rmebrk.kzrmebrk.kz/journals/123/biol (5).pdf · Известия Национальной Академии наук Республики Казахстан 2 Б а с р е д а

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ ҰЛТТЫҚ ҒЫЛЫМ АКАДЕМИЯСЫНЫҢ

ХАБАРЛАРЫ ИЗВЕСТИЯ

НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

СЕРИЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ И МЕДИЦИНСКАЯ

5 (287)

СЕНТЯБРЬ–ОКТЯБРЬ 2011 г.

ИЗДАЕТСЯ С ЯНВАРЯ 1963 ГОДА

ВЫХОДИТ 6 РАЗ В ГОД

АЛМАТЫ НАН РК ҒЫЛЫМ

Известия Национальной Академии наук Республики Казахстан

2

Б а с р е д а к т о р

медицина ғылымдарының докторы, профессор А. А. Ақанов

Р е д а к ц и я а л қ а с ы:

ҚР ҰҒА академигi И. О. Байтулин (бас редактордың орынбасары), ҚР ҰҒА-ның академиктерi Е. В. Гвоздев, Н. Ə. Айтқожина, И. Р. Рахымбаев, М. Х. Шығаева, Р. С. Күзденбаева, А. М. Мелдебеков, ауылшаруашылығы ғылымдарының докторы Б. М. Махатов, биология ғылымдарының докторы, профессор А. Т. Иващенко, биология ғылымдарының докторы, профессор Н. П. Огарь, биология ғылымдарының докторы Т. С. Балмұханов, биология ғылымдарының докторы Р. С. Қарынбаев, медицина ғылымдарының докторы Р. И. Юй, биология ғылымдарының кандидаты Қ. Ə. Тойбаева (жауапты хатшы)

Г л а в н ы й р е д а к т о р

доктор медицинских наук, проф. А. А. Аканов

Р е д а к ц и о н н а я к о л л е г и я:

академик НАН РК И. О. Байтулин (заместитель главного редактора), академики НАН РК Е. В. Гвоздев, Н. А. Айтхожина, И. Р. Рахимбаев, М. Х. Шигаева, Р. С. Кузденбаева, А. М. Мелдебеков, доктор сельскохозяйственных наук Б. М. Махатов, доктор биологических наук, профессор А. Т. Иващенко, доктор биологических наук, профессор Н. П. Огарь, доктор биологических наук Т. С. Балмуханов, доктор биологических наук Р. С. Карынбаев, доктор медицинских наук Р. И. Юй, кандидат биологических наук К. А. Тойбаева (ответсекретарь)

E d i t o r - i n - c h i e f

doctor of medical sciences, prof. A. A. Akanov

E d i t o r i a l s t a f f:

academician of the NAS of the RK I. O. Baitullin (deputy editor-in-chief), academicians of the NAS of the RK E. V. Gvozdev, N. A. Aitkhozhina, I. R. Rakhimbaev, M. Kh. Shigaeva, R. S. Kuzdenbaeva, A. M. Meldebekov, doctor of agricultural sciences B. M. Makhatov, doctor of biological sciences, prof. A. T. Ivaschenko, doctor of biological sciences, prof. N. P. Ogar, doctor of biological sciences T. S. Balmukhanov, doctor of biological sciences R. S. Karynbaev, doctor of medical sciences R. I. Yui, candidate of biological sciences K. A. Toibaeva (secretary)

«Известия НАН РК. Серия биологическая и медицинская» ISSN 2224-5308 Собственник: РОО «Национальная академия наук Республики Казахстан» (г. Алматы) Свидетельство о постановке на учет периодического печатного издания в Комитете информации и архивов Министерства культуры и информации Республики Казахстан №5546-Ж, выданное 01.06.2006 г. Периодичность: 6 раз в год Тираж: 300 экземпляров Адрес редакции: 050010, г. Алматы, ул. Шевченко, 28, ком. 218-220, тел. 261-06-33, 272-13-19, 272-13-18 Адрес типографии: ИП «Аруна», г. Алматы, ул. Муратбаева, 75

© Национальная академия наук Республики Казахстан, 2011

Серия биологическая и медицинская. № 5. 2011

3

Обзоры

УДК 581.5 (235.216)

С. Ə. ƏБИЕВ

САҢЫРАУҚҰЛАҚТАР ПАТШАЛЫҒЫН ЖҮЙЕЛЕУДЕГІ ЗАМАНАУИ КӨЗҚАРАСТАР

Л. Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті

Саңырауқұлақтарды жүйелеудің тарихы тереңде жатыр. Алғашқыда ол қарапайым практи-

калық тұрғыда қалыптасса (пайдалы, пайдасыз, зиянды, қауіпті т.с.с.), бертін келе морфологиялық, биологиялық, экологиялық, географиялық сипат ала бастады. Зерттеу құралдарының, зерттеу əдіс-тəсілдерінің жетілдіріле түсуіне орай, саңырауқұлақтар жайында мəліметтердің көптеп жинақтала түсуіне байланысты, оларды жүйелеу де күрделілене түсті. Көптеген бірін-бірі қайталайтын немесе бір-біріне ұқсас, ұқсамайтын, тіпті қарама-қайшы жүйелер жарық көрді. Саңырауқұлақтарды жүйелеумен талай əйгілі кеңестік жəне алыс-жақын шет елдік микологтар айналысып, өз жүйелерін жариялап жатты. Қайсыбір жүйелер қайта өңделіп бірнеше мəрте жарық көрді. Айта кететін бір жай, өткен ғасырдың 80-ші жылдарына дейін саңырауқұлақтар өсімдіктер патшалығы құрамында, оның ішінде төменгі сатыдағы өсімдіктер санатында қарастырылып келді. Қазіргі кездері саңырауқұлақтардың дербес патшалыққа жататыны толық дəлелденіп, халықаралық деңгейде қабылданған.

1976 жылы М. В. Горленконың [1] редакциялауымен Кеңес одағының жетекші микологтары бірігіп «Грибы» деген атаумен 5 томдық «Жизнь растений» атты кітаптың 2-ші томы жариялады. Бұл том толығымен саңырауқұлақтарға арналған. Мұнда саңырауқұлақтар патшалығы (барлығы 100 мыңға тарта түр) 6 класқа жіктеліп, оның алғашқы 3 класы төменгі сатыдағыларға (Chytridio-mycetes, Oomycetes, Zygomycetes), қалған 3 класы (Ascomycetes, Basidiomycetes, Deuteromycetes) жоғарғы сатыдағы саңырауқұлақтарға жатқызылған. Бұл жүйе осы күнге дейін ТМД елдерінде кең қолданыста. Дегенмен өткен ғасырдың 70–80-жылдарынан бастап саңырауқұлақтар дүниесін жүйелеуде түбегейлі өзгерістер орын алды. Оған себеп көптеген жаңадан алынған мəліметтер негі-зінде, оның ішінде молкулалық-гендік тəсілдің саңырауқұлақтарды зерттеуге ендеп кіре бастауына байланысты бұрынғы жүйелерді қайта қарап, оны барынша табиғы сипатқа жақындату қажет болды. Осы жайында қазақ тілді оқырмандарға арнап дайындалған бұл шолуға И. И. Сидорованың «Макросистема грибов: методология и изменения последнего десятилетия»[2] атты мақаласы негіз болды.

Организмдерді жүйелеудің мақсаты – түрді анықтап, оның басқа түрлердің арасындағы орнын тауып орналастыру. Мұндай талапқа иерархиялық жүйе, яғни бірінен бірі туындайтын əр түрлі рангтағы (деңгейдегі) таксондар жəне осы таксондарға тиісінше барлық түрлер таратылатын (кіретін) жүйе сай келеді. Мұндағы негізгі, басты мақсат түрлердің басқа түрлермен туыстық тұр-ғыда жақындығы, не алшақтығы ескерілуі керек. Сондықтан мұндай жүйе филогенетикалық тұрғыда құрылуы тиісті жəне төмендегі талаптарды қанағаттандыруы қажет:

1. Таксондардың монофилдік болуы, яғни олардың жалпы бір ортақ тегі болуы (тектес болуы). 2. Əрбір таксонға тəн диагноздық белгілерін барынша көп анықтау жəне де сол таксонға ғана

тəн белгілер жиынтығын жасау. 3. Деңгейі бірдей таксондық рангтер басқаларынан ерекшеліктері жағынан да бірдей деңгейде

оқшауланған таксондардан тұрады. Саңырауқұлақтарды жүйелеу оңай шаруа емес. Себебі олар морфологиялық белгілері жағынан

жұпыны, филогенетикалық тұрғыда алшақ таксондар ішінде конвергенттік ұқсас түрлері көп,


4

таксондардың филогенетикалық даму жолын айқындауға аса қажет палеомикологиялық материалдар өте аз жəне мұндай материалдарды зерттеп анықтаудың қиынға соғуы, т.с.с.

Саңырауқұлақтарды жүйелеу үшін немесе қолданыстағы жүйелерді жетілдіру мақсатында көптеген əртүрлі əдістер, əдістемелік бағыттар қолданылды. Əр тарихи уақыттың білім деңгейіне сай приоритетті əдістеме-тəсілі болады. Мысалы ХХ ғасырдың ортасына дейін негізінен салыстырмалы морфологиялық тəсіл қолданса, кейінірек онтогенездік (мыс., аскомицеттердің жүйесі – Luttrel [3]), сонан соң ультрақұрылымдық тəсіл айтарлықтай жемісін берді. Осы ультрақұрылымдық тəсілді қолдану арқылы митохондрий кристерінің құрылымын негізгі ерекшелік ретінде қарастырған Мирабдуллаев [4], толық қалыптасқан диктиосоманың болу-болмауына байланысты Кавалиер–Смит [5], зооспора жіпшелерінің құрылысына байланысты Бэр [6] жəне Дик [7], клеткааралық пердешіктегі саңылаулық аппараттың құрылысына қарап Мур [8, 9], ооспоралардың пайда болу кезеңдерін зерттеу нəтижесінде Дик [10], қаракүйе саңырауқұлағының өсімдік клеткасымен жанасу ауданын зерттеген Бауэр ж.б. [11]жəне Беджеров ж.б. [12] жəне басқа да микологтар саңырауқұлақтарды эволюциялық тармақтарға жіктеді, кейбір таксондарын қайта жүйеледі.

Саңырауқұлақтардың жүйесін жетілдіруде хемотаксономиялық тəсілді пайдаланудың да айтарлықтай пайдасы болды. Айталық, клетка қабығындағы полисахаридтердің құрамына байланысты Бэртники–Гарсия [13], лизиннің түзілу жолына қарап Вогель [14], пульвин қышқылының туындысы – пигменттердің болу – болмауын негізге алған Хойланд [15], Бесл, Брезинский [16] саңырауқұлақтардың мега-, макротаксондарына жəне кейбір шағын топтық жүйелеріне өзгерістер енгізді.

Өткен ғасырдың 90-шы жылдарынан бастап саңырауқұлақтарды жүйелеуде молекулалық тəсіл жетекші орынға ие болды. Бұл тəсіл семангидтерді (ақуыз, РНҚ жəне ДНҚ) талдауға негізделген. Молекулалық жүйелеу немесе гендік (нəсілдік) жүйелеу, (геносистематика) жеке гендердегі неме-се ДНҚ-ның кейбір бөліктеріндегі нуклеотидтердің орналасу ретін анықтауға жəне кладистикалық тəсілмен филогенетикалық тармақтарды құрастыруға жəне таксондардың кез келген деңгейдегі филогенетикалық байланыстарын анықтауға жəне олардың моно- немесе полифильдік жолмен пайда болғанын болжауға мүмкіндік береді. Кластерлік тəсілдік талдау «молекулалық сағат» принципіне яғни таксондардың дивергенттік тереңдігін эволюция барысында жинақталған алмасқан нуклеотидтердің мөлшерімен анықтауға негізделген. Мұнда əртүрлі эволюциялық тармақтағы ДНҚ құрылымындағы өзгерістердің жинақталу қарқынын есепке алудың маңызы зор. Таксондардың топологиясы оған жататын түрлердің сан мөлшеріне байланысты. Молекулалық жүйелеу тəсілінің тағы бір құндылығы оны кез келген уақытта пайдалануға болады жəне де молекулалық деңгейде организмдердің конвергенттігі өте сирек кездеседі. Көп жағдайда гендік жүйелеу (геносистематика) таксондардың фенотиптік ерекшеліктеріне қарап болжанған филогене-тикалық байланыстарын тексеруге, яғни олардың монофильдігін растауға не теріске шығаруға мүмкіндік береді. Нəтижесінде гендік жүйелеу саңырауқұлақтардың заманауилық макрожүйесін жетілдіруге айтарлықтай көмегін тигізеді.

Дегенмен бұл тəсілді де толық тексерілген, жан-жақты тəсіл деп айтуға ертерек. Себебі саңырауқұлақтардың молекулалық филогениясын жасауда олардың тек жекелеген гендерінің (18S жəне 28S рРНҚ т.б.) немесе ДНҚ бөліктерінің ғана эволюциясын зерттеу нəтижелері пайда-ланылған. Екі түрлі тəсілмен, молекулалық жəне фенотиптік жасалған филогенетикалық тармақтар топологиясы көп жағдайда бір-біріне конгруентті (сəйкес) емес, тіпті əлдеқайда алшақ болатын кездері де кездеседі. Мысалы базидиомицеттердің РНҚ 5S жəне рРНҚ 18S генінің бастапқы құры-лысына қарап жасалған жүйелік тармақтардың топологиялары əртүрлі [17-19]. Ал миксомицет-тердің монофильдігі РНҚ-дағы нуклеотидтердің реттік тəртібімен емес, олардағы бірқатар белоктардың гендерін зерттеу арқылы дəлелденген.

Гендік жүйелік тəсілдің құндылығы мен кемшіліктері жəне оны пайдалану ауқымы А. С. Анто-новтың [20] монографиясында жан-жақты баяндалған.

Жоғарыда келтірілген тəсілдерді қолдану арқылы жинақталған көптеген жаңа мəліметтер бұрыннан қалыптасқан танымал, үйреншікті саңырауқұлақтар жүйесін жəне ондағы əртүрлі деңгейдегі таксондарды қайта қарауға, олардың монофильдігін немесе полифильдігін анықтауға мүмкіндік береді.


5

Соңғы жарты ғасыр ауқымында саңырауқұлақтар жүйесін жасауға көптеген микологтар ат салысты. Олар ұсынған бірнеше жүйе кестеде көрсетілген.

Кестеде көрсетілген жүйелерге қарасақ ХХ ғасырдың 90-шы жылдарына қарай саңырау-құлақтардың полифильдігі туралы пікір толық қалыптасты деуге болады. Барлық мегажүйелерде саңырауқұлақтар дербес патшалыққа жатқызылады. Осы жүйелердің көпшілігінде Хитридийлер бөлімі саңырауқұлақтарға кірген болса, Маргулис пен Шварц (1998) жасаған жүйеде саңырау-құлақтарға кірмей протоктисталарға жатқызылады.

Саңырауқұлақ тəрізді организмдердің үлкен тобының (Oomycota, Hyphytriomycota, Labyrin-thulomycota) екі жіпшелі, гетероконтты немесе бір жіпшелі мастигонемалы белсенді түрде қозғалатын клеткалары болады, митохондрия кристері түтікше тəрізді, лизинді синтездеуі өсімдіктерге ұқсас, клетка қабығы негізінен целлюлоза мен глюканнан тұрады (тек Hyphochy-triomycota-ға жататындарда клетка қабығы целлюлоза мен хитиннен құралған, Labyrinthulomycota түрлерінде əдеттегідей клетка қабығы қабыршақ тəрізді құрылыммен алмасқан). Бұл топ гетероконтты балдырларға көп ұқсас болуына байланысты Хромисталар патшалығына кіргізілген, ал Л. Маргелис пен К. Шварц [21] болса бұларды əртүрлі жіпшелі протоктисталарға жатқызады.

Миксомицеттерге (кілегейлілер) келетін болсақ оларды бірқатар микологтар саңырауқұлақ-тарға кіргізсе (А.де Бари жануарларға жатқызған) қазіргі мегажүйеде протозоа (Protozoa) патша-лығына жатқызады.

Сонымен қазіргі мегажүйе санатында кілегейлілер, оомицеттер, гифохитридийлер саңырауқұ-лақтар патшалығына кіргізілмеген, олар саңырауқұлақ тəрізді организмдер қатарынан орын алады.

Саңырауқұлақтар патшалығы (Fungi, Mycota). Дж.Эйнсворт пен Г. Р. Бисбидің (см. Hawks-worth et al., [22]) «Сөздігінің» соңғы басылымында саңырауқұлақтар патшалығы 4 бөлімнен тұрады – Chytridiomуcota, Zygomycota, Ascomycota жəне Basidiomycota болып. Жетілмеген саңырауқұлақтар (Deuteromуcota) бірқатар жүйелерде жеке бөлім ретінде келтірілсе, басқа жүйелерде арнайы жеке таксонға бөлінбеген «митоздық саңырауқұлақтар» тобын құрайды. Осы айтылғандарды молекулалық деңгейдегі зерттеулер де растайды. 18 S rРНҚ геніндегі нуклеотидтердің орналасу ретін талдау арқылы жасалған саңырауқұлақтар тармақтарының топологиясы жоғарыда келтірілген макрожүйеге сəйкес келеді: Chytridiomуcota мен Zygomуcota саңырауқұлақтардың базальдық (негіздік, тектік) топтарын құраса, олардан туындайтын Ascomycota жəне Basidiomycota жоғарғы даму сатысындағы монофилеттік топтарды біріктіреді [23-25]. Саңырауқұлақ топтарының жеке тармақтарға бөлінуін (радиациясын) жəне олардың (тармақтардың) бір-бірімен филогенетикалық байланыстарын анықтауда ДНҚ-ның жеке бөліктерін бөліп алып оларды уақыттық шкалаға салып тексерудің де маңызы зор. Осылай нуклеотидтердің алмасу жылдамдығына қарап дивергенция тереңдігін, оның бұдан қанша уақыт бұрын басталғанын жəне тармақтардың бір-бірімен туыстық жақындығын анықтауға болады. Əртүрлі эволюциялық тармақта нуклеотидтердің алмасу пайызы жəне қарқыны əртүрлі (базидиомицеттерде – жоғары, төменгі сатыдағы аскомицеттерде – төмен), орташа – 100 млн жылда 1% төңірегінде болады [26]. Дегенмен, «молекулалық сағатқа» сенімсіздік білдірушілер де бар. Бұлардың [27] аргументі жоғарыда айтылғандай əртүрлі эволюциялық тармақта нуклеотидтердің алмасу жылдамдығы əрқалай болуына байланысты.

Р. Нелсеннің [27] пайымдауынша, хитридиомицеттер (сулы ортада тіршілік етеді) мен құр-лықтық саңырауқұлақтардың (аскомицеттер, базидиомицеттер, зигомицеттер) ажырауы осыдан 550 млн жыл бұрын (кембрийдің орта тұсы), яғни түтікті өсімдіктердің құрлықты мекендей бастауынан 50-150 млн жыл бұрын болған. Л. Саймон ж.б. [28] эндомикориздік саңырауқұлақ-тардың пайда болу уақытын осыдан бұрынғы 462–353 млн жылдар аралығы деп тұжырымдайды. Жақында ғана табылған Glomales-тердің қазба қалдықтары ордовик кезеңіне жатады [29]. Монофилеттік топтар аско- жəне базидиомицеттердің радиациясы (ажырауы) өсімдіктердің құрлыққа таралу мерзіміне (400–350 млн жыл) сəйкес келеді деуге негіз бар.

Саңырауқұлақтардың монофильділігін қазіргі кездері микологтардың басым көпшілігі мойын-дағанымен бұл пікірге қосылмайтындары да бар. Соңғылары [21, 30, 31] хитридиомицеттерді Protoctista патшалығына жатқызады да бір-бірінен дербес екі эволюциялық тармақтың барлығын дəлелдейді. Айта кетерлік бір жай, микологияға гендік жүйелік тəсілдің кіруінен көп бұрын xитридиомицеттер саңырауқұлақтардың арғы тектері (анцестральдық) деп есептелінетін. Молеку-лалық филогения [13, 32] бұл көзқарастың дұрыстығын растайды. Хитридиомицеттерге қарағанда жоғарғы сатыдағы саңырауқұлақтардың клеткалар құрылысының өзгеруі соңғылардың құрлықтағы


6

тіршілік жағдайларына байланысты болды: сулы ортада белсенді қозғалысқа қажет болған жіпшелік құрылым жойылып, оның орнына жақсы дамыған мицелийлер пайда болды, клеткада саңылауша аппараты қалыптасты, апикальдық өсу жүзеге асты, тағы басқа да себептер болды деуге толық негіз бар.

Хитридиомицеттер (Chytridiomycota) бөлімі. Хитридиомицеттер – саңырауқұлақтар патша-лығы ішінде даму циклінде белсенді түрде қозғалыста болатын кезеңі бар (қыл жіпшелі зооспо-ралар мен планогаметалар) жалғыз топ. Бұлар саңырауқұлақтардың ең ежелгі типтік тобы болып саналады. Жалғыз қыл жіпше клетка артына бекіген, ескек қызметін атқарады. Таллом бір клеткалы ризомицелийден немесе онсыз немесе пердешіксіз яғни клеткаларға бөлінбеген мицелийден тұрады. Жыныстық процесі əртүрлі: гаметогамия (изогамия, гетерогамия, оогамия), немесе соматогамия. Əдетте суда (теңіз, тұщы суларда), кейде топырақта тіршілік ететін балдырлардың, гүлді өсімдіктердің, омыртқасыздардың паразиттері, құрамында хитин, целлюлоза немесе кератин болатын субстраттарды ыдыратушы сапротрофтар. Өсімдікқоректі жануарлардың ішек жолында тіршілік ететін анаэробты топтары (Neocallimastigales) да бар.

Кейінгі кездері көпшілік қабылдаған Эйнсворт пен Бисбидің «Сөздігінде» [22] келтірілген жүйеде Хитридиомицеттер бөлімі бір кластан – Chytridiomycetes тұрады. Оған 6 қатар кіреді. Оның 3 қатары ТМД микологтары қабылдаған Т. П. Сизова ұсынған жүйедегі қатарлар (Chytridiales, Monoblepharidales, Blastocladiales) болса, қалған 3-і жаңа таксондар (Spizellomycetales, Neocalli-mastigales, Harpochytriales).

Бұл жүйе жəне ондағы қатарларға сипаттамалар О. Г. Голубеваның [31] «Ресейдің саңырауқұ-лақтарының анықтағышында» да берілген. Таксондарды қатарларға топтастыру негізінен зооспоралардың ультрақұрылымына яғни (қыл аяқшаларының құрылымына, ядро, кинетесом, липид түйіршіктері, рибосомдардың орналасу тəртібіне, рибосомның болу-болмауына т.с.с. негізделген [6, 33].

Хитридомицеттер жүйесін талдап, саралаған Кавалье-Смиттің [5, 34] жұмыстарына зер салсақ, ол алғашқыда бұл топты зигомицеттермен бірге Emycota патшалық тармағының Archemycota бөліміне кіргізеді. Кейіннен клеткасында кəдімгідей қалыптасқан диктиосомы бар саңырауқұлақтардан тұратын Chytridiоmycetes класының Chytridiales, Monoblepharidales, Spizellomycetales жəне Neocallimastigales қатарларын, сондай-ақ зигомицеттер бөліміне жататын Enteromусеtes класының Eccrinales жəне Amoebidiales қатарларын Dictyomycotina бөлім тармағына жатқызады. Кəдімгідей қалыптасқан диктиосомы анық байқалмайтын Blastocladiales жəне Coelomomycetales қатарларын жаңа класқа Allomycetes-ке біріктіріп, зигомицеттердің көпшілігі кіретін Melanomycotina бөлім тармағына енгізеді.

Жоғарыда айтылғандай, гендік жүйелік мəліметтер Хитридиомицеттердің саңырауқұлақтар патшалығындағы ежелгі тектік топқа жататынын растайды [23, 24, 26, 35]. 18 S pPНҚ генінің нуклеотидтер орналасу ретін талдау нəтижесі [36] Хитридиомицеттердің монофилеттік топ емес екенін көрсетеді. Себебі мұндағы Blastocladiales қатары осы талдауға сай, зигомицеттер бөліміне тəн екені дəлелденді.

Зигомицеттер (Zygomycota) бөлімі. Əдетте мицелийлері пердешіксіз яғни жеке бөліктерге бөлінбеген. Дегенмен кейбір топтарының (Zoopagales, Mucorales, Enomophthorales) мицелийле-рінде микросаңылаушалы септалары болады. Клетка қабығының құрамында хитин жəне хитозан бар. Хитридиомицеттер тəрізді белсенді түрде қозғалыста болатын кезеңі жоқ.. Жыныссыз көбеюі спорангийлерде немесе мегаспорангийлерде пайда болатын спорангиеспоралары, спорангиолары арқылы жүзеге асады. Жыныстық көбеюі – зигогамия (кейбір топтарында жыныстық көбею анық-талмаған). Сапротрофтар, өсімдіктердің, жануарлардың, басқа саңырауқұлақтардың паразиттері, микоризатүзушілер, буынаяқтылардың эндо- жəне экзопаразиттері, «жыртқыш» саңырауқұлақтар (Zoopagales).

Бөлім екі кластан тұрады: Zygomycetes жəне Trichomycetes. Соңғы кездері көптеген микологтар [30, 36, 37, т.с.c.] зигомицеттер класына 6 қатарды (Dimargaritales, Endogonales, Entomophthorales, Glomales, Kickxellalles, Mucorales, Zoopagales) кіргізеді. Бұлай жүйелеу осы қатарларға жататын саңырауқұлақтардың жыныссыз көбею құрылымының типіне, субстрат бетінде орналасатын гифтерінің тарамдалу сипатына, жіпшумақтарында септалардың болу-болмауына, орналасу тəртібіне, ультрақұрылымына, зигоспораларының морфологиясына, экологиялық ерекшеліктеріне негізделген. Бұл жүйенің М. В. Горленко [1] ұсынған жүйеден айырмашылығы зигомицеттер


7

класына екі жаңа қатар (Glomales, Kickxellales) енгізілген жəне де мукорлар қатарына жататын димаргаритация тұқымдасы қатар деңгейіне көтерілген.

Трофикалық жəне экологиялық тұрғыда Mucorales қатарына жататын саңырауқұлақтар негі-зінен топырақта тіршілік ететін сапротрофтар, кейбір түрлері адам мен жануарларда микоз ауруын қоздырады, азық-түлікті шірітеді (зең басады). Қалған қатарларға жататын түрлер əдетте субстрат-тарға шағын ауқымда бейімделген: Dimargaritales – басқа саңырауқұлақтардың паразиттері, Entomophthorales – буынаяқтылардың, кейде өсімдіктердің, адам мен жануарлардың патогендері, Zoopagales – жануарлардың (қарапайымдардың), саңырауқұлақтардың паразиттері, Kickxellales – сапротрофтар, кейбір түрлері саңырауқұлақ паразиттері, Endogonales – сапротрофтар, Glomales өсімдіктерде визикулалық-арбускулалық эндомикориза түзуші симбиотрофтар.

Трихомицеттер класы бір-бірімен филогенетикалық байланыстары анықталмаған, экологиялық-трофикалық ерекшеліктеріне негізделіп қана құрылған топтардан тұратын бейресми таксон, поли-филеттік топ болып есептеледі. Бұлар əсте саңырауқұлақ емес, хлорофилін жоғалтқан балдырлар деген де пікір бар. Жəндіктердің, су шаяндарының, буынаяқтылардың қарын-ішек жолдарында тіршілік ететін эндосимбионттар, экто- немесе эндопаразиттер, сапротрофтар. Бұл топты қайта жүйелеу мақсатында жасалған жұмыстар да бар. Онда Harpellales жəне Asellariales қатарларын трихомицеттерден шығарып зигомицеттерге қосу ұсынылады [30]. Мұның дұрыстығы Harpellales жəне Kickxellales қатарларының морфологиялық жəне биологиялық ерекшеліктерінің (долипорлы пердешіктің тозбен жəне клетка қабығы құрылысының ұқсастықтары) бірқатар ұқсастығымен де расталады. Бұл тармақтардың монофильдігін молекулалық филогения (18S pPНҚ генін талдау) нəтижелері де растайды. Дегенмен олардың дихотомиясы əлі де шешілмеген мəселе [30-1]. Осы генді секвендеу жоғарыда келтірілген екі қатармен бірге Zoopagales қатарының да монофильдігін көрсетеді [30-2]. Басқа мəліметтер бойынша, Harpellales қатарының кикселлойдты жолмен пайда болғандығы дəлелді емес [30-3]. Т. Кавалье-Смит [5] жүйесінің соңғы вариантында, жоғарыда айтылғандай, Chytridiomycota жəне Zygomycota бөлімдерін жеке бөліп қарастырмай, оларды Archemycota бөлімімен біріктіріп, сонан соң екі бөлім тармағына – Dictyomycotina жəне Melano-mycotina жіктейді. Соңғысында əдеттегідей диктиосома болмайды, Zygomycotina инфрабөліміне жақсы дамыған Гольджи аппараты бар барлық зигомицеттерді кіргізеді. Бұл инфрабөлім екі класүстіне: Eozygomycetia жəне Neozygomycetia бөлінген. Біріншісінің өкілдері спорагиеспоралар түзбейді, споратофорлар немесе ұзын тарамдалған конидиятүзгіштерде жекеленген конидиялар түзеді (Bolomycetes класы Basidiobolales қатарымен), түтікті өсімдіктердің симбионттары немесе топырақтық сапротрофтар немесе конидия түзбейтін өсімдік тамырымен байланысты зигоспора, азигоспора түзушілер (Glomomycetes класы Glomales жəне Endogonales қатарларымен). Т. Кавалье-Смит Neozygomycetia класүстінің екі класына зигомицеттер мен трихомицеттердің қалған барлық қатарларын жатқызады.

Т. Кавалье-Смиттің Zygomycetes sensu класы көпспоралы спорангийлер, мероспорангийлер, немесе спорангиолалар түзетін (кейде жалқы споралы – «конидиялар»), əдетте сапротрофтар, кейде саңырауқұлақ паразиттері болып келетін (Mucorales, Mortierellales, Dimargaritales, Kickxellales жəне Cuningamellales қатарлары) саңырауқұлақтарды қамтиды. Zoomycetes класын тек спорангий түзбеуіне жəне көбіне жануарлар мен қарапайымдылардың (простейшие) паразиттері болуына байланысты ғана жеке класс деңгейінде қарастыру дау туғызуда. Бұл класс біршама гетерогенді, екі класс тармағынан тұрады. Біріншісі – Entomycetidae тармағы Entomophthorales жəне Zoopagales қатарларын, ал екіншісі – Рedomycetidae буынаяқтылармен трофикалық байланысы негізінде жеке таксон ретінде қарастырылып мынандай əртүрлі топтарды біріктіреді: трихомицеттер (Trychomyce-talia қатарүсті Harpellales жəне Asellariales қатарларымен, буынаяқтылардың эндосимбионттары) жəне барлық жүйелерде аскомицеттерге жатқызылатын лябульбениялар. Өкінішке орай, автор бұ-лай жүйелеудің себебін де, əдебиетке сілтеме де келтірмейді. Осы жүйеде автор саңырауқұлақтар патшалығына митохондриі жəне белсенді қозғалыста болатын кезеңі жоқ, омыртқалылардың, өте сирек жағдайда қарапайымдылардың, клеткаішілік паразиттерін – Microspoidia бөлімін кіргізуін ерекше айта кеткен жөн. Бұрынырақ бұл топты саңырауқұлақтарға көп ұқсастығына қарамастан (споралардың клетка қабығында хитин бар, жабық митоз, əдеттегідей диктиосомы болмайды) ежелгі Archezoa эукариоттармен жақындастыратын [30-4]. Бұл топқа жасалған молекулалық жүйелеу нəтижелері қарама-қайшы болып топтың жалпы жүйелік орнын анықтауға мүмкіндік бермегенімен оның ежелгі организмдер қатарынан екенін нақты дəлелдейді [30-5, 30-6].


8

Аскомицеттер жəне базидиомицеттер бөлімі. Аскомицеттер мен базидиомицеттер туыстық тұрғыда бір-бірімен жақын топтар. Базидиомицеттер аскомицеттерден пайда болған немесе осы екі топтағы саңырауқұлақтар бір ортақ тектен тараған деген пікір бұрыннан бар. Соңғы кездегі моле-кулалық деңгейдегі зерттеулер осы болжамның дұрыстығын дəлелдей түсті. Осыған орай Р. Шеффер [38] базидиомицеттер мен аскомицеттерді Dicaryomycota бөліміне кіретін екі класқа жатқызса, Б. Кендрик [39] осы бөлімге жататын екі бөлім тармақтары деп есептейді. Дикариомицеттерді осы екі бөлімді біріктіретін таксон ретінде басқа да көптеген микологтар мойындайды.

Осы топқа жататын саңырауқұлақтарды біріктіретін маңызды таксондық белгілерге төмендегі-лер жатады:

1. Даму циклінде ұзақтығы əртүрлі дикариондық (қос ядролық) кезеңі болады. 2. Мицелийлері (жіпшумақтары) центрлік тесікшелері бар құрылысы күрделі пердешіктермен

(септалармен) бөлшектенген. 3. Талломдары əдетте жіпшумақ құрылымды, кейбір жекелеген топтары – ашытқы саңырауқұ-

лақтары тəрізді немесе даму барысында дрождарға ұқсас кезеңі болады. 4. Клетка қабығы хитин – глюкан типтес, дрождар тəрізді кезеңінде клетка қабығының құра-

мында маннан да кездеседі. 5. Жыныссыз көбеюі конидиялары арқылы жүреді. 6. Өздігінше қозғалыста болатын кезеңі жоқ. 7. Əдетте жемісті денелер түзеді. Осы келтірілген белгілер негізінде жəне де соңғы кездері анықталған көптеген молекулалық

деңгейдегі нышандарды ескере отырып Dicaryomycota бөлімін екі бөлім тармаққа – Ascomycotina жəне Basidiomycotina немесе Dicariomycotera бөлімүсті деп алып, оны екі – Ascomycotа жəне Basidiomycotа бөлімдеріне бөлу ұсынылады. Соңғы вариант қолданысқа қолайлырақ. Бұл екі бөлімнің бір-бірінен айырмашылығы мейоспораларының пайда болу сипатына – эндогенді, қалташа ішінде (аскомицеттер) немесе экзогенді (базидиомицеттер), даму цикліндегі дикарионды кезеңнің ұзақтығына, жіпшумақтағы пердешіктердің құрылысына, биохимиялық ерекшеліктеріне (клетка қабығындағы хитин мен гюканның арақатынасына, уреазаны түзу, сидерохромның бар-жоғына) т.с. негізделген.

Аскомицеттер (Ascomycotа) бөлімі. Мейоспоралары (аскоспоралары) эндогенді сипатта пайда болады, пердешіктеріндегі центрлік саңылаудың құрылысы қарапайым, Воронин денешігі айқын, дикариофауза мерзімі қысқа – аскогенді гифтердің пайда болу кезеңімен ғана шектеледі. Аскоми-цеттер – саңырауқұлақтар патшалығындағы саны жағынан ең үлкен топ. Бұларға кейде қыналарды, соңғы кездері аскомицеттермен филогенетикалық байланыстағы дейтеромицеттерді (митотикалық саңырауқұлақтар) қосады. Əртүрлі экологиялық-трофикалық топтардан тұратын сапротрофтар, өсімдік, кейде жануарлар мен саңырауқұлақтардың паразиттері, симбиотрофтар (қыналарда, микориза құрамында).

Аскомицеттерді жүйелеумен өткен ғасырда көптеген ғалымдар айналысты. Əртүрлі жүйелер жарық көрді. Бұл жүйелердегі негізгі таксондық белгі ретінде келтірілетіні жемісті дененің – асканың жəне аскостроманың пайда болу-болмауы, құрылысы жəне орналасу ерекшеліктері, дикариофаза ұзақтығы. Осы аталған құрылымдардың болмауына байланысты соңғы кездері гемиаскомицеттер (эндомицеттер) жоғарғы сатыдағы аскомицеттерден бөлініп, жеке класс деңгейіндегі таксон ретінде қарастырылады. Бірқатар микологтар [40] гемиаскомицеттерді кең мағынада қабылдап, оған базидиомицеттердің кейбір топтарын да (қаракүйелер қатарын, базидиалы дрождар) кіргізеді. Дегенмен қаншама жүйелер жасалғанымен олардың ішінде шешімін таппаған, кейде қарама-қарсы көзқарасты қолдайтын туындылар жеткілікті.

Аскомицеттер жүйесі өткен ғасырдың 50–80-жылдары Й. Наннфельдтің, сондай-ақ оны əрі қа-рай жалғастырған Э. Латтрельдің жəне оның көптеген ізбасарларының ой-пікірлерінің ықпалымен қалыптасты [3, 41]. Таксондық басты белгі ретінде олар жемісті денелердің (аском) жəне аскостро-малардың даму типін негізге алды. Мəселен, пиреномицеттерді екі топқа – асколокулярлы жəне аскогимениялы деп бөліп қарастырды.

Дж. Эйнсворт пен Г. Р. Бисбидің [42] «Сөздігінің» 5-ші басылымы жарияланған соң тараған альтернативтік (жоғарыдағыға) жүйеде аскомицеттерді аском типіне қарай жіктеу локуло-аскомицеттерге де қолданылды. Бұл жүйе «Сөздіктің» 6-шы басылымында [43] келтірілген.


9

«Сөздіктің» кейінгі 7-ші жəне 8-ші басылымдарында авторлар [22, 44] алғашқыда бөлім тармағын, сонан соң жалпы Ascomycota бөлімін кластарға жіктеуден бас тартты.

Соңғы екі-үш онжылдық көлемінде аскомицеттерді жүйелеуде молекулалық тəсілді қолдану айтарлықтай нəтиже берді. 18S pPНҚ генінің нуклеотидтерінің реттік тізбегін саралау нəтижесінде аскомицеттер 3 топқа (класқа) жіктеледі.

