Автореферат (1154472), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Результаты работы представлены в следующих научныхконференциях: 4-я международная конференция СНГ МГО по гуминовыминновационным технологиям «От молекулярного анализа гуминовых веществ – кприродоподобным технологиям» (Москва, 2017); II всероссийская научная конференциямолодых ученых «Комплексные исследования Мирового океана» (Москва, 2017);всероссийская научно-практическая конференция с международным участием«Морские биологические исследования: достижения и перспективы», приуроченная к145-летиюСевастопольскойбиологическойстанции(Севастополь,2016);международный симпозиум «Биодиагностика и оценка качества природной среды:подходы, методы, критерии и эталоны сравнения в экотоксикологии» (Москва, 2016);10-я международная конференция «Углерод: фундаментальные проблемы науки,материаловедение, технология» (Троицк, 2016); 3-й международный симпозиум«Nanomaterials and the Environment» (Moscow, 2016); конференция МатематикаКомпьютер Образование 2016 (Москва, 2016); V съезд биофизиков России (Ростов-наДону, 2015).Публикации.
По материалам диссертации опубликовано 15 работ, в том числе 5статей в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ и 3 вцитируемых в международных базах данных Scopus, Web of Science, RSCI, а одна изних опубликована в высокорейтинговом журнале.Исследования выполнялись при поддержке грантов РФФИ: «Поиск границ нормы6для биоиндикационных показателей фитопланктона в многофакторных экспериментах слабораторными альгоценозами» (№ 15-04-02601), «Метод поиска экологическиобоснованных границ классов качества для объективной классификации природныхэкосистем» (№ 15-04-02129).Структура и объем диссертации.
Диссертационная работа состоит из введения,обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов исследования иобсуждений, заключения, выводов, списка условных сокращений и обозначений, спискацитируемой литературы. Список литературы включает 275 источников. Работа изложенана 159 страницах машинного текста, содержит 42 рисунка и 11 таблиц.СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫГЛАВА 1. Обзор литературыВ разделе 1.1 приведено описание первичных световых процессов фотосинтеза иих роль в экологических системах. Рассматривается анализ индукции флуоресценциихлорофилла с помощью JIP – теста, природа быстрой и замедленной флуоресценции,характеризующие состояние фотосинтезирующего объекта.
Приведено описаниеосновных флуоресцентных методов, таких как PAM-флуориметрия, регистрирующаясветовые зависимости параметров флуоресценции. В разделе 1.2 рассматриваетсяхарактеристика ГВ и их роль в природе. Приведены сведения о прямых и косвенныхположительных воздействиях ГВ на растительный компонент экосистемы и ихсвязывающей способности по отношению к различным токсикантам. В разделах 1.3, 1.4,1.5 приведена информация о возможном токсическом воздействии на экологическиебиосистемы ионов хрома, НЧ серебра и алмаза.ГЛАВА 2.
Материалы и методы исследованияОбъектами исследования служили рекомендованные в биотестировании морскиеP. tricornutum и пресноводные S. quadricauda микроводоросли и растения пшеницыTriticum aestivum L. Для проведения экспериментов использовали культурымикроводорослей в экспоненциальной фазе роста. Микроводоросли P. tricornutum изколлекции кафедры гидробиологии МГУ выращивали на искусственной морскойпитательной среде Гольдберга в модификации Кабановой с концентрацией соли 20 г/лпри температуре 20C±2C и освещенности 30 мкмоль квантов·м-1с-2, 16 ч в сутки.Микроводоросли S. quadricauda были выращены на среде Успенского при температуре24°±2°С и периодическом освещении 30 мкмоль квантов·м-1с-2 (фотопериод 12 ч день/12ч ночь).
Численность микроводорослей определялась микроскопически методомпрямого счета в камере Горяева (V=0,0001 мл) при трехкратном ее заполнении.Проростки мягкой пшеницы Triticum aestivum L. были перемещены в питательныйраствор Кнопа (pH 5.5) и затем выращены в вегетационной камере (фотопериод 12 чдень/12 ч ночь, освещенность 200 мкмоль квантов·м-1с-2 ; температура 24C). Корнирастений были промыты в дистиллированной воде и перенесены на 72 ч в пробирки,содержащие ДНА и ГВ.В качестве токсикантов использовали шестивалентный хром (K2Cr2O7), НЧсеребра (“Sigma Inc.”, США), ДНА (Синта, Беларусь). Средний размер НЧ серебрасоставил около 80±13 нм. Средний размер ДНА 150 нм.Меченные тритием ДНА получены на химическом факультете МГУ ипредоставлены Бадун Г.А.
