ОЦЕНКА ТОКСИЧЕСКОГО И МУТАГЕННОГО ДЕЙСТВИЯ
АНТИБИОТИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ НА ПРОРОСТКИ КУКУРУЗЫ
Саратовский государственный университет им.
E-mail: *****@***ru
Антибактериальные препараты, применяемые в терапии воспалительных процессов, обладают рядом лечебных и побочных эффектов [1,2].Целью данной работы являлось исследование токсического и мутагенного действия антибиотических препаратов на проростки кукурузы.
В исследовании использовались такие антибиотики, как амоксициллин, ампициллин, гентамицин, левомицетин, рифампицин и тетрациклин (в концентрациях 5, 10, 20, 30 и 40 мг/л). Изучение действия антибиотических препаратов проводилось на кукурузе линии ПС (Пурпурная Саратовская) урожая 2012 года. В приготовленных растворах семена замачивались в течение суток и проращивались в чашках Петри на фильтровальной бумаге при 270С. Эксперимент проводился в трех повторностях.
Для оценки токсического действия антибиотиков на 2 сутки проращивания определялись всхожесть семян, длина побега и длина корней.
Воздействие антибиотиков на всхожесть семян кукурузы было значительным и снизило показатель в среднем на 15%. В целом, всхожесть опытных семян составляла 60–90%. Наибольшее воздействие на прорастание семян оказали ампициллин, левомицетин и рифампицин (количество проросших растений было снижено на 20–30% по сравнению с контрольным показателем). Цефтриаксон оказал наименьший угнетающий эффект, снизив всхожесть на 10%.
Далее измерялась длина побегов и корней двухдневных проростков кукурузы (таблица 1).
Растворы амоксициллина действовали угнетающе на образование боковых корней (встречались в единичных случаях при концентрациях 5 и 10 мг/л). В тоже время увеличивалось число придаточных корней (в 2–2,5 раза по сравнению с контролем). В опытах с левомицетином у проростков отсутствовали боковые и придаточные корни.
В опытах с растворами ампициллина и рифампицина морфологические показатели достоверно не отличались от контроля.
При минимальной концентрации (5 мг/л) гентамицин оказывал стимулирующий эффект на рост проростков кукурузы. Длина корней и побегов превышали показатели контрольных образцов в 1,5–2 раза. Сходные показатели были получены по тетрациклину. При концентрации 40 мг/л раствор цефтриаксона оказывал стимулирующий эффект на рост растений. Длина корней и побегов превышали показатели контрольных растений в 1,5 раза (таблица 1).
Таблица 1 – Длина побегов и корней проростков кукурузы при воздействии различных концентраций антибиотиков.
Анти- биотик | Морф. пока- затели, мм | Концентрация, мг/л | ||||
5 | 10 | 20 | 30 | 40 | ||
Амокси-циллин | Длина побега | 49,71±10,26 | 30,50±4,93 | 42,50±12,07 | 59,33±10,80 | 30,00±6,55 |
Длина корня | 43,57±9,09 | 31,33±2,95 | 55,50±5,76 | 41,00±5,84 | 23,71±2,18 | |
Ампи-циллин | Длина побега | 34,84±4,30 | 55,18±12,82 | 95,30±7,73 | 68,79±9,23 | 43,17±5,73 |
Длина корня | 49,63±7,96 | 67,00±10,70 | 78,43±12,09 | 65,04±8,62 | 39,94±6,02 | |
Гента- мицин | Длина побега | 120,17±14,74 | 83,43±8,39 | 60,13±10,96 | 55,57±19,78 | 57,33±14,87 |
Длина корня | 186,29±15,42 | 105,25±18,04 | 51,67±24,33 | 47,00±21,14 | 43,56±6,54 | |
Левоми-цетин | Длина побега | 81,55±14,62 | 73,86±22,71 | 69,11±12,26 | 43,67±7,42 | 33,90±6,70 |
Длина корня | 76,95±14,10 | 71,29±23,20 | 58,88±12,07 | 48,27±9,38 | 33,30±5,21 | |
