УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК
ІНСТИТУТ РИБНОГО ГОСПОДАРСТВА
ЛОБОЙКО Юрій Васильович
УДК 639.3:371:575
ЕКОЛОГО-ЦИТОГЕНЕТИЧНИЙ МОНІТОРИНГ
ПРИ ВИРОЩУВАННІ КОРОПА
В РИБНИЦЬКИХ СТАВАХ
06.02.03 - рибництво
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата сільськогосподарських наук
Київ – 2002
Дисертацією є рукопис
Робота виконана у Львівській державній академії ветеринарної медицини ім. С.З.Гжицького Міністерства аграрної політики України
Науковий керівник: доктор біологічних наук, професор
Секретарюк Кім Васильович
завідувач кафедри паразитології та рибництва
Львівської державної академії ветеринарної
медицини ім. С.З.Гжицького
Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор
Янович Вадим Георгійович
провідний науковий співробітник
Інституту рибного господарства УААН
кандидат сільськогосподарських наук
Дехтярьов Петро Андрійович
доцент факультету гідробіоресурсів і аквакультури Херсонського державного аграрного університету
Провідна установа: Київський національний університет
ім. Т.Г.Шевченка, біологічний факультет.
Захист дисертації відбудеться 20 вересня 2002 року о 1000 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 26.364.01 в Інституті рибного господарства за адресою: 03680, м. Київ,
вул. Обухівська, 135.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту рибного господарства УААН, м. Київ, вул. Обухівська, 135.
Автореферат розісланий 19 серпня 2002 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради,
кандидат біологічних наук С.А.Кражан
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. На екологічний стан рибницьких господарств суттєво впливають якість води джерела водопостачання, а також інтенсифікаційні заходи, які застосовуються в рибництві. У ставах на протязі вегетаційного періоду накопичуються органічні речовини за рахунок відмирання водної рослинності та продуктів життєдіяльності риб. Корми та органічні добрива, які використовуються в рибництві, сприяють накопиченню в ставах органічних речовин та біогенних елементів (Шестерин А.А и др., 1980, 1990, Садыков О.Ф., Фирафонтов М., 1989; Нежиховский Р.В., 1990; Белоконь В.Н., Нахшина Е.П., 1990; Державин Л.М., 1990; Дмітрієва О.В., Колос О.М., 1993; Филь С.А., Дмитриева О.В., 1993; Гринжевський М.В., 1999).
Екологічні порушення умов навколишнього середовища призводять до накопичення в ньому мутагенів, що вимагає впровадження у рибницьких господарствах системи еколого-цитогенетичного моніторингу з метою контролю за генетичним вантажем у по-пуляції риб з урахуванням особливостей довкілля (Олексив И.Т., 1992; Анісімова І.Г. і ін., 1995; Бариляк І.Р., 1995; Mc.Mahon T., 2000).
Дослідження цитогенетичних показників у соматичних клітинах органів, гематологічних та біохімічних показників у крові риб є актуальними для оцінки забруднення водних екосистем та біомоніторингу стану і розвитку гід-робіонтів (Боровков В.А., 1997; Henderson А.R., Davies І.М., 2000; Jonsson G.S., 2000).
Вивчення цитогенетичних, гематологічних та біохімічних змін і порушень в орга-нізмі риб при дії різних екологічних чинників та встановлення певних “нормативів” мітотичної активності і хромосомного числа соматичних клітин органів та кількості мікроядер в еритроцитах крові коропа дозволить швидко і ефективно використовувати одержані дані для раннього виявлення негативних змін в органах та крові риб. Необхідність розширення і поглиблення вивчення вказаних питань була вра-хована при виконанні дисертаційної роботи.
Звязок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є фрагментом наукових досліджень при виконанні теми “Наукові основи еколого-паразитологічного моніторингу при вирощуванні коропа та розробка засобів лікування і профі-лактики паразитозів” на кафедрі паразитології та рибництва Львівської державної академії ветеринарної медицини ім. С.З. Гжицького (№ державної реєстрації 0101U008300).
Мета та завдання дослідження. Метою роботи було дослідження цитогенетичних, гематологічних та біохімічних показників у соматичних клітинах органів та крові різних вікових груп коропа (Cyprinus сarpio L.) залежно від гід-рохімічних чинників водного середовища, розробка та вдосконалення на цій основі методів моніторингу водних екосистем та цитогенетичних змін в організмі риб.
До завдань роботи входило дослідження у коропа, вирощуваного в ставах з різним гідрохімічним режимом:
- мітотичної активності та аномальних мітозів у соматичних клітинах органів;
- каріотипу та виникнення спонтанних мутацій хромосом;
- мікроядерного тесту в еритроцитах крові;
- гематологічних та біохімічних змін показників крові;
- кореляційних зв'язків між цитогенетичними, гідрохімічними та гематологічними показниками.
Об'єкт дослідження – вода ставів і різновікові групи коропа.
Предмет дослідження – гідрохімічні дослідження в ставах, цитогенетичні, гематологічні та біохімічні показники органів і крові коропа.
Методи дослідження – для досягнення мети було використано гідрохімічні, цитогенетичні, гематологічні та біохімічні методи.
Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в межах здійснення комплекс-ного підходу до вирішення проблеми екологічного моніторингу водних систем обґрунтовано використання цитогенетичних, біохімічних та гематологічних методів при дослідженні стану риб. Встановлено різноманітні прояви негативного впливу гідрохімічних чинників на організм коропа. Зокрема, за результатами досліджень вперше отримано дані про вплив гідрохімічних чинників на мітотичну активність та виникнення спонтанних мутацій в соматичних клітинах нирок, селезінки, кишечника та зябер коропа. Виведено каріотип коропа, вирощуваного за різних гідрохімічних умов. Також вперше отримано дані про цитогенетичні порушення еритроцитів крові риб під впливом гідрохімічних чинників. За допомогою мікроядерного тесту встановлено вірогідні зміни кількості еритроцитів з мікроядрами у риб. Встановлені загальні закономірності змін гематологічних показників, вмісту білків та співвід-ношення окремих їх фракцій у сироватці крові коропа в різному віці.
