РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2007, том 47, № 5, с. 543-549
ИЗУЧЕНИЕ ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИИ ^^^^^^^^ НА ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЭС
УДК 582:5391.047
ПРОЯВЛЕНИЕ РАДИОАДАПТИВНЫХ СВОЙСТВ У МИКРОСКОПИЧЕСКИХ ГРИБОВ, ДЛИТЕЛЬНОЕ ВРЕМЯ НАХОДИВШИХСЯ НА ТЕРРИТОРИЯХ С ПОВЫШЕННЫМ РАДИАЦИОННЫМ ФОНОМ ПОСЛЕ АВАРИИ НА ЧАЭС
© 2007 г. Т. И. Тугай1*, Н. Н. Жданова1, В. А. Желтоножский2, Л. В. Садовников2
1Институт микробиологии и вирусологии НАН Украины, Киев, Украина 2Институт ядерных исследований НАН Украины, Киев, Украина
У семи видов микромицетов, выделенных из проб, собранных на территориях зоны отчуждения ЧАЭС, загрязненных радионуклидами, под действием двух искусственных источников: у-низких энергий ( Sn) и излучения смешанного типа у + ß (137Cs) были выявлены два новых, ранее не известных у грибов, радиоадаптивных свойства - радиотропизм и радиостимуляция. У штаммов, выделенных из проб, собранных на контрольных территориях, такие свойства не выявлены. У штаммов, проявивших свойство радиотропизма, наблюдали радиостимуляцию прорастания конидий и увеличения длины ростковых гиф под влиянием, по крайней мере одного, из двух источников излучения. У микроскопических грибов, обладающих такими свойствами, обнаружен адаптивный ответ к высоким дозам ионизирующего излучения (100-1000 Гр), который обеспечивает высокий уровень их радиорезистентности. Выявлены существенные различия в проявлении изученных ответных реакций микромицетов в зависимости от типа применяемого в работе источника ионизирующего излучения.
Микромицеты, радиотропизм, радиостимуляция, адаптивный ответ, искусственные источники ионизирующего излучения.
После Чернобыльской катастрофы существенная часть выпадений на территорию зоны отчуждения состояла из мелкодисперсных частиц сложного состава, имеющих высокую удельную активность так называемых "горячих" частиц. Они находятся в почве и претерпевают соответствующие изменения своего состава [1]. "Горячие" частицы оказывают постоянное влияние на биоту загрязненных территорий в целом и на микроскопические грибы (микромицеты), в частности. Эта группа микроскопических организмов заслуживает особого внимания, так как микромицеты являются постоянной и активной компонентой биогеоценозов [2]. После катастрофы на ЧАЭС мы осуществляли постоянный мониторинг состояния микроскопических грибов на загрязненных территориях и проводили анализ их ответных реакций на радиоактивное загрязнение [3-13].
В дальнейших исследованиях в лабораторных условиях изучали способность ряда видов микроскопических грибов, выделенных в результате
*Адресат для корреспонденции: Украина, Д 03680, ГСП Киев, ул. Заболотного, 154, ИМВ НАН Украины; тел.: (38044) 526-11-89; (38-044) 526-23-79; e-mail: tatyanatugay@ram-bler.ru; tugay@serv.imv.kiev.ua.
мониторинга, активно обрастать и "разрыхлять" "горячие" частицы. Был обнаружен факт направленного роста грибных гиф к частицам, т.е. способность проявлять позитивную радиотропную реакцию, что послужило отправной точкой для изучения радиотропизма у грибов [10, 11]. Изучение встречаемости этого явления у микроскопических грибов, при использовании искусственных источников излучения (ИИ) с активностью, близкой к активности "горячих" частиц, позволило установить, что явление радиотропизма свойственно только штаммам грибов, выделенных из проб, отобранных на территориях, загрязненных радионуклидами. Штаммы этих же видов, выделенные из чистых относительно радионуклидов территорий, этим свойством не обладали [8-12]. Кроме того, у ряда штаммов, проявляющих свойство радиотропизма, нами были отмечены активация роста грибных гиф и увеличение количества проросших конидий при повторном облучении - т.е. наблюдался эффект радиостимуляции [14].
Известно, что стимулирующее действие излучения на различные биологические объекты зависит не только от дозы облучения, но и от вида линейной передачи энергии (ЛПЭ) для каждого
Наличие радиотропных реакций у микромицетов на ионизирующее излучение
№ п/п Штамм №№ Место и дата отбора проб Загрязненность в местах отбора проб Радиотропная реакция
1 Cladosporium cladosporioides 4 Почва из 10-километровой зоны ЧАЭС, 1986 г. 4 х 107 Бк/кг Позитивная
2 Cladosporium sphaerospermum 70 Объект "Укрытие", 1997 г. 12.9 нА/кг То же
3 Hormoconis resinae 30 Объект "Укрытие", 2003 г. 2.9 нА/кг »
4 Hormoconis resinae 21 Объект "Укрытие", 2001 г. 12.9 нА/кг »
5 Hormoconis resinae 61 Объект "Укрытие", 2003 г. 21.6 нА/кг »
6 Penicillium roseopurpureum 147 Почва из рыжего леса, 1987 г. 1.4 х 106 Бк/кг »
7 Penicillium hirsutum 1 Горячие частицы (из почвы), 2002 г. 6 х 104 Бк/кг »
8 Penicillium steckii 2 Горячие частицы (из почвы), 2002 г. 6 х 104 Бк/кг »
9 Aspergillus versicolor 55 Объект "Укрытие", 2003 г. 18.0 нА/кг »
10 Aspergillus versicolor 57 Объект "Укрытие", 2003 г. 36 нА/кг »
11 Cladosporium cladosporioides 4061 Почва из Киевской обл., 2003 г. На уровне фона Отсутствие реакции
12 Cladosporium cladosporioides 396 Почва, 1957 г. То же То же
13 Cladosporium sphaerospermum 3925 Воздух, помещение библиотеки, 2003 г. » »
14 Aspergillus versicolor 222 Поверхность стены Киево-Печер-ской лавры, 2003 г. » »
15 Aspergillus versicolor 432 То же » »
16 Aspergillus versicolor 429 » » »
типа излучения [15-21]. В этой связи особое значение приобретают характеристика источников излучения и условия облучения, при которых наблюдается этот эффект. Данные о появлении реакций радиостимуляции или радиационного гор-мезиса у микроскопических грибов при влиянии на них различных по природе источников радиации практически отсутствуют.
