукцию, так и репрессию (подавление транскрипции) этих генов. В предыдущих работах уже отмечалось, что однократное излучение обладает большим потенциалом активизации восстановительных механизмов по сравнению с фракционированным. 

[news_post id='4883010' name='' img='' align='left']

Интересно, что у необлученных потомков облученных растений сохраняется повышенный уровень экспрессии генов (экспрессия — преобразование наследственной информации генов в РНК или белок), среди которых RAD51 и Rad1, но не Ku70", — сообщил один из участников исследования Константин Крутовский, руководитель лаборатории лесной геномики и НОЦ геномных исследований Сибирского федерального университета, ведущий научный сотрудник Института общей генетики им. Н. И. Вавилова Российской академии наук, профессор Гёттингенского университета (Германия) и Техасского А&М университета (США). 

Изучив влияние низких доз хронического облучения также на ключевые гены цветения, исследователи обнаружили, что хроническое облучение может существенно изменять активность этих генов.

При воздействии в дозе 3cGy наблюдалось более раннее, а при увеличении дозы до 17cGy — более позднее цветение, чем у растений, которые не подвергались воздействию. 

Ученые отметили, что выживание в условиях воздействия вредного фактора зависит в том числе от взаимодействия стрессоров (гипертермический или осмотический шок, засоление почвы).

Со временем наблюдается восстановление ростовой функции при всех применяемых дозах радиации, но в случае наложения гипертермии или солевого стресса восстановление растения происходит более активно. 

Возможно, есть общие компоненты восстановительных реакций после воздействия этих трех стрессоров. 

При этом в начальный период воздействия стрессора происходит одновременное повышение устойчивости растения и к нескольким другим стресс-факторам, которое в дальнейшем может вернуться к исходному уровню. 

"Проведенные эксперименты показывают, что изменения климата на планете, повышение средней температуры, засуха, засоление почв и так далее могут привести к непредвиденным последствиям. 

Не стоит забывать и об изменении толщины озонового слоя, что также приводит к увеличению количества УФ-лучей, которые достигают земной поверхности. 

В сочетании с другими антропогенными факторами это существенным образом влияет на биоту — в частности, негативно сказываясь на урожайности сельскохозяйственных культур. 

Что же касается подтвержденной способности растений накапливать радионуклиды в низких концентрациях в семенах и масле, это дает нам возможность говорить о возможном использовании технических сельскохозяйственных растений для стабильной ремедиации районов Чернобыльской зоны отчуждения", — сообщил соавтор этого исследования Намик Рашидов, доктор биологических наук, заведующий лабораторией биофизики сигнальных систем растений отдела биофизики и радиобиологии Института клеточной биологии и генетической инженерии Национальной академии наук Украины.