1. Архискомицеттер (Archiascomycеtes) класына қалталы саңырауқұлақтардың ең ежелгі топ-тары: Taphrinales, Protomycetales, Schizosaccharomycetales, Pneumocystidales жəне Neolectales қатарлары жатады [45, 46]. Бұлар қалған аскомицеттердің пайда болу тектері деп есептелінеді. Архиаскомицеттердің басқа туыс топтардан ажырауы ерте карбонда (330–350 млн жыл бұрын) жүзеге асты деген болжам бар. Қазіргі кездері архиаскомицеттер морфологиялық тұрғыда барынша алуан түрлі топ. Мəселен осы топқа молекулалық зерттеулер негізінде жақында ғана жатқызылған Pneumocystidales қатары бұрын қарапайым жəндіктер (протистер) болып есептелінетін [26, 47, 48].

2. Гемиаскомицеттер (Hemiascomycetes) класына бүршіктену арқылы көбейетін ашытқылар, əркелкі топтардан құралған мицелийлі саңырауқұлақ түрлері (бүршіктену немесе артроспоралары арқылы көбейетін) кіреді. Бұл саңырауқұлақтардың жоғарғы сатыдағы аскомицеттерден ажырауы карбонның соңы, триастың басы (300–310 млн жыл бұрын) деп жобаланады [26, 35].

3. Үшінші топқа классикалық жүйелерде келтіріліп жүрген Еуаскомицеттер (Euascomycetes) мен Локулоаскомицеттер (Loculoascomycetes) жатады. Бұл топтағы саңырауқұлақтар молекулалық тұрғыда көп зерттелген. Мəселен, 18S жəне 18S рРНҚ гендерінің реттік тəртібін зерттеу осы топ-тағы плектомицеттер мен пиреномицеттердің монофилиялығын көрсетеді, монофилиялы (біртекті) оперкулятты жəне инооперкулятты дискомицеттер анық оқшауланады. Жалпы алғанда дискоми-цеттердің парафилиялы екені дəлелденеді.

Локулоаскомицеттерді қарастыратын болсақ, бұл топтың полифилиялы (көптекті) екенін көре-міз. Құрамына монофилиялы бірқатар кладтар кіреді: плеоспоралар мен пиреномицеттер, хаето-трилийлер мен плектомицеттер. Дотидиалар қатары полфилиялы топ екені белгілі [35, 49, 50]. Осы топтардың ішінде плеоспоралар қатары эволюциялық даму тұрғысынан алғанда ең жоғарғы сатыда.

18S жəне 28S рРНҚ гендерін талдау пиреномицеттердің Hypocreales жəне Clavicepitales қатар-лары перитецияларының дамуы мен аскоспораларының морфологиялық ерекшеліктеріне қарай бөлінуіне қарамастан монофильді тип екенін көрсетеді де 4 туысқа топтасады: Hypocrea, Claviceps, Nectria жəне Bionectria [51, 52]. Сондай-ақ Erysiphales қатарының пиреномицеттерге қарағанда дискомицеттерге жақынырақ екені анықталып, жүйелік орны апотециялық жəне псевдотециялық аскомицеттерге негіздік топтар ретінде қарастырылады [53, 54]. Сонымен молекулалық-филогене-тикалық зерттеулер негізінде құрылған аскомицеттер жүйесі қалыптасып қалған дəстүрлік жүйеге сəйкес келе бермейтінін көрсетеді. Мəселен, полифилиялы локуласкомицеттер класы мен парафи-лиялы дискомицеттер класс ретінде мойындалмайды да, пиреномицеттер мен плектомицеттер біршама түзетулер енгізіліп барып кластар деңгейінде мойындалады. Қалыптасқан аскомицеттер жүйесіне мұндай түбегейлі өзгерістер енгізу жайында көзқарастар əрқалай. Белгілі микологтардың көпшілігі мұндай өзгерісті қолданғанымен, əрқайсысы өз жүйесін ұсынуда.

Ұсынылған көптеген жүйелердің ішінде ең ілгерісі ретінде Эриксонның əріптестерімен біріге [55, 56] жасаған жүйесін атауға болады. Бірақ мұнда да кемшіліктер жоқ емес. Айталық, жүйеде аскомицеттердің барлық топтары түгел қамтылмаған. Қорыта айтқанда, бүгінгі таңдағы молеку-лалық зерттеулер ауқымы жəне басқа да жинақталған мəліметтер аскомицеттердің филогенети-калық жүйесін макротаксондар деңгейінде құруға жеткіліксіз екенін көрсетеді. Дегенмен əрбір жаңа мəлімет, əрбір жаңадан құрастырылған жүйе шынайы, нағыз табиғи жүйені қалыптастыру-дағы маңызды қадам болмақ.

Базидиомицеттер (Basidiomycota) бөлімі. Базидиомицеттер бөлімінің аскомицеттер сияқты монофилиялығын молекулалық филогения тұрғысында көптеген зерттеушілер дəлелдеген [12, 19, 24, 25] Бұларға тəн ортақ ерекшелік базидиялар (пішіндері əртүрлі) жəне онда пайда болатын мейоспоралар (базидиоспоралар) түзуі. Даму циклінде дикариофиттік кезең басым болады (кейбір топтарында), ал гаплоидты кезеңнің мерзімі қысқа, кейбір топтарында гаплоидты кезең дрождарға ұқсас. Дикарионды мицелийлерінде тоға тəрізді құрылым жиі кездеседі. Мұндай тоғаның болу-болмауы түрден қатарға дейінгі əртүрлі таксондардың, топтардың тұрақты ерекшелік белгісі болып


10

табылады. Мəселен, Uredinales, Septobasidiales, Hymenochaetales, Russulales жəне де Tricholoma туысының көптеген түрлерінде тоғалар болмайды.

Базидиомицеттер мицелилеріндегі көлденең пердешіктердің құрылысы алуан түрлі болып келеді де, құрылысы қарапайым, қабаттарға бөлінбеген аскомицеттердің пердешіктерінен көп айырмашылығы болады. Бұл ерекшелікке базидиомицеттер таксономиясында көп мəн берілетін-діктен осы ерекшелік типтеріне тоқтала кеткен жөн. Олар: қалыңдығы біркелкі қабатты, қара-пайым құрылымды (Ustilaginaceae); немесе саңылауға таман тарыла түсетін (Uredinales); саңы-лауды жауып тұратын парентосомасыз жəне Воронин денешігісіз; кейбір түрлерінде (Tilletia, Entyloma) əртүрлі деңгейде дамыған долипоралары (пердешіктердің саңылауға таяу маңы түтікше тəріздене кеңейе түседі, бірақ парентесомасыз) болады; парентесомасы бар долипоралы перде-шіктердің құрылысы əртүрлі: афиллофора жəне агарикалық базидиомицеттердің, гастеромицет-тердің парентесомалары көп тесікті (мультиперфорациялы). Auriculariales, Dacrymycetales жəне тағы кейбір топтағы түрлердің парентесомаларында ондай тесіктер болмайды; Tremellales жəне Filobasidiales түрлеріндегі парентесомалар көпіршік тəрізді бөліктерден тұрады.

Базидиялы саңырауқұлақтарда аскомицеттер сияқты дифференцияланған жынысты органдары болмайды. Жыныстық процесі басым көпшілігінде – соматогамия. Тек Uredinales қатарында ғана базидиоспорадан өскен гаплоидты гифтерде спермация түзіледі.

Базидия түрлері (типтері) базидиомицеттердің маңызды таксондық белгісі. Морфологиясына қарай бір клеткалы – холобазидия, бойлық немесе көлденең бағыттағы пердешіктер арқылы бөлік-терге бөлінген – фрагмобазидия, құрылысы күрделі – гетеробазидия жəне гемобазидия сияқты болып келеді, қыстап шығып тыныштық күйден оянған споралардың (телиоспоралар) өсуі нəтижесінде пайда болады. Базидиядағы стеригмалар ұштарында базидиоспоралар дамиды. Базидиоспоралар өскен кездері, əдетте түтікше тəрізді өскін пайда болады. Дегенмен кейбір топтағы базидиомицеттерде базидиоспоралар ашытқы саңырауқұлақтары тəрізді бүршіктену арқылы да пайда болады.

Сондай-ақ базидиомицеттер аскомицеттерден бірқатар биохимиялық ерекшеліктері арқылы да оқшауланады (уреаза, сидерохромдар, клеткадан тыс полисахаридтер түзеді, т.с.с.) [57-60]. Бази-диомицеттер бөлімі жалпы анықталған барлық саңырауқұлақтардың үштен бір бөлігін құрайтын əртүрлі экологиялық-трофикалық топтардан – сапротрофтардан, паразиттерден, симбиотрофтардан тұрады.

Соңғы 30–35 жылдар көлемінде базидиомицеттер жүйесі күрделі өзгерістерге ұшырады. Ерте-ректегі басылымдарда бұл топты класс деңгейінде қарастырып, базидия типтеріне қарай класс тармақтарына жіктеді. Осыған орай базидиомицеттердің бір-біріне өте жақын екі жүйесі қалып-тасты. Бірі Holobasidiomycetidae жəне Heterobasidiomycetidae класс тармақтарынан тұрса [61], екіншісі Holobasidiomycetidae жəне Phragmobasidiomycetidae [62a] класс тармақтарынан құралған. Айырмашылығы тек қана осы екі жүйедегі Dacrymycetales қатарының (гетеробазидиінде перде-шіктері болмайды) орнына байланысты.

Өткен ғасырдың 70-жылдарының басына таман базидиомицеттер жүйесіне жоғарыда келтіріл-ген екі класымен бірге жаңадан Teliomycetes класы (базидиялары тыныштық күйден оянған спораларда пайда болады) енгізіліп, бұл топ бөлім тармағына жоғарылатылды [62b].

1972 ж. Р. Т. Мур [8] устоспора септасының ультрақұрылымына, фимбрийдің болу-болмауына жəне басқа да белгілер негізінде қаракүйе жəне оған жақын туыс саңырауқұлақтар үшін Ustomycota деп аталатын бөлімді ұсынды. Оның кейінірек келтірген жүйесінде [9] базидиомицеттер Basidio-mycota жəне Ustomycota атты екі бөлімнен тұратын бөлімнен жоғарғы таксон – «Basidiomycotera»-ға топтастырылды.

Ақыр соңында 1983 ж. Г. Крайзель [63] Basidiomycotina бөлім тармағын үш класқа – Teliomy-cetes (тат саңырауқұлақтары), Ustomycetes (қаракүйе жəне оған жақын топтар) жəне Basidiomycetes (қалған топтар) жіктеді. Ол үшін таксондық белгілер ретінде септаның құрылымын, мицелийде тоғаның кездесуін, даму циклінде ашытқы саңырауқұлағына ұқсас кезеңнің болу-болмауын, баллистоконидийдің түзілуін жəне немесе базидиоспораның репетитивті өсуін, жыныстық процестің типін, базидиомның пайда болуын т.с.с. негізге алды. Cонымен бірге Basidiomycetes класын үш класс тармағына – Heterobasidiomycetidae, Hymenomycetidae жəне Gasteromycetidae бөлді. Дегенмен соңғы екі класс тармағының жасанды топтар екенін де атап көрсетті. Осы жылы Дж. Эйнсворт пен Г. Р. Бисбидің [44] «Сөздігінің» 7-ші басылымы жарық көрді. Мұнда Г. Крей-


11

зельдің жүйесіне өте ұқсас жүйе ұсынылған. Негізгі айырмашылығы кластардың аттарында: Urediniomycetes (= Teliomycetes) жəне Ustilaginomycetes (= Ustomycetes), сондай-ақ бір Basidiomy-cetes класының орнына екі класс: Hymenomycetes жəне Gasteromycetes берілген. Ескерте кетуді қажет ететіні, Гименомицеттер класы кең мағынада қарастырылып тек гомобазидиалыларды ғана емес, сонымен бірге гетеробазидиалы базидиомицеттерді де қамтыды.

Г. Крайзельдің жүйесі кластар деңгейінде қазіргі кездегі біліми жетістіктерге, оның ішінде гендік жүйелік мəліметтерге де сəйкес келеді. Ал Д. Хоуксворт жəне онымен серіктес авторлар жүйесіндегі полифилетті гименомицеттер мен гастеромицеттерді кластар деңгейінде қарастыру сəтсіз шыққан. Айта кететін жайт, осы соңғы бірнеше онжылдықтарда ұсынылған жүйелердің барлығы да организмдерді момлекулалық деңгейде зерттеуге дейінгі кездерде жасалған жүйелерді қайта өңдеу нəтижесінде пайда болған.

Базидиомицеттердің 5S pРНК нуклеотидтік ретін талдауға арналған ертеректегі жұмыстардың өзі Ustomycetes-терді жеке топқа бөлудің дұрыстығын дəлелдеген болатын. Көптеген түрлердің 18S pРНК генін зерттеу базидиомицеттердің Г.Крейзель жүйесіндегі кластарға сəйкес келетін үш монофилеттік топтан тұратынын көрсетеді. Сондықтан Э. Сванн мен Дж. Тейлор Г. Крейзель мен Д. Хоуксворттың серіктес авторларымен бірге 1983 ж. жасаған жүйесіне жақын К. Уэллстің [64] жүйесін негізге алып базидиомицеттер жүйесін қайта құрастырды. Кластар атауларын осы авторлар жүйесінен алды.

Urediniomycetes (Уэллс жүйесінде = Teliomycotina) класына көп маңызды өзгерістер енгізілді. Егер урединиомицеттер (телиомицеттер) Г. Крейзель мен Д. Хоуксвортта серіктес авторларымен, тек қана Uredinales қатарынан тұрса, олардың кейініректе жариялаған жұмысында [22] бұл класқа Septobasidiales қатары да кіргізілді. Э. Сванн мен Дж. Тейлор бұл класты кең мағынада қабылдауды ұсынады. Осы саңырауқұлақтарға тəн қасиеттер: септалардағы саңылау қарапайым, ядроның бөлі-ну кезіндегі ұршықтың полярлық денешігі диска тəрізді, базидиялары холо- жəне фрагмотиптес [64] клетка қабығындағы көмірсуының басты бөлігі маннозадан тұрады, бейтарап қанттардан аз мөлшерде глюкоза, галактоза жəне фруктоза кездеседі, ксилоза болмайды [58, 59]. 18S pРНК генін секвендеу нəтижесінде (бутстреп индексі 95-тен жоғары) осы класқа қатысты Uredinales-Septobasi-diales (бұған Eocronartium muscicola да жатады) жəне Sporidiales (Rhodosporidium, Leucosporidium, Sporobolomyces, Sporidiobolus туыстарына жататын базидиалы дрождар, сондай-ақ Heterogastridium Heterogastridiales қатарынан жəне əдетте Ustilaginales қатарына жатқызылатын Microbotryum violaceum) кладтары, сондай-ақ тағы екі шағын кладтар: Agaricostilbum-Mycogloea-Besingtonia жəне Naohidea-Erythrobasidium айқын оқшауланады. Сонымен қазіргі білім деңгейіне сай Uredinio-mycetes мына қатарларды: Uredinales, Septobasidiales, Sporidiales (бұл қатарлар устомицеттерден көшірілген) жəне Agaricostilbales, Heterogastridiales қатарларының кейбір туыстарын т.б.қамтиды.

Hymenomycetes класы (К.Уэллс бойынша Basidiomycotina) септалары долипорлы, парентосомаларының конфигурациясы əртүрлі, ұршықты денесі глобуларлы полярлы болатын базидиомицеттерді біріктіреді [64]. Бұлардың клетка қабығындағы қанттар негізінен глюкозадан, сонан соң манноза мен ксилозадан тұрады [60, 65]. К.Уэллс жүйесінде базидия типіне қарай Basidiomycotina екі класқа – Homobasidiomycetes жəне Неtеrobasidiomycetes бөлінген. Соңғысы, өз кезегінде, екі класс тармағына – Basidiomycetidae жəне Tremellomycetidae жіктелген. Э. Сванн жəне Дж. Тейлор базидия типтеріне қарап бұлай класс тармақтарына жіктеуді құптамай тек қана Tremellomycetidae тармағын мойындап, жаңадан енгізілген Hymenomycetidae класс тармағына қалған гетеробазидиялы жəне де барлық гомобазидиялы саңырауқұлақтарды кіргізеді. Бұлай ету себебі 18S pРНК геніне жүргізілген зерттеулерді дендрограммалық талдауға негізделген. Шынын-да бұл жүйе екі анық кладтардан тұрады (будстреп көрсеткіші 75-тен 100-ге дейін): Tremellales-Filobasidiales жəне басқа полифилеттік топтар. Дегенмен бұл жүйеде кладтар мөлшерлерінің арақатынасының бұзылғаны анық: егер Tremellales жəне Filobasidiales 14 түрден тұрса, барлық қалған топтар, оның ішінде ең ірілерінің өзі де бірен-саран түрлерден ғана (мысалы, Dacrymyceta-les – 3 түрден, Auriculariales – 3 түрден, агарикалы базидиомицеттер – 2 түрден, афиллофоралар – 3 түрден, гастероидтар – мүлде жоқ) тұрады.

Егер Tremellomycetidae класс тармағын мойындауды дəлелді деп ұйғарсақ, қалған топтарды да базидия типтеріне қарай класс тармақтарына топтастыруды ұстанған жөн. Э. Сванна мен Дж. Тэйлор Ustilaginomycetes класына арнайы тоқталмаған, тек бұл топтың аздаған кейбір өкілдерін ғана алып қарастырған. Оларды бөліп қарастыруда авторлар клетка қабығындағы


12

бейтарап қанттардың спектрын есепке алған (глюкоза басым, аз мөлшерде манноза мен галактоза бар, ксилоза болмайды) [60, 65]. Бұл топтың септаларының жəне ұршықтың полярлық денешігінің ультрақұрылымы өзгермелі. Бұл кездері қаракүйе жəне оған жақын топтардың 18S pРНК генінің нуклеотидтер кезектілігі жөнінде мəліметтер аз еді. Бертін келе устилагиномицеттер жүйесі ультрақұрылымдық жəне молекулалық белгілері тұрғысында жіті қарастырылды [11, 12]. Ол туралы мəліметтер төменде.

Э. Сванна мен Дж.Тейлордың жүйесі қаншалықты кемшілігі болғанымен базидиомицеттерді таптастыруда дəстүрлі белгілермен қатар, оның ішінде ультрақұрылымдық жəне биохимиялық ерекшеліктер де ескерілген, алғаш рет молекулалық белгілерді де есепке алынған жүйе болды. Өкінішке орай, бұл жүйе К. Уэльстің жүйесі сияқты көп қолдау таппады. Көпшілік микологтар бұдан да сəтсіздеу шыққан Дж. Эйнсворт пен Г. Р. Бисбидің «Сөздігін» [22] пайдаланды. Осы соңғысында жан-жақты дəлелденген Sporidiales-тің Teliomycetes-ке (Urediniomycetes) жақындығы жəне Tremellales-тің оқшауланған орны ескерілмеген; ақырында Holobasidiomycetidae жəне Phragmobasidiomycetidae класс тармақтарын бөліп қарастыру аша тəрізді гетеробазидиялы, бази-диоспоралары репетитивті өсетін, долипорлық пердешіктері перфорацияланбаған паретасомалы, т.б. белгілері бар Dacrymycetales-ті мұндай белгілері болмайтын холбазидиомицеттердің арасына орналастырды.

Т. Кавалье-Смиттің жүйесі [5] жоғарыда келтірілгендерден құрылымы жағынан өзгеше. Мұнда Septomycotina бөлім тармағы Septomycetes класымен (=Teliomycetes =Urediniomycetes), Orthomycotina бөлім тармағы Hemibasidiomycetia класс үстімен (Ustomycetes класы) жəне Hymeno-mycetia класс үсті (Г. Крайзел жүйесіндегі Gelimycetes = Heterobasidiomycetidae жəне Homobasi-diomycetes – Н. Т. Патуйяр бойынша – Homobasidiomycetidae) арнайы көрсетілген. Septomycetes класын автор қазіргі кездегі көлемде қабылдап, оған Uredinales, Septobasidiales (Urеdomycetetidae класс тармағы), Sporidiales жəне Erythrobasidiales (Sporidiomycetidae класс тармағы) қатарларын кіргізді.

Т. Кавалье-Смит Gelimycetes класында гетеробазидиялы саңырауқұлақтардың қатарларына сəйкес келетін Tremellomycetidae (Tremellales жəне оған жақын дрождар), Dacrymycetidae жəне Auromycetidae класс тармақтарын, ал Holobasidiomycetes класында Clavomycetidae жəне Pileo-mycetidae класс тармақтарын бөліп көрсетеді. Бірақ автор мұның себептеріне тоқталмайды.

1997 ж. Ustilaginomycetes (Ustomycetes) жүйесіне арналған екі жұмыс жарияланды [11, 12]. Ustilaginales таптастырылуы 1847 ж. оның құрамы екі тұқымдасқа – Ustilaginaceae жəне Tille-tiaceae жіктелгелі бері тұрақты [66]. Кейбір авторлар бұл тұқымдастарды қатарлар деңгейіне көтереді (мысалы, [40]). Осы келтірілген жұмыстарда тат саңырауқұлақтарына жəне оған жақын таксондарға ультрақұрылымдық белгілерін зерттеу (пердешіктің құрылысы, субстратпен жанасу зонасы) жəне 50 туысқа жататын 139 түрдің 28S pPHK генінің нуклеотидтер кезегін талдау негізінде қайта зерделеу жұмыстары жүргізілген. Осы мəліметтер негізінде Ustilaginomycetes класы 10 қатарға жіктелген. Бұл класқа жүйелік орындары анық болмағанмен Exobasidiales жəне Micro-stromatales қатарлары да кірген. Бұларды кейбір авторлар [66-s] базидиоспораларының өсу типіне қарап Dacrymycetales қатарына жақындатады.

Р. Бауэр мен Ф. Обервинклер [11] бөліп көрсеткен Microbotryaleas қатары (базидияларында көлденең пердешіктері бар, өсімдікті зақымдау белгілері қаракүйеге ұқсас паразиттер, бірақ олар-дан айырмашылықтары нитрацеллюлалық гифтері мен гаусторийлары болмайды, қосжарнақты-лардың паразиттері жəне де клетка қабығының құрамы да өзгеше) [60, 65] Urediniomycetes класына кіргізілген. Бұл нəсілдік жүйелеу (геносистематика) тұрғысынан алып қарағанда да орынды [19, 67]. Э. Сванн ж.б. [68] осы «қаракүйе урединиомицеттер» тобын Microbotryomycetidae класс тармағына біріктіруді жөн санайды.

Тоқтала кететін бір мəселе, молекулалық мəліметтер негізінде жасалған устомицеттер мен гетеробазидиялы саңырауқұлақтардың филогенетикалық жүйесінің олардың фенотиптік белгілерін зерттеу арқылы алынған нəтижесіне айтарлықтай сəйкес келетіні.

Оған мысал ретінде Х. Приллингердің, серіктес авторларымен [59, 65] бөліп көрсеткен Micro-botryum-, Ustilago-, Dacrymyces- жəне Tremella – типтердегі базидиялы дрождарды жəне оған ұқсас дрожж тəрізді кезеңдерін келтіруге болады. Ол үшін авторлар клетка қабығындағы қанттардың құрамын, уреазаның жəне экстрацеллюлалық амилоидты құрылымның түзілуін, көгілдір диазо-нимен реакциясын, убихинон жүйесінің типін жəне базидияларының морфологиясын негізге алған.


13

Даму циклінде дрож тəрізді кезеңі болатын базидиялы дрождар мен мицелилі саңырауқұлақтарды 18S pPHK генін секвендеу арқылы алынған мəліметтер негізінде құрастырылған филогенетикалық жүйенің кладтарына тарату жоғарыда келтірілген төрт типке көпшілік жағдайда сəйкес келеді [67]. Сонымен Mycrobotryum-типтегі (Microbotryum spp., Sporidiales өкілдері, Septobasidium spp. ж.б.) дрождық кезеңі болатын таксондар Urediniomycetes кладына, ал Ustilago-типтілер (Ustilago, Tille-tiopsis, Exobasidium, Graphiola түрлері) – Ustilaginomycetes кладына сəйкес келеді. Сонымен қатар жіті дəлелденген кладтар Dacrymyces- жəне Tremella-типтеріне де тəн.

28S pPHK генінің 5 г ұшының кезектік ретін талдау Tremellales пен Dacrymycetales-тің моно-филеттігін, ал Auriculariales-тің, осы талдау бойынша, құрамына анық оқшауланған монофилетті Sebasinaceae тұқымдасы жəне аз дегенде бес шағын топтан тұратын екінші клад кіретін поли-филетті топ екенін көрсетті [69]. Бұрынырақ бірқатар авторлар молекулалық зерттеулер негізінде жəне де морфологиялық белгілеріне қарап Auriculariales s.l.-ның гетерогендігі жоғары екенін көрсеткен болатын [70, 71]; бұл топ бірнеше линиялардан – Auriculariales s.str. қатарына тəн долпорлық септасы болатын жəне септасы қарапайым екі немесе одан көбірек линиясы бар саңырауқұлақтардан (Eocronartium, Helicobasidium, Pachnocybe, Kriegeria жəне т.б.) тұрады. Кейбір мəліметтер бойынша бұлар Uredinales-ке жақын [19, 67].

Базидиомицеттерді жүйелеуде күрделі мəселелердің бірі гомобазидиомицеттердің – афилло-фороидтардың, агарикоидтардың жəне гастероидтардың таптастырылуы. Бұлардың гетерогендігі, сонымен бірге гомобазидиомицеттердің гимениялық та, гастероидтық та эволюциялық тармақ-тарынан (линиялардан) тұратындығы микологтарға бұрыннан-ақ белгілі (мысалы, [74-76]). Мұның нəтижесі – қатарлар мен тұқымдастардың санының үнемі көбейе түсуіне себеп болды. Сонымен егер Г. Крайзел мен М. Мозер [40, 77] агарикоидты базидиомицеттерді 4 қатарға 17 тұқымдасқа бөлсе, P. Kюнер жүйесінде [74] олардың саны 5 қатарға 19 тұқымдасқа артады, ал В. Юлих жүйесінде [75] – 9 қатардан 46 тұқымдастан тұрады. Фенотиптік (морфологиялық жəне онтогенездік) жəне хемотаксондық (мыс. [16]) белгілерді пайдалану жекеленген табиғи топтарды анықтауға мүмкіндік берді. Соңғы онжылдықтарда гендік жүйелеу тəсілдерін қолдану арқылы гомобазидиомицеттердің моно-филеттік топтарын анықтауда жəне олардың филогенездік байланыстарын айқындау мақсатында көтеген зерттеулер жүргізілді (Hopple, Vilgalys, 1994, 1999; Hibbertt, Donoghue, 1995, 1999, 2001; Hibbertt et al., 1997; Boidin et al., 1998; Miller, Vilgalys, 1999; Pine et al., 1999; Kim, Jung, 2000; Moncalvo et al., 2000; Grubisha et al., 2001; Humpert et al., 2001; Miller et al., 2001 ж.б.). Бұл зерттеулердің негізгі нəтижелері төмендегідей.

Жалпы афиллофороидты базидиомицеттердің, сондай-ақ Poriales жəне Corticiales қатарла-рының полифилилігі дəлелденді. Афиллофороидты жəне агарикоидты гомобазидиомицеттердің 14 туысына жататын 62 түрдің 18S pPHK геніне ретік талдау Hymenochaetales-тің негізін құрайтын таксондардың жəне оған жақын бірқатар туыстардың монофильдігін айқындап, бірқатар монофильді топтарды əрі қарай зерттей түсудің қажеттігін көрсетеді [78].

Кантареллоидты жəне клавариоидты гомобазидиомицеттердің филогенетикалық байланыс-тарын анықтау мақсатында 65 түрдің, оның ішінде 23 талдау тобы бар, митохондрийлік жəне ядролық 18S pДНҚ зерттелді. Нəтижесінде 4 эволюциялық тармақ (линия) анықталды: 1. Hydnum, Stichoclavaria жəне Clavulina туыстарымен тығыз байланыстағы стихобазидиялы Cantharellaceae; 2. Базидиомдарында ұлпаларды жасыл түске бояуға жауапты темір тұздары бар пистилларин бола-тын Clavariadelphus, Gomphus жəне Ramaria; авторлар бұл топқа гастеромицеттердің Gasterum, Pseudocolus жəне Sphaerobolus туыстарының жақындығын ескертеді; 3. Клавароидты туыстар Clavaria, Clavulinopsis, Pterula жəне Typhula. Бұлар, бəлкім, желбезекті саңырауқұлақтардың көпшілігіне тəн тармақтардан (линиялардан) бастау алуы мүмкін; 4. Спораларында амилоидты орнамент болатын Clavicorona жəне оған жақын Auriscalpium жəне Lentinellus туыстары [84]. Бұл келтірілген мəліметтер базидиомдар морфологиясының айтарлықтай конвергенциясын көрсетіп қана қоймай, ондағы берілген бірқатар анатомиялық жəне биохимиялық белгілер филогенетикалық тұрғыда информативті жəне саңырауқұлақ топтарын молекулалық белгілері арқылы жіктеп тарату нəтижесіне сəйкес келеді. Гомобазидиомицеттердің 78 түрінің, ішінде Ramaria туысының 34 түрі бар, митохондрийлық жəне ядролық рДНҚ-сының кезектік ретіне жасалған талдау бұл туыстың парафильдігін жəне оның гомобазидиомицеттердің морфологиялық əртүрлі бірнеше топтарының рамароидты ансесторларымен, оның ішінде Gomphales бар, байланысты екенін дəлелдеп берді [88].


14

Жарияланған жұмыстардың көпшілігі агарикоидты базидиомицеттерді, олардың пайда болуын жəне гастеромицеттермен байланысын зерттеуге арналған. Агарикоидтардың 10 тұқымдасына (20 түр), афиллофороидтардың 18 тұқымдасына (52 түр), гастеромицеттердің 7 тұқымдасына (9 түр) жататын түрлерінен алынған көптеген іріктердің (выборка) митохондриялық жəне ядролық рДНҚ-ын талдау мынаны көрсетті: 1) бірінші топтың өкілдерінің морфологиялық əртүрлі ансесторлардан дербес пайда болу көрсеткіші кем дегенде алты есе; 2) гастеромицеттердің гименомицеттерден дербес пайда болу көрсеткіші кем дегенде төрт есе [81]. Дж. Монкальво серіктес авторларымен [86] бірнеше тəсілдерді қолданып, агарикоидты базидиомицеттердің көптеген тұқымдастарына жататын 154 түрдің 28S pPHK ядролық генінің 5r ұшының нуклеотидтік кезектік ретін талдау арқылы бірнеше оқшауланған топтарды анықтады. Құрамына тек агарикоидтар ғана емес, сондай-ақ афиллофороидты жəне гастероидты таксондар кіретін Boletales пен Russulales-тердің бір-бірінен дербес тармақтар (линиялар) екені расталды. Агарикоидты гомобазидиомицеттерді: A-Q – тек қана ақшыл споралы жəне R-U – көпшілігі күңгірт споралы түрлерді қамтитын етіп екі үлкен топтық кладтарға бөлу көңіл аударарлық жай. Бұл спора түсі жоғарғы деңгейдегі критерийлердің бірі деген сөз. Бірқатар айқын монофилеттік топтар келтірілген:

Amanitaceae, Agaricaceae (Cystoderma туысынcыз), Coprinaceae pro parte (Coрrinus comatus пен Panaeoloideae- дан басқалары), Strophariaceae pro parte (Stropharia, Pholiota жəне Hypholoma) жəне кейбір туыстар. Tricholomataceae, Cortinariaceae жəне Hygrophoraceae тұқымдастары жəне бір-қатар туыстар (Clitocybe, Omphalina, Marasmius) полифилетті, қайта тексеруді қажет етеді.

Соңғы кездері жарияланған басылымдардан Russula s. str.-ның екі топтан тұратын полифиль-дігін дəлелдеген, Lactarius-тің жəне гастероидтық таксондар топтарының монофильдігін айқын-дайтын агарикоидтарға, гастероидтарға жəне плеуротоидты Russulales-қа жүргізілген зерттеулерді [89] атауға болады; сондай-ақ, Л. Грубиштің серіктес авторларымен жариялаған мақаласында [87] Boletales қатарының монофильдігін тағы да дəлелдеп, оның екі үлкен топтан тұратынын көрсетеді. Олар: радиацияланатын (жіктелетін) таксондар (Boletellus, Boletus, Phylloporus, Tylopilus, Xeroco-mus) жəне парафилетті Melanogastraceae-Paragyrodon топтары мен суиллоидты кладтар (Alpova, Chroogomphus, Gomphidius, Rhizopogon, Suillus, Truncocolumella). Бұрын жорамалданғандай, Suillus Rhizopogon-ға қарағанда Truncocolumella-мен жəне Chroogomphidaceae-мен тығыз байланысты [16].

Қорыта келгенде, К. Уэллс [64] жүйесіне негізделген жəне топтың молекулалық филогениясына қатысты негізгі мəліметтерге сай базидиомицеттер жүйесі келтірілген [2]. Бұл жүйе, біздің қазіргі біліміміз деңгейінде, осы топтың табиғи жағдайына барынша сəйкес келеді деген ұйғарымдамыз.

Жетілмеген саңырауқұлақтар (Deuteromycotina) бөлімі. Деутеромицеттер (жетілмеген саңы-рауқұлақтар) тобы – құрамындағы түрлерінің сипатына қарай – алуантүрлі. Бұларға телеморф түзу қабілетінен біржола айырылған анаморфты түрлер; əдетте анаморфты күйде тіршілік ететін, бірақ белгілі бір жағдайда телеморф түзуші түрлер; холоморфты түрлердің анаморфтары кіреді.

Бұл топтың саңырауқұлақтар жүйесіндегі орны əрқашанда күрделі болып келді. Оның негізгі екі себебі бар. Анда-санда бір, кездейсоқ телеморф түзетін түрлер телеморфына сай макротаксонға, яғни аскомицеттерге немесе базидиомицеттерге жатуы тиіс, ал Deuteromycota-ға тек қана анаморф-ты түрлер кіргізілуі шарт. Дегенмен микологиялық жүйелілікке жəне филогенетикаға соңғы екі-үш онжылдықта молекулалық əдіс-тəсілдердің қолданылып, осыған орай жүйеге кладистикалық көзқарастың енгізілуі бұл топты жеке таксон ретінде бөліп қарастыруға көптеген микологтардың келіспеушілігін туындатуда. Жоғарыда айтылғандай, кладистика тұрғысынан қарағанда таксон тек қана монофилетті болуы тиісті, алайда дейтеромицеттердің мұндай топ еместігі белгілі. Даму цик-ліндегі жыныстық процестің жəне телеморфтың жойылуы аскомицеттердің (мысалы, Hypocreales, Eurotiales ж.б.), сирегірек, базидиомицеттердің əртүрлі топтарында бір-бірінен дербес жүрді. Сондықтан да дейтеромицеттер полифилетті топ жəне де тек шартты (формальды) түрде ғана жеке таксон құра алады. Мұндай таксондық жүйенің жасанды болатыны айтпаса да белгілі, ал оның құрамын табиғи жүйеге келтіру соңғылардың бастапқы (тектік) топтармен байланысын анықта-ғанда ғана мүмкін болады [90]. Бұлардың кейбірінің аффинитеті анық байқалады (мысалы, мына туыстар: Aspergillus, Penicillium – Eurotiales; Trichoderma, Fusaarium – Hypocreales), дегенмен, көпшілік анаморфты түрлер үшін мұндай байланыстарды анықтау күрделі мəселе (мысалы, Acremonium түрлері Eurotiales пен Hypocreales-тің телеморфтарымен байланысты) жəне соңғы жылдары ғана қол жеткен əдістерді пайдалану арқылы жүргізілетін арнайы зерттеулерді қажет етеді. Айта кететін бір жайт, микологтар практикасында телеморфтарымен байланысы анық


15

Erysiphales жəне Uredinales анаморфтары дейтеромицеттер тобына кіргізілмей тиесілі телеморфтар таксонына енгізілген.

Ботаникалық номенклатуралар кодексі холоморфты түрлер үшін екі атауды пайдалануға қарсы емес: телеморфтар, егер əңгіме холоморфтар жайында болса жəне анаморфты түр – тек қана ана-морфтық кезең (стадия) үшін. Нағыз анаморфты түрдің тек бір ғана атауы болады. Расында да, формальдылығы белгілі болса да бұл жүйе анаморфты түрлерді ретке келтіру үшін жасалған. Мұнда дейтеромицеттерді кластық деңгейге, бөлім тармағына, сонан соң бөлімге бөлген. Дейтеромицеттер екі немесе үш кластан тұрады: Hyphomycetes (П. Саккардо жүйесі бойынша [91, 92] Hyphomycetales қатарына кіретін конидиятүзгіштері жекеленген немесе бір-бірімен коремияға жəне спородохияға біріккен дейтеромицеттер), Coelomycetes (конидиятүзгіштері пикнида немесе ложа ішінде түзіледі, П. Саккардо жүйесі бойынша Sphaeropsidales жəне Melanconiales) жəне Agonomycetes (спора түзбейтін дейтеромицеттер).

ХХ ғасырдың 60-ж. соңына қарай дейтеромицеттер жүйесін конидиогенез механизмі негізінде құруға талпыныс орын алды. Дейтеромицеттердің табиғи болмысына жақын терминдер тапқанын көреміз: жетілмеген аскомицеттер, базидиомицеттер жəне эндомицеттер бөліп көрсетілген. Топтың табиғи жүйесін, қандай да бір тəсілмен болмасын, анаморфтары мен телеморфтарының араларының байланысын анықтағанда ғана жасауға мүмкін болатынын жоғарыда айттық [90]. 1978 ж. Кананаскисте өткен конференция тек қана анаморфтар мен телеморфтар арасындағы байланыс мəселесіне арналды [93].