Практичне значення одержаних результатів. На основі одержаних результатів обґрунтовано використання цитогенетичних, гематологічних і біохімічних показників в органах і крові коропа з метою контролю за впливом екологічних чинників на його вирощування, підвищення рибопродуктивності, розробки нормативів для моніторингу забруднень водної екосистеми ставів. Результати проведених досліджень впроваджено в навчальний процес у ВНЗах тваринниць-кого профілю.
Особистий внесок здобувача. Весь обсяг експериментальних досліджень за темою дисертаційної роботи, добір та аналіз даних літератури, статистична обробка одержаних результатів, їх опис і аналіз виконані пошукачем особисто під керівництвом доктора біологічних наук, професора К.В. Секретарюка.
Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації доповідались на Міжнародній науковій конференції “С.З. Гжицький і сучасна аграрна наука” (Львів, 2000), Міжнародній науково-практичній конференції “Сучасні проблеми еко-логії та гігієни виробництва продукції тваринництва” (Вінниця, 2000), Міжнародній науково-практичній конференції “Актуальні проблеми розвитку сучасної зооветеринарної науки” (Львів 2001), Міжнародній науково-практичній кон-ференції молодих вчених “Проблеми аквакультури і функціонування водних екосистем” (Київ, 2002).
Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 8 наукових праць.
Обсяг і структура роботи. Дисертація має 128 сторінок машинописного текс-ту і складається із вступу, огляду літератури, загальної методики і основних методів досліджень, результатів власних досліджень, аналізу та узагальнення результатів, висновків, пропозицій виробництву, списку використаних джерел. Список літератури включає 229 джерел, з них 71 іноземних авторів. У дисертації міститься 21 таблиця, 28 рисунків.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ
Гідрохімічний режим та його вплив на цитогенетичні, гематологічні та біохімічні показники органів і крові риб (За літературними даними)
В розділі подано огляд літературних даних, які стосуються дослідження гідрохімічного режиму ставів, цитогенетичних, гематологічних, біохімічних показників в організмі риб. У результаті аналізу літературних джерел виявлено, що практично немає інформації стосовно впливу гідрохімічних чинників на мітотичну активність, каріотип, утворення мікроядер в еритроцитах, гематологічні та біохімічні показники крові коропа.
Розробка загальної теорії продуктивності біологічних систем в умовах посиленого впливу господарської діяльності людини на навколишнє середовище потребує розв‘язання багатьох наукових проблем. Зокрема для виявлення закономірностей продуктивності коропа у рибницьких господарствах і розробки рекомендацій з подальшого розвитку цієї галузі необхідні знання еколого-цитогенетичних особливостей індивідуального розвитку водних організмів в умовах зовнішнього середовища, що постійно змінюється.
Вказано, що літературні дані практично не узагальнені для розробки системи еколого-цитогенетичного моніторингу у ставовому рибництві.
МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ
Робота виконана протягом 1998-2001 років. Експериментальні дослідження проведено на кафедрі паразитології та рибництва Львівської державної академії ветеринарної медицини імені С.З. Гжицького та у дослідних ставах двох рибницьких господарств, які значно різняться за рядом гідрохімічних показників: “Великий Любінь” Городоцького району та “Стрий” Стрийського району Львів-ської області.
У господарстві “Великий Любінь” Городоцького району та господарстві “Стрий” Стрийського району було використано по два дослідні стави площею 1,5 та 1,8 га. Цьоголітки коропа в обидвох господарствах вирощувалися в монокультурі, а дволітки – з коропо-сазановим гібридом. У дослідні стави господарства “Великий Любінь” вода надходить з річки Верещиця, а у стави господарства “Стрий” – з річки Стрий.
Об'єктом дослідження були цьоголітки, однорічки та дволітки любінського лускатого коропа, які утримувались у вирощувальних і нагульних ставах пло-щею 1,5 та 1,8 га. У дослідженнях використовували 8 риб з кожної вікової гру-пи. Для досліджень в усі групи були відібрані клінічно здорові риби за прин-ципом аналогів.
Дослідження цитогенетичних, гематологічних та біохімічних показників у коропа в обох господарствах проводили протягом вегетаційного періоду 1999-2000 pp.: у цьоголіток – у жовтні 1999 р; у однорічок – у травні 2000 р., у дволіток – у липні 2000 р. У цей же час проводили гідрохімічні та гідробіологічні дослідження води в експери-ментальних ставах.
В експериментальні стави вносили по 3 т органічних та 300 кг/га мінеральних добрив протягом вегетаційного сезону.
Крім природного корму в обох господарствах коропу згодовували кормосуміш, що складалася з меленого жита, кукурудзи, пшеничних висівок.