Рифам-пицин | Длина побега | 84,22±12,63 | 96,65±16,23 | 76,76±13,62 | 73,40±13,81 | 77,33±14,94 |
Длина корня | 82,09±11,19 | 113,30±22,47 | 64,88±11,46 | 66,40±10,69 | 57,39±10,31 | |
Тетра-циклин | Длина побега | 87,00±15,64 | 44,22±5,05 | 27,78±6,19 | 54,11±9,55 | 24,59±2,02 |
Длина корня | 73,38±10,23 | 36,87±4,68 | 21,57±3,29 | 38,11±5,37 | 24,82±2,11 | |
Цефтри-аксон | Длина побега | 67,75±14,13 | 50,33±5,31 | 63,25±13,22 | 67,50±10,13 | 89,71±4,62 |
Длина корня | 104,25±17,11 | 96,44±7,47 | 105,63±21,34 | 115,25±17,93 | 140,00±12,82 |
Для цитогенетического анализа фиксировались кончики корешков двухдневных проростков достигших длиной 8–15 мм. В качестве фиксатора использовался ацетоалкоголь (3:1). Подсчет клеток на разных стадиях клеточного цикла осуществлялся на временных давленных ацетокарминовых препаратах [3]. Полученные данные приведены на рисунке 1.
Рисунок 1. – Изменение МИ корневых меристем проростков кукурузы при проращивании семян в растворах антибиотиков разных концентраций.
Примечание: МИ - митотический индекс, %
Большинство изученных нами растворов антибиотиков оказывали угнетающий эффект на процесс деления клеток.
При действии левомицетина и тетрациклина МИ (митотический индекс) был ниже контрольных образцов в 2 раза. С увеличением концентрации этих антибиотиков в митозе наблюдались сложные структурные нарушения (отставание хромосом, образование хроматидных мостов).
При концентрации гентамицина 5 мг/л МИ достоверно не отличался от контроля. С увеличением концентрации до 10 мг/л наблюдалось резкое снижение МИ (в 3 раза), а при концентрациях 20–40 мг/л клетки корневых меристем опытных образцов погибали.
МИ при действии амоксициллина в концентрации 30 мг/л достоверно не отличался от контроля. В остальных концентрациях МИ был ниже на 30% по сравнению с контролем, кроме того встречались единичные клетки, содержащие микроядра. Действие ампициллина также оказывало угнетающий действие на процесс деления клеток корня.
Высокий МИ (16%) отмечался при воздействии раствора рифампицина концентрацией 40 мг/л на проростки кукурузы. При концентрации 30 мг/л МИ достоверно не отличался от контроля. Дальнейшее понижение концентрации вело к уменьшению МИ (при концентрациях 5–10 мг/л он был ниже контрольного в 2 раза).
При невысоких концентрациях цефтриаксона МИ превышал контроль на 2–7%, что свидетельствует о стимуляции роста растений. С дальнейшим увеличением концентрации МИ снижался. При максимальной концентрации МИ был ниже контроля в 3 раза. Во время митоза при высоких концентрациях раствора антибиотика (30–40 мг/л) в единичных клетках наблюдались фрагментация и образование мостов. При меньших концентрациях отклонения в митозе отсутствовали.
Из вышесказанного следует, что среди изученных нами антибиотиков левомицетин оказывал наиболее сильное угнетающее воздействие на прорастание и дальнейший рост проростков кукурузы линии ПС. Слабые концентрации цефтриаксона проявляли стимулирующий эффект на процесс деления клеток корневых меристем.
Библиографический список
1. Белозеров осложнения: 1-е изд. / , . – СПб: Изд-во Питер, 2001. – 448 с.
2. Егоров учения об антибиотиках: Учебник. 6-е изд., перераб. и доп. / . – М.: Изд-во МГУ; Наука, 2004. – 528 с.
3. Пухальский и цитогенетика растений / -ский, , . – М.: Изд-во МСХА, 2004. – 118 с.
Сведения об авторе
Пархоменко Алёна Сергеевна – аспирант, г
Вид доклада: устный (/ стендовый)