(Badun G.A. et al., 2014). Определение дзета - потенциалапроводилось на химическом факультете под руководством Волкова Д.С. (Volkov D.S. etal., 2012).7В работе были использованы гуминовые препараты чернозема Курской области,ГВ реки Суванни (стандартные образцы международного гуминового общества), ГВугля.Регистрацию световых кривых фотохимического и нефотохимическоготушения флуоресценции проводили на флуориметре Water-PAM (Walz, Германия).Измерения световых зависимостей проводится при последовательном увеличенииинтенсивности от 0 до 1500 мкмоль квантов·м-1с-2.
В конце каждого сеанса освещенияпри определенной интенсивности с использованием насыщающей вспышки (0,8 с, 3000мкмоль квантов·м-1с-2) регистрируются параметры FM´ и выход флуоресценции на светуF(t). На основании измеренных уровней флуоресценции рассчитывали следующиепараметры: FV/FМ = (FM – FO)/FM - максимальный квантовый выход разделения зарядов вФС II; Yield = (FM' – Ft)/FM' - эффективный квантовый выход в ФС II на свету; NPQ =(FM – FM')/FM' - нефотохимическое тушение флуоресценции и rETR = Yield·0,5·EI относительная скорость электронов по электрон-транспортной цепи, где EI –освещенность (мкмоль квантов·м-1с-2). Из световой кривой (rЕTR) рассчитывали:коэффициент максимальной утилизации световой энергии (угол наклона световойкривой (α)), максимальную относительную скорость электронов по электронтранспортной цепи (ETRmax) и насыщающую интенсивность света (Ен = ETRmax/α).Параметры индукции быстрой флуоресценции (БФ) микроводорослейрегистрировали на флуориметре Aqua-Pen (Photon Systems Instruments, Чехия) сиспользованием красного света.
Возбуждение красным измеряющим светом важно дляработы с образцами, содержащие ГВ, которые имеют большое фоновое свечение привозбуждении синим светом. Индукционная кривая БФ отражает постепенноевосстановление переносчиков в электрон-транспортной цепи (Рисунок 1).Индукционные кривые флуоресценции анализировали с помощью JIP-теста (МаторинД.Н., Рубин А.Б., 2012; Strasser R.J. et al., 2004). JIP-тест использует следующиепараметры кривой индукции флуоресценции: интенсивность при 20 мкс (F O), 2 мс (FJ),30 мс (FI), 6 с (F6s), а также FP (FM, максимальная интенсивность флуоресценции) и MO(площадь над кинетической кривой OJIP, но ниже уровня FM). Эти измеряемыевеличины использовали для расчета следующих параметров: FV = FM – FO максимальная переменная флуоресценция; FV/FM - максимальный квантовый выходпервичной фотохимической реакции; FV/FО - характеризует изменения в эффективностирасщепления воды (выделения кислорода) в ФС ΙΙ; VJ = (FJ – FO)/FV - относительнаяамплитуда O-J фазы, отражает количество закрытых реакционных центров (РЦ) поотношению к общему числу РЦ, которые могут быть закрыты; VI = (FI – FО)/FV относительная амплитуда J-I фазы, которая отражает способность ФС I и ее акцепторовокислять пул пластохинонов; VK = (FK – FO)/FV - указывает на нарушения в процессеразложения воды; MO = 4·(F300мкс – FO)/FV - начальный наклон фазы O-J ростафлуоресценции; ABS/RC = MO(1/VJ)(1/φPo) - поток энергии, поглощаемый однимактивным РЦ; ETO/RC = MO(1/VJ) – поток электронов, переносимых через одинактивный РЦ, при t = 0; DlO/RC = (ABS/RC) – TRO/RC - общее количество энергии,рассеиваемой одним РЦ в виде тепла; φEo= ETO/ABS= φPoψ0 - квантовая эффективностьпереноса электронов от QA; PIABS = (RC/ABS) (φPo/(1 – φPo))(ψ0/(1 – ψ0) – обобщающийпоказатель функциональной активности ФС II; qE = (FM – F6s)/FV - ΔpH-зависимоенефотохимическое тушение.Регистрация индукционных кривых быстрой, замедленной флуоресценции иредокс-превращения пигмента реакционного центра ФС I – Р700 микроводорослей8Р700+и листьев растений проведена на многофункциональном анализаторе М-РЕА-2(Hansatech Instruments, Великобритания).
Прибор позволяет одновременно следить заотдельными реакциями ФС I и ФС II. Кроме того, прибор регистрирует индукционныеизменения замедленной флуоресценции (ЗФ), которые дают информацию о кинетикеэлектрохимического градиента протонов на фотосинтетической мембране. Типичныекривые приведены на рисунке 1. Флуоресценцию хлорофилла а и изменение рассеяниясвета при длине волны 820 нм индуцировали красным светом (625 нм±10 нм) синтенсивностью 1500 (для микроводорослей) или 5000 (для высших растений) мкмольквантов·м-2с-1 в течение 60 с. ЗФ регистрировалась в режиме «Multi», т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
