Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?
Научные направления
Поделиться:
Статья опубликована в №66 (февраль) 2019
Разделы: Биология
Размещена 19.02.2019. Последняя правка: 18.02.2019.

К вопросу о поглощённой дозе ультрафиолетовой радиации (Обзор)

Манин Константин Владимирович

к.б.н.

ФГБНУ Всероссийский научно-исследовательский институт радиологии и агроэкологии ФАНО

н.с.

Аннотация:
Показано, что коэффициент перехода от экспозиционной к поглощенной дозе в посевах ячменя снижается по мере развития растений и увеличения плотности их надземной биомассы. Концепция биологически эффективной дозы имеет ряд ограничений, обусловленных различными механизмами действия разных частот ультрафиолетовой радиации на объект исследования. Накопление некоторых вторичных метаболитов способствует изменению проницаемости клеточных мембран, и как следствие меняет проникающую способность неионизирующего облучения.


Abstract:
It is shown that the transition rate from the exposure to the absorbed dose in barley crops decreases with the development of plants and the increase in the density of their aboveground biomass. The concept of biologically effective dose has a number of limitations, due to the different mechanisms of action of different frequencies of ultraviolet radiation on the object of study. The accumulation of certain secondary metabolites contributes to a change in the permeability of cell membranes, and as a result changes the penetrating ability of non-ionizing radiation.


Ключевые слова:
УФ-радиация; поглощенная радиация; вторичные метаболиты

Keywords:
UV radiation; absorbed radiation; secondary metabolites


УДК 633.16:613.648

Введение

В предыдущих исследованиях нами предпринята попытка изучения закономерности зависимости между биологическим эффектом и величиной коэффициента поглощения лучистой энергии посевами ячменя, кормовых бобов, картофеля [1; 2]. Показано, что коэффициент перехода от экспозиционной к поглощенной дозе в посевах ячменя снижается по мере развития растений и увеличения плотности их надземной биомассы [1]. 

Концепция биологически эффективной дозы имеет ряд ограничений, обусловленных различными механизмами действия разных частот ультрафиолетовой радиации на объект исследования. Условно, можно выделить «прямое поглощение», когда происходит непосредственное поглощение энергии верхними слоями листовой пластинки, и «косвенное поглощение», когда степень поглощения и отражения зависят от природы накопленных пигментов. Установлено, что  активация процессов биосинтеза флавоноидных и фенилпропаноидных пигментов снижает негативное влияние хронических и острых интенсивностей УФ облучения [3; 4].

Цель данной работы состоит в попытке уточнить роль вторичных метаболитов в процессах поглощения и отражения у растений.

Научная новизна: В большинстве имеющихся научных публикациях рассматривается только физическая составляющая процессов поглощения световой энергии. Основная идея данных работ состоит в том, что степень поглощения и отражения какого-либо излучения зависит только от физических характеристик данного облучения. Тогда как неионизирующие излучения не могут глубоко проникнуть в объект исследования, но способны вызывать эффекты, которые отражаются на урожайности изучаемой культуры. Полученные же результаты по вторичным метаболитам свидетельствуют об недооценки вклада данных реакций на процессы поглощения и отражения падающей радиации.

Результаты

Наиболее эффективным способом защиты продуктивности кукурузы от негативного влияния острого УФ-излучения оказалось предпосевное замачивание семян в растворе люминофора [5]. Наблюдалась тенденция усиления протекторных свойств люминофоров, которая коррелирует со сдвигом максимума поглощения в длинноволновую сторону  спектра [5].

Установлено [6; 7; 8;  9; 10; 11; 12; 13; 14], что  накопление вторичных метаболитов (флавоноидов, антоцианов, микоспорин-зависимые аминокислоты (MAAs)-) в поверхностных тканях жирянки обыкновенной (Pinguicula vulgaris L.) не вызывало изменений площади листьев и общей надземной биомассы   при УФ-облучении в середине периода роста.

Таким образом, для более адекватного отражения вопроса перехода от экспозиционной к поглощенной дозе в посевах сельскохозяйственных культур необходимо учитывать не только природу вторичного метаболита, но и фазу развития растения.