Гідрохімічні та гідробіологічні показники у ставах досліджували за загальноприйняти-ми методами (Привезенцева Ю.А., 1971; Березиной Н.А., 1989). Мітотичну активність популяції сома-тичних клітин органів досліджували за методом описаним Ford C.E., Hamerton J.L. (1965), препарати метафазних хромосом готували за методикою, описаною Баршене П.В., (1981), мікроядерний тест – за методом, описаним Саноцким И.В. и др., (1978). У крові риб визначали: гематокрит – центрифугуван-ням у гематокритній центрифузі МЦГ-8; гемоглобін – за допомогою фотометра КФК-3; кількість еритроцитів – за допомогою гемоцитометра кондуктометричного ГЦМК-3; резистентність еритроцитів – за допомогою приладу Line recoder TZ 212S. Гематологічні дослідження проводились за загальноприйнятими мето-дами (Кудрявцев А.А., Кудрявцева Л.А., 1974). Об'єм еритроцита і концентра-цію гемоглобіна в одному еритроциті визначали за методом, описаним Стребковой Т.П., (1981). У сироватці крові визначали: вміст загального білка – за допомогою рефрактометра РДУ; вміст окремих білкових фракцій – методом електрофорезу в поліакриламідному гелі з наступним визначенням відносної їх кількості на аналізаторі фореграм АРФ-1 (Антонов Б.І., 1991).
Одержані дані опрацьовували статистично за комп‘ютерною програмою на комп'ютері IBM-PC/AT із використанням статистичного програмного пакету. Рівень вірогідності порівнюваних показників визначали за таблицею Ст'юдента.
РЕЗУЛЬТАТИ ВЛАСНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
Показники гідрохімічного та гідробіологічного режиму
дослідних ставів господарства “Великий Любінь”
Гідрохімічний режим дослідних ставів у господарстві “Великий Любінь” протягом вирощування риб ко-ливався в незначних межах. Температура води протягом всього вегетаційного періоду в ставах дослідного господарства знаходилася в межах 12-25°С. Вміст розчиненого кисню у воді становив 6,1-7,5 мг О2/л. У ставах не відмічено нако-пичення вільного двоокису вуглецю, концентрація якого була значно менша від нормативно допустимих величин.
З біогенних елементів у воді дослідних ставів виявлено 0,02-0,4 мг N/л амонійного азоту. Вміст нітритів і нітратів у воді становив відповідно 0,1 і 0,3-1 мг N/л, тобто не перевищував допустимих величин.
Вміст заліза у воді знаходився в межах норми і становив 0,02-0,03 мг Fe/л, вміст фосфору був підвищений влітку і навесні, він знаходився в межах 0,02-0,1 мг Р/л.
Водневий показник (рН) води у дослідних ставах складав 6,8-7,3.
Перманганатна окиснюваність води у ставах підвищувалася у весняні і літні місяці та знижувалась восени, протягом досліджень вона знаходилась в межах 3,6-16,3 мг О/л.
Мінералізація води була середньою, що забезпечено концентрацією основних іонів у воді і дорівнювала 380,4-401,8 мг/л. Загальна твердість була на рівні 2-5,58 мг-екв/л. Вміст кальцію та магнію у воді ставів становив відповідно 18-99 мг Са/л, 6,6-9,85 мг Mg/л.
Вміст хлоридів і сульфатів у дослідних ставах коливався в широких межах, проте кількість їх не перевищувала допустимих показників.
Аналіз одержаних результатів дозволяє зробити висновок, що всі досліджувані гідрохімічні показники у дослідних ставах господарства “Великий Любінь” зазнавали коливань протягом сезону, проте вони не перевищували нормативні показники для рибницьких ставів. Отже в цілому вони повністю відповідали вимогам для вирощування коропа в рибницьких господарствах.
При дослідженні природної кормової бази ставів було встановлено, що в травні біомаса зоопланктону коливалася в межах 6-10 г/м3, бентосу – 5-6 г/м2, у липні – відповідно 22-25 г/м3, і 2,8-3 г/м2, у жовтні – 2 г/м3 і 0,5 г/м2. В цілому забезпечуючи харчові потреби риб.
Показники гідрохімічного та гідробіологічного режиму дослідних ставів
господарства “Стрий”
Проведені дослідження показали, що температурний та газовий режим у дослідних ставах господарства “Стрий” був досить напруженим і зазнавав значних коливань протягом вегетаційного періоду. Температурний режим був сприятливий для вирощування коропа. Середня температура води за сезон в ставах становила 20,5°С, з коливаннями від 13°С в травні і жовтні, до 28°С – в липні.
Вміст розчиненого кисню у воді становив 4,1-7,4 мг О2/л, критичний стан кисневого режиму не спостерігався, проте він був нижчий від нормативних вимог в липні та жовтні.
Рівень амонійного азоту у дослідних ставах значно перевищував нормативні величини і становив 2,1-4,8 мг N/л.
Вміст нітритів і нітратів у воді значно перевищував норму і становив відпо-відно 0,1-0,3 та 5,8-10,5 мг N/л. Вміст заліза у воді ставів не перевищував нормативних значень і знаходився в межах 0,04-0,08 мг Fe/л. Вміст фосфору у воді залежно від сезону коливався в межах від 0,1 до 0,3 мг Р/л.
Водневий показник (рН) у воді протягом досліду незначно перевищував норму і знаходився в межах 7,6-8,9.
Перманганатна окиснюваність води незначно підвищувалась у літні місяці внаслідок нагромадження органічних речовин тваринного і рослинного походження і знижувалася восени, вона коливалася від 5,2 до 16,2 мг О/л.
Вміст кальцію і магнію у воді ставів коливався відповідно від 24,2 до 44,5 мг Са/л, вміст магнію від 6,6 до 16,2 мг Mg/л, мінералізація води – від 250,0 до 354,8 мг/л.
Загальна твердість води коливалася від 2,4 до 4,1 мг-екв/л.
Вміст хлоридів і сульфатів у воді ставів також знаходився в межах норми.
Загалом, у воді ставів протягом вирощування риб підвищувався рівень амонійного азоту, нітритів, нітратів, рН та знижувався вміст розчинного кисню за рахунок часткової мінералізації органічних речовин.