Саңырауқұлақтарды жүйелеуге нəсілдік жүйелеу тəсілдерін пайдалану жəне кладистикалық көзқарастардың ықпал етуі бұл топтың дəстүрлі жүйесіне айтарлықтай соққы болды. Молекулалық филогенетиктер анаморфты түрлерді (митоспоралыларды) телеморфтар (мейоспоралылар) жүйесіне интеграциялауды ұсынады (мыс., [72]). Бұлай етудің нəтижесінде қазіргі жүйелердің көпшілігінде дейтеромицеттер кездеспейді. Тіпті үйреншікті «анаморфа» немесе «анаморфты түр» терминдері «митоспоралы саңырауқұлақтар» терминімен ауыстырылған [93]. Мұндай жағдай ағылшын тіліне аударылған жұмыстарда жиі кездеседі, орыс тіліндегі флоралық тізімдерден де «mitosporic fungi» терминін көруге болады.

Дж. Тейлор «Митоспоралы саңырауқұлақтарды» аско- жəне базидиомицеттер жүйесіне іс жүзінде интеграциялау үшін К. Сейферттің серіктес авторларымен [96] сынап бағалаған молеку-лалық тəсілін қолдануды ұсынады [72]. Молекулалық жүйелеушілердің АҚШ-тың Ұлттық биотехнологиялық ақпараттық орталығы, Ұлттық медицина кітапханасы жəне Ұлттық денсаулық сақтау институты негізінде өте маңызды əрі ауқымды Гендер банкін құрғанын айта кеткен жөн (сайттың Ғаламтордағы адресі Ascomycota бөлімінде, 32 б.). Анаморфтар мен телеморфтардың байланысы жөнінде құнды мəліметтерді əдебиеттерден [97], сондай-ақ Ғаламтордағы мəліметтер қорынан алуға болады.

Кейбір авторлар Deuteromycota-ны кладистика тұрғысынан да, түрдің биологиялық концеп-циясы тұрғысынан да, мойындамау үшін анаморфты түрлерді түр деп есептемеуді [98], сонымен бірге атауларға қос жүйені қолдануға рұқсат ететін [99, 100] ботаникалық номенклатуралар Кодексінің 59-бабынан бас тартуды ұсынады. Дегенмен дейтеромицеттер (анаморфты түрлері) шын мəнінде нақты тіршілік ететін саңырауқұлақтар тобы. Оларды саңырауқұлақтардың жалпы жүйесіне толық интеграциялау – келешектің жұмысы, ал практикалық мақсатта таптастыру бүгінгі таңда қажет. Хололморфтар жайында өткен конференцияда [101] дейтеромицеттерге қатысты мамандар Deuteromycota бөлімін, оны холоморфты саңырауқұлақтармен біріктіруге байланысты толық жоюға қарсы болды. Себебі топты идентификациялау үшін таксондар мен атаулар кажет [102]. Ал практикалық мақсаттар үшін, жоғарыда айтылғандай, топтың дəстүрлі жүйесі толық жеткілікті. В. Гамс үнемі телеморф түзетін түрлер анаморф үшін, əсіресе егер анаморфа нағыз телеморфтық үлгіден туындайтын болса, триноминальдық атауларды пайдалану ыңғайлырақ, əрі информативті болар еді дейді [103,104], мəселен, Trichoderma туысы Hypocrea schweinitzii-дің анаформасы.

ƏДЕБИЕТ

1 Жизнь растений. Т. 2. Грибы / Под ред. М. В. Горленко. – М., 1976. – 479 с. 2 Сидорова И.И. Макросистема грибов: методология и изменения последнего десятилетия // Новое в систематике

номенклатуре грибов. – М., 2003. – С. 7-70. 3 Luttrell E.S. The ascostromatic Ascomycetes // Mycologia. – 1955. – Vol. 4, № 3.


16

4 Мирабдуллаев И.М. Рибосомы, кристы и филогения низших эукариот // Изв. АН СССР. – 1989. – Т. 5. – Сер. биол. – С. 689-700.

5 Cavalier-Smith T. A revised six-kingdom system of life // Biol. Rev. – 1998. – Vol. 73, № 3. – P. 203-266. 6 Вarr D.J.S. An outline for the chytrids, and for a new order, the Spizellomycetales // Can. J. Bot. – 1980. – Vol. 58,

№ 10. – P. 2360-2394. 7 Dick.M.W. Fungi, flagella and phylogeny // Mycol. Res. – 1997. – Vol. 101, № 4. – P. 385-394. 8 Moore R.T. Ustomycota, a new division of higher fungi // Antonie Leeuwenhoek. – 1972. – Vol. 38. – P. 113-118. 9 Moore R.T. Taxonomic significance of septal ullrastructure with particular reference to the jelly fungi // Mycologia. –

1978. – Vol. 70, № 6. – P. 1009-1024. 10 Dick M.W. Sexual reproduction in the Peronosporomycetes (chromistan fungi) // Gin. J. Bot. – 1995. – Vol. 73, Suppl. l. – P. S7I2-724. 11 Bauer R., Oberwinkler F., Vanky K. Ultrastructural markers and systematics in smut fungi and allied taxa // Can. J. Bot. –

1997. – Vol. 75. – P. 1273-1314. 12 Begerow D., Bauer R., Oberwinkler F. Phylogenetic studies on nuclear large subunit ribosomal DNA seqescens of smut

fungi and related taxa // Can. J. Bot. – 1997. – Vol. 75. – P. 2045-2056. 13 Bartnicki-Garcia S. Cell wall composition and other biochemical markers in fungal phylogeny // Phytochemical Phylo-

geny. – London: Acad. Press, 1970. – P. 81-103. 14 Vogel H.J. Lysine biosynthesis and evolution // Evolving genes and proteins. – N. Y.: Acad. Press, 1965. – P. 25-40. 15 Humber R.A. A new approach to the phylogeny of the order Boletales (Basidiomycotina) // Nord. J. Bot. – 1987. – Vol. 7,

№6. – P. 705-718. 16 Besl H., Bresinsky A. Chemosystematics of Suillacae and Gomphidiaceae (suborder Suillineae) // Plant Syst. Evol. –

1997. – Vol. 206, № 1-4. – P. 223-242. 17 Gottschalk M., Blanz P.A. Untresuchungen an 5S ribosomalen Ribonukleinsurenals Beitrag zur Klarung von Systematik

und Phylogenie der Basidiomyceten // Zeitschr. Mykol. – 1985. – B. 51, № 1. – S. 205-243. 18 Swann E.C., Taylor J.W. Higher taxa of basidiomycete: a I8S rRNA gene perspective // Mycologia. – 1993. – Vol. 85,

№ 5. – P. 923-936. 19 Swann E.C., Taylor J.W. Phylogenetic perspectives on basidiomycete systematics: evidence from the I8S rRNA gene //

Can. J. Bot. – 1995a. – Vol.73. – Suppl. I. P. – S. 862-868. 20 Антонов А.С. Основы геносистматики высших растений. – М.: Наука // Интерпериодика, 2000. – 135 с. 21 Margulis L., Schwartz K.V. Five Kingdoms – An illustrated guide to the phyla of life on earth. – N.Y.: W.H. Freeman and

Co., 1998. – 520 p. 22 Hawksworth D.L., Kirk P.M., Sutton B.C., Pegler D.N. Ainsworth and Bisby's Dictionary of the fungi. 8th cd.

Wallingforr: CAB Int., 1995. – 540 p. 23 Bowman B.H., Taylor J.W.. Brownlee A.G., Lee J., Lu S., White T.J. Molecular evolution of the fungi: relationships of

Basidiomycetes, Ascomycetes and Chytridiomycetes // Mol. Biol. Evol. – 1992. – Vol. 8, № 2. – P. 285-296. 24 Bruns T.D.,Vilgalys R.,Barns S.M.et al.(lI co-authors). Evolutionary relationships within the fungi: analysis of nuclear

small subunit rRNA sequences // Mol. Phylogenet. Evol. – 1992. – Vol. I, № 3. – P. 231-241. 25 Taylor J.W. Fungi and relatives // XVI International Botanical Congress, Saint Louis. – USA, 1999. – Abstracts. № 5420. 26 Berbee M.L, Taylor J.W. Dating the evolucionary radiations of the true fungi // Can. J. Bot. – 1993. – Vol. 71, № 8. – P. 1114-1127. 27 Nielsen R. The molecular clock is gone but not forgotten // TIG. – 1999. – Vol. 15, № 11. – P. 442-443. 28 Simon L, Bousquet J., Lubesquc R.C. et al. Origin and diversification of endomycorrhizal fungi and coincidence with

vascular land plants // Nature. – 1993. – Vol. 363. – P. 67-69. 29 Redecker D., Kodner R. Graham L.E. Glomalean fungi from the Ordovician // Science. – 2000. – Vol. 289, № 5486. –

P. 1920-1921. 30 Мюллер Э., Леффлер В. Микология. – М., 1995. – 341 с. 30-1 O Donnell K., Cigelnik E., et al. Phylogenetic relationships among the Harpellales (Trichomycetes) and Kicxellales

(Zygomycetes), Two orders of Zygomycota that from regularly septate hyphae // Mycologia. – 1998. – Vol. 90, № 3. – P. 624-639. 30-2 Tanabe Y., O Donnell K., et. al. Molecular phylogeny of parasitic Zygomycota (Dimargaritales, Zoopagales) based on

nuclear small subunit ribosomal DNA sequences // Mol. Phylogenet. Evol. – 2000. – Vol. 16, № 2. – P. 253-262. 30-3 Gottlieb A.M., Lichtwardt R.W. Nuclear variation within and among species of Harpellales // Mycologia. – 2001. –

Vol. 95, № 1. – P. 66-81. 30-4 Cavalier-Smith T. A 6-kingdom classification and unified phylogeny // Endocytobiology. Berlin: de Gruyter, 1983. 30-5 Vossbrinck C.R., Maddox J.V., et. al. Ribosomal RNA sequence suggests microsporidia are extremely ancient euca-

ryotes // Nature. – 1987. – Vol. 326. – P. 411-414. 30-6 Kamaishi T., Hashimoto T., et. al. Protein phylogeny of translation elongation factor EF-1b suggests microspoidians are

extremely ancient eucaryotes // J. Mol. Evol. – 1996. – Vol. 42. – P. 257-263. 31 Голубева О.Г. Класс Chytridiomycetes. Вып. 1. Порядок Chytridiales (Определитель грибов России). – СПб., 1995. – 168 с. 32 Savile D.B.O. Possible interrelationships between fungal groups // The fungi: an advanced treatise. – N.Y.: Academic

Press, 1968. – Vol. 3. – P. 649-675. 33 Lange L. Olson L.W. The uniflagellate phycomycete zoospore // Dansk Bot. Ark. – 1979. – Vol. 33. – P. 6-92. 34 Cavalier-Smith T. The origin fungi and pseudofungi // Evolutionary biology of the fungi. Cambridge. – Cambridge Univ.

Press, 1987. – P. 339-353. 35 Berbee M.L., Taylor J.W. From I8S ribosomal sequence data to evolution of morphology among the fungi // Can. J. Bot. –

1995. – Vol.73, Suppl. I. – P. 677-683. 36 Benny G.L. Classical morphology in zygomycete taxonomy // Can. J. Bot. – 1995. – Vol. 73, Suppl. l. – P. 725-730. 37 Humber R.A. Synopsis of revised classification for the Entomophthorales (zygomycotina) // Mycotaxon. – 1989. –

Vol. 34. – P. 441-460.


17

38 Shaffer R.L. The mayor groups of Basidiomycetes // Mycologia. – 1975. – Vol. 67, № 1. – P. 1-18. 39 Kendrick B. The fifth kingdom. 3. cd. – Mycologue Publications, 2001. – 400 p. 40 Kreisel H. Grundzuge eines naturlichen Systems der Pilze. Jena: Gustav Fischer. – Verlag, 1969. – 245 s. 41 Luttrell E.S. Taxonomy of the Pyrenomycetes // Univ. Missouri Stud. – 1951. – Vol. 24, № 3. – P. 1-120. 42 Ainsworth G.C.. Ainsworth and Bisby's Dictionary of the fungi. – 5 ed. – Kew, 1966. – 547 p. 43 Ainsworth G.C., James P.W., Hawksworth D.L. Ainsworth and Bisby's Dictionary of the fungi including the lichens. –

6 ed. – Kew: CMI, 1971. – 634 p. 44 Hawksworth D.L., Sutton B.C., Ainsworth G.C. Ainsworth and Bisby's Dictionary of the fungi. – 7th ed. – CM1, Kew,

1983. – 445 p. 45 Nishida H., Sugiyama J. Archiascomycetes: detection of a major new lineage within the Ascomycota // Mycoscience. –

1994. –Vol. 39. – P. 361-366. 46 Nishida H., Sugiyama J. Evolution in the Archiascomycetes // XVI International Botanical Congress, Saint Louis, USA,

1999. – Abstracts. № 4958. 47 Edman J.C., Kovacs J.A., Masur H., Santi D.V., Elwood H.J., Sogin M.L. Ribosomal RNA sequence shows Pneumocystis

carinii to be a member of the fungi // Nature. – 1988. – Vol. 334. – P. 519-522. 48 Eriksson O.E. DNA and ascomycete systematics // Can. J. Bot. – 1995. – Vol. 73, Suppl. I. – P. 785-789. 49 Spatafora J.W. Ascomal evolution of filamentous ascomycetes: evidence from molecular date // Can. J. Bot. – 1995. –

Vol.73, Suppl. I. –P. 811-815. 50 Berbee M.L., Karmean D.A., Winka K., Eriksson O. Phylogenetic resolution and the radiation of the Ascomycota //

Abstracts of the Annual Meeting. Mycological Society of America. – 1998. gopher. // nmnhgoph. si. edu/00/.docs/inoculum_data/ abstract 4.

51 Spatafora J.W., Blackwell M. Molecular systematics of unitunicate perithecial ascomycetes: the Clavicipitales-Hypocreales connection // Mycologia. – 1993. –Vol. 85, № 4. –P. 912-922.

52 Rehner S.A., Samuels G.J. Molecular systematics of Hypocreales: a teleomorph gene phylogeny and the status of their anamorphs // Can. J. Bot. – 1995. – Vol. 73, Suppl. 1. – P. 816-823.

53 Saenz G.S., Taylor J.W., Gargas A. 18S rRNA gene sequences an supraordinal classification of the Erysiphales // Mycologia. – l994. – Vol. 86, № 2. – P. 210-216.

54 Saenz G.S.,Taylor J.W. Phylogeny of the Erysiphales (powdery mildews) inferred from internal transcribed spacer ribosomal DNA sequences // Can. J. Bot. – 1999. – Vol. 77, № 1. – P. 150-168.

55 Eriksson O.E., Winka K. Suprnordinal taxa of Ascomycota // Myconet. – 1997. – Vol. 1, № 1. – P. 1-16. 56 Eriksson O.E. (Web ed.), Baral H.O., Currah R.S., Hansen K., Kurtzman С.Р., Rambold C., Laessol T. Outline of

Ascomycota. – 2001. 57 Oberwinkler F. Was ist ein Basidiomycet? // Z. Mykol. – 1978. 58 Sugiyama J., Fukagawa M.. Chiu S.-W., Komagata K. Cellular carbohydrate composition, DNA base composition,

ubiquinone systems, and diazonium blue В color test in the genera Rhodosporidium, Leucosporidium, Rhodotorula and related basidiomycetous yeasts // J. Gen. Appl. Microbiol. – 1985. – Vol. 31. – P. 519-550.

59 Prillinger II., Deml G., Dorfler Ch., Laaser G, Lockau W. Ein Beitrag zur Systcmatik und Enlwicklungsbiologie hoherer Pilze. Hefe-Typen der Basidiomyceten, Teil II. Microbotryum-Typ // Bot. Acta. – 1991a. – B. 140, № 1. – S. 5-17.

60 Prillinger H., Dorfler Ch., Laaser G., Eckerlein В., Lehle L. Ein Beitrag zur Systematik und Enlwicklungsbiologie hoherer Pilzc. Hefc-Typen der Basidiomycetcn. Teil I. Schizosaccharomycetales, Protomyces-Typ // Z. Mykol. – 1990a. – B. 56, № 2. – S. 219-250.

61 Patouillard N.T. Essai taxonomique sur le families et le generes dc Hymenomycetes. – Paris: Lons-lc-Saunier, 1900. 62-s Gauman E. Die Pilze. Grundzuge inrer Entwiklungsgeschichte und Morphologie Basel und Stuttgart: Birthauser Verlag,

1964. – 541 s. 62 Talbot P.M.B. Principles of fungal laxonomy. – London-Basingstokc, 1971. – 274 p. 63 Kreisel H. Teliomycetes – Ustomycetes – Basidiomycetes: Gedanken zur Klassifizierung der huheren Pilze // Sydowia,

1983. – B. 36. – S. 154-164. 64 Wells K. Jelly fungi, then and now! // Mycologia. – 1994. – Vol. 86, № 1. – P. 18-48. 65 Prillinger H., Dorfler Ch., Laaser G., Hauska G. Ein Beitrag zur Systematik und Entwicklungsbiologie hoherer Pilze.

Hefe-Typen der Basidiomyceten. Teil III. Uslilago-Typ // Z. Mykol. – 1990b. – B.56, № 2. – S. 251-278. 66 Tulasne L.R., Tulasne Ch. Memoire sur les Ustilaginees compares aux Uredinees // Ann. sci. nat. bot. – Ser. 3. – 1847. –

T. 7. – P. 12-127. 66-s Blanz P. Uber die systematische Stellung der Exobasidiales // Zeitschr. Mycol. – 1978. – B. 44, № 1. – S. 91-107. 67 Swann E.C., Taylor J.W. Phylogenetic diversity of yeast-producing basidiomyectes // Mycol. Res. – 1995b. – Vol. 99,

№ 10. – P. 1205-1210. 68 Swann E.C., Frieders E.M., McLnughlin D.J. Microbotryum, Kriegeria and the changing paradigm in basidiomycete

classification // Mycologia. – 1999. – Vol. 91, № 1. – P. 51-66. 69 Weiss M.,Oberwinkler F. // Phylogenetic relationships in Auriculariales and related groups-hypothesis derived from

nuclear ribosomal DNA sequences // Mycol. Res. – 2001. – Vol. 105. Part 4. – P. 403-415. 70 Berres M., Szabo L.J., McLaughlin D.J. Phylogenetic relationships in auriculariaceus basidiomycetes based on 25S

ribosomal DNA sequences // Mycologia. – 1995. – Vol. 87, № 6. – P. 821-840. 71 Мс Laughlin D.J., Berres M.E.. Szabo L.G. Molecules and morphology inbasidiomycete phylogeny // Can. J. Bot. – 1995.

– Vol. 73, Suppl. I. – P. 684-690. 72 Taylor J.W. Making the Deuteromycota rebundant: a practical integration of mitosporic and meiosporic fungi // Can. J.

Bot. – 1995. – Vol. 73, Suppl. I. – P. 754-759. 73 Taylor T.N., Remy W., Hass II., Kerp H. Fossil arbuscular mycorrhizae from the early Devonian // Mycologia. – 1995. –

Vol. 87. – P. 560-573.


18

74 Kuhner R. Les Hymenomycetes agaricoides // Bull. Soc. Linn. – Lion. 1980. – An. 49, num. Spec. – 1027 p. 75 Julich W. Higher taxa of basidiomycetes. – Vaduz: J. Kramer, 1981. – 425 p. 76 Singer R. Agaricales in modern taxonomy. – Koenigstein: Kocltz Sci. Books, 1986. – 981 p. 77 Moser M. Basidiomyceten II: Die Rohrlinge und Blatterpilze (Polyporales, Bolelales. Agaricales, Russulales) // Kleine

Kryptogamenflora. Band Il b/2. – Jena: VEB Gustav Fischer Verlag, 1978. – 532 s. 78 Hibbett D.S., Donoghue M.J. Progress toward a phylogenetic classification of the Polyporaceae through parsimony

analysis of mitochondrial ribosomal DNA sequences // Can. J. Bot. – 1995. –Vol. 73, Suppl. I. –P. 853-861. 79 Hibbett D.S., Donoghue M.J. Phylogenetic relationships of cantarelloid and clavarioid Homobasidiomycetes based on

mitochondrial and nuclear rDNA sequences // Mycologia. – 1999. – Vol. 91, № 6. –P. 944-963. 80 Hibbett D.S., Donoghue M.J. Analysis of character correlations among wood decay mechanisms, mating systems and

substrate ranges in homobasidiomycetes // Syst. Biol. – 2001. – Vol. 52, № 2. – P. 215-242. 81 Hibbett D.S., Pine E.M., Langer E., Langer G., Donoghue M.J. Evolution of gilled mushrooms and puffballs inferred from

ribosomal DNA sequences // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. – 1997. – Vol. 94, № 10. – P. 12002-12006. 82 Boidin J., Mugnier J., Canales R. Molecular taxonomy of Aphyllophorales // Mycotaxon. – 1998. – Vol. 94, № 2. – P. 445-491. 83 Miller S.L., Vilgalys R. Molecular phylogeny of the Russulales // XVI International Botanical Congress, Saint Louis,

USA, 1999. – Abstracts. № 4893. 84 Pine E.M.,Hibbett D.S.,Donoghue M.J. Phylogenetic relationships of cantharelloid and clavarioid Homobasidiomycetes

based on mitochondrial and nuclear rDNA sequences // Mycologia. – 1999. – Vol. 91, № 6. – P. 944-963. 85 Kim S.Y., Jung H.S. Phylogenetic relationships of the aphyllophorales inferred from sequence analysis of nuclear small

subunit ribosomal DNA // J. Microbiol. – 2000. – Vol. 38, № 3. – P. 122-131. 86 Moncalvo J.M., Lutzoni F.M., Rehner S.A., Johnson J., Vilgalys R. Phylogenetic relationships of agaric fungi based on

nuclear large subunit ribosomal DNA sequences // Systematic Biology. – 2000. – Vol. 49. – P. 278-305. 87 Grubisha L.C., Trappe J.M., Molina R., Spatafora J.W. Biology of the уctomycorrhizal genus Rhizopogon. V. Phyloge-

netic relationships in the Boletales inferred from LSU rDNA sequenses // Mycologia. – 2001. – Vol. 93, № 1. – P. 82-89. 88 Hunpert A.J., Muench E.l., et al. Molecular phylogenetics of Ramaria and related genera: evidence from nuclear large

subunit and mitochondrial small subunit rDNA sequences // Mycologia. – 2001. – Vol. 93, № 3. –P. 465-477. 89 Miller S.L., McClean T.M., Walker J.F., Buyck B. A molecular phylogeny of the Russulales including agaricoid,

gasteroid and pleurotoid taxa // Mycologia. – 2001. – Vol. 93, № 2. – P. 344-354. 90. Сидорова И.И. О некоторых подходах к установлению филогенетических связей несовершенных грибов //

Проблемы филогении низших растений. – М., 1974. 91 Saccardo P.A. Conspectus generum fungorum Italiae inferiorum // Michelia. – 1880. – Vol. 2. – P. 1-38. 92 Saccardo P.A. Sylloge fungorum omnium hucusque cognitorum. – Patavia, 1899. – Vol. XIV. 93 Kendrick B. (Ed.) fungi // The whole fungus: The sexual-asexual synthesis.. Ottawa: National Museum of Natural

scitnces. – 1979. – P. 31-41. 94 Korf R.P., Hennebert G.L. A disastrous decision to suppress the terms anamorph and teleomorph // Mycotaxon. – 1993. –

Vol. 48. – P. 539-542. 95 Гарибова Л.В. Обзор и анализ современных систем грибов. – Петрозаводск: Карельский научный центр РАН,

1999. – 28 с. 96 Seifert К.A.. Wingfield B.D., Wingfield M.J. A critique of DNA sequence analysis in the taxonomy of filamentous

Ascomycetes and ascomycetous anamorphs // Can. J. Bot. – 1995. – Vol. 73, Suppl. 1. – P. 760-767. 97 Sutton B.C. Mitosporic fungi (Deuteromycetes) in the Dictionary of the Fungi // The fungal holomorph: meiotic, meiotic

and pleomorphic speciation in fungal systematics. – Wallingford: CAB International, 1993. 98 Perkins D.D. In praise of diversity // More gene manipulations in fungi. – N.-Y.: Academic Press, 1991. 99 Reynolds D.R., Taylor J.W. Article 59: reinterpretation or revision? // Taxon. – 1992. – Vol. 41. – P. 91-98. 100 Blackwcll M. Minute mycological mysteries: the influence of arthropods on the lives the fungi // Mycologia. – 1994. –

Vol. 86, № I. – P. 1-17. 101 Reynolds D.R., Taylor J.W. (Ed.) The fungal holomorph: mitotic, meiotic and pleomorphic speciation in fungal

systematics. – Wallingford: CAB International, 1993. 102. Gams W. I low natural should anamorph genera be? // Can. J. Bot. – 1995. – Vol. 73, Suppl. 1. – P. 747-753. 103 Carmichael J.W. Cross-reference names of pleomorphic fungi // The whole fungus: The sexual-asexual synthesis.

Ottawa: National Museum of Natural scitnces. – 1979. – P. 31-41. 104 Reynolds D.R., Taylor J.W. Higher fungi genera: their holomorphic content // Mycol. Helv. – 1994. – P. 123-140.

С. А. Абиев

СИСТЕМА СОВРЕМЕННЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ЦАРСТВЕ ГРИБОВ

Дается обзор различных взглядов на положение грибов в системе органического мира. Автор придержи-вается положения об отнесении грибов в отдельное царство и в доказательство этого приводятся материалы и обоснованные позиции различных исследователей.

S. A. Abiev

THE SYSTEM OF CONTEMPORARY OPINIONS ON A FUNGUS KINGDOM

In the article there is given a survey of different opinions on a position of Fungus in the system of organic world. The author is of the opinion that Fungus are a separate kingdom and as an evidence of it he brings the materials and grounded positions of many other researches.


19

Биология и медицина – региону

УДК 631.46

С. А. АЙТКЕЛЬДИЕВА, И. Э. СМИРНОВА, Е. А. ОЛЕЙНИКОВА, Л. П. ТРЕНОЖНИКОВА, О. Н. АУЭЗОВА, Р. Ш. ГАЛИМБАЕВА, Т. В. КУЗНЕЦОВА, Л. Т. СМАЙЛОВА

КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ И КАЧЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ОРГАНИЗМОВ СЕРОЗЕМОВ

ИЛЕ-БАЛХАШСКОГО РЕГИОНА

РГП «Институт микробиологии и вирусологии» КН МОН РК, г. Алматы

Исследован количественный и качественный состав бактериальных сообществ сероземов Иле-Балхашского региона. Показано, что общая численность бактерий в сероземах составляет 106–109 КОЕ/г почвы. Установлено, что в прикорневой зоне растений численность бактерий возрастает на 1–2 порядка по сравнению с почвенными образцами, взятыми вне корневой зоны. Отмечено, что превалирующей группой являются спорообразующие бактерии рода Bacillus, неспорообразующие бактерии представлены родами Pseudomonas, Bacterium, Mycobacterium, Rhodococcus. Численность актиномицетов в сероземах составляет 104–105 КОЕ/г почвы и характеризуется разнообразием состава.

Одной из главных проблем настоящего времени, с которыми сталкивается человечество,

является сохранение биологического разнообразия. Сохранение целостности живых систем на Земле – необходимое условие выживания человека и устойчивого развития всей цивилизации, поскольку создает необходимые условия для его существования и является источником пищи, кислорода, чистого воздуха, сырьевым ресурсом, основным регулятором стабильности биосферы [1]. В Казахстане, благодаря его огромной территории и природным условиям, находится значи-тельная часть биологического разнообразия Евразии. Одним из природных комплексов, отличаю-щихся богатством животного и растительного мира, является Иле-Балхашский регион, который занимает площадь более 400 тыс. км2. Влияние различных техногенных факторов привело к серьезным изменениям растительного и животного мира этого региона. Эти изменения требуют регулярного проведения мониторинга земельных, водных и растительных ресурсов, необходимого для своевременного выявления происходящих изменений, их оценки, прогноза дальнейшего развития и выработки рекомендаций по предупреждению и устранению последствий негативных процессов. Высокая актуальность сохранения биоразнообразия организмов в Иле-Балхашском регионе в равной степени касается и сохранения микрофлоры почв, обеспечивающей их плодо-родие, а значит и нормальное функционирование всего растительного и животного мира [2-4].

Для дальнейшего развития и интенсификации сельскохозяйственного производства данного региона необходимо углубленное изучение свойств почв и их микробиологической активности. Одной из наименее исследованных проблем является оценка микробиологической активности почв Иле-Балхашского региона. Признание микроорганизмов как важного почвообразующего фактора, ставит вопрос о необходимости более широкого исследования микробиологической активности почв с целью оптимизации процессов эволюции почв и их плодородия.

В связи с усилением техногенного влияния на окружающую среду весьма актуальным является изучение микробного разнообразия почв Иле-Балхашского региона. Проведение таких исследова-ний имеет неоценимое значение как для оценки состояния почвенного плодородия, экологических функций почвы, ее биологической активности, так и для выработки конкретных мер и приемов восстановления и очистки почв. Наиболее перспективными в плане практического использования для сельского хозяйства данного региона являются сероземы и почвы современных пойм рек


20

(аллювиально-луговые). Целью настоящей работы явилось определение качественного и количест-венного состава бактериальных организмов сероземов обыкновенного и светлого Иле-Балхашского региона, а также сравнительное изучение бактериальных сообществ прикорневой зоны растений, являющихся типичными для сероземов полупустынной экосистемы региона.

Материалы и методы

Объектами исследований служили два типа почв – сероземы обыкновенные и светлые.

Сероземы обыкновенные северные нормальные встречаются в Иле-Балхашском регионе на относительно мощных и незасоленных лессовидных суглинках на волнистых поверхностях предгорных равнин и межгорных долин. Почвы характеризуются средней мощностью гумусовых горизонтов (А+В = 55–65 см) и содержат 1,5–2% гумуса и 0,10–0,15% азота. Сероземы светлые северные размещаются на повышенных и пониженных плоских поверхностях и подразделяются на зернистые и комковатые. Сероземы светлые северные нормальные зернистые характеризуются слабой дифференциацией почвенного профиля и средней мощностью гумусовых горизонтов (А+В = 50–55 см). Сероземы светлые северные нормальные комковатые отличаются от зернистых меньшей мощностью гумусовых горизонтов (А+В = 40–50 см) и комковатой структурой [5, 6].

Методика исследования включала проведение полевого сбора почв в экологически чистых районах Иле-Балхашского региона (Алматинская область Балхашский район Прибалхашский и Караойский заказники, западное побережье озера Балхаш, район г. Улькен) в июле 2010 года. Точечные пробы в количестве 5 штук отбирали на пробной площадке из одного почвенного горизонта (8–20 см) методом конверта. Объединенную пробу составляли путем смешивания 5 точечных проб массой от 200 до 250 г каждая, отобранных на одной пробной площадке. Образцы почв отбирали на пробных площадках без растений и в прикорневой зоне наиболее часто встречаемых в данном регионе растений: полынь белоземельная (Artemisia thuscula L.), полынь рассеченная (Artemisia laciniata Willd), качим метельчатый (Gypsophila paniculata L.), чий блестящий (Achnatherum splendens L.), кустарников и кустарничков: жузгун безлистный (Calligonum aphyllum Pall.), таволгоцвет Шренка (Spiraeanthus schrenckianus Maxim.), тамарикс многоцветковый (Tamarix parviflora DC.), шенгил серебристый (Halimodendron halodendron Pall.) и других.

Микробиологический анализ собранных образцов почв проводили в лабораторных условиях. Общее число КОЕ бактерий определяли высевом на питательный и почвенный агар. Количество олиготрофных бактерий учитывали на голодном агаре. Гетеротрофные бактерии выделяли на среде МПА, целлюлолитические бактерии – на среде Гетчинсона с фильтровальной бумагой, азотфикси-рующие – на среде №79, нефтеокисляющие – на среде Ворошиловой – Диановой, денитрифици-рующие бактерии – на среде Гильтая, гнилостные бактерии на среде Виноградского. Для выделения сульфатредуцирующих бактерий использовали среду Ван Дельдена. Для выявления и количественного учета актиномицетов использовали питательные среды – крахмально-аммиачный агар (КАА), минеральный агар Гаузе-1 и овсяной агар.

Результаты и их обсуждение

Общая численность бактерий во всех исследованных типах сероземов довольно высока и

составляла 106–109 КОЕ/г почвы. При сравнительном микробиологическом анализе отмечено значительное увеличение количества бактерий в прикорневой зоне растений. Причем установлено, что в некоторых случаях численность бактерий увеличивается на порядок. Так, в образцах почв без растений общая численность бактерий составляла 3,0×108 КОЕ/г почвы. В образцах этой же почвы, но взятой в прикорневой зоне полыни рассеченной, численность бактерий возрастала и составляла 3,4×109 КОЕ/г почвы. Аналогичная закономерность проявляется и для других почвенных образцов. Например, общее число бактерий в прикорневой зоне кустарника жузгун безлистного составляло 6,0×109 КОЕ/г почвы, количество бактерий в образце почвы, взятой вне корневой зоны растений – на порядок меньше и составляло 5,5×108 КОЕ/г почвы.

Одной из важнейших физиологических групп почвенных микроорганизмов являются азотфик-сирующие бактерии, которые играют важную роль в обеспечении растений доступными формами азотсодержащих соединений и существенно повышают плодородие почв. Установлено, что


21

содержание азотфиксирующих бактерий как в обыкновенных, так и в светлых сероземах высоко и колеблется в пределах 105–108 КОЕ/г почвы. Отмечено, что в сероземах обыкновенных в прикорневой зоне растений количество бактерий-азотфиксаторов возрастает на 1-2 порядка (полынь белоземельная, кустарники) по сравнению с аналогичными почвенными образцами, взятыми вдали от растительности (рис. 1, 2).

Ось абсцисс – физиологические группы бактерий; ось ординат – Lg КОЕ/г почвы

Рис. 1. Количественный состав групп бактерий в образцах почвы серозем обыкновенный,

собранных вне корневой зоны растений

Ось абсцисс – физиологические группы бактерий; ось ординат – Lg КОЕ/г почвы

Рис. 2. Количественный состав групп бактерий в образцах почвы серозем обыкновенный,

собранных в прикорневой зоне полыни рассеченной (Artemisia laciniata)

0

2

4

6

8

10

lg КОЕ/г

общее число бактерий азотиксаторы нитрификаторы целлюлолитические

0

2

4

6

8

10

lg КОЕ/г

общее число бактерий азотфиксаторы нитрификаторы целлюлолитические


22

Так, количество бактерий-азотфиксаторов в прикорневой зоне полыни белоземельной и шенгила серебристого составляет 8,0×106 и 4,5×107 КОЕ/г почвы, в то время как в образцах почв, взятых вне корневой зоны растений, их численность значительно меньше и составляет 1,2×105 и 2,8×105 КОЕ/г почвы соответственно. В сероземах светлых наблюдается аналогичная законо-мерность, но увеличение общей численности бактерий в прикорневой зоне растений не такое значительное, как в сероземах обыкновенных. Так, численность бактерий в прикорневой зоне полыни рассеченной составляла 2,5×108 КОЕ/г почвы, в образцах почв без растений – 1,3×108 КОЕ/г почвы.

Еще одной из физиологических групп бактерий, принимающих активное участие в создании почвенного плодородия, являются нитрифицирующие бактерии. Общее количество бактерий этой группы в обоих типах сероземов составляет 105-106КОЕ/г почвы, существенного различия в их количественном содержании в зависимости от типа серозема не установлено. Также как и численность бактерий-азотфиксаторов, количество нитрифицирующих бактерий увеличивается в прикорневой зоне растений, но отмечено, что возрастание численности бактерий при этом не так значительно и зависит от самого растения. Установлено, что количество нитрифицирующих бактерий в прикорневой зоне жузгуна безлистного и качима метельчатого составляет 1,0×106 и 1,8×106 КОЕ/г почвы, в образцах почв, собранных вне корневой зоны растений, их количество снижается до 2,1×105 и 3,7×105 КОЕ/г почвы соответственно. В то же время в прикорневой зоне полыни рассеченной и белоземельной численность бактерий-нитрификаторов составляла 4,6×105 и 5,0×105КОЕ/г почвы, а в образцах почвы без растений – только 2,3×105 и 1,1×105 КОЕ/г почвы, то есть увеличение численности бактерий происходит не так значительно, как в прикорневой зоне жузгуна и качима.

Целлюлолитические бактерии являются одними из основных микроорганизмов, принимающих активное участие в круговороте углерода в природе. Сохраняющиеся в почве и возвращающиеся в почву растительные остатки на 40–70% состоят из целлюлозы, это и объясняет их важнейшую роль в разложении целлюлозы. Исследование содержания общего количества целлюлолитических бактерий в сероземах показало, что оно высоко и колеблется в пределах 106-108 КОЕ/г почвы. Существенного различия в количестве целлюлолитических бактерий в разных типах сероземов не установлено. Практически во всех исследованных образцах почв из прикорневой зоны растений содержится большее количество целлюлолитических бактерий, чем в образцах почв, взятых вдали от растений. Так, в прикорневой зоне полыни рассеченной численность целлюлолитических бактерий составляет 1,5×108 КОЕ/г почвы, в то время как в образцах почвы, собранных вне корне-вой зоны растений, их количество составляло 5,1×107 КОЕ/г почвы, то есть на порядок меньше.

Исследование таксономической принадлежности бактерий показало, что превалирующей группой в обоих типах сероземов являются спорообразующие бактерии рода Bacillus. Наиболее распространены следующие виды спорообразующих бактерий Bacillus megaterium, B. subtilis, B. idosus, B. mesentericus, B. cereus, B. virgulus. Неспорообразующие бактерии представлены, в основном, родами Pseudomonas и Bacterium, и коринеформными бактериями родов Mycobacterium, Rhodococcus, в меньшем количестве – родами Micrococcus и Cellulomonas. Отмечено присутствие миксобактерий (Sorangium) и бактерий рода Cytophaga.