Библиографический список:

1. Манин К.В., Цыгвинцев П.Н. «Разработка методики оценки поглощения ультрафиолетового излучения посевами ячменя»: Sci-Article.ru №45 (май), 2017 // http://sci-article.ru/stat.php?i=1495695279
2. Гусева О.А., Манин К.В. «Оценка поглощения ультрафиолетового излучения посевами различных культур». //Сборник докладов молодёжного круглого стола «Современные проблемы радиобиологии и радиоэкологии», 2017.
3. Ковалёва О. А. «Влияние УФ радиации на фотодинамические характеристики переменной флуоресценции и содержание флавоноидов в листьях картофеля в условиях закрытого биотехнического комплекса». // Вопросы естествознания: сборник научных статей студентов, магистров, аспирантов и молодых ученых факультета естествознания. / Министерство образования Республики Беларусь, Белорусский государственный педагогический университет им. Максима Планка, 2007.
4. Mendez M., D. Gwynn Jones, Manetas Y. «Enhanced UV-B radiation under field conditions increases anthocyanin and reduces the risk of photoinhibition but does not affect growth in the carnivorous plant Pinguicula vulgaris». // New Phytologist, 1999, Vol. 144, pp. 275-282.
5. Коломиец И. И. «Влияние органических люминофоров на баланс конкуренции среди отдельных компонентов фитоценоза при ультрафиолетовом стрессе». // Автореферат на соискание ученой степени кандидата биологических наук, 2006, 130 с.
6. Reyes-Díaz M., Meriño-Gergichevich C., Inostroza-Blancheteau C., Latsague M., Acevedo P., Alberdi Wester M. «Anatomical, physiological, and biochemical traits involved in the UV-B radiation response in highbush blueberry». // Biologia Plantarum, 2016, pp. 1-12.
7. Katerova Z., Todorova D., Tasheva K., Sergiev I. «Influence of Ultraviolet radiation on plant secondary metabolite production». // Genetics and Plant Physiology, 2012, Vol. 2, №3-4, pp. 113-144 (http://www.ifrg-bg.com).
8. Канаш Е.В., Осипов Ю.А. Диагностика физиологического состояния и устойчивости растений к действию стрессовых факторов среды (на примере УФ-В радиации). Методические рекомендации. СПб. РАСХН Россельхозакадемии, 2008.
9. Donato Castronuovo, Giuseppe Tataranni, Stella Lovelli, Vincenzo Candido, Adriano Sofo, Antonio Scopa «UV-C irradiation effects on young tomato plants: preliminary results». // Pakistan Journal of Botany, 2014, Vol. 46, № 3, pp. 945-949.
10. Yu Ran Moon, Min Hee Lee, Altanzaya Tovuu, Choon-Hwan Lee, Byung Yeoup Chung, Youn-Il Park, Jin-Hong Kim «Acute exposure to UV-B sensitizes cucumber, tomato, and Arabidopsis plants to photooxidative stress by inhibiting thermal energy dissipation and antioxidant defense». // Journal of Radiat. Res., 2011, Vol. 52, pp. 238-248.
11. Hanna H. Abd EL-Baky, Farouk K. EL Baz, Gamal S. EL-Baroty «Production of antioxidant by the Green Alga Dunaliella salina». // International Journal of Agriculture and Biology, 2004, Vol. 6, №1, pp. 49-57.
12. Andrea Sonnino, John Ruane «La innovación en agricultura como herramienta de la política de seguridad alimentaria: el caso de las biotecnologías agrícolas». //Los libro «Biotecnologías e innovación: el compromise social de la ciencia», 2013.
13. Тоайма В.И.М., Радюкина Н.Л., Дмитриева Г.А., Кузнецов Вл.В. «Оценка антиоксидантного потенциала лекарственных растений при действии УФ-В-облучения». // Вестник РУДН, серия Агрономия и животноводство, 2009, №4, с. 12-20.
14. Али-заде Г.И. «Влияние УФ-С и УФ-В излучений на первичные процессы фотосинтеза и каталазную активность в клетках Dunaliella». // Современные проблемы науки и образования, 2009, №4, с. 18-25.




Комментарии пользователей:

19.02.2019, 13:39 Ашмаров Игорь Анатольевич
Отзыв: Статья выполнена на актуальную тему и вызывает практический интерес. Материал работы хорошо структурирован, приведены теоретические выкладки как подтверждение выводов. Работа структурирована в соответствии с требованиями журнала. Аннотация соответствует содержанию статьи, равно как и её англо-русский перевод. Вывод сделан. Могу рекомендовать данный материал к публикации в научном журнале в открытом доступе.


19.02.2019, 15:19 Манин Константин Владимирович
Отзыв: Большое спасибо Игорь Анатольевич! В ближайшее время я добавлю практический материал из ранее проделанного эксперимента и попытаюсь опубликовать другую статью в научном журнале. С уважением Манин К.В.


Оставить комментарий


 
 

Вверх