Цель настоящей работы - изучение особенностей проявления одного из радиоадаптивных свойств - радиостимуляции у микроскопических грибов в зависимости от типа искусственных источников ионизирующего излучения: у-излуче-ния низких энергий (12^п) и излучения смешанного типа у + в (13^). Интенсивность радиостимуляции оценивали по активации роста грибных гиф и увеличению количества проросших конидий.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
Микромицеты 7 видов (16 штаммов) были выделены из проб, отобранных в различных по
уровню радиоактивного загрязнения помещениях объекта "Укрытие" и из почвы 10-километровой зоны ЧАЭС. Контрольные штаммы были выделены из проб с чистых территорий (таблица). Все используемые штаммы находились в коллекции ИМВ НАН Украины.
Для изучения реакций микромицетов на облучение были использованы два типа источников излучения. Они были помещены в канал свинцовой защиты, который заканчивался коллиматором с диаметром выходного отверстия 1 мм и толщиной стенки 40 мм. По этому каналу источники можно было передвигать, приближая и удаляя от коллиматора, что позволяло менять интенсивность облучения на выходе коллиматора. Источник "мягкого" у-излучения (121Sn) и источник смешанного ß + у-излучения (137Cs) имели разную энергию Кх: у-излучения 26-30 кэВ (Кг), у-662 кэВ соответственно, при этом активности на выходе коллиматоров обоих источников (~2 X 105 Бк). Источник (121Sn) был приготовлен в специальной упаковке, исключающей попадание испускаемых им электронов в облучаемый образец, а из источ-
ника 137Cs можно было пропускать как смешанное в + у-излучение (в-частицы с граничной энергией 515 кэВ и у-кванты 662 кэВ), а также отсекать экраном в-частицы, оставляя на выходе коллиматора только у-кванты с энергией 662 кэВ. Пластиковая чашка Петри или предметное стекло с лункой устанавливали сверху непосредственно над отверстием коллиматора.
Изучение радиотропной реакции у грибов проводили, как описано ранее [13]. Исследование влияния пролонгированного действия излучения на ростовые процессы проводили в модельной системе, включающей источник излучения, модифицированную среду Чапека (содержание сахарозы 100 мг/л) и стандартизованную суспензию конидий грибов (1 х 106 конидий/мл). Масса активируемой суспензии 100 мг содержала 4 х 105 конидий, что по массе составляло 0.5-1.5%. Средний диаметр конидий используемых штаммов грибов составлял 3 мкм, их плотность 1.05 [22]. Суспензию конидий подвергали облучению потоком у-квантов с энергией E1 = 662 кеВ от 137Cs и соответственно Ey = 26-30 кэВ от 121Sn. Учитывая массу и размер конидий согласно расчетным данным, мощность поглощенной дозы составила (40-60) Гр/сут.
В таких условиях суспензию конидий грибов подвергали действию хронического облучения в течение 5-7 сут. Поглощенная доза от Кх-из-лучения 121Sn при этом составляла 100-150 Гр и была ниже, чем от у-излучения: 137Cs - 200400 Гр. В то же время от источника 137Cs, распадающегося по схеме (137Cs —» (в-) —»- 137Ва), поглощенная доза электронов находилась в диапазоне 300-500 Гр, т.е. полная поглощенная доза от "смешанного" источника 137Cs составляла 500-1000 Гр.
Оценка влияния 137Cs и 121Sn на прорастание конидий и длину гиф исследуемых микромицетов представлена, для большей наглядности, следующим образом: как отношение процента проросших конидий при действии облучения (nSn; nCs) к проценту проросших конидий в контроле (Пк) по формуле П = (Щп;С/Пк) - 1 и соответственно как отношение длины гиф грибов в опыте (ASn; ДС8) к длине гиф в контроле (Дк) по формуле
Д = (Дс/Дк) - 1.
Статистическую обработку полученных результатов проводили, используя компьютерную программу Scion image и пакет программ Excel.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В результате исследования направленного роста грибных гиф к источнику ионизирующего излучения было обнаружено явление позитивного радиотропизма у микромицетов, которые длительное время находились под влиянием повы-
шенного радиационного фона. Наличие этого свойства было изучено у разных видов микромицетов, выделенных из проб почвы 10-км зоны, содержащей радионулкиды поверхности "горячих" частиц, внутренних помещений объекта "Укрытие", а также у контрольных штаммов, выделенных из контрольных проб. Полученные данные представлены в таблице.
Известно, что ионизирующее излучение может создавать локальное нагревание среды, чем, предположительно, и мог быть обусловлен направленный рост грибных гиф. Однако в используемой нами модельной системе, согласно проведенным расчетам, увеличение темпе
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.