Численность актиномицетов в обоих типах сероземов высока и составляла 105 КОЕ/г почвы. Наибольшее количество актиномицетов, обнаруженное в светлых сероземах, составляло 440,0–600,0 тыс./г почвы и характеризовалось высоким качественным разнообразием состава с доминированием пигментных серий Violaceus, Glaucescens, Ruber, Roseoviolaceus, Lavendulae-roseus, Coerulescens. Установлено присутствие от 8 до 10 серий актиномицетов. В образцах обыкновенных сероземов качественный состав актиномицетов, как и в образцах светлых сероземов, также был разнообразен и характеризовался доминированием пигментных серий: Violaceus, Glaucescens, Coerulescens, Ruber, Roseoviolaceus.

Таким образом, исследован количественный и качественный состав бактериальных сообществ сероземов обыкновенного и светлого Иле-Балхашского региона. Показано, что общая численность бактерий в обоих типах сероземов высока и составляет 106–109 КОЕ/г почвы. Установлено, что в прикорневой зоне растений численность бактерий различных физиологических групп возрастает на 1–2 порядка по сравнению с аналогичными почвенными образцами, взятыми вне корневой зоны растений. Исследование качественного состава бактериальных сообществ в обоих типах сероземов


23

показало, что превалирующей группой являются спорообразующие бактерии рода Bacillus, неспорообразующие бактерии представлены, в основном, родами Pseudomonas, Bacterium, Mycobacterium, Rhodococcus. Численность актиномицетов в обоих типах сероземов высока и составляет 104–105 КОЕ/г почвы и характеризуется качественным разнообразием состава (пигментные серии Violaceus, Glaucescens, Ruber, Roseoviolaceus, Lavendulae-roseus, Coerulescens).

ЛИТЕРАТУРА

1 Канаева Р. Иле-Балхашский бассейн: проблемы и перспективы устойчивого развития. ЭКВАТЭК –2004. Ч. 1. –

C. 39-40. 2 Гусева Л. Проблема использования водных ресурсов трансграничных рек в казахстанско-китайских отношениях //

ЭкоВести. – 2005. – № 4-5 (42-43). – С. 4-6. 3 Тюменев С. Современное состояние развития ирригации в Иле-Балхашском бассейне // Научные исследования в

мелиорации и водном хозяйстве: Сб. науч. тр. КазНИИВХ. – Тараз: ИЦ «Аква», 2001. – Т. 38, вып. 2. – С. 164-168. 4 Будникова Т. и др. Ландшафтно-экологическая оценка Иле-Балхашского региона. // Проблемы освоения пустынь. –

2001. – № 2. – С. 19-26. 5 Мирзадинов Р.А., Дуйсенбеков С.Л. и др. Почвы Казахстана. Русско-казахский словарь справочник. – МОН РК,

2009. – 270 с. 6 Соколов С.И., Ассинг И.А., Курмангалиев А.Б., Серпиков С.К. Почвы Казахской ССР. Алматинская область. –

Алматы: АН КазССР, 1962. – Вып. 4. – 422 с.

С. А. Айткелдиева, И. Э. Смирнова, Е. А. Олейникова, Л. П. Треножникова, О. Н. Əуезова, Р. Ш. Ғалымбаева, Т. В. Кузнецова, Л. Т. Смайылова

ІЛЕ-БАЛҚАШ АЙМАҒЫ СҰР ТОПЫРАҒЫНЫҢ САПАЛЫҚ

ЖƏНЕ САНДЫҚ БАКТЕРИАЛДЫ ҚҰРАМЫ Іле-Балқаш аймағы сұр топырағының сапалық жəне сандық бактериалды құрамы зерттелді. Барлық

бактериялардың саны сұр топырақ құрамында 106–109 КОЕ/г екендігі көрсетілді. Өсімдік тамырының түбінен алынған топырақ құрамында бактериялардың саны өсімдік жоқ жерден алынған топырақ үлгісімен салыс-тырғанда 1–2 есеге өсетіндігі байқалды. Көп мөлшерде кездесетін топ спора түзгіш бактериялары Bacillus туысына жатады, ал спора түзбейтін бактериялар қатарына Pseudomonas, Bacterium, Mycobacterium, Rhodo-coccus туысына жататын бактериялар кездеседі. Сəулелі саңырауқұлақтар топырақ құрамында 104–105 КОЕ/г кездеседі.

S. A. Aitkeldieva, I. E. Smirnova, E. A. Oleinikova, L. P. Trenozhnikova,

O. N. Auezova, R. S. Galimbayeva, T. V. Kyznetsova, L. T. Smailova

QUALITATIVE AND QUANTITATIVE COMPOSITION OF BACTERIAL POPULATIONS OF SEROZEMS IN ILE-BALKHASH REGION

There was investigated qualitative and quantitative composition of bacterial populations of serozems in Ile-

Balkhash region. The general number of bacteria in serozem soils put together is 106–109 CFU/g of soil. The bacte-rial number in plant rhizosphere increased by 50% as compared with soil samples from root regions. Spore-forming bacteria of genus Bacillus was found to be a predominant group. Genera Pseudomonas, Bacterium, Mycobacterium, Rhodococcus were represented as not forming spores bacteria. Aktinomycetes numbered wereb 04–105 CFU in a gram of soil and were characterized by diverse composition.


24

УДК 575.224; 575.1./.2.2.599.9

А. А. ТАШЕНОВА, М. Х. БАЙМУХАМЕДОВА, Н. П. КАБЫШЕВА, С. Б. ЗАЙПАНОВА, Е. А. АРЫНОВА, К. М. БЕКЕТОВ, Е. Ж. ЖУМАБЕКОВ, Л. Б. ДЖАНСУГУРОВА

ИЗУЧЕНИЕ ТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ

ПРИОРИТЕТНЫХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ ИЛЕ-БАЛХАШСКОГО РЕГИОНА В КРАТКОСРОЧНЫХ ТЕСТАХ

Институт общей генетики и цитологии

Изучен токсический потенциал наиболее распространенных загрязнителей воды из пяти точек Иле-

Балхашского региона в кратковременных тестах: оценка мутагенности в тесте Эймса, исследование цито- и эмбриотоксичности на эукариотических моделях. По результатам химического анализа во всех пробах воды выявлено превышение ПДК по нитритам/нитратам, а также по концентрациям тяжелых металлов. Сравнительный анализ данных химического анализа и результатов определения генотоксичности свидетельствует о том, что именно высокое содержание тяжелых металлов в пробах воды является основным генотоксическим фактором.

Иле-Балхашский бассейн (ИББ) занимает территорию, площадью 413 тысяч км2, часть которой

находится в юго-восточной части страны, другая часть – на прилегающей к Китаю территории (северо-западные районы Синьцзянь-Уйгурского автономного округа). Река Или (протяженность на территории Казахстана составляет 815 км), берущая свое начало в Китае, является главным водоемом, впадающим в озеро Балхаш, обеспечивая 80 процентов притока воды в озеро.

В Прибалхашье проживает около 16% населения Казахстана. Население казахстанской части бассейна составляет порядка 3,3 миллионов человек. Большая часть – 1,6 миллионов – жители Алматинской области. Сельское население составляет 1,5 миллиона человек.

Регион располагает активно разрабатываемыми крупными месторождениями полиметалли-ческих руд, каменного угля, строительных материалов, характеризуется отдаленным последствием Семипалатинского ядерного полигона, испытывает техногенную нагрузку промышленных предприятий Караганды, Алматы, Жамбыла и Усть-Каменогорска. Огромные площади земель традиционно используются для земледелия.

Промышленное загрязнение ИББ значительно. Центр загрязнения – озеро Балхаш, что связано с работой медеплавильного и цинкового завода, являющегося причиной неконтролируемого загряз-нения. Городское население также имеет большое значение, а именно, высокий уровень населения и его высокая концентрация в городе Алматы.

Актуальным для Казахстана является исследование и управление окружающей средой в ИББ. Целью исследований было изучение токсического действия основных загрязнителей водных

экосистем ИББ в кратковременных тестах: оценка генотоксического потенциала в тесте Эймса, исследование цито- и эмбриотоксичности на эукариотических моделях.

Материалы и методы исследований

Материалом для исследований являлись пробы воды из 5 наиболее загрязненных точек ИББ: 1) Точка №1 – побережье реки Или и Чарын (Алматинская область, Панфиловский район,

окрестности г. Жаркента и п. Чунджи). 2) Точка №2 – впадение реки Каскелен и реки Большой Алматинки в Капчагайское водохра-

нилище в окрестностях г. Капчагай и пос. Николаевка (Алматинская область, Карасайский район); 3) Точка №3 – побережье реки Или в окрестностях г. Акжар и г. Баканас (Алматинская

область), возле моста им. Д. А. Конаева; 4) Точка №4 – побережье озера Балхаш в окрестностях г. Приозерск и г. Сары-Шаган (Кара-

гандинская область, Балхашский район);


25

5) Точка №5 – побережье oзера Балхаш в районах медеплавильного и цинкового завода (г. Бал-хаш, Карагандинская область).

Материал отбирали в 3-х повторностях (для химического анализа) и по 3 дополнительные пробы для анализа: цито- и эмбриотоксичности, мутагенности и канцерогенности с использова-нием различных тест-систем.

Химический анализ проб воды проводился в лаборатории физико-химических методов анализа и экологии АО «Институт химических наук им. А. Б. Бектурова» по стандартизированным методикам (ГОСТ 29269; СТ РК ИСО 8288-2005 Качество воды; СТ РК ГОСТ Р 51309-2003 Вода питьевая; МУК 4.1.1274-03; МУК 4.1.667-97; ГОСТ 277537-88; РД 52.34.581-95; РД 52.34.580-95).

Для определения цито- и эмбриотоксичности, а также мутагенности использовали пробы воды, стерилизованные автоклавированием.

Определение цитотоксичности проводили по стандартным методикам [1, 2]. В работе использованы первичные (клетки куриных фибробластов, КФ) и перевиваемые культуры клеток (клетки МДСК, перевиваемая культура клеток почки собаки Мадин-Дарби и злокачественно трансформированные клетки человека РД, рабдомиосаркома). Пробы воды готовили путем добав-ления 10-кратного солевого раствора Хенкса (9:1) с целью сохранения нормального осмотического давления. После 2-х часовой экспозиции с пробами воды в культуральные флаконы вносили поддерживающую питательную среду и инкубировали клетки при 37 °С. На одно разведение пре-парата использовали 3 флакона с монослоем культуры клеток. Цитотоксическое действие препарата на клетки учитывали по степени изменения монослоя и контролировали в течение 3 суток. Контролем служили интактные клетки такого же срока культивирования. Все опыты проводили в трехкратной повторности. Статистическую обработку проводили общепринятыми методами [3].

Эмбриотоксичность оценивали на 10-дневных развивающихся куриных эмбрионах (КЭ) по стандартной методике [4]. На каждую пробу воды использовали по 20 КЭ, опыты проводили в 3 повторностях. Контролем являлись куриные эмбрионы такого же срока инкубации, которым введено по 0,2 мл дистиллированной воды.

Для оценки мутагенности использована тест-система Salmonella/микросомы, штаммы TA100 и ТА98 (тест Эймса) [5,6]. Набор указанных штаммов позволяет регистрировать действие мутагенов, вызывающих замену пар оснований в молекуле ДНК (штамм ТА100) и сдвиг рамки считывания генетического кода (штамм ТА98). В качестве позитивных контролей использовали стандартные мутагены НММ и ДДДТДП.

Результаты исследований и их обсуждение

По результатам химического анализа во всех пробах воды не выявлено превышения ПДК по

фенолам, бенз[а]пирену, однако выявлено превышение ПДК по содержанию нитритов/нитратов (от 1,35 до 2,4 ПДК), а также по концентрациям тяжелых металлов. При определении содержания тяжелых металлов обнаружено превышение ПДК в пробах воды: в точке № 1 – по кобальту (24 ПДК), в точке №2 – по свинцу (4 ПДК) и кобальту (20 ПДК), в точке №3 – по кобальту (20 ПДК), в точке №4 – по кадмию (2 ПДК), свинцу (3 ПДК) и кобальту (30 ПДК), в точке №5 – по кобальту (24 ПДК). Таким образом, во всех пробах выявлено превышение ПДК по кобальту в 20–30 раз.

Для анализа цитотоксичности каждый опыт проводили в трех повторностях. Степень токсичности проб воды в культуре клеток (цитотоксическое действие, ЦТД) оценивали по четырехкрестовой системе, где 100% деструкция клеток обозначается четыре креста ++++, на 75% обозначается тремя крестами +++, на 50% обозначается двумя крестами ++ и на 25% обозначается одним крестом +. Минимальная концентрация испытуемого вещества, вызывающая цитотокси-ческий эффект на 50% (++), рассматривается как цитопатогенная доза (ТЦД50).

В табл. 1 приведены данные, полученные в трех опытах.


26

Таблица 1. Определение цитотоксичности проб воды

Пробы воды № флакона Контроль 1 2 3 4 5

Клетки куриных фибробластов

1 ----* ---- ---- +--- ++-- ----

2 ---- ---- ---- ++--- ++-- +--- 3 ---- ---- ---- +--- ++-- ----

Клетки МДСК

1 ----* ---- ---- +--- ++-- +---

2 ---- ---- ---- +--- +--- ---- 3 ---- ---- ---- +--- ++-- ----

Клетки РД

1 ----* ---- ---- +--- ++-- +---

2 ---- ---- ---- +--- ++-- +--- 3 ---- ---- ---- +--- +--- ----

Цвет среды желто-розовый желто-розовый желто-розовый розовый розовый желто-розовый Токсичность, % 0 0 0 26,7±2,88 44,5±4,79 11,1±4,81

Примечание: * – степень выраженности ЦТД через 24 часа: ++++ – выраженная дегенерация клеточного монослоя; ++-- – умеренная дегенерация клеточного монослоя; +--- – слабая дегенерация клеточного монослоя; ---- – отсутствие дегенерации клеток.

Помимо морфологии клеток показателем жизнеспособности клеток является цвет питательной

среды в сосудах с клеточными культурами. В норме, т.е. при наличии жизнеспособных клеток, среда имеет окраску, характерную для данного красителя (желтовато-розовый или оранжевый цвет) при слабокислом или нейтральном значении – рН (6,8–7,2).

Как следует из данных табл. 1, пробы воды из точек №3 и №4 проявили цитопатогенное действие, отмечена умеренная и слабая дегенерация клеточного монослоя (++, +). Морфология клеток менялась не сильно, но цвет питательной среды (сдвиг рН среды в щелочную сторону) свидетельствовал о снижении жизнеспособности культур. Остальные испытуемые пробы не оказали токсического действия. Клетки имели морфологию, характерную для изучаемой клеточной культуры, округления и отторжения их от поверхности стекла не отмечено.

Для определения эмбриотоксичности использовали 10-дневные куриные эмбрионы (КЭ). При проверке жизнеспособности эмбрионов обращали внимание на состояние зародыша (размеры, отечность, кровоизлияния) и оболочек (отечность, некрозы и кровоизлияния). За время инкубации эмбрионы просматривали под овоскопом каждый день до вылупления цыплят. В конце опыта регистрировали суммарную гибель эмбрионов, отмечая следующие показатели: а) ранняя гибель – на 2–4 дни инкубации; б) поздняя гибель – на 5–10 дни инкубации; в) вылупляемость цыплят. В табл. 2 приведены данные определения эмбриотоксичности изученных проб воды.

Таблица 2. Результаты определения токсичности для развивающихся куриных эмбрионов проб воды,

взятых в различных регионах Алматинской области

№ пробы Общее кол-во КЭ Ранняя гибель Поздняя гибель Вылупилось цыплят Выживаемость, %

Точка №1 60 4 5 51 85±5,00 Точка №2 60 3 3 54 90±5,00 Точка №3 60 9 3 48 80±5,00 Точка №4 60 12 6 42 70±8,66 Точка №5 60 6 6 48 80±9,00 Контроль (дист. вода) 60 2 1 57 95±8,66


27

Из данных табл. 2 следует, что анализируемые пробы воды из точек №1 и №2 при введении их в хорион-аллантоисную полость 10-дневных куриных эмбрионов не оказали выраженного эмбриотоксического действия. Однако снижение жизнеспособности куриных эмбрионов было отмечено при действии проб воды из точек №3 (побережье реки Или в окрестностях г. Акжар и г. Баканас), №4 (побережье оз. Балхаш в окрестностях г. Приозерск) и 5 (побережье oзера Балхаш в районах медеплавильного и цинкового завода).

Для выявления мутагенной активности проб воды использовали стандартный тест Эймса. В каждом контрольном и опытном варианте использовали по 3 чашки на каждую модель. Эксперимент повторяли трижды. Учет результатов проводили через 48 часов инкубации и высчитывали среднее количество ревертантов на чашку в трех повторах (превышение уровня ревертантов над контролем до 2 раз – отсутствие мутагенного эффекта (–); превышение в 2–10 раз – слабый мутаген (+); превышение в 10-100 раз – мутаген средней силы (++); превышение в 100–1000 раз – сильный мутаген (+++). Полученные результаты представлены в табл. 3.

Таблица 3. Мутагенная активность проб воды в стандартном методе Эймса

Среднее количество ревертантов на чашку

Превышение над контролем (О/К) Результат

№ пробы

ТА 100 ТА 98 ТА 100 ТА 98 ТА 100 ТА 98 Контроль спонт. 16,00 ±1,03 9,00 ±1,20 1,50 0,75 – – ДМСО 22,00± 2,00 18,00± 1,70 1,10 1,05 – – НММ 602,00±6,40 – 37,8 – – ДДДТДП – 367,00±6,80 40,70 №1 22,00±2,10 19,00±1,80 1,04 1,05 – – №2 20,00±1,05 19,00±1,90 1,90 1,00 – – №3 33,00±2,80 23,00±2,02 1,17 1,13 – – №4 25,00±2,20 12,60±0,98 1,13 1,28 – – №5 23,40±2,40 17,30±1,60 0,97 1,08 – –

Как видно из табл. 3, в стандартном тесте Эймса без метаболической активации, пробы воды из

всех исследованных точек ИББ не проявляют мутагенной активности. Сравнивая полученные данные по исследованию генотоксичности с данными химического

анализа, можно отметить, что именно высокое содержание тяжелых металлов в пробах воды является основным генотоксическим фактором. Так, умеренные цито- и эмбриотоксические эффек-ты были зарегистрированы для пробы №4, в которой обнаружено наиболее высокое содержание кобальта (30 ПДК), а также превышение ПДК по кадмию и свинцу.

Изучение мутагенного эффекта данных проб воды в тестах на Drosophila melanogaster показа-ло, что все изученные пробы, за исключением проб воды из точки №3, проявляют повышенный уровень мутагенеза, выраженный в индукции рецессивных летальных мутаций аутосом и Х-хромо-сомы. Канцерогенного эффекта в тесте на дрозофиле не выявлено. Отмечено, что проявляемый пробами воды из ИББ уровень мутагенности коррелирует с содержанием кобальта [7]. Возможно, что для проявления генотоксического эффекта в тесте Эймса необходима метаболическая активация.


1 Дьяконов Л.П., Глухов В.Ф., Поздняков А.А. и др. Культура клеток и тканей животных. Учебно-методическое

пособие. – Ставрополь, 1980. 2 «Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ» / Под

общей ред. Р. У. Хабриева. 2005. 3 И. П. Ашмарин и соавт., 1974. 4 Ильенко В.И. Методы испытания и оценки противовирусной активности химических соединений в отношении

вируса гриппа (методические указания). – Л., 1977.


28

5 Ames B.N., Mc Cann J., Yamasaki E. Methods for detecting carcinogens and mutagens with the Salmonella/mammalian – microsome mutagenicity test // Mutat. Res. – 1975. – V. 31. – P. 347-364.

6 Абилев С.К. Выявление и прогнозирование мутагенной активности химических соединений окружающей среды: автореферат дис. – М., 2003.

7 Амиргалиева А.С., Хусаинова Э.М., Бекетов К.М., Жумабеков Е.Ж., Мить Н.В., Джансугурова Л.Б. Изучение мутагенного эффекта основных загрязнителей воды Иле-Балхашского бассейна с использованием в качестве тест-системы плодовой мушки drosophila melanogaster // Вестник КазНУ. – Серия экологическая. – 2011.– №2. (В печати).

А. А. Тəшенова, М. Х. Баймұхамедова, Н. П. Кабышева, С. Б. Зайпанова, Е. А. Арынова, К. М. Бекетов, Е. Ж. Жұмабеков, Л. Б. Жансүгірова

ІЛЕ-БАЛҚАШ ӨҢІРІНІҢ СУ ЭКОЖҮЙЕСІН ЛАСТАНДЫРУШЫЛАРДЫҢ

ТОКСИКАЛЫҚ БЕЛСЕНДІЛІГІН ҚЫСҚА УАҚЫТТЫҚ ТЕСТ АРҚЫЛЫ ЗЕРТТЕУ

Іле-Балқаш өңірінің бес нүктесінен алынған суды ластайтын токсиндік əлеуеттері қысқа уақыттық тестінде: Эймс тестінде мутагенділігі, цито жəне эмбриотоксикалық эукариоттық үлгілерде зерттелді. Химиялық талдау нəтижелері бойынша нитриттар/нитраттар барлық су үлгілерінде КШМ (Концентраттың шектелінген мөлшері), сондай-ақ ауыр металдар концентрацияларының да жоғары екендігін көрсетті. Салыстырмалы талдау алынған химиялық талдау жəне алынған генотоксикалық қабілеттілігін анықтау, су үлгілеріндегі ауыр металдардың болуы негізгі генотоксикалық фактор деп табылды.

А. А. Tashenova, М. Х. Baimukhamedova, N. P. Kabysheva, S. B. Zaipanova,

Е. А. Arynov, K. М. Beketov, Е. Zh. Zhumabekov, L. B. Zhansugurova

STUDY OF PRIORITY POLLUTANTS OF WATER ECOSYSTEM TOXICITY OF ILE-BALKHASH REGION AT SHORT-TERM TESTS

The toxicity of more common water pollutants from five points of Ile-Balkhash region was researched using

short-term tests such as mutability assessment by Aims test, cyto- and embryotoxicity on eucariotic models. The results of chemical analysis of all water samples identified the excess of limit permissible concentration of nitrite/nitrate, and of heavy metals concentration. Comparative study of chemical analysis data and results of the determination of genotoxicity testified that high content of heavy metals in water samples is the main genotoxic factor.


29

ƏОЖ 582.29:581.9 (571.56)

А. Т. НҰРКЕНОВА

ОРТАЛЫҚ ҚАЗАҚСТАН ЛИХЕНОФЛОРАСЫНА ЖҮЙЕЛІК ТАЛДАУ ІІ хабарлама. Орталық Қазақстан лихенофлорасының

сандық қатынастарын талдау

Е. А. Бөкетов атындағы Қарағанды мемлекеттік университеті Сарыарқаның Қарқаралы жəне Ақтоғай аудандары көлеміндегі қына флорасына жүргізілген жүйелік

талдау нəтижелері берілген. Зерттеу аумағындағы лихенофлораның жетекші тұқымдастары мен туыс-тары бөлініп алынды. Жекелеген зерттеу аудандары бойынша жетекші тұқымдастардың спектрі ұсынылған. Сирек кездесетін, эндемді жəне Қызыл Кітапқа тіркелген түрлер анықталды.

Қыналардың түр құрамын зерттеу Қарағанды облысының биологиялық алуан түрлілігін белгі-

леуге көмектеседі. Қыналардың кейбір түрлері жер асты суларының, тау жыныстарының, топырақ-тардың жəне де басқа табиғи процестер мен құбылыстардың көрсеткіштері ретінде қолданылуы мүмкін. Қына қатпаршақтарындағы ауыр металдардың шоғырлануын анықтау қоршаған ортаның жағдайы туралы толық, жеткілікті анық ақпарат бере алады. Біздің аймақтарда да лихеноинди-кация əдістерін қолдану мүмкіндіктері бар.

Қарқаралы жəне Ақтоғай аудандары қына флорасының сипаттамасы бойынша алынған деректер ғылыми жəне практикалық мəселелерді кешенді шешу үшін қажет. Зерттеу нəтижесінде алынған мəліметтер Орталық Қазақстанның өсімдіктер флорасына талдау жасаған кезде, Қазақстанның басқа өңірлерінің қына флорасын зерттеуде, қына анықтағыштарын құрастырғанда жəне табиғатты қорғау іс-шараларын жүргізгенде қолданылуы мүмкін.

Жұмысымыздың мақсаты – Қарқаралы жəне Ақтоғай аудандарының қына флорасына жүйелік талдау жүргізу.

Зерттеу объектілері жəне əдістемесі

Бұл мақалаға бірнеше жылдар бойы алдын ала шолып байқауға шыққан (рекогницировка)

уақыттарында, маршруттық-экспедицияларда жиналған материалдар жəне қына үлгілері мен гербарий қорлары негіз болды.

Қыналардың түрін анықтауда көптеген авторлардың монографиялары мен деректері қолда-нылды. Молшылық дəрежесі Друде бағанасы арқылы берілді [1]. Қыналардың жүйелік бірлікте-рінің атаулары Р. Сантессон [2] деректері арқылы нақтыланды. Зерттеу аймағының қына флора-сының тұқымдас, туыс жəне түр атаулары Д. Хоксворт [3] ұсынған Ascomycotina қатар тармағының саңырауқұлақтар жүйесіне сəйкес əліпби ретімен орналастырылды. Қына флорасын зерттеу барысында қына коэффициенті Ф. Маттик [4] ұсынған есептік қатынас арқылы шығарылды. Жұмыста қыналардың тіршілік формаларын жүйелеуде А. Н. Окснер [5] мен Н. С. Голубкованың [6] жүйесі қолданылды.

Зерттеу нəтижелері мен талдау

Қарқаралы ауданы бойынша 226 түр, ал Ақтоғай өңірі үшін 168 түр анықталып тіркелді.

Тұқымдас, туыс жəне түрлерінің саны жағынан басым болып келетін Lecanorales қатары. Екі аудан бойынша да жетекші тұқымдастардың қатарына Parmeliaceae Zenker тұқымдасы жатады.

Жүйеленген тұқымдастардың жалпы санынан 30 %-да бір қына түрінен, яғни əрқайсысына 0,3 %-дан келеді. Жалпы Қарағанды облысының қыналарының флористикалық көрінісі Орталық Қазақстанның шөлейтті далаларының негізгі өсімдіктер бірлестіктерін зерттеу нəтижелерінде қарастырылды [7-9].

31 тұқымдастың ішінде Қарағанды облысының лихенофлорасында 9 тұқымдас жетекші орын алды: Parmeliaceae Zenker – 50 түр немесе жалпы анықталған қыналардың 17,1 %; Hymeneliaceae


30

Körb. – 28 түр немесе 9,6%; Lecanoraceae Körb. – 27 түр немесе 9,2 %; Cladoniaceae Zenker – 27 түр немесе 9,2 %; Physciaceae Zahlbr. – 26 түр немесе 8,9 %; Teloschistaceae Zahlbr. – 22 түр немесе 7,5 %; Acarosporaceae Zahlbr. – 19 түр немесе 6,5 %; Umbilicariaceae Chevall. – 15 түр немесе 5,1 %; Verrucariaceae Zenker – 12 түр немесе 4,1 %. Бұл тұқымдастардың үлесіне қына флорасының 77,2 % тиеді.

Зерттеу аудандарының лихенофлорасындағы 92 туысының ішінде түрлік қатынас жағынан орташа мəннен жоғары болатыны – 17 туыс. Аталған туыстардың қына флорасындағы жалпы үлесі 58,1 %.

Жоғарғы қатарда түр жиынтығы 10-нан асатын 6 туыс орын алады, олар: Cladonia Hill. ex P.Browne – 27; Aspіcіlіa A.Massal. – 25; Lecanora Ach. – 20; Caloplaca Th. Fr. – 14; Umbilicaria Hoffm. – 11; Acarospora A.Massal. – 10. Түр саны жағынан келесі кезекте 11 туыс орналасқан, əр қайсысындағы түрлердің саны 4-тен 9 түрге дейін құбылады. Жетекші туыстардың сандық жəне пайыздық қатынастары 1-суретте көрсетілген.

1-сурет. Түр құрамына қарай жетекші туыстардың сандық жəне пайыздық қатынастары

Қалған туыстардың құрамындағы түрлердің саны 1-ден 3-ке дейін ауытқиды. Яғни 44 туыстың əр қайсысына қыналардың бір-бір түрінен, 16 туыста – 2 түрден, ал 14 туыстың əр қайсысына – 3 түрден келеді. Glypholecia Nyl., Candelarіa A.Massal., Candelіna Poelt, Protoparmelіa M.Choisy, Brodoa Goward, Cetrariella Kärnefelt & Thell, Imshaugia Meyer, Pseudevernia Zopf, Dimelaena Norman туыстары монотипті болып табылады.

4 қатардың құрамы 1 тұқымдастан ғана тұрады. Lichinales қатарынан 1 тұқымдас пен 1 туыс қана анықталды. Əдетте түрге бай Biatora Fr., Leptogium (Ach.) Gray, Lecidella Körb., Micarea Fr., Anaptychia Körb., Lepraria Ach., Psora Hoffm., Porpidia Körb., Lobaria (Schreb.) Hoffm., Ochrolechia A.Massal., Verrucaria Schrad. сияқты туыстарда бір түрден ғана кездесті. Бұл зерттеу аймақтарының толық қамтылмауына байланысты болуы ықтимал.

Қарағанды облысы төңірегінде ғана емес, жалпы бүкіл Қазақстанда ең кең тараған қыналарға келесі туыстарының Cladonia Hill. ex P.Browne – 27, Aspіcіlіa A.Massal. – 25, Physcіa (Schreb.) Michx. – 7, Peltigera Willd. – 4, Neofuscelia Essl. – 4, Parmelia Ach. – 3, Xanthoparmelіa (Vain.) Hale – 3 түрлері жатады.

7; 2,4%

9; 3,1%

20; 6,8%14; 4,8% 11; 3,7%

10; 3,4% 25; 8,5%

27; 9% 6; 2%4; 1,4% 3; 1% 2; 0,7% 1; 0,3%

Cladonia Hill. ex P.Browne Aspіcіlіa A.Massal.Lecanora Ach. Caloplaca Th. Fr.Umbilicaria Hoffm. Acarospora A.Massal.Melanelia Essl. Physcіa, Ramalina, Diploschistes Rhіzocarpon Ramond ex DC. Candelarіella, Phaeophyscia, Lasallia, Peltigera, Xanthorіa14 туыс 16 туыс44 туыс


31

Орталық Қазақстанның қына флорасын басқа аймақтардың лихенофлорасымен салыстыру кезінде, осыған қажет шарттардың барлығы бірдей тиісті деңгейде бола бермейтінін ескеруіміз керек. Өйткені салыстырылып отырған аудандардың көлемі əртүрлі жəне де сол аймақтардың флорасының зерттелу деңгейі бірдей болмауы мүмкін.

Қарағанды облысының қыналар флорасын əлдеқайда тереңірек қарастырған уақытта Қарқаралы таулы орман сілемінің флорасында Parmeliaceae Zenker тұқымдасы барлық түрлердің –16,4% (21,2% аудан бойынша), Cladoniaceae Zenker – 9,2 % (11,9 % аудан бойынша) жəне Lecanoraceae Körb. – 7,5 % (9,7 % аудан бойынша) құрап, тұқымдастардың ішінде жетекші үштікке кіреді. Ақтоғай ауданының лихенофлорасы бойынша Hymeneliaceae Körb. тұқымдасы барлық түрлердің – 8,2 % (14,3 % аудан бойынша), Parmeliaceae Zenker – 7,9 % (13,7 % аудан бойынша) жəне Teloschistaceae Zahlbr. – 6,8 % (11,9 % аудан бойынша) құрап, түрлердің саны жағынан басым болып келеді. Екі аудан бойынша да жетекші тұқымдастардың қатарына Parmeliaceae Zenker тұқымдасы кіреді. Түр саны жағынан орта мəнде болатын келесі тұқымдастардың: Peltigeraceae Dumort., Physciaceae Zahlbr., Ramalinaceae C.Agardh, Rhіzocarpaceae M.Choisy ex Hafellner, Stereocaulaceae Chevall., Teloschistaceae Zahlbr., Thelotremataceae (Nyl.) Stizenb. жəне Verrucariaceae Zenker сандық жəне пайыздық қатынастары əлдеқайда жақынырақ келеді.

Анықталған лихенофлораның жекелеген аудандар бойынша орнын анықтау үшін жетекші тұқымдастарды салыстырып қарастырдық. Салыстырылып отырған тұқымдастардың зерттеу аудандары бойынша спектрі кестеде көрсетілген.

Тұқымдастардың зерттеу аудандары бойынша спектрі

№ Қыналардың тұқымдастары Қарқа-

ралы Төң-керіс

Қара-ғайлы

Кент Қызы-ларай

Арқар-лы

Қызыл-тас

Қойтас

1 Parmeliaceae Zenker 1 1 1 1 1 4 4-5 4 2 Cladoniaceae Zenker 2 4 6-10 2 5-7 13 – 9-11 3 Lecanoraceae Körb. 3 5 4 4 5-7 5 3 5 4 Physciaceae Zahlbr. 4 2 5 3 2 6 4-5 6 5 Teloschistaceae Zahlbr. 5 3 3 5 3 3 1-2 1-2 6 Umbilicariaceae Chevall. 6 7 6-10 10-12 9-11 10 10 – 7 Hymeneliaceae Körb. 7 6 2 7-8 4 1 1-2 1-2 8 Acarosporaceae Zahlbr. 10-12 10-13 6-10 – 5-7 2 6 3 9 Verrucariaceae Zenker 8-9 8-9 – 10-12 9-11 7 8-9 9-11

10 Candelarіaceae Hakul. 8-9 8-9 – 10-12 8 11-12 11-12 7-8 11 Thelotremataceae (Nyl.) Stizenb. 13-14 14 6-10 7-8 12-14 8 8-9 7-8 12 Ramalinaceae C.Agardh 10-12 10-13 6-10 – 12-14 9 7 – 13 Rhіzocarpaceae M.Choisy ex

Hafellner 10-12 10-13 11-12 9 9-11 11-12 11-12 9-11

14 Peltigeraceae Dumort. 13-14 10-13 11-12 6 12-14 – – – Барлығы 221 115 50 65 71 134 96 42

Бұл келтірілген түрлер жалпы 31 тұқымдастың ішінде барлық зерттеу аймақтарында

кездесетіндері. Кестеден көріп отырғанымыздай Parmeliaceae Zenker тұқымдасы 8 аймақтың 5-де жетекші орын алады. Қарқаралы таулы орман сілемі мен Төңкеріс кордонындағы қыналардың 12 тұқымдасының өзара орналасу орындары біршама сəйкес келеді. Сол сияқты Қарағайлы, Кент, Қызыларай өңірлерінің де лихенофлорасы бір-бірлеріне жақын. Ал Арқарлы, Қызылтас, Қойтас майда шоқылы далалық алқаптардың қыналар флорасы да бір-біріне өзара ұқсас.

Қарқаралы, Кент, Қызыларай, Қарағайлы зерттеу аудандарында Parmeliaceae Zenker жəне Cladoniaceae Zenker тұқымдастарының жетекші қатарларда тұруы бірнеше себептерге байланысты. Біріншіден, осы екі тұқымдас түрлерінің басым көпшілігі, яғни Cladonia Hill. ex P.Browne, Cetraria Ach., Evernіa Ach., Flavopunctelia Hale, Usnea Dill. ex Adans жəне т.б. туыстардың өкілдерінің ортаның жоғары ылғалдылығын, жарықтың қарқындылығының төмендігін талап етіп, субстрат ретінде ағаштың қабығы мен мүктердің арасын, жартастардың көлегейлі жақтарын мекендейтіндіктен.

Екіншіден, осы аймақтарда тіршілік ететін түрлердің биологиялық қасиеттері физикалық-географиялық жағдайлармен жəне өсімдіктер жамылғысының жалпы ерекшеліктерімен (өсімдік белдеулері – орманды, сирек орманды) сəйкес келетінімен түсіндіруге болады.


32

Ақтоғай өңірінде кездесетін Hymeneliaceae Körb., Acarosporaceae Zahlbr., Teloschistaceae Zahlbr., Ramalinaceae C.Agardh тұқымдастары түрлерінің сандық көрсеткіштері Қарқаралы өңіріне қарағанда анағұрлым жоғары болуы, осы тұқымдастардың өзіндік биологиялық ерекшеліктері мен экологиялық талаптарына сай екенін атап кетуге болады. Яғни, аталған тұқымдастар ылғалдылығы жоғары орман белдеулері мен ірі жартастардың көлеңкелі жақтарынан гөрі ашық, құрғақ далалы алқаптарды қажет ететіндіктерінде.

Тіршілік формаларының жалпы пайыздық мөлшері қаспақты қыналарда – 156 түрді немесе жалпы қына флорасынан 53 %, жапырақты қыналарда – 81 түрді немесе лихенофлораның 28 %, бұталы қыналарда – 55 түрді немесе анықталған қыналардың жалпы санының 19 % құрады. Сонымен Қарағанды облысының қарастырылып отырған қына түрлерінің ішінде қатпаршақ құрылысының морфологиялық типі бойынша қаспақты қыналар түрі басым болып келеді.

Анықталған қыналардың ішінен 46 түрі (немесе 15,6 %) Қазақстанда да, республикадан тысқа-ры басқа жерлерде де кең тараған. Олардың ішінде: Acarospora fuscata, A.cervina, Candelarіella aurella, Cladonіa foliacea, Cl.pyxіdata, Aspіcіlіa aspera, A.cinerea, Lobothallia melanaspis, Lecanora configurata, L. frustulosa, L. gangaleoides, Rhizoplaca chrysoleuca, R.melanophthalma, Melanelia stygia, Neofuscelia pulla, N. ryssolea, Parmelіa saxatіlіs, Xanthoparmelіa camschadalis, X. somloënsis, Peltіgera malacea, P. canina, Amandinea punctata, Dimelaena oreina, Physcіa stellarіs, Ph. aipolia, Rhіzocarpon geographіcum, Caloplaca cerina, C. flavorubescens, C. jungermanniae, C. saxicola, Xanthorіa elegans, X. parietina жəне т.б. түрлер кең тараған.

