Анотація до роботи:

Шевченко О.В. Вплив сполук важких металів на перебіг фітовірусної інфекції в модельних системах. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеню кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.06 – вірусологія. – Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2004.

Дисертація присвячена вивченню розвитку фітовірусної інфекції, індукованої вірусом тютюнової мозаїки (ВТМ) та Х-вірусом картоплі (ХВК), під впливом важких металів. Встановлено, що контамінація грунту металами призводить до затримки появи вірусспецифічних симптомів на 5-7 діб. Високий вміст металів (10 гранично допустимих концентрацій, ГДК) викликає розвиток більш суворих симптомів у вигляді значної деформації листків.

Продемонстровано, що наявність важких металів у грунті у середніх та високих концентраціях (5 та 10 ГДК, відповідно) призводить до суттєвого підвищення вмісту вірусу у рослинах. Так, свинець або цинк у концентрації 10 ГДК індукували підвищення концентрації ВТМ у рослинах томатів у 2.7 та 2.3 рази, відповідно. Внесення свинцю, міді або цинку (5 ГДК) призводило до збільшення вмісту ХВК у рослинах картоплі у 1.3, 1.4 та 1.6 рази, відповідно. Підвищення вмісту міді або цинку до 10 ГДК індукувало збільшення вмісту ХВК у 2.5 рази.

Встановлено, що контамінація грунтів важкими металами у надвисоких концентраціях (50 ГДК) перешкоджає утворенню вірусспецифічних цитоплазматичних включень в епідермальних клітинах рослин картоплі, інфікованих ХВК.

Продемонстровано, що одночасний вплив вірусної інфекції та важких металів у нетоксичних концентраціях (1 ГДК) викликають підвищення вмісту сумарного хлорофілу рослин тютюну, на відміну від інгібуючого впливу вірусної інфекції, викликаної ХВК, що свідчить про компенсацію впливу вірусної інфекції важкими металами у нетоксичних концентраціях. Важкі метали у токсичних концентраціях (5-50 ГДК) викликають зменшення вмісту хлорофілу у рослинах томатів і картоплі при окремій та комбінованій дії з вірусною інфекцією (ВТМ та ХВК, відповідно). Сумісна дія обох чинників індукує суттєвіше зменшення вмісту хлорофілу, однак не має адитивного чи синергічного характеру. Показано, що зменшення вмісту сумарного хлорофілу у рослинах томатів та картоплі відбувається внаслідок зменшення питомої концентрації хлорофілу a та b, відповідно, але не за рахунок обох типів хлорофілу.

Продемонстровано, що вплив важких металів не індукує змін морфологічних властивостей ВТМ та ХВК, а також маси їх капсидних білків.

1. Вперше встановлено, що внесення у грунт важких металів у високих концентраціях призводить до затримки появи вірусспецифічних симптомів, індукованих ВТМ та ХВК. Високий вміст важких металів (10 ГДК) викликає розвиток більш суворих симптомів у вигляді значної деформації листків інфікованих рослин у порівнянні з контрольними рослинами.

2. Показано, що наявність важких металів у грунті сприяє накопиченню рослинами вірусів. Так, внесення свинцю або цинку у грунт у концентрації 10 ГДК індукувало підвищення концентрації ВТМ у рослинах томатів у 2.7 та 2.3 рази, відповідно. При інфікуванні рослин картоплі ХВК, контамінація грунту міддю та цинком (10 ГДК) призводила до збільшення концентрації ХВК в рослинах у 2.5 рази.

3. Встановлено, що вплив вірусної інфекції на рослини компенсується внесенням важких металів у грунт у нетоксичних концентраціях. Протекторна дія міді, цинку та свинцю проявляється у вигляді збільшення вмісту сумарного хлорофілу в рослинах, які підлягали впливу металів та вірусної інфекції, у порівнянні з окремим впливом вірусної інфекції.

4. Вірусна інфекція, індукована ВТМ або ХВК, та важкі метали у токсичних концентраціях (5-50 ГДК) викликають зменшення вмісту сумарного хлорофілу у рослинах томатів та картоплі при окремій та комбінованій дії. Виявлено, що сумісна дія обох факторів індукує суттєвіше зменшення вмісту хлорофілу, однак не має адитивного чи синергічного характеру.

5. Продемонстровано, що зменшення вмісту сумарного хлорофілу у рослинах томатів та картоплі під впливом вірусної інфекції та важких металів відбувається внаслідок зменшення питомої концентрації хлорофілу a та b, відповідно, але не за рахунок обох типів хлорофілу.

6. Встановлено, що вплив важких металів не індукує змін морфологічних властивостей ВТМ та ХВК, а також маси їх капсидних білків.

7. Вперше показано, що контамінація грунту важкими металами у надвисоких концентраціях (50 ГДК) перешкоджає утворенню вірусспецифічних цитоплазматичних включень в епідермальних клітинах рослин картоплі, інфікованих ХВК, в той час як метали у концентрації 5 та 10 ГДК не впливають на їх утворення.

Публікації автора:

1. Шевченко О.В., Будзанівська І.Г., Шевченко Т.П., Поліщук В.П. Вплив важких металів на перебіг вірусної інфекції тютюну // Наукові Записки НаУКМА. Серія: Біологія та Екологія. -2002. –Т.20. –С. 20-23.

2. Шевченко О.В., Будзанівська І.Г., Шевченко Т.П., Бойко А.Л., Патика В.П., Поліщук В.П. Вплив забруднення довкілля важкими металами на розвиток вірусної інфекції рослин // Агроекологічний журнал. -2002. –Спец. вип. –С. 62-72.

3. Shevchenko A.V., Budzanivska I.G., Shevchenko T.P., Polischuk V.P. Stress Caused by Plant Virus Infection in Presence of Heavy Metals // Plant Protection Science. -2002. –V.38, Issue 2. –P. 455-457.

4. Шевченко О.В., Будзанівська І.Г., Патика В.П., Бойко А.Л., Поліщук В.П. Вплив важких металів на перебіг вірусних інфекцій рослин. –К.: Фітосоціоцентр. -2003. -224 с.

5. Polischuk V.P., Budzanivska I.G., Shevchenko T.P., Shevchenko A.V. Occurrence of plant virus infections in radioactively contaminated biocenoses // Матеріали ІІІ-го З’їзду з Радіаційних Досліджень. 21-25 травня 2003, Київ, Україна. –С. 418.

6. Shevchenko A.V., Budzanivska I.G., Shevchenko T.P., Polischuk V.P. Changes in the course of plant viral infection under the influence of elevated level of various heavy metals in soil // Abstract Book of The 1^st FEMS Congress of European Microbiologists. 29 June – 3 July 2003, Ljubljana, Slovenia. –Р. 484.

7. Shevchenko A.V., Budzanivska I.G., Shevchenko T.P., Polischuk V.P. Tobacco mosaic virus content is variously affected in tomato plants by heavy metals amended in soil // Volume of Abstracts of The 11^th International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions. 18-26 July 2003, St.Petersburg, Russia. –P. 174.

8. Budzanivska I.G., Shevchenko A.V., Polischuk V.P. Medium content of heavy metals in soil may partially compensate development of viral infections in plants // Abstract Book of The 6^th International Symposium & Exhibition on Environmental Contamination in Central and Eastern Europe and the Commonwealth of Independent States. 1-4 September 2003, Prague, Czech Republic. –P. 99.