Біомаса зоопланктону води у ставах господарства “Стрий” у травні становила 6-7 г/м3, бентосу – 6 г/м2, в липні – відповідно 20-24 г/м3 і 2,8 г/м2, у жовтні -1,5 г/м3 і 0,4 г/м2. Отримані дані свідчать про середній розвиток кормової бази у дослідних ставах.
Морфометричні та рибницькі показники різних вікових груп коропа
залежно від умов вирощування
У ставах господарства “Великий Любінь” маса цьоголіток становила 30,25±2,23 г, довжина - 11,02±0,31 см, коефіцієнт вгодованості – 2,30±0,09. У другої вікової групи риб – однорічок маса становила 28,58±2,66 г, довжина – 11,40±0,35 см, коефіцієнт вгодованості – 1,92±0,07, що обумовлено зимівлею риб. У дволіток спо-стерігалося вірогідне підвищення всіх показників, а саме, маси – на 87,0% (Р<0,001), довжини – на 44,9% (Р<0,001) та коефіцієнта вгодованості – на 20,7% (Р<0,01).
У коропа в господарстві “Стрий” показники маси, довжини, коефіцієнта вгодованості відрізнялися від показників риб у господарстві “Великий Любінь”. У цьоголіток маса становила 27,70±0,86 г, довжина - 10,90±0,15 см, коефіцієнт вгодованості – 2,09±0,02. В однорічок різниці в цих показниках були відсутні. У дволіток показ-ники маси, довжини та коефіцієнта вгодованості нижчі, ніж у риб госпо-дарства “Великий Любінь”, відповідно на 10,6, 8,5 і 10,3%.
Отже, при дослідженнях морфометричних показників коропа різних вікових груп у ставах дослідних господарств встановлено, що маса, довжина та коефіцієнт вгодованості були вищими у риб, виловлених у ставках господарства “Великий Любінь”.
Проведені дослідження показали, що рибопродуктивність ставів у господарстві “Великий Любінь” за вирощування цьоголіток коропа становила 1188 кг/га, а рибопродуктивність ставів у господарстві “Стрий” – 1070 кг/га. Рибопродуктивність нагульних ставів у результаті вирощування дволіток коропа у господарстві “Великий Любінь” становила 1083 кг/га, а у ставах господарства “Стрий” – 990 кг/га. У двох господарствах затрати корму на одиницю приросту складали для цьоголіток – 3,7 кг, для дволіток – 4,3 кг.
З цих даних випливає, що рибопродуктивність ставів за однакових умов вирощування коропа значною мірою залежить від гідрохімічних особливостей, а саме від впливу екологічних чинників, що слід враховувати при вирощуванні ставових риб.
Вивчення мітотичної активності та загального рівня
аномальних мітозів у соматичних клітинах органів коропа
Мітоз – універсальний спосіб поділу клітин, що дає можливість одержати точні копії генетичного матеріалу. Це складне ділення ядра клітини, біологічне значення якого полягає в точному ідентичному розподілі хромосом із вмістимою в них гене-тичною інформацією між ядрами дочірніх клітин.
Дослідження мітотичної активності проводили в соматичних клітинах нирок, селезінки, кишечника та зябер коропа. У різних вікових груп коропа господарства “Великий Любінь” вона була високою, про що свідчить високий індекс мітотичної активності. Рівень мітотичної активності у соматичних клітинах органів одно-річок та дволіток значно вищий, ніж у цьоголіток. В однорічок порівняно до цьо-голіток індекс мітотичної активності більший у нирках – на 5,4%, у селезінці – на 7,0%, у кишечнику – на 9,6%, у зябрах – на 7,2%. У дволіток він також більший – у нирках – на 2,0%, у селезінці – на 4,0%, у кишечнику – на 10,0%, у зябрях – на 3,7%, ніж у цьоголіток. З цих даних випливає, що з віком мітотична активність соматичних клітин в органах коропа підвищується.
У всіх органах коропа в господарстві “Великий Любінь” переважала кількість про-фаз і метафаз, про що свідчить коефіцієнт фаз, який в однорічок у порівнянні з цьоголітками значно більший: у нирках – на 15,3%, у селезінці – на 28,0%, у кишечнику – на 5,3%.
У дволіток порівняно до цьоголіток коефіцієнт фаз був більший у кишечнику на 40,8%, у зябрах – на 36,0%.
Значна різниця спостерігалась також у кількості аномальних мітозів у соматичних клітинах органів коропа залежно від віку. Кількість їх у однорічок у порівнянні з цьоголітками у нирках, селезінці та зябрах була менша майже у 3 рази. У дволіток загальна кількість аномальних мітозів була більша в нирках на 10%, у селезінці – на 18,2%, у зябрах – на 18,2%, ніж у цьоголіток. Найменша кількість аномальних мітозів виявлена у соматичних клітинах органів однорічок (Рис. 1).
При дослідженні мітотичної активності в клітинах органів коропа господарства “Стрий” також спостерігалася висока мітотична активність. У цьоголіток і однорічок індекс мітотичної активності майже однаковий, у дволіток він дещо більший в порівнянні з цьоголітками: у нирках – на 7,3%, у селезінці – на 7,3%, у кишечнику – на 2,8%, у зябрах – на 2,0%.
Рис. 1. Кількість аномальних мітозів у різних вікових груп коропа
в господарстві “Великий Любінь”
У клітинах органів всіх вікових груп риб переважали профази і метафази, про що свідчить високий коефіцієнт фаз, який також підвищувався з віком риб. Зокрема збільшення коефіцієнта фаз виявлено в кишечнику і зябрах дволіток порівняно до цьоголіток: відповідно на 46,1 та 32,2%.