Дүние жүзінде жиі тараған қыналардың саны – 87 түр (немесе 29,8%), таралу жиілігі орташа қыналар – 26 түр (немесе 8,9 %), сирек кездесетін қыналар – 124 (немесе 42,5 %), өте сирек кезде-сетін қыналардың саны – 55 түр (18,8 %). Өте сирек кездесетін, таралу ареалы тар қыналардың түрлеріне: Polysporina Vězda туысының 3 түрі, Sarcogyne Flot. туысының 2 түрі, Alectoria sarmen-tosa, Bryoria subcana, Toninia tristis, Candelarіella kuusamoënsis, Candelіna submexicana, Cladonіa bacilliformis, Aspіcіlіa A.Massal. туысының 12 түрі, Lobothallia sphaeroidea, Lecanora hypopta, Lecanora lithophila, Squamarina cartilaginea, Lecidea auriculata, Parmelіna quercina, Punctelia reticulata, Usnea lapponica, Ochrolechia parella, Anaptychia ciliaris, Diplotomma alboatrum, Ramalina asahinana, Ramalina kazakhorum жəне т.б. өкілдер жатады. Өте сирек кездесетіндердің ішінде: Aspіcіlіa lazarenkoi, Aspіcіlіa thjanschanica, Lobothallia sphaeroidea, Ramalina kazakhorum, Diploschistes steppeus, Staurothele levinae сияқты 6 түрі эндемдік. Таралу аймағы өте тар түрлердің қатарына жатқызылып келген 4 түр де зерттеу аудандарының лихенофлорасында өз орындарын тапты: Aspіcіlіa aspera (Mereschk.) Tomin (Астрахань обл., Қазақстан), A. emiliae (Tomin) Oxner (Волгоград обл., Қазақстан), Aspіcіlіa sphaerospora (Tomin) Oxner (Өзбекстан, Тəжікстан), Lecanora chlorophthalma Poelt & Tomin (Орта Азия (Өзбекстан)).

Зерттеу аймақтары қыналарының түр молшылықтарын көз мөлшерімен Друде бағанасы арқылы қарастырған кезде: ауданда өте аз мөлшерде кездескен түрлер Un – 65 (22,3 %); бірлі-жарым азырақ кездескен түрлер Sol – 92 (31,5 %); жеткілікті көп кездескен түрлер Cop1 – 75 (25,7 %); орташа көп кездескен түрлер Cop2 – 33 (11,3 %); өте көп кездескен түрлер Cop3 – 27 (9,2 %).

Кездесу жиілігі бойынша да, түрлердің молшылығы бойынша да сəйкес келген сирек кездесетін түрлердің ортақ саны – 101 түр, ол жалпы қына флорасының 34,6 % құрайды. Қазақстан бойынша жəне де жалпы Қарағанды облысы бойынша тіркелген қыналардың 110 жаңа түрлерінің 64 түрі (немесе 21,9 %) сирек кездесетін қына түрлеріне жатады, оның ішінде 36 түрі (немесе 12,3 %) Қарағанды облысы бойынша жəне 28 түрі (немесе 9,6 %) Қазақстан бойынша сирек кездесетін жаңа қына түрлеріне жатады.

Осы сирек кездесетін қыналардың ішінде Іле Алатауында табылған Lobaria pulmonaria (L.) Hoffm. түрі КСРО Қызыл Кітабына тіркелген (статусы 2(V). Əлсіз түр) [10]. Зерттеу аймақтарының ішінде Қарқаралы таулы орман сілемінде мекен ететін, кездесу жиілігі де, түр молшылығы да орташа болып келген Cladonіa rangіferіna F.H.Wigg. қынасы (статусы 3, сирек кездесетін түр) Қазақстанның Қызыл Кітабына тіркелген [11]. Фотосуреттері 2 жəне 3-суреттерде ұсынылады.

Зерттеу жұмыстарының барысы мен қорытындысында келесідей тұжырымдама жасауға болады: 1. Қарағанды облысының лихенофлорасындағы 31 тұқымдастың ішінде жетекші орын алатыны

Parmeliaceae Zenker тұқымдасы – 50 түр немесе жалпы анықталған қыналардың 17,1 %-ын қамтиды. Ал түр жиынтығы бойынша жоғарғы қатарда орналасқан туыстар: Cladonia Hill. ex P.Browne – 27 түр; Aspіcіlіa A.Massal. – 25 түр; Lecanora Ach. – 20 түр;


33

2-сурет. Lobaria pulmonaria (L.) Hoffm. – Өкпе лобариясы (Лобария легочная)

3-сурет. Cladonіa rangіferіna F.H.Wigg. – Бұғы кладониясы (Кладония оленья)

2. Зерттеу аудандары бойынша тұқымдастардың спектрінде Қарқаралы, Қарағайлы, Кент,

Қызыларай өңірлерінің лихенофлорасының өзара орналасу орындары біршама сəйкес келеді. Ал Арқарлы, Қызылтас, Қойтас майда шоқылы далалық алқаптардың қыналар флорасы да бір-біріне өзара ұқсас келетіні нақтыланды.

3. Қарағанды облысының қарастырылып отырған қына түрлерінің ішінде қаспақты қыналар түрі басым – 156 түр (53 %).

4. Жер бетінде жиі тараған қыналардың саны – 87 түр болса, өте сирек кездесетін қыналардың саны – 55 түр, олардың ішінде 6 түр эндемді: Aspіcіlіa lazarenkoi Oxner, A. thjanschanica Oxner, Lobothallia sphaeroidea (Oxner) Sedeln., Ramalina kazakhorum Oxner, Diploschistes steppeus Räsänen, Staurothele levinae Oxner. жəне де екі қына Қызыл Кітапқа тіркелген түрлер: Lobaria pulmonaria (L.) Hoffm., Cladonіa rangіferіna F.H.Wigg.

ƏДЕБИЕТ

1 Быков Б.А. Введение в фитоценологию. – Алматы: Наука, 1970. – 226 с. 2 Santesson R., Moberg R., ordin A., Tonsberg T. et Vitikainen O. Lichenforming and lichenicolous fungi of Fennoscandia. –

Muscum of evolution, Uppsala University, 2004. – 359 p. 3 Hawksworth D.L., James P.W., Coppins B.J. Checklist of British Lichen-Forming, lichenicolous and allied fungi //

Lichenologist. – 1980. – Vol. 12 (1). – P. 1-110. 4 Mattick F. Lichenologische Notizen. 1. Der Flechten-Koefficient und seine Bedeutung für Pflanzengeographie // Ber.

Deutsch. Bot. Ges. – 1953. – Р. 66-117. 5 Определитель лишайников СССР. – Л.: Наука, 1974. – Вып. 2. – 283 с. 6 Голубкова Н.С. Анализ флоры лишайников Монголии. – Л.: Наука, Ленинградское отделение, 1983. – 247 с. 7 Əбдірахманов А.О., Нұркенова А.Т. Бас саябақтар негізінде Қарағанды қаласында таралған қыналардың кейбір

ерекшеліктері // Экологияның өзекті мəселелері: ІІІ Халықаралық ғылыми-практикалық конференцияның материалдары. – Қарағанды, 2004. – C. 186-189.

8 Нұркенова А.Т., Əбдірахманов О.А., Шайбек А.Ж. Қарқаралы таулы-орман сілемінің кейбір қыналары // КазНУ Хабаршысы. – Алматы: ҚазҰУ, 2005. – № 2 (25). – Б. 31-40.

9 Нұркенова А.Т., Əбдірахманов О.А., Əбиев С.А. Орталық Қазақстан ұсақ шоқыларының лихенофлорасына талдау // ҚарМУ хабаршысы. – Биология, медицина, география сериясы. - Қарағанды, 2008.-№ 3 (51).- Б. 20-28.

10 Красная книга РСФСР: Растения.–М.: Росагропромиздат, 1988.–590 с. 11 Красная книга Казахской ССР. Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды животных и растений.

Растения. – Алма-Ата: Наука, 1981. – Ч. 2. - 260 с.

А. Т. Нуркенова

СИСТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ НА ЛИХЕНОФЛОРУ ЦЕНТРАЛЬНОГО КАЗАХСТАНА

Даны результаты систематического анализа флоры лишайников Сары-Арки в пределах Каркаралинского и Актогайского районов. Выделены ведущие семейства и рода лишайников исследуемой территории. Приводится спектр ведущих семейств по отдельным районам. Выявлены редкие, эндемичные и краснокнижные виды.

A. T. Nurkenova

SYSTEMATIC ANALYSIS OF THE LICHENOFLORA OF CENTRAL KAZAKHSTAN

In the article we present the results of systematic analysis of the lichenoflora in Sary-Arka area within Karkaraly and Aktogay regions. The dominant families and genuses of lichens were separated out on the investigated area. The range of dominant families in selected areas was presented on different areas. There were revealed rare, endemic species and species registered in the Red book.


34

Теоретические и экспериментальные исследования

УДК 577.21 А. Т. ИВАЩЕНКО, О. А. БЕРИЛЛО, А. С. ИСАБЕКОВА, В. А. ХАЙЛЕНКО, Ш. А. АТАМБАЕВА

СВОЙСТВА ИНТРОННЫХ И МЕЖГЕННЫХ miRNA ЧЕЛОВЕКА

И ОСОБЕННОСТИ ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С mRNA

Казахский национальный университет им. аль-Фараби, г. Алматы

Установлены сайты взаимодействия 686 интронных miRNA1 и 784 межгенных miRNA с mRNA 51 генов, кодирующих интронные miRNA. Выявлены особенности взаимодействия изученных miRNA с 5'UTR, CDS и 3'UTR mRNA каждого гена. Установлена значительная гетерогенность функциональных участков mRNA по числу сайтов связывания miRNA и по плотности расположения этих сайтов. Выявлены miRNA, отличающиеся высокой селективностью к mRNA определенных генов.

После обнаружения miRNA в геноме нематоды изучение этих регуляторов экспрессии белок-

кодирующих генов происходит интенсивно и эффективно [1]. miRNA найдены практически во всех типах живых систем: вирусах, бактериях, одноклеточных эукариотах, высших растительных и животных организмах [2]. Перечень биологических явлений, в которых участвуют miRNA, постоянно расширяется. Показано участие miRNA в развитии организмов, дифференцировке, метаболизме, биологических ритмах, пролиферации, апоптозе, стрессе [3-6]. Выявлены многочисленные корреляции экспрессии miRNA с заболеваниями диабетом, гепатитом, сердечно-сосудистой системы и т.д. Установлена существенная роль miRNA в защите от инфекций и проявлении патогенности инфекционных агентов [7, 8]. Показано участие miRNA в развитии рака пищевода, желудка, толстой кишки, молочной железы, легкого, простаты, поджелудочной железы, яичников и т.д. [9, 10]. Исторически сложилось так, что наибольший интерес к miRNA возник в связи с модификацией ими экспрессии генов на пост-транскрипционном этапе путем действия на 3'-нетранслируемый участок (3'UTR) mRNA [11].

Большинство программ поиска этих сайтов взаимодействия было направлено на выявление их в этом участке mRNA. Однако сайты связывания miRNA с mRNA были выявлены в 5'-нетранслируемом участке (5'UTR) [12, 13] и в белок-кодирующей части mRNA (CDS) [14]. Несмотря на это, публикаций по действию miRNA на эти сайты мало, но результаты этих исследований убедительно демонстрируют эффективное взаимодействие miRNA с mRNA в 5'UTR и CDS. Еще одной особенностью miRNA является их кодирование в различных участках ДНК. По своему происхождению miRNA можно разделить на несколько типов. Во-первых, это межгенные miRNA (ig-miRNA), которые кодируются в межгенных регионах ДНК. Первичный транскрипт, называемый прай-miRNA (pri-miRNA), содержит нуклеотидную последовательность, включающую одну или несколько пре-miRNA (pre-miRNA), которые затем вырезаются в виде отдельных молекул. Далее в цитоплазме происходит созревание miRNA путем вырезания из pre-miRNA двунитевой нуклеотидной последовательности со смещенными на 2 нуклеотида 5'- и 3'-концами. Одна из этих нитей после образования комплекса RISC (RNA-induced silencing complex) становится активной и связывается с mRNA-мишенью. В зависимости от степени взаимодействия miRNA c mRNA при связывании комплекса RISC с mRNA и некоторых других свойств образовавшийся ассоциат приводит либо к блокированию синтеза белка, либо к разрезанию mRNA.

1 Сокращения: RNA - РНК; mRNA - матричная РНК; pre-mRNA - предшественник зрелой матричной РНК; miRNA - микроРНК; pre-miRNA - предшественник зрелой микроРНК; pri-miRNA - предшественник pre-miRNA; ig-miRNA - межгенные miRNA; in-miRNA - интронные miRNA; 3'UTR - 3'-нетранслируемая часть мРНК; 5'UTR - 5'-нетранслируемая часть мРНК; CDS - белок-кодирующая часть мРНК.


35

Интронные miRNA (in-miRNA) кодируются в интронах белок-кодирующих генов и транс-крибируются с DNA автономно от транскрипции pre-mRNA при наличии собственного промотора либо вырезаются из pre-mRNA в виде pre-miRNA. Дальнейший процессинг pre-miRNA происходит также, как и ig-miRNA.

В настоящей работе изучены свойства miRNA человека и особенности их взаимодействия с mRNA в 5'UTR, CDS и 3'UTR. В качестве мишеней для in-miRNA и ig-miRNA выбраны mRNA генов кодирующих in-miRNA. Эти гены представляют интерес, во-первых, как мишени для всех типов miRNA, и, во-вторых, как мишени in-miRNA, кодируемых ими. Например, ключевой фермент биогенеза miRNA Diser имеет в своей mRNA три сайта связывания let-7 (miRNA), и поскольку он участвует в последней стадии созревания miRNA, то имеется обратная связь в их продукции [13]. Подавляющее число работ по изучению miRNA проводилось с целью выявления взаимодействия отдельных miRNA с конкретными mRNA, а также их взаимосвязанной экспрессии. Нами предпринята попытка установить закономерности и особенности взаимодействия между 1450 miRNA (686 in-miRNA и 784 ig-miRNA) и 51 mRNA генов кодирующих miRNA.

Материалы и методы

В качестве материала использованы нуклеотидные последовательности mRNA генов,

содержащих в интронах miRNA, заимствованы из GenBank (http://www.ncbi.nlm.nih.gov) build 37.2. Нуклеотидные последовательности miRNA и их prе-miRNA получены из базы данных miRBase (http://www.mirbase.org). Для поиска in-miRNA была разработана программа miRNA Finder 2.2 (http://sites.google.com/site/malaheenee/software/mirna-finder). Для расчета величины свободной энергии гибридизации (∆G) использовали программу RNAHybrid 2.1 (http://bibiserv.techfak.uni-bielefeld.de/rnahybrid/). Отбирались сайты с наибольшей величиной свободной энергии относи-тельно значения ∆G взаимодействия miRNA с полностью комплементарным участком mRNA. Сайты взаимодействия miRNA с mRNA определяли на основании величины ∆G и ее стандартного отклонения для каждого сайта с уровнем достоверности p<0,002.

Результаты и обсуждение

С помощью разработанной программы для каждого гена были установлены интронные и

межгенные miRNA, которые взаимодействуют с mRNA соответствующего гена. Все гены распределили по группам в зависимости от особенностей взаимодействия их mRNA с in-miRNA и ig-miRNA. Средняя плотность сайтов связывания in-miRNA с mRNA и их 5'UTR, CDS и 3'UTR составляла соответственно 7,4; 14,9; 6,8 и 7,4 сайтов в расчете на 1000 нуклеотидов их длины. Средняя плотность сайтов связывания ig-miRNA с mRNA, 5'UTR, CDS и 3'UTR составляла соответственно 10,6; 26,6; 11,4 и 7,8 сайтов.

После формирования групп генов с отчетливо выраженными особенностями взаимодействия их mRNA и ее 5'UTR, CDS и 3'UTR с in-miRNA и ig-miRNA (табл. 1-4) оставшиеся гены представлены в табл. 5. mRNA разных генов существенно отличаются по количеству сайтов взаимодействия с miRNA. Для in-miRNA среднее число сайтов на mRNA гена с нормированием ее длины на тысячу нуклеотидов изменялось от 1,4 (TNFAIP6) до 21,9 сайтов (BBC3) при сравнимой длине – 1423 н. и 1827 н. соответственно. Для ig-miRNA среднее число сайтов в mRNA этих же генов равнялось 2,1 и 44,3 сайтов соответственно. Следовательно, экспрессия гена BBC3 находится под сильным контролем со стороны miRNA, а в регуляции экспрессии гена TNFAIP6 miRNA мало участвуют.

В табл. 1 приведены данные о mRNA генов в 5'UTR, в которых имеется повышенная плотность сайтов взаимодействия с in-miRNA и ig-miRNA. В mRNA генов BRE, EPCAM, EPHB2, HDAC4, MAP7D2, PTPRJ, SLIT2, SLIT3 имеется высокая сопряженность между числом сайтов для in-miRNA и ig-miRNA в mRNA, 5'UTR, CDS и 3'UTR. Коэффициент корреляции между числами сайтов связывания равен r = 0,9 и величина p < 1,9e-10. Следовательно, сходство mRNA этих генов по сродству к in-miRNA и ig-miRNA далеко не случайно.

Среди изученных генов есть такие (CDH13, EIF4H, EVL, IGF1R, MRE11A, NOTCH1, TNKS) mRNA, которых не содержит в 5'UTR ни одного сайта для in-miRNA и ig-miRNA (табл. 2). По-видимому, это большое отличие сродства in-miRNA и ig-miRNA к 5'UTR по сравнению с CDS и 3'UTR связано с биологической функцией данных генов.


36

Таблица 1. Характеристики связывания miRNA с mRNA генов, обладающих высоким сродством 5'UTR к miRNA

Ген Длина

гена Длина 5'UTR

Длина CDS

Длина 3'UTR

Сайты/ген Сайты/5'UTR Сайты/CDS Сайты/3'UTR

BRE 1891 177 1248 466 19,0 62,2 15,2 12,9 EBF3 4361 59 1656 2646 10,1 67,8 12,7 7,2 EPCAM 1718 358 945 415 19,8 78,2 5,3 2,4 EPHB2 4866 145 2961 1760 22,0 103,5 16,9 23,9 ERBB4 11923 98 3927 7898 5,0 71,4 8,2 4,1 FOXP1 6222 526 2034 3662 13,2 49,4 15,7 6,6 MAP2K4 3743 69 1200 2475 9,4 58,0 14,2 5,7 MAP7D2 4151 117 2321 1713 14,9 68,4 21,5 2,4 PTK2 4453 230 3159 1064 6,7 34,8 6,7 0,9 PTPRJ 7849 355 4013 3481 13,6 109,9 10,0 8,0 SDCCAG8 2604 156 2141 307 12,7 51,3 10,3 9,8 SLIT2 4950 204 4589 157 10,5 58,8 8,7 0,0 SLIT3 5380 420 4571 389 29,0 116,7 22,5 10,3 SPATA13 8457 322 3833 4302 16,3 46,6 21,7 9,3 Ср. знач. 5183 231 2757 2195 14,5 69,8 13,5 7,4

Таблица 2. Характеристики связывания miRNA с mRNA генов,

обладающих низким сродством 5'UTR к miRNA

Ген Длина гена

Длина 5'UTR

Длина CDS

Длина 3'UTR


CDH13 3828 119 2141 1566 9,4 0,0 11,2 7,7 EIF4H 2546 8 746 1791 17,3 0,0 8,0 21,2 EVL 1842 87 1257 498 25,0 0,0 27,8 22,1 IGF1R 11242 50 4104 7088 15,0 0,0 13,4 16,1 MRE11A 5141 189 2127 2825 5,3 0,0 8,5 3,2 NOTCH1 9294 0 7669 1625 25,1 0,0 26,5 18,5 TNKS 9599 5 3984 5610 8,9 0,0 17,1 3,0 Ср. знач. 6213 65 3147 3000 15,1 0,0 16,1 13,1


обладающих низким сродством 3'UTR к miRNA

Ген Длина гена

Длина 5'UTR

Длина CDS

Длина 3'UTR


ABCA6 5296 175 4854 267 4,2 0,0 4,5 0,0 ATF2 2111 262 1518 331 9,0 22,9 8,6 0,0 CCAR1 3858 119 3453 286 8,3 8,4 9,0 0,0 PRKG1 3824 1614 2016 194 6,0 8,7 4,5 0,0 TNFAIP6 1423 76 834 513 3,5 13,2 4,8 0,0 Ср.знач 3302 449 2535 318 6,2 10,6 6,3 0,0

К числу не случайных явлений следует отнести и полное сходство перечня генов, mRNA,

которых не имеет в 3'UTR сайтов связывания с in-miRNA и ig-miRNA (табл. 3). Приведенные результаты исследований свидетельствуют о том, что широко распространенное

мнение, что miRNA действуют в основном на 3'UTR и все регуляторные действия этих miRNA объясняются с этой позиции неверно. Гены ABCA6 и CCAR1 не включены в табл. 2 с отсутствием сайтов связывания in-miRNA и ig-miRNA в 5'UTR, потому что длина 5'UTR меньше длины 3'UTR.

Среди mRNA изученных генов выявлены такие, которые имеют повышенное содержание сайтов связывания in-miRNA и ig-miRNA (табл. 4) почти во всех участках, то есть в 5'UTR, CDS и особенно в 3'UTR. В этой группе генов семь (AATK, BBC3, BIRC7, EGFL7, HNF4A, LRP1, LRRC4) в сходной степени взаимодействуют с in-miRNA и ig-miRNA.

Для оставшихся генов характеристики связывания их mRNA с in-miRNA и с ig-miRNA (табл. 5) близки приведенным выше средним характеристикам связывания всех in-miRNA и ig-miRNA с mRNA 51 генов.


37

Таблица 4. Характеристики связывания miRNA с mRNA генов, обладающих повышенным сродством большинства участков к miRNA

Ген Длина


Длина CDS

Длина 3'UTR


AATK 5312 80 4125 1107 49,3 162,5 50,9 35,2 AKT2 5263 262 1446 3555 33,6 19,1 22,1 39,4 BBC3 1827 164 786 877 66,2 6,1 72,5 71,8 BIRC7 1322 173 897 252 40,9 28,9 46,8 27,8 DNMT3A 4380 338 2739 1303 26,3 71,0 29,2 8,4 EGFL7 1529 315 822 392 45,8 66,7 35,3 51,0 GIPR 2024 99 1401 524 29,6 40,4 35,0 13,4 HDAC4 8976 792 3255 4929 31,6 132,6 31,0 15,8 HNF4A 1600 89 1254 257 29,4 123,6 18,3 50,6 IGF2 5165 752 543 3870 30,0 37,2 14,7 30,8 LFNG 2374 17 1140 1217 33,7 58,8 38,6 28,8 LRP1 14905 466 13635 804 23,0 57,9 20,8 38,6 LRRC4 3707 1608 1962 137 23,5 28,7 19,0 32,9 MCM7 2900 1117 1632 151 23,9 42,5 32,2 11,0 Ср. знач. 4377 448 2546 1384 34,8 62,6 33,3 32,5


обладающих средним сродством к miRNA Ген Длина


Длина CDS

Длина 3'UTR


ABCF1 3464 95 2538 831 10,7 21,0 12,2 4,8 ANTXR1 5893 356 1695 3842 6,8 14,0 12,4 3,6 BCAS1 3475 338 1755 1382 12,4 20,7 13,1 9,4 BID 2490 324 726 1440 14,5 24,7 22,0 8,3 BIRC6 15703 134 14574 995 7,3 22,4 7,6 1,0 DMD 13993 244 11058 2691 6,3 12,3 7,1 2,2 DTL 4412 314 2193 1905 6,6 19,1 5,5 5,8 FBXW7 3896 149 2124 1623 5,9 6,7 7,5 3,7 HUWE1 14735 402 13125 1207 14,2 32,3 13,9 11,6 LRRC4 3707 1608 1962 138 16,5 11,8 16,8 65,2 MTUS1 6419 474 3813 2132 8,0 25,4 6,6 6,6 Ср. знач. 7108 403 5051 1653 9,9 19,1 11,3 11,1

Наибольшая плотность сайтов взаимодействия miRNA с mRNA характерна для 5'UTR. Если

исходить из биологической роли miRNA как регуляторов трансляции, то предпочтительнее это делать на 5'UTR, поскольку быстрее и энергетически выгоднее блокировать трансляцию в самом начале процесса без связывания с рибосомой. Связывание miRNA с CDS предполагает прекра-щение элонгации белка при достижении сайта их взаимодействия. При связывании miRNA с 3'UTR белок может синтезироваться полностью либо блокироваться на последних этапах элонгации, если комплекс RISC будет этому препятствовать.

Рассмотренные выше отличия взаимодействия miRNA с mRNA различных генов свидетельст-вуют о неслучайном выборе определенных участков mRNA для взаимодействия с miRNA. Можно предположить, что mRNA этих генов в процессе эволюции обрели такую 3D конформацию, которая позволяет 5'UTR, CDS и 3'UTR взаимодействовать с miRNA.

Отметим, что некоторые in-miRNA имеют предпочтение связываться с 5'UTR. Например, miR-1268b связывается с 5'UTR mRNA одиннадцати генов, miR-4486 - семи, miR-1228* - шести, а miR-1908, miR-3173, miR-3178 и miR-4258 - пяти генов.

Некоторые mRNA имеют участки с высокой плотностью связывания miRNA. Например, в 3'UTR mRNA гена ААКТ в участке с началом 3089-3095 н. расположено 8 сайтов, в 5'UTR mRNA гена МСМ2 с началом 245-262 н. - 7 сайтов, а 5'UTR mRNA гена НDАС4 имеется 4 участка для связывания по 4-7 miRNA.

miRNA отличаются по количеству сайтов связывания с mRNA разных генов. Из in-miRNA с mRNA 51 гена наибольшее количество сайтов имеет miR-1268b - 45 сайтов. Эти сайты находятся в


38

mRNA 19 генов, причем в mRNA генов AATK, HDACY и NOTCH1 расположено по 5 сайтов. MiR-4308 и miR-4486 имеют по 26 сайтов соответственно в mRNA 21 и 18 генов. Подавляющее число miRNA имеет по одному сайту связывания с mRNA одного гена.

Многие ig-miRNA, как и in-miRNA, связываются в некоторых mRNA с несколькими сайтами. Например, с CDS mRNA гена NOTCH1 связываются в пяти сайтах miR-1268, miR-3665, miR-4266, miR-4455 и miR-4472. С 5'UTR mRNA гена HDAC4 связываются в пяти сайтах miR-1268, miR-4443, miR-4466, miR-4483 и в шести сайтах miR-4674. miR-4508 имеет 32 сайта связывания в 18 генах и из этих сайтов 15 расположены в 5'UTR, что явно не случайно. mRNA гена ААКТ имеет по 5 сайтов связывания для ig-miRNA: miR-1268, miR-4266, miR-4455, miR-4466, miR-4472 и miR-4492.

Число изученных ig-miRNA (784) в 1,14 раз больше числа in-miRNA (686). Однако, среднее число сайтов ig-miRNA на mRNA одного гена в 1,61±0,09 раза (р<0,001) больше, чем среднее число сайтов in-miRNA. Количество сайтов связывания miRNA с mRNA говорит о силе контроля экспрессии гена со стороны соответствующей miRNA, а количество генов контролируемых конкретной miRNA свидетельствует о функциональной важности этой miRNA.

Анализ результатов действия 51 in-miRNA на mRNA кодирующих их генов показал, что только восемь из них могут эффективно регулировать трансляцию mRNA. Это miR-558 (BIRC6), miR-1228* (LRP1), miR-1250 (AATK), miR-1469 (NR2F2), miR-2467-3p (HDAC4), miR-3182 (CDH13), miR-3196 (BIRC7), miR-4297 (EBF3), где в скобках указаны кодирующие их гены. Отметим, что miR-1469 действует на 2 сайта, а miR-1228* - на 4 сайта mRNA кодирующих их генов. Из приведенных выше восьми miRNA, miR-558, miR-1228*, miR-1469 и miR-3182 вместе с miR-1250 действуют на mRNA гена AATK. Этот пример показывает, насколько взаимосвязанно с помощью in-miRNA может происходить экспрессия генов.

Полученные в работе данные свидетельствуют о важной регуляторной роли in-miRNA и ig-miRNA в посттранскрипционной экспрессии генов, хотя исследование проведено только с 51 геном. Увеличение числа генов, являющихся мишенями для miRNA, позволит получить новые свойства и закономерности регуляции экспрессии генов человека с помощью miRNA.


1 Isik M., Korswagen H.C., Beresikov E. Expression pattern of intronic microRNA in Caenorhabditis elegans // Silence. –

2010. – Vol. 1. – P. 5-14. 2 Zhang B., Pan X., Cobb G.P., Anderson T.A. Plant microRNA: A small regulatory molecule with big impact // Develop-

mental Biology. – 2006. – Vol. 289. – P. 3-16. 3 Erson A.E, Petty E.M. MicroRNAs in development and disease // Clin. Genet. – 2008. – Vol. 70. – P. 296-306. 4 Eskildsena T., Taipaleenmäkia H., Stenvangc J., Abdallaha B.M., Ditzela N., Nossentc A.Y. et al. MicroRNA-138

regulates osteogenic differentiation of human stromal (mesenchymal) stem cells in vivo // PNAS. – 2011. – Vol. 108. – P. 6139-6144.

5 Sirotkin A.V., Laukova M., Ovcharenko D. et al. Identification of microRNAs controlling human ovarian cell prolifera-tion and apoptosis // J. Cell Physiol. – 2010. – Vol. 223. – P. 49-56.

6 Detzer A., Engel C., Wunsche W., Sczakiel G. Cell stress is related to re-localization of Argonaute 2 and to decreased RNA interference in human cells // Nucleic Acids Research. – 2011. – Vol. 39. – P. 2727-2741.

7 Zhao Y, Xu H, Yao Y, Smith LP, Kgosana L et al. Critical role of the virus-encoded microRNA-155 ortholog in the induction of Marek’s disease lymphomas // PLoS Pathog. – 2011. – Vol. 7. – e1001305.

8 Jangra R.K., Yi M., Lemon S.M. Regulation of hepatitis C virus translation and infectious virus production by the microRNA miR-122 // J. Virol. – 2010. – Vol. 84. – P. 6615-6625.

9 Zhang B., Pan X., Anderson T.A. MicroRNA: A new player in stem cells // J. Cell. Physiol. – 2006. – Vol. 209. – P. 266-269.

10 Moussaya E., Wang K., Cho J.-H. van Moera K, Piersona S., Paggettia J. et al. MicroRNA as biomarkers and regulators in B-cell chronic lymphocytic leukemia // PNAS. – 2011. – Vol. 108. – P. 6573-6578.

11 Grimson A., Fahr K.K., Johnston W.K., Garrett-Engele P., Lim L.P., Bartel D.P. MicroRNA targeting specificity in mammals: determinants beyond seed pairing // Mol. Cell. – 2007. – Vol. 27. – P. 91-105.

12 Grey F, Tirabassi R, Meyers H, Wu G, McWeeney S. et al. A viral microRNA down-regulates multiple cell cycle genes through mRNA 5'UTRs // PloS Pathog. – 2010. – Vol. 6. – e1000967.

13 Lee I., Ajay S.S., Yook J.I., Kim H.S., Hong S.H. et al. New class of microRNA targets containing simultaneous 5'-UTR and 3'-UTR interaction sites // Genome Research. – 2009. – Vol. 19. – P. 1175-1183.

14 Erson A.E., Petty E.M. MicroRNAs in development and disease // Clin. Genet. – 2008. – Vol. 74. – P. 296-306.


39

А. Т. Иващенко, О. А. Берилло, А. С. Исабекова, В. А. Хайленко, Ш. А. Атамбаева

АДАМНЫҢ ИНТРОНДЫ ЖƏНЕ ГЕНАРАЛЫҚ miRNA ҚАСИЕТТЕРІ МЕН ОЛАРДЫҢ mRNA БАЙЛАНЫСУЫНЫҢ ЕРЕКШЕЛІКТЕРІ

Бұл жұмыста 686 интронды miRNA жəне 784 генаралық miRNA-дың интронды miRNA кодтайтын 51

геннің mRNA-мен байланысу сайттары анықталды. Зерттелген miRNA-ның əрбір геннің mRNA-ның 5'UTR, CDS жəне 3'UTR-мен байланысу ерекшеліктері зерттелді. MRNA функциональды бөліктерінің miRNA-мен байланыстыру сайттарының саны бойынша жəне бұл сайттардың орналасу тығыздығына байланысты гетерогенділік анықталды. Кейбір miRNA гендердің mRNA-на сұрыптаушылықпен ерекшеленеді.

A. T. Ivashchenko, O. A. Berillo, V. A. Khailenko, A. S. Isabekova, S. A. Atambayeva

PROPERTIES OF INTRONIC AND INTERGENIC miRNAs

OF A HUMAN AND FEATURES OF THEIR INTERACTION WITH mRNAs Sites of interaction of 686 intronic miRNAs and 784 intergenic miRNAs with mRNAs of 51 genes coding

intronic miRNAs are established. There are revealed features of interaction of observed miRNAs with mRNAs of each gene in 5'UTR, CDS and 3'UTR. Appreciable heterogeneity of functional sites of mRNAs on number of sites of linkage miRNAs with mRNAs and on density of locating of these sites is established and miRNAs differing by selectivity to mRNAs of certain genes are revealed.


40

УДК:618.2-055:616.112

Б. С. ИЛЬЯСОВА

ВЛИЯНИЕ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНОВ – ВАЖНЕЙШИХ СИГНАЛЬНЫХ МОЛЕКУЛ ФИБРОГЕНЕЗА В ПРОГРЕССИРОВАНИИ И ИСХОДЕ ХРОНИЧЕСКОГО ВИРУСНОГО ГЕПАТИТА С В КАЗАХСКОЙ ПОПУЛЯЦИИ

Научно-исследовательский институт кардиологии и внутренних болезней МЗ РК

У пациентов с хроническим вирусным гепатитом С казахской популяции наблюдается достоверно низ-

кая частота гомозигот G/G кодона – 1082 гена ИЛ-10. Наследование среди лиц казахской национальности профибротических генотипов генов (TGFβ1 25 кодон Arg/Arg генотип и АТ-6 Т/Т генотип) ассоциируется с клиникой декомпенсированного цирроза печени.

Ключевые слова: полиморфизмы генов интрелейкина-10, генов TGFβ1 и ангиотензиногена, цирроз печени, хронический вирусный гепатит С.

Актуальной проблемой современной гепатологии является выявление генетических маркеров,

которые могут идентифицировать пациентов с хроническими вирусными гепатитами с предрасположенностью к прогрессированию фиброза. В настоящее время исследована роль полиморфизма генов цитокинов TGF-b1, IFN-g, IL-6, IL-10, и TNF-a в патогенезе HCV инфекции, однако разные исследования имеют прямо противоположные результаты [1]. Данное противоречие может быть связано с различием наследования генов в разных популяциях.

Интерлейкин-10 играет ключевую роль в регуляции клеточного иммунитета при HCV-инфекции [2, 3]. Vidigal et al. [4] доказали, что ассоциация между колебаниями ИЛ-10 связана с 1082 G/G генотипом и подверженности к хронической HCV-инфекции. Промоутерные регионы гена ИЛ-10 содержат 3 биаллельных полиморфизмов в локусах -1082, -819 и -592 из транскрип-ционного промотерного региона, которые продуцируют 3 разных гаплотипа GCC, ACC и ATA [5]. Мы предположили, что низкопродуцирующие ИЛ-10 аллели могут быть предрасполагающими к более тяжелому течению печеночного фиброза.

Трансформирущий фактор роста-β1 (TGFβ1) является мультифункциональным цитокином с профиброгенным свойствами, модулирующий клеточный рост и дифференциацию [6]. В процессе фиброгенеза продукция ключевой сигнальной молекулы трансформирующего фактор роста-β1 может быть усилена ангиотензином II (А II) - основной эффекторной молекулой РАС [7]. Первичное действие РАС заключается в регуляции сосудистого тонуса и экскреции солей почками. Однако недавние исследования показали, что независимо от этих эффектов АII увеличивает аккумуляцию экстрацеллюлярного матрикса [8].

Функциональный полиморфизм генов РАС описан, включая нуклеотидную последовательность 6 bp из транскрипционного локуса в промотере ангиотензиногена (АТ), предшественника пептида ангиотензина I и отсутствия делеции с интроном 16, ангиотензин1-превращающего фермента, которые конвертирует АI в АII [9]. В настоящее время идентифицировано 8 полиморфизмов генов TGFβ1. Из них 2 локализуются на последовательности сигнальных пептидов TGFβ1в локусе+869 и в локусе +915, которые относятся к транскрипционному стартовому локусу, приводящие к вариа-ции 10 кодона (лейцин(Leu) или пролин (Pro) или 25 кодона (аргинин (Arg) или Pro) [10]. Из всех различных вариационных последовательностей, идентифицированных в гене TGFβ1, вариационная последовательность 25 кодона по данным различных исследований ассоциируется с тяжестью различных заболеваний [11].

Учитывая влияние РАС на формирование фиброза и участие в патогенезе тяжелых осложнений цирроза печени, изучение полиморфизмов генов ИЛ-10, TGFβ1 и АТ6 при вирусном гепатите С позволит определить генетические предикторы прогрессирования вирусного гепатита С.

Цель исследования: оценить влияния полиморфизма кодонов -592, -819 и -1082 гена ИЛ-10, кодона Arg25Pro TGFβ1 и полиморфизма гена АТ6 ангиотензиногена на течение хронического гепатита С в казахской популяции.


41

Материалы

В исследование вошли 120 пациентов с хроническим вирусным гепатитом С (ХВГС, из них 53 женщина и 67 мужчин. Группа здоровых доноров 70 человек. Пациенты были поделены на группы: 1 группа – пациенты с диагнозом ХВГС – 40 человек, 2 группа – пациенты с диагнозом цирроз печени (ЦП) в исходе вирусного гепатита С Класс А (по Чайлд-Пью) – 35 человек и 3 группа с диагнозом ЦП Класс В и С – 45 человек. Диагнозы ХВГС и ЦП были выставлены в соответствии с Руководствами EASL (2009), APASL (2010), Стандартами диагностики и лечения РК (2009).

