Зниження мітотичної активності під впливом ксенобіотиків є неспецифічною реакцією меристематичних клітин у відповідь на будь-який стресор. Специфічними ж змінами можна вважати відмінності в спектрі патологій мітозу й тенденції розподілу клітин, які діляться залежно від фаз мітотичного циклу [9]. Тому наступним етапом роботи було визначення відносної тривалості кожної стадії та розподілу проліферуючих клітин за фазами мітозу.

Установлено, що при дії ґрунтових чинників різнофункціональних зон урбоекосистеми Івано-Франківська в клітинах тест-об’єкта статистично достовірно змінювалася пропорція між кількістю клітин у різних фазах мітозу порівняно з фоновими значеннями (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Розподіл клітин за фазами мітозу в апікальній меристемі первинних корінців Allium cepa L., експонованих на ґрунтах різних районів Івано-Франківська.

У меристемах первинних корінців цибулі городньої, що формувалися на ґрунтах південного та південно-східного районів, спостерігається достовірне збільшення клітин на стадіях метафази та телофази. Метафазний індекс меристематичних тканин первинних корінців A. cepa L. при експозиції на ґрунті із південного району складає 33,60±0,25%, а телофазний – 12,32±0,11%, що на 3,58 та 1,86% перевищує відповідні фонові значення. Для апікальних меристем, що експонувалися на ґрунтах південно-східного району, зазначені індекси перевищують фонові показники на 4,00 та 2,89% відповідно й сягають числових значень 34,09±0,26 і 13,45±0,06%.

Тенденція до збільшення метафазного індексу прослідковується також для меристематичних тканин A. cepa L., що проростали на ґрунтах північно-східного району міста.

Накопичення в тканинах великої кількості метафазних клітин є наслідком затримки каріокінезу на цій стадії та пов’язано із порушенням функції веретена поділу [1].

Достовірне зростання телофазного індексу має місце в меристематичних тканинах, що формувалися на ґрунтах усіх районів урбоекосистеми, окрім північно-східного. Затримка мітотичного поділу на стадії телофази вказує на порушення процесу формування фрагмопласту [1].

Характерною особливістю перебігу мітозу у меристемах біотестора при експонуванні на ґрунтах Івано-Франківська є достовірне збільшення кількості профазних клітин у більшості аналізованих варіантів. Максимальне збільшення відсоткової частки клітин, що знаходяться на стадії профази, порівняно із фоновою територією відмічено у центрально-міському районі та індустріальному передмісті.. Профазний індекс на зазначених територіях становив відповідно 56,52% і 62,20%.

Збільшення кількості клітин на стадії профази часто пов’язують із зростанням її тривалості [1].

Таким чином, комплексна дія ґрунтових факторів урбоекосистеми Івано-Франківська має виражений інгібуючий вплив на мітотичну активність корінців Allium cepa L. і порушує нормальну динаміку клітинного циклу. Інтенсивність впливу визначається рівнем антропогенного пресингу. Так, максимальні показника ушкодження індикатора мають місце за умови інтенсивного транспортного забруднення та зоні впливу найпотужніших діючих промислових об’єктів міста.

4.3. Кластогенність ґрунтів урбоекосистеми Івано-Франківська

Для встановлення кластогенних властивостей ґрунтів Івано-Франківська застосовували метод ана-телофазного аналізу клітин апікальної меристеми первинних корінців A. cepa L. На мікропрепаратах визначали відсоток аберантних клітин та клітин із мікроядрами при експонуванні на ґрунті кожного дослідженого району міста.

З’ясовано, що в клітинах апікальних меристем цибулі ріпчастої, пророщеної на ґрунті фонової території, середньогрупова частота аберантних ана-телофаз становила 1,34±0,09, що достовірно не відрізняється від значення відповідного контрольного показника. Ґрунти різних районів Івано-Франківська володіють вираженим мутагенним ефектом різної інтенсивності, про що свідчить зміна цитогенетичних показників тест-об’єкта порівняно з фоном (табл. 4.3).

Мінімальні показники пошкодження біоіндикатора спричинював комплекс ґрунтових чинників південного району міста. Частка аберантних ана-телофаз становила тут відповідно 2,18±0,11%, що відповідає «нижче середнього» рівню ушкодження за уніфікованою шкалою.

У північному районі міста частка аберантних ана-телофаз сягає значення 3,25±0,06%, а умовний показник ушкодження – 0,40. Таким чином рівень ушкодження біотестора класифікується як «середній»

Таблиця 4.3.

Рівень хромосомних аберацій (ХА) у клітинах апікальної меристеми первинних корінців Allium cepa L., експонованих на ґрунтах різних районів міста Івано-Франківська та умовні показники ушкодження біотестора (УПУХА)

Досліджуваний район | Частка аберантних ана-телофаз, (M±m), % | УПУХА | Рівень пошкодження біоіндикатора

Фонова територія | 1,34±0,09 | 0,05 | низький

Південний | 2,18±0,11* | 0,20 | нижчий середнього

Південно-східний | 2,71±0,10* | 0,29 | Нижчий середнього

Північний | 3,25±0,06* | 0,40 | середній

Північно-східний | 3,67±0,16 * | 0,48 | вищий середнього

Індустріальне передмістя | 5,41±0,17 * | 0,81 | максимальний

Центральний | 4,91±0,14 * | 0,92 | максимальний

Контроль | 1,07±0,06* | 0 | мінімальний

* - вірогідні зміни досліджуваних показників порівняно з контролем і фоновим значенням.

В апікальних меристемах первинних корінців, що формувалися на ґрунтах північно-східного району, частка аберантних ана-телофаз перевищує фоновий показник у 2,74 раза і складає 3,67±0,16%. У цілому, комплекс ґрунтових умов територій даного району урбоекосистеми спричинює зростання УПУХА тест-об’єкту до значення 0,81, що характеризує рівень пошкодження біоіндикатора як «вищий середнього».

Генетичні ефекти впливу урботехногенних полютантів на хромосомний апарат A. cepa L. найбільш виражені у центрально міському районі та у промисловому передмісті Івано-Франківська. Відсоток аберантних ана-телофаз, що формувалися на ґрунтах зазначених територій перевищує фоновий показник відповідно в 4,04 і 3,66 раза й складає 5,41±0,17% та 4,91±0,14%. Загалом УПУХА A. cepa L., при експонуванні на ґрунтах зазначених районів, становить 0,81 та 0,92, що відповідає максимальному рівню ушкодження біоіндикатора за шкалою оцінки мутагенного фону та стану генофонду.

Цитогенетичний аналіз перебудов каріому меристематичних клітин тест-об’єкта показав, що його пошкодження були представлені як хромосомними, так і геномними аномаліями (рис. 4.2 А-Г ).

А Б

В Г

Рис. 4.2. А-Г. Хромосомні та