У соматичних клітинах органів риб господарства “Стрий” виявлені значні вікові різниці в кількості аномальних мітозів. Кількість їх в однорічок у порівнянні з цьоголітками була менша: у нирках – на 27,8%, у селезінці – на 13,3%, у кишеч-нику – на 12,5%, у зябрах – на 25%. Однак у дволіток кількість аномальних мітозів зроста-ла, у селезінці – на 25%, у зябрах – на 20,0% (Рис. 2).
Рис. 2. Кількість аномальних мітозів у різних вікових груп коропа
в господарстві “Стрий”
Одержані результати свідчать про високу мітотичну активність досліджуваних соматичних клітин органів коропа та незначні коливання фаз мітозу у різних вікових груп риб в обох господарствах. Проте у господарстві “Великий Любінь” коефіцієнт фаз риб у відповідних вікових груп був вищий, ніж у господарстві “Стрий”. Кількість аномальних мітозів у риб у господарстві “Стрий” була значно більша, ніж у риб господарства “Великий Любінь”. У цьоголіток коропа в господарстві “Стрий” їх кількість була більша у нирках – на 50%, у селезінці – на 40%, у кишечнику – на 44%, у зябрах – на 46%.
Такі ж різниці у кількості аномальних мітозів спостерігалися в однорічок коропа: у нирках кількість їх була більша – на 77%, у селезінці – на 77%, у кишечнику – на 29%, у зябрах – на 75%. У дволіток коропа в господарстві “Стрий” кількість аномальних мітозів у нирках була більша на 44,5%, у селезінці – на 45,0%, у кишечнику – на 43,4%, у зябрах – на 45,0%.
Каріотип і рівень спонтанних аберацій хромосом коропа
У результаті проведених досліджень встановлено, що в коропа у господарстві “Великий Любінь” диплоїдний набір хромосом у клітинах нирок становив 2n=100, з яких 18 – мета-центричних, 32 – субметацентричних, 28 – акроцентричних, 22 – телоцентричних. Кількість хромосомних плеч дорівнює 150. Така ж кількість хромосом виявлена в клітинах риб господарства “Стрий”.
У клітинах нирок риб в обох господарствах виявлена значна кількість хромосомних аберацій. Кількість клітин з хромосомними абераціями в риб у господарстві “Стрий” була значно більша, ніж у риб у господарстві “Великий Любінь”, а саме: у цьо-голіток – на 33%, у однорічок – на 27,3%, у дволіток – на 28%. Крім цього, у риб різних вікових груп спостерігалися незначні відхилення в кількості хромосом (табл. 1).
Таблиця 1.
Рівень спонтанних аберацій хромосом у клітинах нирок коропа у досліджуваних господарствах (M±m, %, n = 8) |
Цьоголітки | Однорічки | Дволітки
“Великий Любінь”
Гіподиплоїдія | 3,2±0,69 | 2,6±0,61 | 3,5±0,67
Хромосомні аберації | 1,2±0,52 | 1,09±0,51 | 1,6±0,53
“Стрий”
Гіподиплоїдія | 3,3±0,98 | 3,0±0,76 | 4,0±0,40
Хромосомні аберації | 1,8±0,64 | 1,5±0,64 | 2,5±0,65
Отже, отримані дані показали, що у риб досліджених ставів відмічалася значна кількість хромосомних перебудов та зміни їх кількості. Проте більш істотніші зміни виникають у хромосомах нирок риб господарства “Стрий”, що очевидно пов‘язано з порушенням екологічних чинників.
Частота виявлення мікроядер в еритроцитах крові коропа
Аналіз препаратів з різних серій показав, що мікроядра в еритроцитах крові коропа, який вирощувався у двох господарствах виявляються з різною частотою у різних вікових груп риб. Кількість мікроядер в еритроцитах крові коропа в господарстві “Великий Любінь” становить: у цьоголіток –7,3±0,51‰, у однорічок – 7,4±0,60‰, у дволіток – 11,3±0,63‰. Найбільша кількість мікроядер виявлена в еритроцитах дволіток коропа в літні місяці. У риб господарства “Стрий” кількість мікроядер в еритроцитах крові коропа була значно більша: у цьоголіток – на 17,1%, у однорічок – на 5,1%, у дволіток – на 11,7%. Кількість мікроядер в екритроцитах крові коропа значною мірою залежить від віку риб (Рис. 3).
Рис.3. Кількість мікроядер в еритроцитах крові коропа
в господарствах “Великий Любінь” і “Стрий”.
Отже, на основі одержаних даних можна зробити висновок про те, що з погіршенням гідрохімічного режиму в ставах кількість мікроядер в еритроцитах крові риб збільшується. Така ж тенденція спостерігалася і у віковому аспекті, що також є важливим при про-веденні спостережень за змінами кількості мікроядер в еритроцитах крові риб.
Гематологічні показники еритроїдного ряду в різних вікових груп коропа
З наведених даних таблиць 2, 3 видно, що різниці у вмісті еритроцитів у крові коропа, вирощуваного в господарствах “Великий Любінь” та “Стрий” вира-жені мало.
Таблиця 2.
Показники еритроїдного ряду крові різних вікових груп коропа
у господарстві “Великий Любінь” (M±m, n = 8)
Показники | Цьоголітки | Однорічки | Дволітки
Кількість еритроцитів, Т/л | 2,3±0,23 | 2,07±0,08 | 1,35±0,07**
Резистентність еритроцитів | 1,7±0,28 | 2,21±0,37 | 0,933±0,15*
Гематокрит, % | 31,5±1,30 | 18,77±1,03*** | 25,0±1,72*
Гемоглобін, Г% | 12,8±0,70 | 10,85±0,33* | 8,75±0,50***
Об'єм 1 еритроцита, мк3 | 153,42±22,63 | 90,41±3,67* | 188,8±13,54
Кількість гемоглобіну в 1 еритроциті 10-12 г | 61±6,55 | 52,71±1,90 | 64,8±1,89
Концентрація гемоглобіну в 1 еритроциті, % | 40,94±2,24 | 58,36±2,48*** | 35,42±2,55
Ступінь вірогідності: * - Р < 0,05; ** - P < 0,01; *** - P < 0,001.
