Таблица 2. Этапы оценки дозы, необходимой для направленного
мутагенеза
A. Характеристики Источника излучения
Высоко/низко энергетическое излучение;
Распределение энергии;
Уровень примеси других излучений;
Градиенты дозы, требования к однородности дозы, линий изодозы;
Методы контроля дозы облучения и/или мощности дозы;
(I) Физический → Ионизационные камеры, пороговые детекторы, и т.д.;
(II) Химический → Определение ионного (химического) выхода;
(III) Биологический → Определение степени первичного повреждения, например
высоты сеянца по сравнению с контрольной группой.
B. Характеристики биологической цели
Все растение Зародыш
Зерно Пыльца
Вегетативные органы Гаметофиты и зиготы
Клетки и/или ткани растений Критерии чувствительности к облучению
Биологические факторы, факторы внешней среды, и т.д.
C. Прогноз результатов облучения
Рано отслеживаемые критерии общего повреждения, например, по длине первого
листа, длине надсемядольного колена, и т.д., и их корреляция с частотой мутации
(обычно по сравнению с мутациями хлорофилла).
Поскольку меристематические клетки активных органов и тканей
обычно находятся в различных фазах, то данные облучения часто не
воспроизводятся. Различия в чувствительности к облучению между видами
и в пределах вида могут быть относительно большие, хотя внутривидовые
или сортовые различия обычно меньше, чем между видами (Brunner, 1977).
Поэтому при селекции необходимо провести предварительные
эксперименты по реакции данного сорта на облучение, которые должны
быть основаны на данных о чувствительности к облучению вида, к
которому относится этот сорт. Каждый генотип должен быть проверен на
оптимальный уход. Результаты воздействия излучения могут быть
предсказаны на основании измерений рано проявляющихся критериев
повреждения в определенные моменты начального роста, например, по
относительной высоте облученного сеянца по сравнению с
необработанной контрольной группой. Эти данные хорошо коррелируют с
жизнеспособностью, выживанием и/или стерильностью. Кроме того,
корреляция между параметрами первого поколения мутантов с частотой
мутации во втором поколении (например, мутаций контрольного
хлорофилла), позволяет оценивать величину полезных доз облучения.
Исследование результатов направленного мутагенеза растений Vicia
faba cv. Wieselburger (сорт бобов), проводившегося с помощью γ-
излучения и быстрых нейтронов показало, что параметры первого
поколения мутантов резко снижаются при увеличении дозы облучения.
Соответствующие параметры второго поколения мутированных растений
42
добывают и перерабатывают радиоактивные руды); второстепенные
источники – питьевая вода, распад изотопов радия, инкорпорированного в
скелете, радоновые процедуры, применяемые в медицинских учреждениях.
Основной путь их проникновения в организм – органы дыхания, но в
зависимости от обстановки (например, при питье радоновой воды), эту
роль может выполнять ЖКТ и очень редко – при приеме радоновых ванн
–
кожа. Суточное поступление с пищей продуктов распада радона
колеблется от 0,22 до 1,48 Бк.
Изотопы радона – инертные газы, и поэтому распределение их в
организме существенно отличается поведения их продуктов распада. Радон
легко растворяется в крови, воде и других жидкостях организма,
значительно лучше растворяется в жирах, что обуславливает эффективное
поглощение его жировыми тканями
при поступлении в организм.
Концентрация изотопов радона в крови после достижения стационарного
состояния (практически через 1 ч после начала ингаляции для
222
Rn и
около 5 мин для
220
Rn) определяется их содержанием в воздухе и не
зависит от времени экспозиции, составляя для
222
Rn примерно 30-45%
концентрации во вдыхаемом воздухе.
При ингаляции радон распределяется относительно равномерно во
всем теле, за исключением жира, надпочечников и костей. Доза за счет
радона составляет приблизительно 1% дозы, создаваемой дочерними
продуктами распада радона. При питье воды преимущественное
накопление радона происходит в ЖКТ, жировой ткани и мозге. В первые
10-15 мин после введения
наблюдается резкое увеличение содержания и
радиоактивности во всех органах и тканях, при этом основная часть ее
быстро выделяется из организма с выдыхаемым воздухом. Через 2-3 часа в
большинстве органов и тканей остаются лишь следы радона и продуктов
его распада. Радон может проникать в организм и через неповрежденную
кожу. При приеме обычной
радоновой ванны продолжительностью 20 мин
в организм через кожу проникает и накапливается (в основном свыше 90%
в жировой ткани) около 0,5% радона, содержащегося в ванне; на коже в
отсутствие интенсивного перемешивания воды относительно тела оседает
около 2% содержащихся в ванне продуктов распада радона.
Выведение радона из организма независимо от способа введения
осуществляется главным образом через
легкие (90% от общего количества
при ингаляции, 60% - после купания), а также через кожу (около 40%
после купания) и отчасти с мочой (0,1-0,25%). Около 90% радона
выделяется из организма человека за 1 ч, полностью – за 6-7 часов. Т
б
220
Rn
из крови составляет 4,5 мин, поэтому почти весь торон распадается
прежде, чем снова попадает в легкие. Концентрация
220
Rn в воздухе легких
из-за небольшого Т
б
никогда не достигает его концентрации в воздухе.
Распределение в организме продуктов распада радона.
Короткоживущие продукты распада радона, попадая в ЖКТ (с водой,
пищей, в процессе самоочищения легких и т.д.), практически не достигают
его стенок и распадаются в его содержимом и слизистом отделяемом, не
151