Методы

Для выделения ДНК был использован Wizard Genomic DNA Purification kit (Promega, USA)

согласно протоколам производителя. Генотипирование полиморфизмов проводилось методом прямого секвенирования в обоих направлениях. Для сиквенс реакций использовали BigDye Terminator v3.1 Cycle sequencing Kit (Applied Biosystems, USA) на приборе ДНК анализаторе 3730XL (Applied Biosystems, USA). Анализ полученных нуклеотидных последовательностей проводился с использованием пакета программ Applied Biosystems (Sequence Analysis 5.3.1, SeqScape v.2.6, и др.), Finch TV v1.3.1. и с использованием международных баз нуклеотидных последовательностей (Blast, ENSEMBL, GeneBank и др.).

Рис. 1. ПЦР-продукты с праймерами IL-10, образцы 1-106

AT-6 TGFb1-25 TGFb1-10 TGFb11 113 116 - 113 116 - 113 116 - 113 116 -

Рис. 2. ПЦР-продукты с праймерами TGFβ1 и АТ-6, образцы 113-116


42

Результаты исследования Сравнение частотного распределения генотипов кодона -1082 гена ИЛ-10 у больных с ХВГ С и

здоровых лиц казахской национальности, показало, что гомозиготное наследование генотипа А/А и гетерозиготное наследование генотипа G/А достоверно не отличается от основной и контрольной групп (Р>0,05). В группе больных с хронической HCV-инфекцией наблюдается достоверно более низкая частота гомозиготного наследования генотипа G/G (Р<0,05). Распределение аллелей G и А кодона -1082 гена ИЛ-10 не отличалось достоверно в обеих группах (Р>0,05) и показало, что в обеих группах наибольший процент встречаемости приходится на аллель А (85,8 и 88,6% у пациентов и здоровых доноров соответственно), чем на аллель G (24,2% и 27,1% у пациентов и здоровых доноров соответственно).

Таблица 1. Распределение частот генотипов и аллелей кодона -1082 гена ИЛ-10

в зависимости от прогрессирования хронического вирусного гепатита С (по группам)

Частота аллелей и генотипов Генотипы и аллели

1 группа 2 группа 3 группа Генотип А/A (n=91) 26 (28,6%) 29 (31,9 %) 36 (39,6%)**#

Генотип G/А (n=22) 12 (54,5%) 3 (13,6%)**# 7 (31,8%)**# Генотип G/G (n=7) 2 (28,6%) 3 (42,9%)*# 2 (28,6%)# Аллель А (n=113) 39(34,5 %) 32 (28,3%) 43 (38,1%) Аллель G (n=29) 14 (48,3 %) 6 (20,7%)** 9 (31,0%)*

Примечание. * – достоверное отличие от 1 группы Р < 0,05, ** – Р < 0,005. # – достоверное отличие между 2 и 3 группами Р < 0,05, ## – Р < 0,005.

Результаты исследования полиморфизма генов в группах больных с ХВГ С, компенсированным

и декомпенсированным ЦП, показали, что декомпенсированный HCV ЦП у лиц казахской ассо-циируется с достоверно большей частотой с наследованием гомозиготного генотипа А/А кодона -1082 гена ИЛ-10 (Р<0.005). Частота гетерозиготного наследования данного полиморфизма оказалась достоверно выше в группе больных с неосложненным ХВГ С (Р<0.005), чем в группах 2 и 3. Частота гомозиготного наследования генотипа G/G достоверно выше у пациентов с компенсированным ЦП в исходе вирусного гепатита С, чем у больных с ЦП Класса В и С (по Чайлд-Пью) (Р <0.05). Сравнение распределения аллелей гена ИЛ-10 в локусе -1082, показало, что наследование аллели А у больных в исследуемых группах встречается с одинаковой частотой, в то время как наследование аллели G с наибольшей частотой встречается у пациентов с неослож-ненным ХВГ С (Р<0.005). Сравнение частотного распределения генотипов кодона -819 гена ИЛ-10 у больных с ХВГС и ЦП и здоровых лиц казахской национальности, показала, что гомозиготное наследование генотипа С/С и Т/Т и гетерозиготное наследование генотипа С/Т достоверно не отличается основной и контрольной группах (Р>0,05). Распределение аллелей С и Т кодона -819 гена ИЛ-10 не отличалось достоверно в обеих группах (Р>0,05) и показало, что в обеих группах наибольший процент встречаемости приходится на аллель Т (90,0% и 88,5% у пациентов и здоровых доноров соответственно), чем на аллель С (50,8% и 48,6% у пациентов и здоровых доноров соответственно).

Таблица 2. Распределение частот генотипов и аллелей кодона -819 гена ИЛ-10

в зависимости от прогрессирования хронического вирусного гепатита С (по группам)

Частота аллелей и генотипов

Генотипы и аллели 1 группа 2 группа 3 группа Генотип С/С (n=12) 4(33,3%) 5(41,6 %) 3 (25,0%)

Генотип С/Т (n=49) 4 (8,2%) 20 (40,8%)**# 25 (51,0%)**# Генотип Т/Т (n=59) 32 (54,2%) 10 (16,9%)*# 17 (33,3%)*# Аллель С (n=61) 8 (13,1 %) 25 (41,0%)** 28(45,9 %)** Аллель Т (n=108) 36 (33,3 %) 30 (27,8%) # 42 (38,9%)*

Примечание. * – достоверное отличие от 1 группы Р < 0,05, ** – Р < 0,005. # – достоверное отличие между 2 и 3 группами Р < 0,05, ## – Р < 0,005.


43

Результаты исследования полиморфизма гена ИЛ-10 в промотере -819 в опытных группах показали, что гетерозиготное наследование аллели Т - С/Т достоверно чаще встречается у па-циентов с ЦП в исходе вирусного гепатита С. Гомозиготное наследование Т/Т достоверно ассоциируется с ХВГ С без признаков ЦП.

Сравнение частотного распределения генотипов кодона -592 гена ИЛ-10 у больных с ХВГС и здоровых лиц показала, что ХВГС достоверно ассоциируется с гомозиготным наследованием аллели С у лиц казахской национальности (Р<0,005). Гетерозиготное наследование генотипа С/А достоверно не отличается основной и контрольной группах (Р>0,05). Частота гомозиготного наследования генотипа А/А достоверно ниже у больных с клинически значимой персистенцией HCV-инфекцией. Распределение аллели С кодона -592 гена ИЛ-10 достоверно преобладало в обеих группах (Р>0,05) и частота встречаемости в группе пациентов с ХВГ С оказалась достоверно выше (Р<0,05). Результаты исследования полиморфизма генов в группах больных с ХВГС, компенсиро-ванным и декомпенсированным ЦП, показали, что декомпенсированный HCV ЦП у лиц казахской ассоциируется с достоверно большей частотой с наследованием гомозиготного генотипа С/С кодона -592 гена ИЛ-10 (Р<0.05). Частота гетерозиготного наследования данного полиморфизма оказалась достоверной и не отличалась в группе больных. Сравнение частотного распределения аллелей гена ИЛ-10 в локусе -592, показало, что наследование аллели А у больных в исследуемых группах встречается с одинаковой частотой, в то время как наследование аллели С с наибольшей частотой встречается у пациентов с декомпенсированным циррозом печени в исходе вирусного гепатита С (Р<0.05).

Частота встречаемости генотипа Arg25Arg у лиц с ХВГС составила 84,9% (102 человека) и достоверно не отличалась от частоты встречаемости данного полиморфизма у здоровых лиц 78,6% (55 человек, Р>0,5). Частота генотипа Arg25Pro (4,2%) среди больных также достоверно не отли-чалась от таковой в группе здоровых доноров (5,71%, Р>0,5). Гомозиготы с генотипом Pro25Pro (15,7%) в группе здоровых доноров встречались достоверно чаще, чем в группе больных ХВГ С (83%, Р<0,005). Результаты оценки распределения аллелей 25 кодона гена TGFβ1 свидетельствуют о достоверно более высокой частоте аллели Arg 25 гена, трансформирующего фактора роста-β1 у лиц с развитием ХВГ С в казахской популяции (99,1% и 84,3%, соответственно Р<0,05). Аллель Pro в казахской популяции встречается достоверно чаще у лиц с отсутствием хронической HCV-ин-фекцией (15,0% и 21,4%, соответственно Р<0,05).

Результаты анализа распределения частот генотипов 25 кодона гена TGFβ1 в зависимости от прогрессирования HCV инфекции (по группам) (Таблица 3) показали, что для индивидуумов с Arg25Arg гомозиготным генотипом более характерно прогрессирование клинической картины заболевания в сравнении с лицами, наследующими гетерозиготный генотип Arg25Pro (Р<0,005). Более того, наследование гомозиготного генотипа Arg/Arg 25 кодона гена TGFβ1 ассоциируется с более тяжелым течением цирроза печени в исходе вирусного гепатита С (Р<0,005) в казахской популяции. Статистически значимым является также наследование аллели Arg в группе с деком-пенсированным ЦП в сравнении с группой с компенсированным ЦП (Р<0,005) и ХВГС (Р<0,05).

Сравнение частотного распределения генотипов Т/С и аллелей гена ангиотензиногена АТ-6 у больных с ХВГС и здоровых лиц казахской национальности, показало, что гомозиготное насле-дование генотипа Т/Т, С/С и гетерозиготное наследование генотипа Т/С достоверно не отличается в основной и контрольной группах (Р>0,05). В группе больных с хронической HCV-инфекцией наблюдается достоверно более низкая частота гомозиготного наследования генотипа С/С (Р<0,05). Распределение аллелей С и Т гена ангиотензиногена АТ-6 не отличалось достоверно в обеих группах (Р>0,05) и показало, что в обеих группах наибольший процент встречаемости приходится на аллель Т (75, 8% и 72,9% у пациентов и здоровых доноров соответственно), чем на аллель С (31,7 и 34,3% у пациентов и здоровых доноров соответственно).

Анализ распределения частот генотипов гена ангиотензиногена АТ-6 в зависимости от прогрессирования HCV-инфекции (по группам) показал, что у больных с ЦП достоверно чаще встречается тимозин-тимозин гомозиготный генотип наследования гена АТ-6 (Р<0,05), чем у больных 1 группы. Наследование гомозиготного генотипа С/С гена АТ-6 ассоциируется с более легким течением хронической HCV-инфекции (Р<0,005) в казахской популяции. Статистически значимым является также наследование аллели Т в группе с компенсированным и декомпенсиро-ванным ЦП в сравнении с группой пациентов с ХВГС (Р<0,05; Р<0,005, соответственно).


44

Таблица 3. Распределение частот генотипов 25 кодона гена TGFβ1 в зависимости от прогрессирования хронического вирусного гепатита С

Частота аллелей и генотипов

Генотипы и аллели 1 группа 2 группа 3 группа

Arg/ Arg (n=102) 26 (21,6%) 32 (31,4 %) 44 (43,1%) Arg/Pro (n=17) 13 (76,5 %) 3 (17,6%) 1(5,9%) Pro /Pro (n=1) 1 (100%) 0 0 Аллель Arg (n=119) 39(32,7 %) 35 (29,4%) 45 (37,8%) Аллель Pro (n=18) 1 (5,6 %) 3 (16,7%) 1 (5,6%)

При наследовании профибротических генотипов TGFβ1 и АТ-6 (TGFβ1 25 кодон Arg / Arg

генотип и АТ-6 Т/Т генотип) ассоциация с циррозом печени у больных с хроническим вирусным гепатитом ещё более выраженная (рис. 3). Пациенты, которые не наследуют ни один из этих генотипов относятся к группе без клинических признаков ЦП. Среди пациентов, наследующих один из профибротических генотипов в сравнении с пациентами, не имеющих профибротических гена, достоверно больше лиц, относящихся к группе 2 и 3 с клиникой компенсированного и деком-пенсированного цирроза печени (Р=0,0021). Пациенты, имеющие два профибротических генотипов генов TGFβ1 и АТ-6, достоверно чаще относятся к 3 группе больных, т.е. с циррозом печени класса В и С в сравнении с пациентами, не имеющими профибротические генотипы (Р= 0,0421).

0

5

10

15

20

25

30

35

40

ХГ ЦП Класс А ЦП Класс В и С

не наследуются наследуется 1 геннаследуется 2 гена

КОЛИЧЕСТВО БОЛЬНЫХ

Рис. 3. Наследование профибротических генотипов генов TGFβ1 25 кодон Arg / Arg генотип и АТ-6 Т/Т генотип Заключение. Клинически значимая хроническая HCV-инфекция в казахской популяции

ассоциируется с гомозиготным наследованием аллели С кодона -592 гена ИЛ-10, с гомозиготным наследованием аллели Arg 25 кодона гена TGFβ1. У пациентов с ХВГС наблюдается достоверно низкая частота гомозигот G/G кодона -1082 гена ИЛ-10 и встречаемости аллели Pro 25 кодона гена TGFβ1. Развитие ЦП ассоциируется с более частым наследованием гомозиготного генотипа А/А кодона -1082, гетерозиготным наследованием аллели Т - С/Т -819 гена ИЛ-10 (Р<0.005), гомозиготным генотипом С/С кодона -592 гена ИЛ-10 (Р<0.05), а также с более частым наследова-нием гомозиготного генотипа Arg/Arg 25 кодона гена TGFβ1 и Т/Т гомозиготным генотипом наследования гена ангиотензиногена АТ-6 (Р<0,05). Наследование профибротических генотипов обоих генов (TGFβ1 25 кодон Arg / Arg генотип и АТ-6 Т/Т генотип) ассоциируется с клиникой декомпенсированного ЦП.


1 Abbas Z.Interspousal transmission of hepatitis C: concerns and facts // J Coll Physicians Surg Pak. – 2005, Oct. – 15(10). –

585-6. 2 Moor K.W, O’Garra A., de Waal Malefyt R, Vieira P, Mosmann T. Interleukin 10. // Annu Rev Immunol. – 1994. – 11. –

165-90.


45

3 Oral HB, Kotenko SV, Yilmaz M, Mani O, Zumkehr J, Blaser K, Akdis CA, Akdis M. Regulation of Tcells and cytokines by the interleukin-10 (IL-10)-family cytokines IL-19, IL-20, IL-22, IL-24 andIL-26 // Eur. J. Immunol. – 2006. – 36. – 380–388. [PubMed: 16365913].

4 Vidigal PG, Germer JJ, Zein NN.Polymorphisms in the interleukin-10, tumor necrosis factor-alpha, and transforming growth factor-beta1 genes in chronic hepatitis C patients treated with interferon and ribavirin // J Hepatol. – 2002, Feb. – 36(2). – 271-7.

5 Oleksyk TK, Thio CL, Truelove AL, Goedert JJ, Donfield SM, Kirk GD, Thomas DL, O'Brien SJ, SmithMW. Single nucleotide polymorphisms and haplotypes in the IL10 region associated with HCVclearance // Genes Immun. – 2005. – 6. – 347–357. [PubMed: 15815689].

6 Bedossa P., Paradis V. Transforming growth factor –beta (TGFβ) : a key-role in liver fibrogenesis // J. Hepatology. – 1995. – 22. – 37-42.

7 Kim SK, Ohta K, Hamaguichi A, Omura T et al. Angiotensisn II type 1 receptor antagonist inhibits the gene expression of transforming growth factor –beta and extracellular matrix in cardiac and vascular tissues of hypertensive rats // J Pharm Exp Ther. – 1995. – 273. – 509-515.

8 J. Massard, V. Ratziu, D. Thabut, J. Moussalli, P. Lebray and Y. Benhamou et al., Natural history and predictors of disease severity in chronic hepatitis C // J Hepatol. – 2006. – 44. – Р. S19–S24.

9 Lugo-Baruqui A, Muñoz-Valle JF, Arévalo-Gallegos S, Armendáriz-Borunda J. Role of angiotensin II in liver fibrosis-induced portal hypertension and therapeutic implications. – Hepatol Res. 2009 Sep 7.

10 Awad MR, El-Gamel A, Hasleton P., et al. Genotype variation of Transforming growth factor –beta1 gene: association with the transforming growth factor – beta1 production, fibrotic lung diseases, and graft fibrosis after lung transplantation // Transplation. – 1998. – 66. – 1014-1020.

11 J. Massard, V. Ratziu, D. Thabut, J. Moussalli, P. Lebray and Y. Benhamou et al., Natural history and predictors of disease severity in chronic hepatitis C // J Hepatol. – 2006. – 44. – Р. S19–S24.

Б. С. Ілиясова

ҚАЗАҚ ПОПУЛЯЦИЯСЫНДАҒЫ СОЗЫЛМАЛЫ С ГЕПАТИТІНІҢ ҮДЕУІНЕ

ЖƏНЕ АҚЫРЫНА ФИБРОГЕНЕЗДІҢ МАҢЫЗДЫ ДАБЫЛДЫ МОЛЕКУЛАЛАРЫНЫҢ ГЕНДЕР КӨПТҮРЛІЛІГІНІҢ ƏСЕРІ

Берілген мақалада қазақ популяциясындағы созылмалы С гепатиті жəне бауыр циррозы бар науқас-

тардағы аурудың үдеуіне ангиотензин-6 жəне TGFβ1гендері, интерлейкин-10 генінің гендер көптүрлілігін зерттеу нəтижелері көрсетілген. Созылмалы С гепатиті бар науқастарда ИЛ-10 генінің 1082 кодонының G/G гомозиготтарының дəлелді төмен жиілігі байқалады. Бауыр циррозының дамуы 1082 кодонының А/А генотипінің гомозиготты жиілеу тұқымқуалауымен, ИЛ-10 генінің Т-С/т-819 аллелінің гетерозиготты тұқым-қуалауымен (Р<0.005), ИЛ-10 генінің 592 кодонының С/С гомозиготты генотипті тұқымқуалауымен (Р<0.05), Arg аллелінің гомозиготты тұқымқуалауымен жəне TGFβ1 генінің 25 кодонының Pro аллелінің дəлелді жиі кездесуімен байланыстырылады. Бауыр циррозының дамуы TGFβ1 генінің 25 кодонының Arg/Arg геноти-пінің гомозиготты жиілеутұқымқуалауымен жəне АТ-6 генінің Т/Тгомозиготты генотипінің тұқымқуалауы-мен (Р<0,05) байланыстырылады. Екі гендегі (TGFβ1 25 кодон Arg/Arg генотип жəне АТ-6 Т/Т генотипі) профибротикалық генотиптердің тұқымқуалауы орнына келмейтін бауыр циррозы клиникасымен байланыс-тырылады.

B. S. Ilyassova

EFFECT OF GENE POLIMORPHISM ON IMPORTANT

SIGNALLING MOLECULE FIBROGENESIS ON THE ADVANCE AND THE OUTCOME OF CHRONIC HEPATITIS AMONG KAZAKH POPULATION

In this paper there are described the results of study of gene polymorphisms of IL10, of transforming growth

factor – beta1 (TGFβ1) and angiotensinogen-6 in patients with chronic hepatitis C (CHC) and with the liver cirrhosis (LC) caused by CHC in Kazakh population. In patients with the CHC there are shown significantly low frequency of homozygote G/G of codon -1082 of IL10 gene. The development of LC are associated with the higher frequency on inheritance of allele T – C/T -819 IL10 gene (Р<0.005), with the homozygote genotype C/C of codon -592 od the IL10 gene (Р<0,05), with inheritance of the allele Arg and significance low frequency of inheritance of allele Pro of 25 codon of TGFβ1 gene.

Development of LC is associated with higher frequency of inheritance of homozygote genotype Arg/Arg 25 codon TGFβ1gene and Т/Т genotype of АТ-6 gene (Р<0,05). Inheritance of profibrotic genotypes both genes (TGFβ1 Arg25Arg and АТ-6 Т/Т genotype) is associated with the clinic of progressive LC.


46

Т. ЖАРКЫНБЕКОВ, Л. О. ШАРИПОВА

ПУЛЬСОВАЯ ДИАГНОСТИКА

Общие характеристики типов пульса. Эфир, воздух, огонь, вода и земля – пять основных элементов, которые проявляются в человеческом теле в виде трех основополагающих начал, известных как три энергии, присутствующих в нашем теле; три основных функциональных принципа организма: воздух, огонь/желчь и вода. Из элементов огня и воздуха возникает воздушное начало в теле. Элементы огня и воды соединены в теле в виде огненного начала. Элементы земли и воды представлены как водное начало. Эти три главных психофизиологических фундаментальных принципа тела определяют индивидуальную конституцию человека и в норме управляют функциями организма, а при нарушении равновесия между ними – участвуют в болезнетворном процессе.

Прежде чем приступить к изучению пульса, рассмотрим общие характеристики проявления психофизиологических фундаментальных принципов тела в пульсе. Можно описать различные виды колебания или движения, пульсовой волны, сравнивая их с движениями разных животных. Эти колебания – характерное движение пульса, сравниваемое с манерой передвижения различных животных. Одна из трех психофизиологических фундаментальных принципов тела, сочетающая в себе элементы эфира и воздуха; энергия, обеспечивающая все движения в теле – дыхание, моргание век, движение мышц и тканей, биение сердца, движение в цитоплазме и клеточных мембранах. Будучи в равновесии, способствует творчеству и гибкости, выходя из равновесия- вызывает страх и тревогу. Колебание этого пульса можно назвать пульс-кобра. Одна из трех психофизиологических фундаментальных принципа тела, сочетающая элементы огня и воды, которую иногда называют огненным началом, управляет пищеварением, обменом веществ и температурой тела. Будучи в равновесии, способствует пониманию и интеллекту, а выходя из равновесия, проявляется гневливостью, ненавистью и ревностью. Колебание этого пульса можно назвать пульс-лягушка. Одна из трех психофизиологических фундаментальных принципа тела, сочетающая в себе элементы воды и земли, формирует структуру тела – кости, мышцы, сухожилия – выполняет роль «клея», удерживающего клетки вместе. Оно обеспечивает водой все органы и сис-темы тела, смазывает суставы, увлажняет кожу и поддерживает иммунитет. Пребывая в равно-весии, выражается в любви, спокойствии и всепрощении. Выходя из равновесия, oна способствует привязанности, алчности и зависти. Колебание этого пульса можно назвать пульс-лебедь.

Рис. 1


47

Пульс-кобра - поверхностный, холодный, легкий, тонкий, слабый и пустой. Он исчезает при интенсивном нажатии. Его колебания часты и могут становиться аритмичными. Лучше всего он ощущается под указательным пальцем. При очень внимательном, пристальном исследовании можно почувствовать, будто маленькая кобра или маленькая пиявка движется под пальцем. Постарайтесь при исследовании пульса поймать именно это ощущение. Пульс-кобра - холодный на ощупь из-за недостатка изоляционной ткани, очень маленького количества подкожной жировой клетчатки, что объясняет, почему люди с такой конституцией быстро теряют тепло и не выносят холод.

Пульс-лягушка - полный, с сильными толчками. Он горячий, резкий, с высокой амплитудой, хорошим наполнением и значительной силой. Лучше всего пульс-лягушка ощущается под средним пальцем, и его движение можно сравнить с прыгающей лягушкой. Пульс-лягушка горячий на ощупь, так как люди с такой конституцией обладают сильным внутренним теплом.

Пульс-лебедь ощущается глубоким, медленным, водянистым, волнистым и прохладным. Он движется подобно плывущему лебедю. У людей с такой конституцией тепло удерживается в теле благодаря толстому слою подкожно-жировой клетчатки. Температура пульса означает гораздо больше, чем просто ощущение тепла или холода участка кожи. Тонко чувствующий, искушенный клиницист интуитивно почувствует температуру, отраженную в самом пульсе.

Кобра, лягушка и лебедь - это основные типы пульса, рассматриваемые в этой книге. Мы будем пользоваться терминами проксимальный, средний и дистальный. При правильном расположении на запястье безымянный палец, который ближе всего находится к сердцу, будет называться проксимальным. Указательный палец удален от сердца больше всего и, таким образом, будет дистальным, палец же между ними будет средним.

Рис. 2

Пульс всегда следует искать со стороны лучевой кости и никогда – со стороны локтевой кости.

Если смотреть на тело с позиции анатомии, то лучевой будет наружная сторона, а внутренняя сторона, где находится мизинец, будет локтевой. На лучевой наружной стороне находится костный выступ, называемый шиловидным отростком лучевой кости. Есть две разные школы в отношении


48

техники расположения пальцев при исследовании пульса. Указательный палец может распо-лагаться перед или после шиловидного отростка. В случае, когда он располагается перед ним, образуется промежуток между дистальным и средним пальцами, поэтому некоторые авторитеты считают, что палец следует располагать после шиловидного отростка. Так или иначе, но указательный палец никогда не должен помещаться на шиловидном отростке, это приведет к неправильным результатам исследования пульса. Поэтому предлагаем располагать все три пальца вместе после шиловидного отростка. При этом не следует прижимать пальцы тесно друг к другу, а нужно слегка разъединить их, чтобы пульсовые толчки могли ощущаться каждым пальцем отдельно.

Таким образом, мы рассмотрели общие характеристики пульса кобра-, лягушка- и лебедь-типов. Краткое изложение основных характеристик каждого из видов пульса приведено в табл. 1.

Таблица 1. Три основных вида пульса, сравниваемые с манерой передвижения различных животных

Пульс кобра-типа Пульс лягушка-типа Пульс лебедь-типа

Характеристики

Быстрый, слабый, холодный, легкий, тонкий, исчезающий при надавливании на сосуд

Выступающий, сильный, с высокой амплитудой, горячий, поднимающий пальпирующие пальцы

Глубокий, медленный, широкий, полный, прохладный или теплый, ритмичный

Место определения

Лучше всего ощущается под указательным пальцем

Лучше всего ощущается под средним пальцем

Наилучшее место определения под безымянным пальцем

Характерное движение пульса, сравниваемое с манерой пере-движения различных животных

Движется подобно кобре Движется подобно лягушке

Движется подобно плывущему лебедю

Движение. Мы рассмотрели три основных типа пульса. Чтобы начать понимать разнообразие и

сложность толкования пульса, рассмотрим некоторые варианты пульсового движения. Эти вводные сведения расширяют нашу чувствительность, и позже мы перейдем к определению болезненных состояний более подробно.

Дополнительно к основным движениям трех видов пульса существуют другие виды пульса, знание которых помогает в определении конкретного заболевания. В случае пульса-пиявки пульсовые толчки ощущаются пальцами клинициста один за другим словно в ритме движения пиявки (см. рисунок). Наличие такого пульса отражает проникновение пульса-лягушки в одну из семи тканей тела; содержит в основном красные клетки крови (эритроциты) и несет жизненную энергию всем тканям организма, осуществляя жизненно важную функцию – оксигенацию всех тканей, которая затем несет пульс-лягушку глубже в одну из семи тканей тела; костная ткань, поддерживающая, защищающая, дающая телу форму и долговечность – суставы, что ведет к возникновению подагры и артрита.

Рис. 3 Пульс-лягушку можно разделить на пульсы: «обычный перепел», «куропатку» и «ворону».

Пульс «обычный перепел» указывает на простатит у мужчин и воспаление шейки матки цирвицит – у женщин. Пульс-куропатка, вспорхнув, как куропатка, остановившись, замирает. В случае такого


49

пульса под средним пальцем ощущается высокий толчок, что свидетельствует о наличии язвы желудка. Для пульса-ворона характерен еще более высокий пульсовой толчок, чем в случае пульса-куропатки, что указывает на крайнее расстройство тонкого кишечника (энтерит). Такое наблю-дение ведет к развитию внутреннего зрения или интуитивному восприятию. Практикуясь в наблюдении, человек как бы открывает двери восприятия кончиками пальцев.

Пульс-павлин полный и скачкообразный, но его дистальная (нисходящая) фаза распускается как хвост павлина. Пульс-павлин характерен при артериальной гипертонии. Пульс такого типа может появиться у людей с конституцией пульса лебедь-лягушка.

Другой интересный вид двойного пульса можно уловить под кобра- или лягушка-пальцем. Он называется пульс-верблюд, так как имеет горбы, подобные верблюжьим. Приподнимите немного палец - и будет ощущаться маленькая впадина. Это, так называемый, пульс-верблюд. Наличие такого пульса указывает на аортальный стеноз с утолщением аортальных клапанов или сужением аортального отверстия.

Под безымянным пальцем можно наблюдать так называемый пульс-слон. Он ощущается как голова слона с маленькой впадинкой. Как бы повторяя тяжелое движение слона, пульсовая волна колеблется медленно, глубоко, с ложбинкой перед нисходящей фазой. Этот вид пульса носит название пульс-слон и указывает на высокое водное начало, заблокированное в лимфатической ткани. Такой пульс говорит о наличии лимфосаркомы или слоновости.

Под безымянным пальцем можно обнаружить и пульс - лотос. Так же как лотос движется на воде, так и пульс колеблется под пальцем - туда-сюда. Пульс-лотос считается священным, так как указывает на просветление человека, состояние глубокой медитации. Словно раскрывается лотос с тысячью лепестками. Это широкий пульс, он колеблется словно бесконечный поток, возникающий при дыхании.

Рис. 4 Исследование пульса – это искусство. Здесь нужно пассивное осознание - без вмешательства

ума в этот процесс. Для того чтобы почувствовать природу характера движения исследуемого пульса, исследование следует проводить кончиками пальцев. Нормальным пульсом воздушного начала в теле является пульс-кобра. Нормальным для огненного начала – пульс-лягушка, а пульс-лебедь – это норма для пульса водного начала. Эти три основных вида пульса нужно всегда держать в уме при исследовании.

Таблица 2. Характеристики пульсов

Воздушное начало Огненное начало Водное начало

Характер движения Кобра Лягушка Лебедь Частота 80-95 70-80 50-60 Ритм аритмичный ритмичный ритмичный Сила низкая+ высокая +++ умеренная ++ Напряжение и объем низкий высокий умеренный Температура холодный горячий от теплого до прохладного Плотность стенки сосуда шершавая, твердая эластичная, гибкая мягкая, утолщенная

Конечно, можно разработать компьютерный прибор для пульсовой диагностики. Использова-

ние такого прибора в диагностике вполне допустимо для определения количественных показателей пульса, однако для качественной оценки характеристик необходима чувствительность челове-ческих пальцев. Определенные тонкости, касающиеся таких показателей, как насколько пульс горячий, тяжелый или легкий, или определение того, воздушное ли начало проталкивает, огненное начало или огненное начало блокирует воздушное начало - очень трудны для графического изображения. Возможно, наличие соответствующего прибора могло бы удовлетворить некоторых


50

людей, однако мы должны так запрограммировать наш высокоразвитый человеческий компьютер, каким является мозг, чтобы чувствительность таких чудесных электродов, как кончики наших пальцев, увеличивалась. Когда начинает поддаваться определению движения лягушки, лебедя или пиявки, то эти ощущения остаются в памяти кончиков пальцев так же, как и в мозгу. Характеристики различных видов пульса (см. рисунок) воспринимаются посредством рецепторов на кончиках пальцев. Знание, как исследовать пульс и систематическая практика приводит к развитию интуиции, а затем и мастерству в прочтении пульса.

Рис. 5 Для диагностических целей пульс не следует исследовать после еды, принятия ванны, полового

акта, массажа с применением масел, обильного потоотделения или в состоянии голода, жажды или физической активности

Частота. Некоторые характеристики пульса относительно просты, легко измеряются и расши-фровываются, но при этом являются важными. Одним из таких показателей, используемых в медицине, является частота, под которой понимают скорость, то есть количество ударов в минуту. Частота варьируется в зависимости от физической нагрузки и состояния, например, тревоги или возбуждения. Чтобы получить наиболее объективное представление о пульсе, его следует измерять рано утром в состоянии покоя. В норме частота бывает высокой у людей кобра-типа, умеренной у людей с лягушка-конституцией и низкой у людей лебедь-типа. Определите пульс и сосчитайте количество пульсаций за минуту. Для людей различной конституции характерна различная частота.

Кобра-конституция 80-95 ударов в минуту Лягушка-конституция 70-80 ударов в минуту Лебедь-конституция 50-60 ударов в минуту

Частый пульс бывает при определенных состояниях. Например, при анемии, из-за недоста-точного объема крови увеличивается число сердечных сокращений, чем обеспечивается доставка оптимального количества кислорода с кровью тканям. Также частота увеличивается при сердечной недостаточности, тиреотоксикозе, или гиперактивности щитовидной железы. Тиреотоксикоз можно подтвердить, измерив пульс, когда человек спит. При этом заболевании пульс остается частым даже во время глубокого сна. У высоких людей частота сердечных сокращений ниже, чем у людей маленького роста. У детей обычно высокая частота сердечных сокращений. Около 90-100 в минуту. Чем выше рост, тем реже сокращение сердца, чем ниже рост, тем выше скорость сердечной деятельности. Таким образом, частота сердечных сокращений обратно пропорциональна росту. Сердечная деятельность у старых людей замедлена. Старость – это время пульса кобры, и в старости кобра «устает». Легкие и грубые свойства кобры ослабляют работу мозга, высшей нервной деятельности, сенсорную, психологическую деятельность и циркуляцию крови в организме, мышечной и скелетной систем в организме, движение в суставах, что приводит к замедлению физиологического пульса.


51

Таблица 3. Возрастные особенности, влияющие на характер пульса Младенческий и детский возраст до 16 лет Доминирующим является лебедь Возраст 17-50 Доминирующим является лягушка Возраст 51-70 Доминирующим является лягушка с постепенно увеличивающейся

коброй Возраст старше 70 лет Доминирующим является кобра

Подытожив вышесказанное, еще раз отмечу, что кобра делает пульс частым, лягушка – уме-

ренным, а лебедь – медленным. Этот закон действует в том случае, когда психофизиологические фундаментальные принципы тела управляют частотой. Но частота также меняется физиологически и в зависимости от роста и веса. Частота пульса становится патологически высокой при анемии, застойной сердечной недостаточности, инфекциях и лихорадке, в случае воспалительных процесс-сов организм снабжает пораженные участки большим количеством крови. Все эти условия должны учитываться, чтобы оценить, находится ли частота в пределах нормы для данного индивидуума. При наличии инфекции может возникнуть только одна ситуация, когда частота замедляется. Это происходит в случае лихорадки при тифе, когда наблюдаемая в течение нескольких дней лихорадка сопровождается замедлением пульса или брадикардией. Это единственная ситуация в своем роде. Классическая клиническая картина тифозной лихорадки складывается из наличия обложенного в центре и чистого по краям с красной границей языка и высокой температурой, сопровождающейся редким пульсом.

У некоторых людей пульс ускоряется на вдохе и замедляется при выдохе. Во время вдоха кровь из легких устремляется в левые отделы сердца, что вызывает увеличение частоты пульса. Во время выдоха кровь из правого желудочка выталкивается в легкие. Такое чередование замедления и ускорения пульса называется синусовой аритмией и не является патологическим состоянием.

Нужно помнить, что чем реже пульс, тем ниже уровень метаболизма и тем чаще процессы обмена веществ. Метаболизм управляется процессами переваривания, всасывания и усвоения пищи. При сильных процессах переваривания, всасывания и усвоения пищи пульс относительно частый, легкий и горячий. При слабых процессах переваривания, всасывания и усвоения пищи пульс становится редким, тяжелым и холодным. Таким путем, то есть при помощи общего анализа пульса, можно узнать состояние процесса переваривания, всасывания и усвоения пищи.

Рис. 6 Ритм. Ритм определяется как временной интервал между двумя следующими друг за другом

пульсовыми волнами или подъемами. В случае уравновешенного, здорового и нормального ритма временные промежутки равны между собой, регулярны, непрерывны и ритмичны. Такой сбалан-сированный ритм отражается в синхронизации функций мозга, высшей нервной деятельности, мышечной и скелетной систем в организме, движение в суставах, легких и сердца, высшей психической деятельности. Пульс-кобра в неуравновешенном состоянии вызывает нерегулярность или аритмичность пульса. При аритмичности, вызванной пульсом-лебедью, заблокировавшей пульсом-коброй, ритм будет регулярно аритмичен. Например, каждый третий или четвертый удар будет отсутствовать. Блокирование пульса-кобры пульсом-лебедью означает, что пульс-лебедь в результате какого-то нарушения равновесия препятствует нормальной активности пульса-кобры. Однако лишь пульс-кобра может продвигать пульсы лягушки и лебеди.

Аритмичный пульс представляет собой шаткий, можно сказать, просто сушасшедший пульс, в который вовлечены и пульс-кобра и пульс-лягушка, так как обе являются подвижными психо-физиологическими фундаментальными принципами тела. Такой аритмичный пульс возникает при трепетании предсердий с фибрилляцией. Пульс-лягушка, блокируя пульс-кобру, вызывает нерегу-


52

лярную аритмию. Также при блокировании пульса-кобры пульсом-кобры пульс становится частым, слабым и нерегулярно аритмичным.

Сила пульса. Сила, с которой кровеносный сосуд давит на пальцы исследующего, называется силой пульса. Сила пульса равна разности систолического и диастолического давлений, что дает нам соотношение, называемое пульсовым давлением, ПД.

Предположим, что систолическое артериальное давление равно 120, а диастолическое 70. Раз-ница между этими двумя показателями равна 50, это является нормальным пульсовым давлением. Но у человека с так называемым «пульсом гидравлического пресса», когда систолическое артериальное давление равно 200, а диастолическое – 30, пульсовое давление будет очень высоким – 170. При высоком пульсовом давлении сердце работает с большим напряжением.

В ситуации, прямо противоположной описанной, когда систолическое давление равно 70, а диастолическое 60, пульсовое давление будет равно лишь 10. Мозг такого человека не получает достаточного количества кислорода. Если пульсовое давление очень слабое, человек чувствует головокружение, может возникать эпизодическая потеря сознания и даже шок. Таким образом, сила пульса соответствует пульсовому давлению. Сила пульса очень низкая у людей кобра-типа, высокая у людей с лягушка-конституцией и умеренная у людей лебедь-типа.