Проте резистентність еритроцитів та гематокрит у крові риб господарства “Стрий” була значно вища, ніж у риб у господарстві “Великий Любінь”. Кількість гемоглобіну в крові, як по відношенні до її об'єму, так і з розрахунку на один еритроцит, у крові цьоголіток і однорічок коропа, вирощуваного в господарстві “Великий Любінь”, була значно більша, ніж у коропа, вирощуваного в господарстві “Стрий”.
Таблиця 3.
Показники еритроїдного ряду крові різних вікових груп коропа
у господарстві “Стрий” (М±m, n = 8)
Показники | Цьоголітки | Однорічки | Дволітки
Кількість еритроцитів, Т/л | 2,2±0,10 | 2,4±0,11 | 1,38±0,17**
Резистентність еритроцитів | 1,9±0,07 | 2,42±0,34 | 1,58±0,07**
Гематокрит, % | 28±1,21 | 19±1,55*** | 31,5±1,55
Гемоглобін, Г% | 9,96±0,37 | 9,5±0,86 | 8,38±0,19
Об'єм 1 еритроцита, мк3 | 128,7±5,08 | 163,6±14,84* | 228,9±2,82***
Кількість гемоглобіну в 1 еритроциті, 10-12 г | 46,1 ±2,70 | 39,9±3,36 | 61,3±2,00**
Концентрація гемоглобіну в 1 еритроциті, % | 35,7±1,17 | 24,9±2,80** | 26,8±0,77***
Ступінь вірогідності: * – Р < 0,05; ** – Р < 0,01; *** – Р < 0,001.
Отже, гідрохімічний режим у ставах значно впли-ває на гематологічні показники у коропа, що необхідно враховувати при встановленні нормативних величин показників червоної крові у різних вікових групах ко-ропа та ступеня впливу на них екологічних чинників.
Загальний вміст білка і співвідношення окремих білкових фракцій
у сироватці крові коропа різних вікових груп
Дослідження вмісту загального білка в сироватці крові різних вікових груп коропа в господарстві “Великий Любінь” показали, що він значно змінювався з віком риб. Зокрема, вміст загального білка в сироватці крові однорічок на 58,2% менший (Р < 0,001), а у дволіток – на 19,2% більший (Р<0,001), ніж у сироватці крові цьоголіток. Аналогічні вікові зміни загального вмісту білків у сироватці крові коропа в господарстві “Стрий” виражені значно меншою мірою (табл. 4).
У сироватці крові досліджуваних риб у господарстві “Великий Любінь” переважає А-альбумінова фракція: у цьо-голіток вона становить 38,65±1,17%, у однорічок – 37,55±3,24%, у дволіток – 39,85±1,15%. Статистично вірогідні зміни спостерігаються також у вмісті ?-альбумінової фракції в сироватці крові коропа з віком. У однорічок її кількість була вірогідно менша (Р<0,001), ніж у цьоголіток.
Таблиця 4.
Вміст загального білка і співвідношення білкових фракцій в сироватці крові різних вікових груп коропа
у господарстві “Великий Любінь” (М+m; n=8)
Показники | Цьоголітки
(жовтень, 1999 р.) | Однорічки
(травень, 2000 р.) | Дволітки
(липень, 2000 р.)
Загальний білок г/л | 29,4±0,07 | 12,3±0,17*** | 36,4±0,23***
Альбуміни, % | 47,45 | 48,7 | 48,5
с-?льбуміни, % | 8,73±0,16 | 10,62±0,33*** | 8,65±0,42
А-альбуміни, % | 38,65±1,17 | 37,55±3,23 | 39,85±1,15
Глобуліни, % | 52,55 | 51,83 | 51,3
б1-глобуліни, % | 15,2±0,45 | 11,2±0,91*** | 16,22±0,40
в1-глобуліни, % | 4,9±0,62 | 5,15±0,98 | 4,06±0,48
б2-глобуліни, % | 8,4±0,24 | 10,15±1,70 | 8,88±0,38
в2-глобуліни, % | 4,4±0,47 | 7,55±0,47*** | 4,09±0,48
г1-глобуліни, % | 8,3±0,65 | 8,42±1,51 | 8,19±0,49
г2-глобуліни, % | 10,19±0,79 | 9,4±1,56 | 10,06±1,02
Альбуміни/
глобуліни | 0,91 | 0,97 | 0,96
Ступінь вірогідності: * – P < 0,05; ** – P < 0,01; *** – P < 0,001.
При цьому вміст ?1-глобулінів у сироватці крові однорічок був на 26,4% менший (Р<0,001), у дволіток – на 6,3% (Р<0,05) більший, ніж у сироватці крові цьоголіток. Виявлено також незначне підвищення вмісту ?1- та ?2-глобулінових фракцій у сироватці крові однорічок, та вірогідне підвищення ?2-глобулінів (Р<0,001) порівняно до їх вмісту в сироватці крові цьоголіток та дещо менший вміст ?2-глобулінової фракції в сироватці крові однорічок.
У риб всіх вікових груп у господарстві “Стрий” різниці у фракційному складі білків сироватки крові виражені відносно мало. Відмічено більшу кількість ?-альбумінів у сироватці крові дволіток на 12,7% (Р<0,05), та меншу кількість А-альбумінів у сироватці крові однорічок (Р<0,05) порівняно до їх вмісту у сироватці крові цьоголіток (табл. 5).
Таблиця 5.
