Влияние переменных магнитных полей низких частот на растительные тест-системы

Введение

Живые организмы различных систематических групп в процессе своего эволюционного развития выработали различные механизмы взаимодействия с физическими факторами окружающей среды. Одним таким физическим фактором является магнитное поле. Магнитные поля могут быть как естественного, так и антропогенного происхождения [1].

На современном этапе развития общества, одной из важнейших составляющих является информационно-техническая компонента, определяющая экологические условия существования современного человека. Изучение таких антропогенных факторов как переменные магнитные поля кроме научного значения, имеют еще и практический интерес в таких областях как медицина, биология, сельское хозяйство и растениеводство.

Материал и методика исследований

В работе в качестве растительных тест-систем нами были использованы два сорта озимой мягкой пшеницы — «Княжна» и «Москвич».

Цитогенетический анализ на мягкой пшенице проводили метафазным методом на давленных ацетокарминовых препаратах путем учета делящихся клеток на различных этапах митотического цикла. После обработки проростков магнитным полем, корешки фиксировали в смеси 3 частей этилового спирта и 1 части ледяной уксусной кислоты. Длительность фиксации 2–3 часа. Зафиксированный материал промывали и хранили в 70%–ном этиловом спирте [4].

В работе с пшеницей мы использовали следующие параметры магнитного поля: частота ПеМП 25 Гц при напряженности 15 (мА/м).

Начало опыта (облучения) через 21-24 часа после замачивания семян (в зависимости от длины корешков) и время облучения от 16 часов.

Контроль проращивали, а затем фиксировали одновременно с опытными растениями.

При оценке достоверности полученных данных использовали критерий Фишера [2].

Результаты и их обсуждение

В своей работе для оценки влияния магнитного поля на растительные клетки, кроме цитогенетического анализа метафазных клеток, мы отмечали показатели посевных качеств семян озимой мягкой пшеницы, такие как всхожесть и энергия прорастания. Всхожесть и энергия прорастания являются важнейшими показателями посевных качеств семян культурных растений. Определение всхожести представляет один из важнейших видов оценки качества семян, так как с различной степенью всхожести, связаны, прежде всего, нормы высева, а затем и ряд биологических качеств посевного материала.

В нашем первом опыте нами были использовали магнитные поля с частотой 25 Гц и напряженностью 15 мА/м.

В таблицах 1-2 представлены показатели митотического индекса корешков проростков озимой мягкой пшеницы сорта «Княжна» при воздействии магнитного поля с частотой 25 Гц и в контроле.

В работе нами при изучению влияния электромагнитных полей на цитогенетические показатели корневой меристемы нами был получен значительный массив данных по митотическому индексу. Для удобства расчетов и последующего анализа из всего полученного нами экспериментального материала был составлен вариационный ряд, который в свою очередь был разбит нами на группы для большей наглядности при описании цифровых данных (табл. 1).

Анализ цифрового материала представленного в таблице 1 показывает равномерное распределение изученных корешков мягкой пшеницы по группам — I группа 39,9-47,9; II группа 48,5-59,6; III группа 60,5-64,9 промилле (‰).

В контроле цифровой материал по митотическому индексу корешков проростков озимой мягкой пшеницы сорта «Княжна» также был распределен на 3 группы (таблица 2). В первой группе показатели митотической активности в среднем составили 66,0 промилле (59,0-77,1); II группа 81,6-109,9 (94,3‰ в среднем по группе); III группа 110,1-124,2 (средние показатели по группе 117‰).

Анализ цифрового материала таблиц 1 и 2 выявил следующую закономерность — показатели митотического индекса ниже в корешках пшеницы подвергшихся облучению магнитным полем частотой 25 Гц, т.к. в этом опытном варианте наименьший митотический индекс в I группе 39,9 ‰, тогда как в контроле 59,1 ‰ — средние показатели 1 группы в опыте и контроле 44,2 и 66,0 ‰ соответственно.

Таким образом, можно сделать вывод, что магнитное поле подавляет митотический индекс в корешках проростков озимой мягкой пшеницы сорта «Княжна».

В эксперименте с озимой мягкой пшеницей сорта «Москвич» нами были, использовали магнитные поля с теми же характеристиками, что и в опытах с мягкой пшеницей — частота 25 Гц и напряженность 15 мА/м.

Анализ данных по митотическому индексу полученных при воздействии магнитного поля на корешки проростков озимой мягкой пшеницы сорта «Москвич» показывает некоторое снижение митотического индекса в опыте — 44,7-51,0‰ в I группе. В контроле же вариационный ряд I группы имеет следующий разброс: 75,7-94,3‰. Если сравнивать средние показатели первых групп опыта и контроля то цифры следующие — 47,4 и 86,0‰ т.е. можно наблюдать значительное снижение МИ в опыте. Во II и III группах опыта разброс соответственно 52,4-64,2 и 65,4-74,2‰.

В контроле также весь вариационный ряд по показателям митотического индекса корешков проростков пшеницы сорта «Москвич» разделили на 3 группы. I группа 75,6-94,3‰; II группа 100,5-117,5‰; III группа 125,7-145,6‰. Средние показатели по всем группам 86,0; 106,7 и 131,4‰ соответственно.

Как следует из полученных данных митотический индекс ниже в корешках пшеницы сорта «Москвич» подвергшихся облучению магнитным полем частотой 25 Гц, т.к. в этом опытном варианте средний показатель МИ по первой группе 47,4‰ в то время как в контроле средний показатель МИ в этой же группе 86,0‰.

Таким образом, можно сделать вывод, что магнитное поле уменьшает митотический индекс в корешках проростков пшеницы сорта «Москвич» снижая тем самым и пролиферативную активность в растениях в целом.

Среди показателей посевных качеств семян культурных растений, их всхожесть и энергия прорастания являются важнейшими свойствами. Определение всхожести представляет один из важнейших видов оценки качества семян, так как с различной степенью всхожести, связаны, прежде всего, нормы высева, а затем и ряд биологических качеств посевного материала [3].

Полученные данные по энергии прорастания и всхожести семян озимой мягкой пшеницы сортов «Княжна» и «Москвич» представленные в таблице 5 свидетельствуют о том, что обработка семян переменным магнитным полем подавляет их наклевывание, так как энергия прорастания в опытных вариантах ниже по сравнению с контролем. Так у мягкой пшеницы сорта «Княжна» энергия прорастания равна 87,2% при частоте переменного магнитного поля 25 Гц, тогда как в контроле 92,5%, а у пшеницы сорта «Москвич» этот показатель был равен 86,7% в опыте и 94,2% в контроле.

Таким образом, наши полученные в ходе экспериментов данные указывают на то, что магнитное поле с частотой 25 Гц и напряженностью 15 мА/м уменьшает пролиферативную активность как в корешках пшеницы сорта «Княжна», так и сорта «Москвич». Также негативное действие оказало магнитное поле на такие показатели как энергия прорастания и всхожесть семян обоих сортов.

Выводы

1. Отмечено снижение митотического индекса в корешках пшеницы сортов «Княжна» и «Москвич» подвергшихся облучению магнитным полем с частотой 25 Гц.
2. Показан стрессовый эффект магнитного поля с частотой 25 Гц для семян мягкой пшеницы т.к. происходит достоверное снижение энергии прорастания и всхожести семян для этих культур.
3. Установлена возможность использования изученных растений в качестве тест-систем для регистрации биологического эффекта переменных электромагнитных полей.