Не существует единого мнения по поводу силы пульса и того, насколько сильно нужно сдавливать артерию, чтобы оценить силу пульса. Сила надавливания будет меняться в зависимости от врожденной психосоматической конституции конкретного человека и объема крови в лучевой артерии. Количественно высокая сила пульса выражается тремя плюсами (+++), низкая – одним плюсом (+) и умеренная – двумя плюсами (++). Плюс здесь имеет лишь относительное значение, например, полный, скачкообразный пульс отражает высокую силу пульса и выражается тремя плюсами. Если для того, чтобы пережать артерию, требуется глубокое сдавливание, то это говорит о большой силе пульса. Умеренное сдавливание артерии при ее пережимании говорит об умеренной силе пульса, а поверхностное надавливание, вызывающее остановку тока крови по артерии, говорит о слабости пульса. Чем глубже необходимо надавливать на артерию, чтобы пережать ее, тем больше сила пульса. Трудно исследовать пульс у человека, страдающего ожирением, из-за слоя жировой ткани, но, ощутив его, вы отметите умеренную силу пульса.

Объем и напряжение. Объем или наполнение пульса ощущается по степени подъема пальпи-рующего пальца. Нет необходимости сдавливать лучевую артерию. Достаточно просто почувство-вать пульсовые толчки, легко расположив пальцы на артерии. Объем пульса соответствует анатомическому кровяному давлению (тому количеству крови, которое выбрасывается или нагнетается в артериальную систему во время систолы желудочков сердца). Если объем пульса большой, то и систолическое давление также высокое. Малый объем пульса говорит о низком систолическом давлении. При большом объеме большое количество крови проходит через артериальную и венозную систему. У людей лягушка-конституции объем настолько большой, что приподнимает пальцы. В случае застойной сердечной недостаточности объем пульса маленький, как и в случае анемии, дегидратации и чрезмерно низкого кровяного давления. Малый объем пульса также характерен для людей с кобра-конституцией, а люди лебедь-типа обычно имеют умеренный пульсовой объем. У пациента в состоянии шока внезапно падает давление, возникает сильное потоотделение и потеря сознания. Бледность, потоотделение, отсутствие пульса и резкое падение артериального кровяного давления – это основные симптомы шока.

Наполнение кровеносного сосуда зависит от количества выпиваемой воды, свойства плазмы (одна из семи тканей тела получает питание из перевариваемой пищи при всасывании питательных веществ в кишечнике. Циркулируя по всему телу посредством особых каналов, обеспечивает питание всех клеток тела) и общего объема крови. Если у человека достаточный общий объем

Рис. 7


53

крови и оптимальная плазма, то вены выпуклы, рельефны. Люди с кобра-конституцией, жировой слой у которых недостаточно развит, имеют выступающие вены, но тонкие артерии. Поэтому при сильной анемии, дегидратации и потерях крови вены становятся тонкими и спавшимися.

Чтобы оценить наполнение пульса, его пульсовой объем, надавите легко на артерию и почув-ствуйте пульсовые толчки под пальцами. Интенсивная пульсация говорит о большом объеме и обозначается тремя плюсами (+++). При малом объеме, выражающемся одним плюсом (+), пульсация едва ощутима. Это относительная система оценки в зависимости от врожденной психо-соматической биологической конституции данного человека. Если ощущается высокая пульсация под средним пальцем, это говорит о хорошем объеме лебедь-типа, пульсация ощущается под безымянным пальцем. И если пульсовые толчки едва ощутимы под указательным пальцем, это указывает на малый объем кобра-типа. Не следует нажимать слишком сильно, достаточно пальпировать со средней силой. При действительно большом объеме и наполнении средний палец будет прыгать, что дало повод сравнить пульс лягушка-типа с прыгающей лягушкой. Амплитуда пульсового толчка при этом высокая, а чем выше амплитуда, тем больше объем. Чем ниже амплитуда толчка, тем ниже и пульсовый объем, что характерно для кобры.

Напряжение определяется путем надавливания безымянным пальцем до пережатия лучевой артерии с последующим определением напряжения под средним и указательным пальцами, как если бы кровеносный сосуд был резиновой трубкой, наполненной водой. Напряжение – это давление между двумя пульсовыми толчками, то есть диастолическое давление. Это постоянное напряжение в артерии, равное диастолическому давлению, которое воспринимается средним и указательным пальцами.

Даже когда нет выброса крови в артериальное русло, артериальные сосуды никогда не бывают пустыми. Если сосуды опустевают, жизнь уходит, и у человека развивается шоковое состояние. Напряжение поддерживается циркуляцией крови в организме, легких и сердце, в то время как объем поддерживается высшей нервной деятельностью организма и формированием клеток крови.

Можно сделать несколько интересных наблюдений касательно объема и напряжения. Если у человека с лягушка-конституцией редкий пульс, например, 55, но при этом высокое напряжение пульса, можно предположить, что он принимает бета-блокаторы для снижения высокого артериального давления. Бета-блокаторы увеличивают пульс-лебедь в одном из семи тканей тела, плазме, что приводит к урежению пульса и снижению кровяного давления, но может привести к непроходимости бронхиального дерева в результате спазма бронхов.

Существует вид пульса, называемый в современной медицине «пульс типа гидравлического пресса», при котором наблюдается высокий пульсовой объем при низком напряжении (систоли-ческое давление около 200, диастолическое давление всего лишь около 30). Такая огромная разница между систолическим и диастолическим кровяным давлением вызывает коллапс пульса. В современной медицине этот вид пульса связывается с аортальной недостаточностью. В этом случае кровь, вибрируя, устремляется обратно в левый желудочек из аорты. Определяется «кошачье мурлыканье» в фазу диастолы, хорошо слышимое над аортой. Из-за высокого давления коллапсоидной пульс будет ощущаться даже на поднятой руке.

Поднимите руку пациента и обхватите запястье, как показано на рис. 8. При коллапсоидном пульсе будет ощущаться резкое падение пульса после каждой систолы сердца.

Капиллярный пульс. Надавите на язык стеклянной пластинкой, и под ней будет появляться бледный участок при каждой сердечной систоле, что указывает на обратный ток крови из аорты (регургитацию).

Такой пульс очень характерен для высокого пульсового давления, при котором хорошо определяется даже капиллярный пульс. Его можно наблю-дать, если надавить на ногтевую пластинку, в результате чего ногтевое ложе будет состоять из участка красного цвета и участка белого цвета. В случае усиленной капиллярной пульсации красный участок будет вторгаться в

Рис. 8

участок белого цвета. Наличие капиллярного пульса может быть определено на языке, если прижать к языку стеклянную пластинку, в результате чего будет появляться бледный участок при каждой систоле сердца и происходящей при этом регургитации крови из аорты обратно в левый желудок сердца.


54

Коллапсоидный пульс, или пульс типа гидравлического пресса Капиллярный пульс. Надавите на язык

Рис. 9. Коллапсоидный пульс или пульс типа гидравлического пресса Температура. Пульс кобра-типа – холодный, лягушка-типа – горячий, а лебедь-типа варьи-

руется от теплого до прохладного. Когда пульс-кобра движется по одной из семи тканей тела, плазме, пульс становится холодным. Существует связь между движением пульса, пульсовой волной, температурой пульса, с одной стороны, и превращением пищевых веществ в энергию или сознание - с другой. Холодный, частый и легкий пульс означает наличие высокого кобра-пульса и слабой энергии – неуравновешенное, ненормальное состояние с сопутствующим ему нарушением обмена веществ; неровный пищеварительный огонь – то сильный, то слабый, то быстрый, то медленный, в результате чего нарушается пищеварение. При высоком лягушка-пульсе - горячий, острый и легкий на ощупь пульс говорит о высокой, сильной энергии, высоком уровне активности обменных процессов, когда пища переваривается настолько быстро, независимо от количества съеденного, что человек постоянно ощущает голод. Такое состояние характерно при гипергликемии и/или гиперактивности щитовидной железы. Высокая, сильная энергия придает горячие, острые и легкие качества пульсу лягушка-типа, а слабая энергия может передать пульсу кобра-типа легкие, быстрые и слабые свойства (см. таблицу).

Таблица 4. Связь между энергией, пульсовой волной и движением пульса

1. Неуравновешенное, ненормальное состояние с сопутствующим ему нарушением обмена веществ; неровный пищеварительный огонь – то сильный, то слабый, то быстрый, то медленный, в результате чего нарушается пищеварение.


55

2. Высокий уровень активности обменных процессов, когда пища переваривается настолько быстро, независимо от количества съеденного, что человек постоянно ощущает голод.

3. Низкий, медленный пищеварительный огонь; огонь лебедь-типа, характерный для слабого пищеварительного процесса и вялого метаболизма.

4. Все три психофизиологических фундаментальных принципа тела – кобра-, лягушка- и лебедь-типа присутствуют в равном количестве и уравновешены динамически. Обладающие этим качеством получают удовольствие от любого времени года и наслаждаются самой разнообразной пищей, долго живут и имеют превосходное здоровье.

5. Пищеварительный огонь, который находится в желудке и двенадцатиперстной кишке; центральный огонь тела, отвечающий за пищеварение и переваривание пищи.

Таблица 5. Примеры движения пульсов и условия их формирования


56

Плотность сосудистой стенки. Плотность сосудистой стенки можно определить, ощупывая касательным движением артерию между пальпирующим пальцем и лучевой костью. Таким путем можно оценить толщину, эластичность или ригидность сосудистой стенки, ее твердость или неровность. При высоком пульсе-кобры ее грубые и твердые качества приводят к твердости и неровности кровеносных сосудов, что проявляется в виде артериосклероза. В результате этих изменений кровеносные сосуды сужаются, что приводит к недостаточному снабжению мозга и других органов кровью и может стать причиной развития синдрома Альцгеймера, который заключается в медленном умирании клеток мозга. При высоком пульсе-лягушки сосуды сохраняют эластичность, но становятся хрупкими, в результате чего появляется тенденция к легкому возникновению кровоподтеков. У некоторых людей пульс-лягушка вызывает давление на нервные окончания, что приводит к головным болям типа мигрени. Также возможны капиллярные крово-излияния. При высоком пульсе-лебеди кровеносные сосуды становятся широкими и толстыми, так как пульс-лебедь передает им присущие ей качества. Отложение жира (вещества лебедь-типа) на стенках кровеносных сосудов может привести к атероме, что является одной из причин повышенного артериального давления.

Существует семь важных условий (характер движения, частота, ритм, сила, напряжение и объем, температура, плотность стенки сосуда), которые нужно соблюдать при толковании пульсовой волны.

Пользуясь табл. 3, станьте лицом к партнеру и в течение минуты исследуйте его пульс. Сейчас практикуйтесь в чтении пульса только на одной руке, исследуйте пульс на левой руке своей правой рукой у женщин и на правой руке своей левой рукой у мужчин. Нащупайте пульс с наружной стороны, то есть со стороны большого пальца и лучевой кости. Сначала сосчитайте частоту ударов в минуту; затем исследуйте характер движения пульса: затем исследуйте силу пульса, после чего оцените напряжение и объем, температуру и плотность стенки сосуда.

Нам хотелось бы, чтобы вы нашли всех «животных» в их жилищах. Когда вы почувствуете счастливую и жизнерадостную кобру под указательным пальцем, добродушную и беспечную лягушку - под средним пальцем и радостно плывущего лебедя под безымянным пальцем, то знайте, что перед вами счастливый и здоровый человек. Однако, в случае нарушения равновесия, лягушка, например, может оказаться под указательным пальцем, где должна быть кобра. Лягушка словно преследует кобру, что возникает в случае, когда лягушка блокирует кобру. Если же, например, под пальцем вы нашли кобру вместо лягушки (кобра преследует лягушку), это значит, пульс-кобра толкает пульс-лягушку. Это лишь два наблюдения из множества, которые можно сделать.

Т. Жарқынбеков, Л. О. Шəріпова

ПУЛЬСТІК ДИАГНОСТИКА

Мақалада пульстік диагностика туралы айтылған. Медициналық зерттеу жəне халықтық емдеу жолдары

көрсетілген.

T. Zharkynbekov, L. O. Sharipova

PULSE DIAGNOSIS

The article tells about the pulse diagnosis. It describes the ways of medical research and traditional medicine.


57

УДК 576.895.773

Ж. М. ИСИМБЕКОВ, А. Б. НУРЛИНА

НОВЫЙ ВИД СЛЕПНЯ ИЗ КАЗАХСТАНА Hybomitra fulvicorpa (s. str.) sp.n. (Tabanidae)

Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова

Дается описание нового вида слепня Hybomitra fulvicorpa (s. str.) Jsimbekov Zh. et Nurlina A. sp.n.

(Tabanidae), впервые найденного в Казахстане. Дана морфология слепня, указаны его систематические особенности и распространение.

В известной сводке по слепням Казахстана указано на распространение 72 видов слепней [1].

Раскрыты особенности биологии, внутривидовой и географической изменчивости, экологии, генезис фауны слепней, вредоносность и другие важнейшие вопросы теоретической и практи-ческой значимости. Эта уникальная работа послужила основой для регионального исследования слепней в комплексе с другими компонентами гнуса во многих ландшафтно-климатических зонах Казахстана [1-10]. Благодаря этим и другим исследованиям [11-15], современная фауна слепней Казахстана насчитывает 84 вида (в том числе 2 подвида). За истекший период видовой состав слепней Казахстана пополнен 10 видами и 2 подвидами слепней.

Ревизия коллекции слепней кафедры биологии и экологии Павлодарского Государственного университета имени С.Торайгырова, собранной в разных природных зонах Павлодарской области за период 2004-2008 гг., позволила выявить необычного по внешним таксономическим признакам слепня. В результате тщательного изучения найденного экземпляра по доступным нам каталогам слепней фауны СССР и других стран в течение 2009-2010 гг., мы пришли к выводу, что данный вид является новым для науки. В этой связи дается полное описание вида, за исключением генитального аппарата, так как единственный экземпляр мы не сочли нужным препарировать.

Hybomitra fulvicorpa (s. str.) Jsim. et Nurl. sp.n. – Слепень желтотелый. Глаза коричневые с зеленоватым отблеском в коротких, редких, светло-серых волосках, с двумя темно-коричневыми, широко расставленными и едва заметными полосками. Лобная полоска умеренно широкая, ее высота превосходит ширину основания в 4-4,5 раза, слегка расширяющимися кверху сторонами, в коричневом налете. Нижняя лобная мозоль грязно-желтая, треугольная, выпуклая, боковыми сторонами не достигает края глаз. Средняя мозоль узковеретеновидная, достигает нижней мозоли. Глазковый бугорок овальный, выпуклый, коричнево-желтый, блестящий. Лобный треугольник выпуклый, в густом светло-коричневом налете. Усики: 1-й и 2-й членики - желто-серые, в сером налете, сверху в коротких черных щетинистых волосках, 3-й членик - умеренно широкий и короткий с остроугольным дорзальным выступом, сверху покрытый короткими толстыми щетинками; площадка сверху и к концу затемнена, в основании светло-коричневый, палочка утолщенная. Концевой членик щупалец желтовато-палевый, умеренно утолщен, покрыт черными волосками. Спинка голая, темно-бурая с двумя короткими, тонкими желто-коричневыми полосками. Нотоплевры желто-коричневые, покрыты преимущественно черными волосками.

Бочки груди в густых, длинных серебристо-серых волосках. Жужжальца желто-коричневые, головка коричневая.

Ноги: коричневато-желтые; передние бедра густо покрыты длинными серебристо-желтыми волосками, в конце слегка затемнены; передняя голень в основании затемнена, снаружи покрыта длинными серебристо-желтыми, а с внутренней стороны- короткими щетинистыми черными волосками; первые членики лапок затемнены в вершинной части, а остальные – темно-коричневые.

Крылья слегка затемнены, жилки коричневые, r4 без придатка. Брюшко слегка заостренное, желтое, сверху с очень узкой темно-коричневой срединной

полоской (1/6-1,7 ширины брюшка). Концевые три тергита брюшка затемнены. Боковые стороны 2 и 3 тергитов по заднему краю покрыты густыми относительно длинными золотистыми волосками. Тергиты сверху покрыты редкими короткими черными волосками. Снизу брюшко желтое, последние 3 кольца темноокрашены. Длина тела 15 мм, крыла - 12 мм.


58

Hybomitra fulvicorpa Jsim. et Nurl.: а – лобная полоска; б – концевой членик щупалец; г – 3-й членик усика, д – 1-й и 2-й членики усика

Систематические замечания. От известных видов рода Hybomitra End. данный вид отличается

окраской тела. Брюшко полностью имеет светло-желтую окраску с очень узкой темно-коричневой срединной полоской. Лобная полоска и лобный треугольник покрыты густым коричневато-желтым налетом. Глазной бугорок сильно выпуклый.

Распространение. Среднее течение реки Иртыш. Голотип: ♀, Павлодарская область, лесхоз Чалдай, сосновый бор, 21. VII. 2008. Исимбеков Ж. М.,

Нурлина А.Б. В коллекции Павлодарского государственного университета им. С.Торайгырова, Павлодар.


1 Шевченко В.В. Слепни Казахстана. – Алма-Ата: Изд. АН КазССР, 1961. – 322 с. 2 Амиргазиев К.А. Обзор кровососущих двукрылых северного побережья Каспия. «Кровососущие двукрылые

(гнус) Казахстана» // Тр. Ин-та зоол. АН КазССР. – Алма-Ата, 1966. – Т. 25. – С. 3-13. 3 Куандыкова У.С. Слепни бассейна реки Или: автореф. … канд.биол.наук: 098. – Алма-Ата, 1968. – 21 с. 4 Исимбеков Ж.М. Биологические основы и система мероприятий против гнуса в животноводстве Восточного

Казахстана: автореф. … докт.биол.наук: 03.00.19. – Алма-Ата, 1994. – 35 с. 5 Алдабергенов Н.К. Кровососущие двукрылые (Diptera: Fhlebotomidae, Culicidae, Simuliidae, Ceratopogonidae,

Tabanidae) полуострова Мангышлак: автореф. … канд.биол.наук: 03.00.09. – Алма-Ата, 1975. – 28 с. 6 Жанетов Б.Ж. Кровососущие двукрылые (Diptera: Culicidae, Simuliidae, Ceratopogonidae, Tabanidae) долины

среднего и нижнего течения р. Урал и низовий р. Эмбы: автореф. … канд.биол.наук: 03.00.09. – Алма-Ата, 1975. – 28 с. 7 Даутбаева К.А. Кровососущие двукрылые (Diptera: Fhlebotomidae, Culicidae, Simuliidae, Ceratopogonidae,

Tabanidae) низовья Сыр-Дарьи: автореф. … канд.биол.наук: 03.00.09. – Алма-Ата, 1975. – 28 с. 8 Кошкимбаев К.К. Слепни (Diptera, Tabanidae) долины реки Чу (видовой состав, особенности экологии и биологии,

обоснование мер борьбы): автореф. … канд.биол.наук: 03.00.19. – Алма-Ата, 1988. – 21 с. 9 Алиханов Ш.А. Кровососущие двукрылые (Diptera: Culicidae, Simuliidae, Ceratopogonidae, Tabanidae) Каркара-

линского и Баянаульского горно-лесных массивов: автореф. … канд.биол.наук: 03.00.09. – Алма-Ата, 1989. – 25 с. 10 Нурлина А.Б. Слепни (Diptera, Tabanidae) Северо-Восточного Казахстана (фауна, экология и меры борьбы):

автореф. … канд.биол.наук: 03.00.19. – Алматы, 2009. – 23 с. 11 Олсуфьев Н.Г. Материалы по фауне слепней Западной Сибири // Паразитол.сб.: ЗИН АН СССР, 1936. – Вып. 6. –

С. 201-245. 12 Мадиева К.М. Оңтүстік-батыс Алтайдың марал жайылымдарындағы қос қанатты қан сорғыш насекомдар мен

бөгелектерге қарсы шарал жүйесінің экологиялық негіздері: автореф. ... канд.биол.наук: 03.00.19 – Алматы, 2009. – 31 с. 13 Исимбеков Ж.М., Нурлина А.Б. Фауна слепней (Diptera, Tabanidae) Баянаульского горно-лесного массива //

Материалы междун.научно-практ.конф. «Паразитология: современное состояние изученности, актуальные проблемы и пути решения». - Семей, 2006. – С. 181-184.

14 Leclercq et olsufjev N. G. Cataloque des Tabanidae (Diptera) Palearctiques // Bull. Ann. Soi.z. belge Ent. – 1975. – № 111. – Р. 25-36.

15 Leclercq M., Olsufjev N. G.: Nouveau cataloque des Tabanidae Palearctiques (Diptera). – Notes Fauniques de Cembloux. – 1981. – № 6. – Р. 51.


59

Ж. М. Исимбекова, Ф. Б. Нұрлина

ҚАЗАҚСТАННАН ШЫҚҚАН СОНАНЫҢ ЖАҢА ТҮРІ Hybomitra fulvicorpa (s. str.) sp.n. (Tabanidae)

Бұл мақалада Қазақстанда алғаш табылған сонаның жаңа түрі Hybomitra fulvicorpa (s. str.) Jsimbekov Zh.

et Nurlina A. sp.n. (Tabanidae) сипаттамасы баяндалған. Сонымен қатар сонаның морфологиясы беріліп, оның жүйелік ерекшеліктері мен таралуы туралы деректер келтірілген.

Zh. M. Isimbekov, A. B. Nurlina

A NEW KIND OF GADFLY FROM KAZAKHSTAN

Hybomitra fulvicorpa (s. str.) sp.n. (Tabanidae)

The given article deals with the description of a new kind of gadfly Hybomitra fulvicorpa (s. str.) Jsimbekov Zh. et Nurlina A. sp.n. (Tabanidae), which was found in Kazakhstan for the first time. Information on its systemic peculiarities and spread is given.


60

УДК. 577.21

А. Н. КОНОВАЛОВА, Н. М. ГОЛОВЧЕНКО, А. Р. МАНАСЯН, Г. П. ПОГОСЯН, П. К. ЛИ

ПОЛИМЕРАЗНАЯ ЦЕПНАЯ РЕАКЦИЯ (ПРИНЦИПЫ, ВОЗМОЖНОСТИ)

Карагандинский государственный университет им. Е. А. Букетова Раскрываются принципы полимеразной цепной реакции (ПЦР), ее возможности, области применения.

Рассматриваются этапы и преимущества ПЦР. Описаны ферменты, праймеры и другие компоненты, используемые при постановке реакции амплификации. Среди разновидностей ПЦР указаны преимущества ПЦР в реальном времени.

Проблема качественной и быстрой диагностики в различных сферах человеческой деятель-

ности всегда была и остается актуальной. Полимеразная цепная реакция (ПЦР) – метод, совершивший переворот в клинической

диагностике, определении наличия какого-либо генетического отклонения, присутствия инфекций в организме человека, определении отцовства, выявлении генетически модифицированных организмов, криминалистике и т.д.

Позиции ПЦР-метода неуклонно крепнут и с усовершенствованием методик пробоподготовки, проведения детекции продуктов амплификации различными способами, ПЦР становится надежнее и доступнее для большего круга заинтересованных в качественной диагностике врачей, криминалистов, работников СЭС, сотрудников органов надзора за качеством пищи [1].

Спектр применения ПЦР увеличивается день ото дня, поскольку высокая чувствительность и специфичность метода позволяет не только определить наличие единичных возбудителей в биологическом материале, а также присутствие генетически модифицированных компонентов в продуктах питания, но и обнаружить присутствие аномальной ДНК в ничтожно малых количествах, что обуславливает выявление мутаций, являющихся причиной наследственных и онкологических заболеваний.

ПРИНЦИПЫ МЕТОДА ПЦР. ПЦР - экспериментальный молекулярно-биологический метод исследования, позволяющий добиться значительных увеличений малых концентраций определяе-мых фрагментов нуклеиновых кислот в биологическом материале, основанный на амплификации ДНК in vitro.

С помощью данного метода в течение нескольких часов можно выделить и размножить опреде-лённую последовательность ДНК в миллиарды раз. Возможность получения огромного количества копий одного строго определённого участка генома значительно упрощает исследование имеющегося образца ДНК [2, 3].

Один из важнейших компонентов ПЦР – термостабильная ДНК-полимераза (Taq-полимераза) и способ ее выделения из бактерий «Termus aquaticus» был охарактеризован русским биохимиком Алексеем Калединым в 1980 году.

В 1993 г. Мюллис получил за идею амплификации нуклеиновых кислот при помощи темпера-турного регулирования Нобелевскую премию.

В основе метода ПЦР лежит уникальное свойство нуклеиновых кислот – способность саморе-продукции, характерная как для ДНК, так и РНК. При этом синтезируются только строго специи-фические фрагменты нуклеиновых кислот. В связи с этим перед проведением ПЦР необходимо установить нуклеотидную последовательность искомой нуклеиновой кислоты. После этого синтезируются два коротких ДНК-зонда или праймера, которые комплементарны соответствующим участкам мишени. Праймер – самый главный элемент в ПЦР, обеспечивающий запуск и специфичность реакции [5].

Метод ПЦР обладает рядом существенных преимуществ по сравнению со многими другими видами лабораторной диагностики. Ниже представлен их перечень.

– Универсальность – метод принципиально позволяет обнаруживать любые ДНК и РНК даже в тех случаях, когда другими способами это сделать невозможно;


61

– Высокая специфичность – обусловлена тем, что в исследуемом материале определяется уникальный фрагмент нуклеотиновой последовательности, характерный только для данного возбудителя или гена;

– Высокая чувствительность – возможность проведения не только качественной, но и количественной оценки содержания НК;

– Высокая скорость получения результата – высокая технологичность и автоматизация метода позволяет провести исследования и получить результат в рамках одного дня;

– Возможность доклинической и ретроспективной диагностики – ПЦР позволяет осуществить определение патогена или дефектного гена в организме ещё до развития заболевания;

– Проведение анализа при минимальном объеме пробы – возможно проведение ПЦР в пробе, объемом до нескольких микролитров, что крайне важно в неонатологии, судебной медицине, клинической генетике и т.п.;

– Возможность одновременной диагностики нескольких возбудителей заболеваний или ано-мальных генов в одной пробе без ущерба качеству результата;

– Исключение возможности инфицирования персонала – в процессе проведения ПЦР возмож-ность инфицирования персонала исключается, т.к. материал дезинфицируется лизисом и высокой температурой;

– Прямое определение наличия возбудителей; – Возможность диагностики острых, вялотекущих и скрытых инфекций; – Возможность экспертизы – фотографии электрофореза, а также отчеты по результатам ПЦР

сохраняются в электронном варианте. ЭТАПЫ ПЦР. Природный процесс, лежащий в основе метода ПЦР – комплементарное до-

страивание ДНК-матрицы, осуществляется с помощью фермента ДНК-полимеразы. Естественная репликация ДНК включает в себя несколько этапов:

1. Денатурация ДНК – расхождение нитей ДНК, этот процесс протекает при 93–95°С в течение 30-40 сек. в амплификаторе. Помимо нуклеиновой кислоты, выделенной из тестируемого образца, в реакционной смеси содержится в избытке 2 праймера, термостабильная Taq-полимераза и 4 олигонуклеотида.

2. Отжиг праймеров – образование коротких двухцепочечных участков ДНК (затравок, необхо-димых для инициации синтеза ДНК). Присоединение праймеров происходит комплементарно к соответствующим последовательностям на противоположных цепях ДНК, на границах специфического участка. Для каждой пары праймеров существует своя температура отжига, значения которой располагаются в интервале 50-60°С. Время отжига – 20-60 сек.

3. Элонгация – синтез новой цепи ДНК (комплементарное достраивание обеих нитей). ДНК-полимераза реплицирует матричную цепь, используя праймер в качестве затравки. Это, так назы-ваемая, стадия элонгации. Синтез цепей ДНК происходит от 5’-конца к 3’-концу цепи в противопо-ложных направлениях, начиная с участков присоединения праймеров. Материалом для синтеза новых цепей ДНК служат добавляемые в раствор дезоксирибонуклеотидтрифосфаты (дНТФ). Процесс синтеза катализируется термостабильной ДНК-полимеразой (Taq-полимеразой) и проходит при температуре 70-72°С. Время этого этапа – 20-40 сек. Образовавшиеся в первом цикле амплификации новые цепи ДНК служат матрицами для второго цикла амплификации, в котором происходит образование искомого специфического фрагмента ДНК (ампликона). В последующих циклах амплификации ампликоны служат матрицей для синтеза новых цепей. Таким образом, происходит накопление ампликонов в растворе по формуле 2n, где n – число циклов амплифи-кации. Поэтому даже если в исходном растворе первоначально находилась только одна двух цепочечная молекула ДНК, то за 30-40 циклов в растворе накапливается около 108 молекул ампликона. Схема прохождения 1 цикла ПЦР представлена на рис. 1.

Рост требуемого продукта в геометрической прогрессии ограничен количеством реагентов, присутствием ингибиторов, образованием побочных продуктов. На последних циклах реакции рост замедляется, это называют «эффектом плато».

Открытие термостабильной ДНК-полимеразы (Taq-полимеразы), получаемой из термофильных бактерий Thermis aquaticus,оптимум работы которой находится в области 70-72 градусов, позволило сделать процесс репликации ДНК циклическим и использовать его для работы in vitro.


62

Рис. 1. Этапы прохождения 1 цикла ПЦР: (1) Денатурация при 93—95°C. (2) Отжиг при 50-60 °C. (3) Элонгация при 72 °C (P=полимераза). (4) Закончен первый цикл. Две получившиеся ДНК-цепи служат матрицей

для следующего цикла, поэтому количество матричной ДНК в ходе каждого цикла удваивается

Создание программируемых термостатов (амплификаторов) открыло возможности для широкого внедрения метода ПЦР в практику лабораторной клинической диагностики, поскольку реакция проходит здесь при автоматическом нагреве и охлаждении пробирок с реакционной смесью в очень короткое время.

При многократном повторении циклов синтеза происходит экспоненциальное увеличение числа копий специфического фрагмента ДНК, что позволяет из небольшого количества анализи-руемого материала, который может содержать единичные клетки микроорганизмов, получить достаточное количество ДНК-копий для идентификации их методом электрофореза. С помощью смеси различных полимераз, с использованием добавок и при определённых условиях длина ПЦР-фрагмента может достигать 20-40 тысяч пар нуклеотидов. Это всё равно значительно меньше длины хромосомной ДНК эукариотической клетки. Например, геном человека состоит примерно из 3 млрд пар оснований [5].

Комплементарное достраивание цепи начинается в определенных стартовых блоках - коротких двунитевых участках. При присоединении таких блоков к специфическим участкам ДНК можно направить процесс синтеза новой цепи только в этом участке, а не по всей длине ДНК- цепи.

Таким образом, ПЦР представляет собой многократное увеличение числа копий (амплифи-кация) специфического участка ДНК, катализируемое ферментом ДНК- полимеразой.

КОМПОНЕНТЫ РЕАКЦИИ. Для проведения ПЦР требуются следующие составляющие: – ДНК-мишень длиной от 100 до ~35000п.н.; – ДНК-матрица, содержащая тот участок ДНК, который требуется амплифицировать;


63

– два синтетических олигонуклеотидных праймера (длиной примерно по 20 нуклеотидов), комплементарные участкам ДНК из противоположных цепей, фланкирующим последовательность-мишень; их 3’-гидроксильные концы после отжига с ДНК должны быть ориентированы навстречу друг другу;

– термостабильная ДНК-полимераза – фермент, катализирующий реакцию полимеризации ДНК и не теряющий своей активности при температуре 95° и выше длительное время, поэтому используют ферменты, выделенные из термофилов - Thermus aquaticus (Taq-полимераза), Pyrococcus furiosus (Pfu-полимераза), Pyrococcus woesei (Pwo-полимераза) и другие;

– дезоксинуклеозидтрифосфаты (dATP, dGTP, dCTP, dTTP); – ионы Mg2+, необходимые для работы полимеразы; – буферный раствор, обеспечивающий необходимые условия реакции - рН, ионную силу

раствора. Содержит соли, бычий сывороточный альбумин. Чтобы избежать испарения реакционной смеси, в пробирку добавляют высококипящее масло,

например, вазелиновое. Если используется амплификатор с подогревающейся крышкой, этого делать не требуется.

Добавление пирофосфатазы может увеличить выход ПЦР-реакции. Этот фермент катализирует гидролиз пирофосфата, побочного продукта присоединения нуклеотидтрифосфатов к растущей цепи ДНК, до ортофосфата. Пирофосфат может ингибировать ПЦР-реакцию.

Праймеры. Выбор праймеров является ключевым звеном ПЦР, поскольку именно ими определяется возможность амплификации и выявления необходимой последовательности. Простое варьирование праймеров позволяет выявить многие патогенные микроорганизмы и генетические изменения при минимальных модификациях методики.

Праймеры (или амплимеры) используются для создания стартовых блоков в заданных участках ДНК. Праймеры комплементарны последовательностям ДНК на левой и правой границах специфи-ческого фрагмента и ориентированы таким образом, что достраивание новой цепи ДНК протекает только между ними. Для получения достаточного количества копий искомого характеристического фрагмента ДНК амплификация включает несколько (20-40) циклов. Кроме того, на образовании комплементарных комплексов между матрицей и праймерами основана специфичность ПЦР. Каждый из праймеров комплементарен одной из цепей двухцепочечной матрицы и ограничивает начало и конец амплифицируемого участка. После гибридизации матрицы с праймером (отжиг), последний служит затравкой для ДНК-полимеразы при синтезе комплементарной матрицы [6, 7].

Важнейшая характеристика праймеров – температура плавления комплекса праймер-матрица, при которой половина ДНК-матриц образует комплекс с олигонуклеотидным праймером. В случае неверного выбора длины и нуклеотидного состава праймера или температуры отжига возможно образование частично комплементарных комплексов с другими участками матричной ДНК, что может привести к появлению неспецифических продуктов. Верхний предел температуры плавления ограничен оптимумом температуры действия полимеразы, активность которой падает при температурах выше 80°С. Кроме того, существует вероятность отжига праймеров друг с другом, что приводит к образованию праймер-димеров, что приводит к значительному расходу праймеров и синтезу неспецифических продуктов реакции. Данные явления делают невозможным чтение результатов при их детекции.

Фрагменты ДНК, амплифицированные в ходе реакции, имеют разные размеры, лежащие в пределах 100-300 нуклеотидов, в редких случаях возможна амплификация последовательностей мишеней длиной в 1000 п.н.

В условиях большинства крупных исследовательских лабораторий праймеры синтезируют с помощью автоматических синтезаторов ДНК. Количества получаемых таким образом олигонук-леотидов (0,2–1 мкмолей) обычно достаточно для проведения нескольких тысяч ПЦР-реакций.

В соответствии с вышеизложенным можно определить ряд требований, предъявляемых к праймерам:

– Специфичность праймеров. Наиболее важными здесь являются 3’-концы праймеров, поскольку именно с них начинается достраивание комплементарной цепи ДНК Taq-полимеразой. Желательно, чтобы на 3’-конце был гуанин или цитозин, поскольку они образуют три водородные связи с молекулой матрицы, делая гибридизацию более стабильной. Неспецифичность праймеров


64

проявляется при детекции продуктов амплификации. Так, при анализе электрофореграммы она проявляется в виде дополнительных полос различной длины, а также шмеров (сплошных размазанных туманных полос ДНК, идущих со старта до финиша, на фоне которых разглядеть интересующий фрагмент весьма проблематично). Данные дефекты препятствуют корректной интерпретации результатов, что приводит к необходимости проводить повторный анализ.

– Необходимо исключить возможность образования димеров и петель, т.е. устойчивых двой-ных цепей в результате отжига праймеров на самих себя или друг с другом.

– При разработке видоспецифичных тест-систем на обнаружение какого-либо микроорга-низма, например, необходимо избегать попадания области отжига праймеров в зону мутаций, делеций или инверсий в пределах видовой или иной, взятой в качестве критерия при выборе праймеров специфичности, поскольку при попадании на такую зону отжиг праймеров происходить не будет, что приведет к ложноотрицательным результатам [8].

Таg-Полимераза. Первоначально, после каждого цикла нагревания/охлаждения приходилось добавлять в реакционную смесь ДНК-полимеразу, так как она быстро инактивировалась при высокой температуре, необходимой для разделения цепей спирали ДНК. Данная процедура, безусловно, была малоэффективной, требовала много времени и фермента. При модификации методики было предложено использовать термостабильные, способные выдерживать множество циклов реакции ДНК-полимеразы. Полимеразная активность была выявлена у некоторых форм термофильных бактерий еще в 1980 году, а широко применяемая в настоящее время в ПЦР-анализе Taq-полимераза была выделена из бактерий Termus aquaticus, проявляющих способность к росту при температурах 70-75°С. Молекулярный вес очищенного протеина составляет 94кД, оптималь-ная температура полимеразной активности наблюдается при 70-80°С. При повышении температу-ры до 90°С активность фермента падает, что однако не приводит к денатурации полимеразы, а при снижении температуры до 70-80° уровень активности восстанавливается. Недостаток этой полимеразы заключается в том, что вероятность внесения ошибочного нуклеотида у неё достаточно высока, так как у этого фермента отсутствует корректирующая 3'→5' экзонуклеазная активность и частота ошибок при считывании достигает 1/10000 нуклеотидов. Однако этой точности (хотя она ниже, чем у многих других полимераз) достаточно для того, чтобы возникающие при репликации последовательности мишени- ошибки не создавали особых проблем. Полимеразы Pfu и Pwo, выделенные из архей, обладают таким механизмом, их использование значительно уменьшает число мутаций в ДНК, но скорость их работы (процессивность) ниже, чем у Taq. Сейчас применяют смеси Taq и Pfu, чтобы добиться одновременно высокой скорости полимеризации и высокой точности копирования.

Средняя скорость репликации с помощью ДНК-полимеразы Taq составляет 35-100 нуклеотидов в секунду, однако при оптимальных условиях реакции скорость синтеза возрастает до 150 осно-ваний в секунду. При низкой температуре активность падает до 2 оснований в секунду [9].

Число циклов. Чувствительность метода возрастает с повышением числа циклов реакции, однако максимальной чувствительности только таким путем достичь нельзя, поскольку необходимо оптимизировать другие параметры, для повышения эффективности каждого цикла.