Вміст загального білка і співвідношення білкових фракцій у сироватці крові різних вікових груп коропа у господарстві “Стрий” (M+m, n=6)
Показники | Цьоголітки
(жовтень, 1999 р.) | Однорічки
(травень, 2000 р.) | Дволітки
(липень, 2000 р.)
Загальний білок г/л | 28,1±0,82 | 20,6±0,12*** | 30,4±0,34***
Альбуміни, % | 44,22 | 42,87 | 45,55
с-?льбуміни, % | 7,2±0,32 | 7,97±0,53 | 8,25±0,42*
А-альбуміни, % | 37,02±1,62 | 34,9±1,82 | 37,3±0,44
Глобуліни, % | 55,7 | 56,5 | 54,45
б1-глобуліни, % | 14,6±0,40 | 17,5±0,81** | 14,8±1,10
в1-глобуліни, % | 5,3±0,18 | 8,9±0,34*** | 4,15±0,25**
б2-глобуліни, % | 8,3±0,25 | 9,8±0,78* | 8,5±0,37
в2-глобуліни, % | 7,0±0,37 | 6,0±0,38* | 4,3±0,25***
г1-глобуліни, % | 9,7±0,28 | 6,4±0,95** | 10,5±1,86
г2-глобуліни, % | 10,8±0,89 | 7,9±0,81* | 12,08±0,52
Альбуміни/глобуліни | 0,79 | 0,76 | 0,84
Ступінь вірогідності: * – P < 0,05; ** – P < 0,01; *** – P < 0,001.
Водночас спостерігалася на 17,0% більша кількість ?1-глобулінів та – на 40,5% кількість ?1-глобулінів (Р<0,05) у сироватці крові однорічок коропа та на 22,0% менша кількість ?1-глобулінів у сироватці крові дволіток (Р<0,01) порівняно до їх вмісту у сироватці крові цьоголіток. Крім цього, виявлено менший вміст ?2-глобулінів у сироватці крові однорічок та дволіток – відповідно на 14,3% та 38,6% (Р<0,001). Що стосується ?-глобулінових фракцій, то спостерігалася менша кількість ?1-, г2-глобулінів у сироватці крові однорічок на 34% (Р<0,01) та 27% (Р<0,05) і навпаки, дещо більший вміст їх у сироватці крові дволіток, відповідно на 8,2% та 10,6% (Р<0,05).
У результаті проведених досліджень значної різниці у вмісті загального білка в сироватці крові однорічок коропа у господарстві “Великий Любінь” і “Стрий” не виявлено. Проте вміст білків у сироватці крові дволіток та цьоголіток риб у господарстві “Стрий” був менший (Р<0,05), ніж риб у господарстві “Великий Любінь”.
Загалом, альбуміново-глобулінове відношення у сироватці крові риб всіх вікових груп у господарстві “Стрий” було менше, ніж у сироватці крові риб у господарстві “Великий Любінь”, що обумовлено більшим вмістом в їх крові ?-, в-, г-?лобулінових фракцій.
Корелятивні зв‘язки між показниками стабільності геному і гідрохімічним режимом
та еритроїдним рядом крові
Проведений кореляційний аналіз між кількістю еритроцитів з мікроядрами та вмістом нітратів, нітритів, амонійного азоту, кисню, кількістю та резистентністю еритроцитів, гемоглобіном, між кількістю еритроцитів та їх резистентністю свідчить про те, що між усіма вище згаданими показниками існує середній або тісний корелятивний зв‘язок, який підтверджує залежність цитогенетичних, гематологічних та біохімічних показників від гідрохімічного режиму ставів.
ВИСНОВКИ
1. Аналіз гідрохімічного режиму ставів двох рибницьких господарств у різних зонах Львів-ської області показав, що в цілому він відповідав вимогам, необхідним для ви-рощування коропа. Проте в ставах господарства “Стрий”, розташованих в передгірській зоні, виявлені значні відхилення від нормативних значень: більший вміст амонійного азоту (до 4,8 мг N/л), нітритів (до 0,3 мг N/л), нітратів (до 10,5 мг N/л) та менший вміст розчиненого у воді кисню (до 4,1 мг О2/л). У ставах господарства “Великий Любінь”, розташованих у рівнинній зоні, гідрохімічні показники знаходились у межах норми.
2. Рибопродуктивність ставів при вирощуванні цьоголіток і дволіток коропа у ставах господарства “Великий Любінь” була відповідно на 10% і 8,6% більша, ніж у ставах господарства “Стрий”. Морфометричними дослідженнями коропа вирощеного в цих господарствах встановлено, що маса, довжина та коефіцієнт вгодованості були більші в риб господарства “Великий Любінь”.
3. У коропів у ставах господарства “Стрий” виявлена менша мітотична активність та порушення перебігу фаз мітозу в соматичних клітинах органів, а також більша кількість аномальних мітозів, ніж у риб господарства “Великий Любінь”.
4. При проведенні хромосомного аналізу соматичних клітин нирок коропа встановлено, що каріотип 2n = 98-100 хромосом. Кількість хромосомних аберацій у клітинах нирок риб у господарстві “Стрий” була значно більша, ніж риб у господарстві “Великий Любінь”: у цьоголіток – на 33,3%, у однорічок – на 27,3%, у дволіток – на 36,0%.
5. У різних вікових груп коропа в обох господарствах виявлені мікроядра в еритроцитах крові. Їх кількість у риб господарства “Стрий” була більша, ніж у риб господарства “Великий Любінь”: у цьоголіток – на 17,1%, у однорічок – на 5,1%, у дволіток – на 11,7%.
6. При погіршенні нормативних показників гідрохімічного режиму у ставах спостерігалося підвищення резистентності еритроцитів і гематокриту та зниження забезпеченості гемоглобіном крові риб різних вікових груп.
7. Виявлена залежність вмісту окремих білкових фракцій в сироватці крові цьоголіток, однорічок та дволіток від екологічних умов у ставах. Зокрема, виявлено менше альбуміново-глобулінове відношення в сироватці крові риб у господарстві “Стрий”, що обумовлено більшим вмістом ?-, в-, г-?лобулінових фракцій.
8. На основі проведених досліджень встановлено середні та тісні корелятив-ні зв'язки між кількістю мікроядер в еритроцитах крові і гідрохімічними показ-никами, кількістю та резистентністю еритроцитів, кількістю гемоглобіну.
ПРОПОЗИЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ
1. Рекомендується проводити в рибницьких господарствах еколого-цитогенетичний моніторинг за вирощуванням коропа, використовувати при цьому встановлені значення цитогенетичних, гематологічних та біохімічних показників.
2. Для оцінки мутагенного впливу екологічних чинників на організм коропа рекомендується використовувати швидкий та високоефективний мікроядерний тест.
3. Необхідно застосовувати встановлені показники каріотипу та його змін в селекційно-племінній роботі при вирощуванні коропа в рибницьких господарствах.
4. Результати досліджень можуть бути використані у навчальному процесі та при проведенні науково-дослідних робіт.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦЇЇ
1. Лобойко Ю.В., Секретарюк К.В., Шемчук В.Р., Пилипець А.З. Еколого-морфофізіологічний моніторинг при вирощуванні коропа // Сільський господар. – 1999. – №11-12. – С. 45-46.
2. Лобойко Ю.В., Секретарюк К.В. Цитогенетичні і гістохімічні досліджен-ня нирок, селезінки і зябер однорічки коропа // Науковий вісник Львівської державної академії ветеринарної медицини ім. С.З. Ґжицького. – Львів, – 1999. -Т.1,№4.-С. 118-121.
3. Секретарюк К.В., Лобойко Ю.В. Еколого-цитогенетичний моніторинг при вирощуванні коропа у рибницьких ставках // Науковий вісник Львівської державної академії ветеринарної медицини ім. С.З.Ґжицького. – Львів, 2000. -Т.2,№2.-Ч.4.-С. 126-129.
4. Лобойко Ю.В. Цитогенетична та біохімічна мінливість коропа в залежності від водної екосистеми ставів // Збірник наукових праць Вінницького дер-жавного аграрного університету. – 2000. – Т.1. – В.8. – С.157-160.
5. Лобойко Ю.В. Порівняльна оцінка гідрохімічних показників рибницьких господарств Львівської області // Науковий вісник Львівської державної академії ветеринарної медицини ім. С.З. Ґжицького. – 2000. – Т.2, №3-4. – С. 126-129.
6. Лобойко Ю.В., Секретарюк К.В. Частота виявлення мікроядер в еритроцитах крові коропа // Науковий вісник Львівської державної академії вете-ринарної медицини ім. С.З. Ґжицького. – 2001. – Т.З, №2. – С. 95-97.
7. Секретарюк К.В., Лобойко Ю.В. Спонтанні хромосомні мутації соматичних клітин в нормі у коропа (Cyprinus carpio L.) // Праці міжнародної нау-ково-практичної конференції “Проблеми аквакультури і функціонування вод-них екосистем”. – Київ: Інститут рибного господарства. – 2002. – С. 124-125.
8. Лобойко Ю.В. Каріотип та рівень спонтанних аберацій хромосом коропа (Cyprinus carpio L.) // Рибне господарство. – 2002. – № 61. – С. 27-30.
Лобойко Ю.В. Еколого-цитогенетичний моніторинг при вирощуванні коропа в рибницьких ставах. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.02.03 – рибництво. Інститут рибного господарства УААН, Київ, 2002.
Робота присвячена вивченню змін цитогенетичних, гематологічних та біохімічних показників соматичних клітин органів та крові у коропа різних вікових груп під впливом гідрохімічних чинників водного середовища, розробці та вдосконаленню на цій основі методів еколого-цитогенетичного моніторингу водних екосистем та цитогенетичних порушень в організмі коропа.
Зокрема, за результатами досліджень вперше отримано дані про мітотичну активність та аномальні відхилення соматичних клітин нирок, селезінки, кишечника та зябер коропа залежно від умов вирощування, встановлено каріотип коропа в різних господарствах.
Також вперше отримано дані про цитогенетичні порушення еритроцитів крові риб під впливом гідрохімічних чинників, за допомогою мікроядерного тесту встановлено вірогідні зміни рівня еритроцитів з мікроядрами, досліджено загальні закономірності вікових змін гематологічних показників та змін вмісту загального білка і окремих білкових фракцій у сироватці крові коропа.
Встановлено корелятивні зв'язки між цитогенетичними, гідрохімічними та гематологічними показниками.
Ключові слова: цитогенетика, екологія, мітоз, каріотип, мікроядра, гідрохімічні, гематологічні та біохімічні показники, короп.
Лобойко Ю.В. Эколого-цитогенетический мониторинг при выращивании карпа в рыбных прудах. Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.02.03 – рыбоводство. Институт рыбного хозяйства УААН, Киев, 2002.
Работа посвящена изучению изменений цитогенетических, гематологических и биохимических показателей соматических клеток органов и крови разных возрастных групп карпа под влиянием гидрохимических факторов водной сре-ды, разработке и усовершенствованию на этой основе методов мониторинга водных экосистем и цитогенетических нарушений в организме карпа.
В результате проведенных исследований установлено, что показатели гидрохимического режима оказывают существенное влияние на цитогенетические, ге-матологические и биохимические показатели соматических клеток органов и крови карпа. Анализ гидрохимического режима прудов двух хозяйств показал, что в целом он отвечал требованиям,