Число циклов зависит от содержания в образце нужной последовательности. Так, при выявлении уникальных генов, присутствующих в каждой клетке (при диагностике наследственных заболеваний), достаточно 20-30 циклов, если же выявляемая последовательность-мишень локали-зуется лишь в части клеток исследуемого клинического образца (в случае вирусной инфекции или в опухолях), то число циклов возрастает до 30-50.

ВИДЫ ПЦР. В настоящее время классический вариант метода полимеразной цепной реакции постоянно подвергается модернизации в целях увеличения спектра применения данного вида анализа, улучшению параметров реакции для исключения неточностей результатов, усовершенствования методик проведения этапов выделения нуклеиновых кислот исследуемых образцов, проведения амплификации и последующей детекции ее продуктов. В связи с этим можно выделить ряд разновидностей ПЦР:

– «Вложенная» ПЦР (Nested PCR (англ.)) - применяется для уменьшения числа побочных продуктов реакции. Используют две пары праймеров и проводят две последовательные реакции. Вторая пара праймеров амплифицирует участок ДНК внутри продукта первой реакции.


65

– «Инвертированная» ПЦР (Inverse PCR (англ.) используется в том случае, если известен лишь небольшой участок внутри нужной последовательности. Этот метод особенно полезен, когда нужно определить соседние последовательности после вставки ДНК в геном. Для осуществления инвертированной ПЦР проводят ряд разрезаний ДНК рестриктазами с последующим соединением фрагментов (лигирование). В результате известные фрагменты оказываются на обоих концах неизвестного участка, после чего можно проводить ПЦР как обычно.

– ПЦР с обратной транскрипцией (Reverse Transcription PCR, RT-PCR (англ.) используется для амплификации, выделения или идентификации известной последовательности из библиотеки РНК. Перед обычной ПЦР проводят на матрице мРНК синтез одноцепочечной молекулы ДНК с помощью ревертазы и получают одноцепочечную кДНК, которая используется в качестве матрицы для ПЦР. Этим методом часто определяют, где и когда экспрессируются данные гены. Данный вид анализа широко применяется при диагностике так называемых ретровирусов, к которым относятся, в частности, гепатит С и ВИЧ. Экспоненциальная амплификация при помощи ОТ-ПЦР является чувствительной методикой, с помощью которой может быть обнаружено малое количество РНК.

– Асимметричная ПЦР (Asymmetric PCR (англ.) проводится тогда, когда нужно амплифици-ровать преимущественно одну из цепей исходной ДНК. Используется в некоторых методиках секвенирования и гибридизационного анализа. ПЦР проводится как обычно, за исключением того, что один из праймеров берется в большом избытке.

– Количественная ПЦР (Quantitative PCR, Q-PCR (англ.) используется для быстрого измере-ния количества определенной ДНК, кДНК или РНК в пробе.

– Количественная ПЦР в реальном времени (Quantitative real-time PCR (англ.) в этом методе используют флуоресцентно меченые реагенты для точного измерения количества продукта реак-ции по мере его накопления. Этот метод не требует стадии электрофореза, что позволяет снизить требования, предъявляемые к ПЦР лаборатории [10].

– Touchdown (Stepdown) ПЦР (Touchdown PCR (англ.) с помощью этого метода уменьшают влияние неспецифического связывания праймеров на образование продукта. Первые циклы прово-дят при температуре выше температуры отжига, затем каждые несколько циклов температуру снижают. При определённой температуре система пройдёт через полосу оптимальной специфич-ности праймеров к ДНК.

– Метод молекулярных колоний (ПЦР в геле. Polony - PCR Colony (англ.) акриламидный гель полимеризуют со всеми компонентами ПЦР на поверхности и проводят ПЦР. В точках, содержащих анализируемую ДНК, происходит амплификация с образованием молекулярных колоний.

– ПЦР с быстрой амплификацией концов кДНК (Rapid amplification of cDNA ends, RACE-PCR(англ.).

– ПЦР длинных фрагментов (Long-range PCR(англ.) модификация ПЦР для амплификации протяженных участков ДНК (10 тысяч оснований и больше). Используют две полимеразы, одна из которых - Taq-полимераза с высокой процессивностью (т.е. способная за один проход синте-зировать длинную цепь ДНК), а вторая - ДНК полимераза с 3'-5' эндонуклеазной активностью. Вторая полимераза необходима для того, чтобы корректировать ошибки, внесенные первой.

– ПЦР со случайной амплификацией полиморфной ДНК - RAPD PCR (Random Amplification of Polymorphic DNA PCR (англ.) используется тогда, когда нужно различить близкие по генети-ческой последовательности организмы, например, разные сорта культурных растений, породы собак или близкородственные микроорганизмы. В этом методе обычно используют один праймер небольшого размера (20-25 п.н.). Этот праймер будет частично комплементарен случайным участкам ДНК исследуемых организмов. Подбирая условия (длину праймера, его состав, темпера-туру и пр.), удается добиться удовлетворительного отличия картины ПЦР для двух организмов.

В молекулярной биологии ПЦР в реальном времени (или количественная ПЦР) характеризуется как лабораторный метод, основанный на методе ПЦР, используемый для одновременной амплификации и измерения количества заданной молекулы ДНК. Метод ПЦР Real Тime включает в себя одновременно детекцию и измерение непосредственного количества копий, либо измерение копий относительно внесенной ДНК или дополнительных калибровочных генов специфической последовательности ДНК в образце, т.е. позволяет оценивать ее количество - бактериальную или вирусную нагрузку.


66

ПЦР в реальном времени использует флуоресцентно меченые олигонуклеотидные зонды для детекции ДНК в процессе ее амплификации. Он позволяет провести полный анализ пробы в тече-ние 20-60 мин и теоретически способен детектировать даже одну молекулу ДНК или РНК в пробе.

Количество амплифицированной ДНК при ПЦР RT измеряется после каждого цикла амплификации. Для определения количества используется 2 метода:

1. Флюоресцентные красители, интеркалирующие в двух цепочечные молекулы ДНК; 2. Модифицированные дезокси-нуклеотиды, которые флюоресцируют после гибридизации с

комплементарными участками ДНК. Часто ПЦР в RT комбинируют с ОТ-ПЦР (обратная транскрипция) для измерения малых

количеств мРНК, что позволяет получать количественную информацию о содержании данной мРНК в клетке и, соответственно, позволяет судить об уровне экспрессии данного гена в отдельной клетке или ткани.

Принцип работы ПЦР в реальном времени c использованием TaqMan-зондов. ПЦР в реальном времени использует TaqMan систему, контролирующую кинетику ПЦР непосредственно

в ходе амплификации с использованием резонансного тушения флуоресценции. Принцип ПЦР RT показан на рис. 2. Для детекции используется зонд, несущий флуорофор и тушитель, комплементарный средней части амплифицируемого фрагмента. Когда флуоро-фор и тушитель связаны с олигонуклеотидным зон-дом, наблюдается лишь незначительная флуоресцент-ная эмиссия. Во время процесса амплификации за счет 5'-экзонуклеазной активности Taq-полимеразы флу-оресцентная метка переходит в раствор, освобождаясь от соседства с тушителем, и генерирует флуоресцент-ный сигнал, усиливающийся в реальном времени пропорционально накоплению амплификата, т.е. при образовании специфичного продукта ДНК-зонд разру-шается, действие гасителя на флуоресцентную метку прекращается, что ведет к возрастанию уровня флу-оресценции. Количество разрушенных зондов (а, следовательно, и уровень флуоресценции) пропорцио-нально количеству ампликонов и измеряется на каждом цикле амплификации.

Преимуществами ПЦР «в режиме реального вре-мени» являются:

– Высокая чувствительность, специфичность и универсальность; – Гарантированное отсутствие контаминации (загрязнения образцов), так как регистрация

результата анализа осуществляется непосредственно через стенку реакционной пробирки; – Возможность наблюдения за процессом на мониторе компьютера; – Возможность анализа точечных мутаций; – Упрощение технологического процесса и сокращение времени анализа; – Автоматизация и стандартизация регистрации результатов; – Возможность количественной оценки исходной ДНК-матрицы; – Сокращение времени анализа до 2-3 часов; – Регистрация и учет данных в электронном формате. Таким образом, благодаря экономии производственных площадей, уменьшению количества

персонала и востребованности количественного определения ДНК/РНК, этот метод в последние годы успешно применяется в крупнейших санитарно-эпидемических, диагностических и научно-исследовательских центрах развитых стран мира, замещая ПЦР в ее сегодняшнем ("классическом") формате.

Применение RT ПЦР в отношении выявления ДНК или РНК - возбудителей инфекционных заболеваний целесообразно использовать в ряде конкретных случаев:

Рис. 2. Схема прохождения RT ПЦР


67

1. При оценке уровня условно-патогенных бактерий, количественное содержание которых в анализируемом образце имеет клиническую значимость. Например, в диагностике бактериального вагиноза, когда необходимо иметь достоверную информацию не только о качественном, но и о количественном составе условно-патогенных микроорганизмов, вовлеченных в патологический процесс. Применение обычного «качественного» ПЦР- анализа не дает полной диагностической информации в данном случае, так как общая встречаемость условно-патогенных микроорганизмов, например, таких как уреаплазмы, гарднереллы - более чем у 50% пациентов [11].

2. Применение ПЦР «в реальном времени» позволяет своевременно определить тактику веде-ния пациента, назначить лечение нуждающимся, избежать гипердиагностики и нерационального назначения антибактериальной терапии у здоровых пациенток. Метод позволяет более достоверно оценивать эффект от проводимой терапии по снижению концентрации возбудителя даже при получении повторно положительного результата ПЦР - анализа при проведении тестов-контроля излеченности [12].

3. В диагностике безусловных патогенов, таких как хламидия трахоматис, микоплазма генита-лиум. Установлена прямая связь концентрации возбудителя в цервикальном канале с уровнем воспалительной реакции (числом лейкоцитов в мазках) и клиническими проявлениями инфекции. Величина бактериальной нагрузки при этом свидетельствует о степени цитопатического эффекта, позволяет определяться с тактикой лечения, оценивать риск восходящего инфицирования у беременных [13].

4. В диагностике вирусных инфекций – вируса простого герпеса (ВПГ), цитомегаловируса (ЦМВ) [14], вируса гепатитов B и C. ПЦР - диагностика ДНК ЦМВ и ВПГ в крови беременных используется как маркер возможного инфицирования плода, причем при концентрациях вируса менее 103 коп/мл, инфицирование менее вероятно, риск инфицирования увеличивается при возрастании вирусной нагрузки. Обнаружение ДНК ЦМВ в крови свидетельствует о манифестной инфекции, при этом антенатальное инфицирование плода наблюдается в 60% случаев. При исследовании проб из урогенитальных соскобов величина вирусной нагрузки свидетельствует о степени цитопатического эффекта [15, 16].

5. При выявлении наличия различных генетических аномалий, таких как транслокации, инверсии и т.д. [17].

RT ПЦР явился радикальным решением проблемы контаминаций продуктами, ПЦР стал пере-ход к флуоресцентной детекции продуктов амплификации в закрытой системе, что исключает необходимость открывать крышки пробирок, а также трудоемкую стадию гель-электрофореза. Однако вследствие дороговизны приборов для Real Time ПЦР был создан более простой вариант детекции продуктов ПЦР в закрытой системе флуорометрии после ПЦР [18].

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПЦР. Спектр применения различных вариантов метода ПЦР неуклонно растет день ото дня, что связано с его высокими показателями чувствительности и точности результатов, о которых было сказано выше. ПЦР используется во многих областях для проведения анализов и в научных экспериментах: в экологии (как способ мониторинга состояния и качества окружающей среды и продуктов питания), фармакологии, ветеринарии.

В настоящее время ПЦР широко применяется для обнаружения наличия генетически модифицированных компонентов в продуктах питания: сои, кукурузы, картофеля, томатов, риса, сахарной свеклы. И это далеко не весь перечень ГМИ растительного происхождения, определение которых возможно с помощью данного метода. Кроме того, возможно количественное опре-деление компонентов генетически-модифицированных сельскохозяйственных культур методом ПЦР в «реальном времени» [18]. В наших исследованиях определены генетически модифициро-ванные организмы в продуктах (колбасах, шоколадных продуктах, фруктовых соках и т.д.). Применялись тест-системы: «ПЛАНТ-СКРИН», «Терминатор Nos», «ГМ-соя-40-3-2», позволяю-щие определять наличие фрагментов ДНК трансгенных сои и кукурузы [19, 20].

Помимо вышеперечисленного, ПЦР-метод применяется при определении совокупности бактерий, вызывающих порчу пива, соков, вина, проведении микробиологических исследований (обнаружение E.coli, сальмонеллы, клостридии и тд.), для идентификации тканей животного проис-хождения (крупного рогатого скота, свинины, курицы, индейки, кролика), при идентификации фальсификаций сортов сельскохозяйственных культур (ячменя, пшеницы и др.) [21].


68

Криминалистика. ПЦР используют для сравнения так называемых «генетических отпечатков пальцев». Необходим образец генетического материала с места преступления – кровь, слюна, сперма, волосы и т. п. Его сравнивают с генетическим материалом подозреваемого. Достаточно совсем малого количества ДНК, теоретически – одной копии. ДНК расщепляют на фрагменты, затем амплифицируют с помощью ПЦР. Фрагменты разделяют с помощью ДНК-электрофореза. Полученную картину расположения полос ДНК и называют генетическим отпечатком пальцев (genetic fingerprint (англ.)). ПЦР-метод применяется также для идентификации личности [22].

Установление отцовства. Хотя «генетические отпечатки пальцев» уникальны (за исключе-нием случая однояйцевых близнецов), родственные связи все же можно установить, сделав несколько таких отпечатков. Тот же метод можно применить, слегка модифицировав его, для установления эволюционного родства среди организмов. Ребенок наследует некоторые особен-ности генетического отпечатка обоих родителей, что даёт новый, уникальный отпечаток [22].

Клонирование генов. Клонирование генов (не путать с клонированием организмов) – это процесс выделения генов и, в результате генноинженерных манипуляций получение большого количества продукта данного гена. ПЦР используется для того, чтобы амплифицировать ген, который затем вставляется в вектор - фрагмент ДНК, переносящий чужеродный ген в тот же самый или другой, удобный для выращивания, организм. В качестве векторов используют, например, плазмиды или вирусную ДНК. Вставку генов в чужеродный организм обычно используют для получения продукта этого гена - РНК или, чаще всего, белка. Таким образом, в промышленных количествах получают многие белки для использования в сельском хозяйстве, медицине и др. /23,24/. Схематично клонирование гена представлено на рис. 3.

Рис. 3. Клонирование гена с использованием плазмиды. (1) Хромосомная ДНК организма A. (2) ПЦР. (3) Множество копий гена организма А. (4) Вставка гена в плазмиду. (5) Плазмида с геном организма А. (6) Введение плазмиды в организм В. (7) Умножение количества копий гена организма А в организме В

Секвенирование ДНК. Секвенирование биополимеров (белков и нуклеиновых кислот - ДНК и

РНК) - определение их первичной аминокислотной или нуклеотидной последовательности (от англ. sequence - последовательность). В результате получается линейное символьное описание, которое сжато резюмирует атомную структуру молекулы.

В методе секвенирования с использованием меченых флуоресцентной меткой или радиоак-тивным изотопом дидезоксинуклеотидов ПЦР является неотъемлемой частью, так как именно в ходе полимеризации в цепь ДНК встраиваются производные нуклеотидов, меченые флуоресцент-ной или радиоактивной меткой. Это останавливает реакцию, позволяя определить положения специфических нуклеотидов после разделения синтезированных цепочек в геле [25].

В настоящее время ПЦР стала основным методом проведения мутагенеза. Использование ПЦР позволило упростить и ускорить процедуру проведения мутагенеза, а также сделать её более надёжной и воспроизводимой [25].

Практическое здравоохранение. ПЦР дает возможность существенно ускорить и облегчить диагностику различных заболеваний: онкологических, генетических, инфекционных и вирусных.

Амплификация гена или его фрагмента для доказательства наличия инфекционного возбудителя или идентификации генетической мутации - наиболее удобный и доступный метод в современной диагностике. До ПЦР и других методов амплификации нуклеиновых кислот для целей использовали ДНК-зондовую детекцию, основанную на гибридизации меченых радио-активным изотопом или флуоресцентным веществом специфических олигонуклеотидных зондов с


69

образцом выделенной ДНК. Однако ДНК - зондовая диагностика имеет существенные ограничения как по своей чувствительности, так и по трудоемкости и длительности: для ее осуществления необходимо выделить достаточно интактную ДНК из не менее чем 10 000 клеток, а сам процесс гибридизации не может быть полностью автоматизирован. Тогда как при ПЦР предварительная быстрая амплификация in vitro позволяет детектировать единичные микробные или мутантные клетки и в большинстве случаев делает необязательным применение для детекции ДНК-гибридизацию. Амплифицированная ДНК без предварительного клонирования может быть подвергнута секвенированию для идентификации точечных мутаций [26].

Тест-системы, основанные на принципе амплификации ДНК, позволяют обнаруживать патогенные для человека бактерии и вирусы даже в тех случаях, когда другими способами (иммунологическим, бактериологическим, микроскопическим) их выявление невозможно.

Нами определялась распространенность в Карагандинской области методом ПЦР таких инфекционных агентов, как возбудители хламидиоза, микоплазмоза, уреаплазмоза, гарднереллеза, трихомониала, гепатитов В, С, D, G, цитомегаловируса и др. [27].

Персонализированная медицина. Известно, что большинство лекарств действуют не на всех пациентов, для которых они предназначены, а лишь на 30-70 % их числа. Кроме того, многие лекарства оказываются токсичными или аллергенными для части пациентов. Причины этого - отчасти в индивидуальных различиях в восприимчивости и метаболизме лекарств и их произ-водных. Эти различия детерминируются на генетическом уровне. Например, у одного пациента определенный цитохром (белок печени, отвечающий за метаболизм чужеродных веществ) может быть более активен, у другого - менее. Для того чтобы определить, какой разновидностью цито-хрома обладает данный пациент, предложено проводить ПЦР-анализ перед применением лекар-ства. Такой анализ называют предварительным генотипированием (англ. prospective genotyping).

Применение ПЦР анализа в службе крови. Применение метода ПЦР для подтверждения отсутствия инфекций или вирусов в донорской крови особенно актуально в период «серонега-тивного окна» (ранние сроки после заражения от 2 до 6 недель, характеризующиеся отсутствием выработки антител к антигенам), когда обычные серологические методы не работают, содержание вирусов гепатитов В, С или ВИЧ в крови может быть весьма велико из-за отсутствия иммунного ответа. Однако именно в этот период существует риск клинического заражения реципиентов вируссодержащей кровью [28].

ПЦР-анализ в онкологии. Согласно медицинской статистике раковые заболевания являются одной из основных причин смертности среди населения стран бывшего СССР, что обусловлено воздействием последствий аварии на Чернобыльской АЭС, воздействием ионизирующей радиации Семипалатинского испытательного ядерного полигона и многими другими обстоятельствами [29, 30].

Применение метода ПЦР в области диагностики новообразований стало новой вехой в лечении онкологических заболеваний, поскольку тестирование молекулярно-генетических онкомаркеров предполагает выявление дефектов структуры и функциональную активность нуклеиновых кислот протоонкогенов, антионкогенов и биологических канцерогенов (вирусов) [31]. Высокая чувствии-тельность данного метода позволяет определить аномальную ДНК в ничтожно малых количествах, что означает выявление неопластических клеток на доклинической стадии опухолевого процесса [32].

ПЦР в диагностике лейкозов. Еще в конце 80-х - начале 90-х годов был сделан вывод о том, что хромосомный анализ является одним из важнейших прогностических методов для выявления причин возникновения различных форм лейкозов. Этот вывод подтвержден данными больших многоцентровых исследований самых последних лет [33].

Цитогенетические изменения, выглядящие при световой микроскопии абсолютно идентич-ными, оказываются разными, когда для их изучения используются молекулярно-генетические методики, такие как флуоресцентная in situ гибридизация (FISH) и полимеразная цепная реакция (PCR). С помощью этих методов установлено, что при лейкозах имеют место более разнообразные генетические изменения, чем это было обнаружено при стандартном хромосомном анализе [34]. В настоящее время проводятся исследования на предмет обнаружения транслокаций, приводящих к развитию различных форм лейкозов [35].

Применение ПЦР позволяет не только определять широкий спектр транслокаций, что важно для постановки диагноза и прогноза рецидива, а также отслеживать эволюцию опухоли.


70

Заключение. На вооружении ученых, врачей, работников СЭС из многих сфер развития науки и в практической повседневной деятельности на сегодняшний день находятся самые разно-образные лабораторные методы исследования. Однако ПЦР-анализ обладает рядом существенных преимуществ перед остальными методами лабораторной диагностики.

Универсальность метода ПЦР делает возможным его применение как в медицинской диагностике различных инфекционных, онкологических, наследственных заболеваний; в генной инженерии при клонировании генов растительных, животных и микроорганизмов, так и в работе различных организаций по контролю за качеством поступающей на наши рынки импортных и отечественных продуктов питания.

Высокая чувствительность и специфичность ПЦР - метода, проверенные временем и тщательно апробированные на практике, позволяют применять его при изучении минимальных объемов образца практически любого биологического материала, будь то слюна, кровь, биоптаты тканей живого организма, или определять аномальную ДНК, что означает выявление мутаций, являющихся причинами наследственных и онкологических заболеваний, либо же генетически-модифицированные ингредиенты, входящие в состав различных пищевых продуктов.

Спектр применения ПЦР-анализа неуклонно расширяется год от года, что связано, прежде всего, с тем, что данный метод зарекомендовал себя как наиболее простой, быстрый, специфичный и высокоточный метод современной диагностики.


1 Mulis K.B., Ferre F. The polymerase chain reaction // Birkhauser, Boston, Mass. – 1994. – P. 241-255. 2 Глик Б., Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение. – М.: Мир, 2002. – 589 с. 3 Жимулев И.Ф. Общая молекулярная генетика. – Новосибирск: Сибирское университетское издание, 2003. – 478 с. 4 K. B. Mullis, H. A. Erlich. Primer-Directed Enzymatic Amplification of DNA with a Thermostable DNA

Polymerase//Science. – 1988. – Vol. 239. – P. 487-491. 5 Venter J. et al. The sequence of the human genome // Science. – 2001. – Vol. 291. – P. 1304-1311. 6 Kleppe K. et al. Studies on polynucleotides. XCVI. Repair replications of short synthetic DNA’s as catalyzed by DNA

polymerases // J. Mol. Biol. – 1971. – Vol. 56. – P. 341-361. 7 Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж и др. Молекулярная биология. – М.: Мир, 1994. – Т. 3. – 312 с. 8 Лихтенштейн А.В., Киселева Н.П. Биохимия. – М.: Мир, 2001. – Т. 66, № 3. – С. 293-317. 9 Saiki R.K., Gelfand D.H., Stofel S., Mullis K.B., Erlich H.A. Primer-directed enzymatic amplification of DNA with a

termostable DNA polymerase // Science. – 1988. – Vol. 239. – P. 478-491. 10 Ёлова А.А., Федороф Н.А., Жибурт Е.Б. Внедрение ПЦР в службу крови проблемы и перспективы. Центр крови

Минздрава России, Москва. – http: // www. transfusion.ru 11 Морс С., Бек-Сагю К.М., Мардх П.А. Рекомендации по лабораторной диагностике заболеваний, передаваемых

половым путем. Заболевания, передаваемые половым путем / Под ред. К. М. Холмс. – Мир, 1998. – Т. 53. – 324 с. 12 Федоров Н.А. Генодиагностика инфекций методом ПЦР // Педиатрия. – 1995. – № 4. – С. 69-70. 13 Жданов А.В., Малинина Э.В., Файзуллин Л.З. Выявление хламидий методом полимеразной цепной реакции при

патологиях репродуктивной системы мужчин и женщин // Бюллетень экспериментальной биологии. – 1996. – № 5. – С. 547-550.

14 Bosch F.X., Manos M.M. and Munoz N. Prevalence of HPV in cervical cancer: a World Wide perspective // J. of the National Cancer Institute. – 1995. – Vol. 87. – P. 796-802.

15 Zur Hausen H. and de Villiers E.M. Human papillomavirus // Annual Reviews in Microbiology. – 1994. – V. 48. – P. 427-447. 16 H.R. Mc Murray, D. Nguyen, T.F. Westbrook et al, Biology of human papillomaviruses // Int. J. of Exp. Path. – 2001. –

Vol. 82. – P.15-33. 17 Radich J. P., Gehly G., Gooley T., Bryant E., Clift R. A., Collins S., Edmands S., Kirk J., Lee A., Kessler P., Schoch G.,

Buckner C. D., Sullivan K. M., Appelbaum F. R., Thomas E. D. Polymerase Chain Reaction Detection of the BCR-ABL Fusion Transcript After Allogeneic Marrow Transplantation for Chronic Myeloid Leukemia: Results and Implications in 346 Patients // Blood. – 1995. – Vol. 85(9). – P. 2632-8.

18 Лебедев В. Генетическая трансформация растений // Наука и жизнь. – 2003. – № 11. – С. 6-14. 19 Головченко Н.М., Погосян Г.П., Ли К.Г.Изучение генетически модифицированных ингредиентов в колбасных

продуктах // IV междунар. научно-практич. конф. «Научное пространство на «Европа – 2008» (15-30 апреля). – Т. 21. – София, 2008. – С. 20-24.

20 Коновалова А.А., Погосян Г.П., Ли К.Г. Изучение генетически модифицированных ингредиентов в шоколадных продуктах // IV mezinarodni vedecko-prakticka konference “Vedecke myslene inflacniho stoleti – 2008”, «Научная мысль информационного века» (15-31 марта). – Прага, 2008. – С. 6-8

21 Лихтенштейн К., Дрейпер Дж. Генетическая инженерия растений//Клонирование ДНК. Методы / Под ред. Д. Гловера. – М.: Мир, 1988. – С. 315-380.

22 Erlich H.A., Gelfard D., Sninsky J.J. Recent advances in the polymerase chain reaction // Science. – 1991. – Vol. 252. – P. 1643-1651.

23 Новое в клонировании ДНК. Методы / Под ред. Д. Гловера. – М.: Мир, 1989. – 368 с.


71

24 Маниатис Т., Фрич Э., Сэмбрук Дж. Молекулярное клонирование. – М.: Мир, 1984. – 480 с. 25 Черемис А.В., Ахунов Э.Д., Вахитов В.А. Секвенирование ДНК. – М.: Наука, 1999. – 429 с. 26 Ferlay J., Bray F., Pisani P., Parkin D.M. Cancer incidence, mjrtality and prevalence worldwide. Version 1.0 / I ARC

Cancer Base 5. Lyon: IARCPress. 27 Погосян Г.П., Ли К.Г., Жумина А.Г. Изучение амплификации ДНК некоторых бактериальных агентов,

вызывающих урогенитальные заболевания // Междунар. науч.-прак. конф. «Повышение качества образования и науч. исследований» в рамках VI Сатпаевских чтений (12-14 апреля). – Екибастуз, 2007. – С. 744-749.

28 Шибата Д.К. Полимеразная цепная реакция и молекулярно-генетический анализ биоптатов. Молекулярно-клиническая диагностика. Методы. – М.: Мир, 1999. – С. 395-425.

29 Тургунова Л.Г., Умбеталина Н.С., Досмагамбетова Р.С. Заболеваемость лейкозами в Республике Казахстан // Гематология и трансфузиология. – 2006. – Т. 51, № 2. – С. 18-22.

30 Wingo P.A., Tong T., Bolden S. Cancer Statistics // CA Cancer J. Clin. – 1995. – Vol. 45. – P. 8-30. 31 Black R.J., Bray F., Ferlay J., et al. Cancer incidence and mortality in the European Union: cancer registry data and

estimates of national incidence for 1990 // European J. of Cancer. – 1997. – Vol. 33. –P.1075-1107. 32 Злокачественные новообразования в России в 1998 г. (заболеваемость и смертность) // Под ред. В. И. Чиссова, В.

В. Старинского, П. В. Ременник. – М.:Мир, 2000. – 36 с. 33 Radich J. P., Gooley T., Bryant E., Chauncey T., Clift R., Beppu L., Edmands S., Flowers M. E. D., Kerkof K., Nelson R.,

Appelbaum F. R. The Significance of Bcr-Abl Molecular Detection in Chronic Myeloid Leukemia Patients "Late," 18 Months or More After Transplantation // Blood. – 2001. – Vol. 98(6). – P. 1701-1707.

34. Radich J.P., Gooley T., Bryant E., Chauncey T., Clift R., Beppu L., Edmands S., Flowers M.E.D., Kerkof K., Nelson R., Appelbaum F.R. The Significance of Bcr-Abl Molecular Detection in Chronic Myeloid Leukemia Patients "Late," 18 Months or More After Transplantation//Blood. – 2001. – Vol. 98(6). – P. 1701-1707.

35. Коновалова А.А., Погосян Г.П., Ли К.Г. Молекулярно-генетический анализ транслокаций 9;22 у больных лейкозами, проживающих в Карагандинской области // Вестник КарГУ. Серия Биология, медицина, география. – 2009. – № 1(53). – С. 42-46.

А. А. Коновалова, Н. М. Головченко, А. Р. Манасян, Г. П. Погосян, П. К. Ли

ПОЛИМЕРАЗДЫ ТІЗБЕКТІ РЕАКЦИЯ (МҮМКІНДІК ПРИНЦИПТЕРІ

Мақалада полимеразды тізбекті реакцияның принциптері ашылып айтылады (ПТР), оның мүмкіндіктері,

қолдану шектері, ПТР-ның ерекшелігі жəне кезеңдері қарастырылады. Амплификация реакциясы кезінде қолданылатын праймерлер жəне басқа да компоненттер, ферменттер сипаттамасы, ПТР-дың əртүрлі ортасында нақты уақыт кезіндегі ПТР-дың ерекшелігі көрсетілген.

A. A. Konovalova, N. M. Golovchenko, A. R. Manassyan, G. P. Pogossyan, P. C. Lee

POLIMERASE CHAIN REACTION (PRINCIPLES, POSSIBILITIES)

The article describes principles of polimerase chain reaction (PCR) and its possibilities. Stages and advantages

of PCR are also discussed. They describe ferments, primers and other components used at reactions of amplification. They present kinds of PCR and advantages of real-time methods.


72

УДК 591. 521. 1

С. Т. НУРТАЗИН, Р. САЛМУРЗАУЛЫ, М. А. СУВОРОВА

БИОИНДИКАЦИОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕЧЕНИ ЛЯГУШКИ ОЗЕРНОЙ ИЗ НЕКОТОРЫХ ВОДОЕМОВ

ИЛЕ-БАЛХАШСКОГО БАССЕЙНА

Казахский национальный университет им. аль-Фараби, г. Алматы Представлены результаты биохимических и гистологических исследований печени озерной лягушки,

проведенные с целью биоиндикации состояния некоторых водоемов Иле-Балхашского бассейна, используемых для водопоя скота, полива, купания людей и рыбалки.

Начиная с 70-х годов двадцатого столетия, в Иле-Балхашском регионе резко усилилась

тенденция ухудшения экологической ситуации. Все возрастающее потребление воды из рек Семиречья, особенно из р. Иле, включая ее часть, протекающую по территории КНР, загрязнение рек и водоемов сбросами с полей орошения, загрязненными удобрениями, гербицидами, пестицидами и т.п., а также промышленными, сельскохозяйственными и бытовыми стоками, неконтролируемый туризм, браконьерство и перевылов рыбы, ведут к усиливающемуся истощению водных и биоресурсов, эрозии почв, деградации экосистем.

Все это требует постоянного контроля и оценки состояния экосистем, в первую очередь, водных, как наиболее подверженных загрязнению. Гидрохимические методы достаточно информативны, но эта информация касается лишь конкретного состава воды в момент взятия пробы, тогда как спектр и концентрация растворенных в воде веществ непрерывно изменяется. Поэтому все чаще для диагностики состояния водоемов используют биоиндикационные методы анализа, с помощью которых можно достаточно быстро и дешево определить степень их загрязнения. Преимуществом использования биоиндикационных методов состоит также и в том, что они отражают реакцию организма не только на отдельные загрязнители, но и на весь комплекс воздействующих в течение продолжительного времени загрязнителей.

Для локальных исследований предпочтительней использовать массовые виды животных, популяционные, биохимические и морфофункциональные характеристики которых адекватно отражают уровень загрязнения среды обитания и его влияние на биоту [2]. Этим требованиям отвечает озерная лягушка (Rana ridibunda Pall.), широко распространенная в исследуемых водоемах и рекомендуемая для использования в качестве вида-индикатора [3, 4]. Токсические вещества воздействуют на личинки амфибий, попадая в водоемы при смыве с полей, а на взрослых земноводных при питании отравленными беспозвоночными, как на суше, так и в воде. Голая кожа амфибий, ее высокая проницаемость, тесный контакт с субстратом способствуют еще более быстрому проникновению в организм животных токсических веществ [12].

Целью нашего исследования являлось биохимическое и гистологическое изучение печени лягушки озерной (Rana ridibunda Pall.) в рамках комплексного изучения вида для биоиндикации некоторых водоемов Иле-Балхашского бассейна, широко используемых для полива сельскохозяйственных культур, водопоя скота, рыбалки и купания людей.

Материал и методы исследования

Основные исследования проводились в июне - августе 2010 года в Алматинской области. В

качестве биоиндикатора использовалась печень лягушки озерной (Rana ridibunda Pall.). Материал для исследования был собран в ходе экспедиционных выездов из следующих точек: сбросного канала с полей орошения Акдалинского массива на р. Иле в районе Баканаса (44˚53'20,70" С; 76˚05'06,45" В), старицы р. Иле выше моста Д.А.Кунаева, стариц на р. Каскелен, точек на Капша-гайском водохранилище (43˚53'41,64" С; 77˚12'24,52" В), р.Курты (43˚52'50,59" С; 76˚19'40,39" В) и северной части накопителя сточных вод Сорбулак, а также на прудах севернее пос. Жанаталап


73

(43˚29'20,70" С; 76˚05'06,45" В). Для исследования брались половозрелые животные средних размеров.

Для исследования патологических нарушений в печени материал обрабатывался стандартными методами гистологической техники [5]. Интенсивность ПОЛ в тканях печени оценивали по накоплению первичных и вторичных продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) – диеновых коньюгатов (ДК) и малонового диальдегида (МДА). Для биохимического определения продуктов ПОЛ получали супернатант гомогената печени. Для этого кусочки печени, промытой от крови физиологическим раствором, иссекали острыми ножницами, не захватывая соединительную ткань и крупные сосуды, и взвешивали. Брали навеску массой 4 г. Затем с помощью гомоге-незатора (Ika-Ultra Turrax, Германия) приготовливали гомогенат из исследуемой ткани на 0,1 М калий-фосфатном буфере (рН 7,4) в отношении 1:5. Все указанные операции проводили при температуре 0-60С. Затем гомогенат центрифугировали в течение 35 мин. при 6000 об/мин. После чего надосадочную жидкость отбирали для дальнейшего анализа. Содержание малонового диальдегида определяли в супернатанте гомогената печени, используя метод по реакции с тиобарбитуровой кислотой и выражали в нмолях на миллиграмм белка супернатанта гомогената печени [6]. Концентрацию диеновых конъюгатов в супернатанте определяли после их длительной экстракции гептаном [7].

Полученные результаты статистически обрабатывались при помощи стандартного пакета программ Microsoft Office 2003 (приложение Statistica).

Результаты и обсуждение

При исследовании мы учитывали экологические условия обитания животных, в частности,

гидрологические особенности водоемов (стоячие водоемы и водотоки), поскольку степень влияния абиотических факторов, как и характер нагрузки на организм, в этих вариантах различаются. Известно, что хладнокровные животные в бóльшей степени, чем гомотермные животные, подвер-жены влиянию ксенобиотиков, которые, накапливаясь в тканях и органах, в том числе и в печени [8], вызывают в организме различные повреждения [9]. Печень, в силу своих функциональных особенностей, быстрее других органов реагирует на изменение условий внешней среды и действие токсических агентов. Оценивая ряд биохимических показателей функции гепатоцитов, в частности, уровень ПОЛ, можно судить о степени адаптационных или патологических изменений в печени [10]. Усиление ПОЛ в клетках сопровождается нарушением проницаемости мембран, инактива-цией мембранных рецепторов и мембранных ферментов, как плазмолеммы, так и мембран орга-нелл. Поскольку интенсификация процессов ПОЛ является неспецифическим, типовым механиз-мом развития патологических процессов, нами было предпринято исследование содержания первичных и вторичных продуктов ПОЛ в печени лягушки озерной из различных водоемов Иле–Балхашского бассейна. Результаты биохимического анализа представлены на рис. 1 и 2.

Как видно, наибольшее значение продуктов ПОЛ наблюдается в печени лягушек, отловленных в сильно эвтрофированных зарыбленных прудах ниже пос. Жанаталап, где антропогенная нагрузка на водоем очень велика. Высокие значения отмечены также в печени лягушек из накопителя сточных вод г. Алматы Сорбулак. Так, содержание диеновых конъюгатов в печени лягушек из Жанаталапских прудов и накопителя Сорбулака превышает таковое у лягушек из реки Курты в 1,7 (р<0,05) и 2,4 раза (р<0,001) соответственно. Одновременно у животных, отловленных на Капша-гайском водохранилище, по сравнению с остальными исследованными точками, заметно ниже показатели содержания как первичных, так и вторичных продуктов ПОЛ. У животных, отлов-ленных в старицах реки Каскелен, парадоксально высокие значения МДА, что может свидетельствовать об истощении компонентов антиоксидантной защиты в гепатоцитах этих животных.

Непосредственно на реке Иле высокие значения как первичных (ДК), так и вторичных(МДА) продуктов ПОЛ определены у животных, отловленных в отшнуровавшейся старице выше моста им. Кунаева. Определение диеновых конъюгатов имеет значительное преимущество для оценки ПОЛ, поскольку отражает раннюю стадию окисления. Высокое содержание вторичного продукта ПОЛ – малонового диальдегида, свидетельствует о снижении активности антиоксидантной защиты в гепатоцитах, и как следствие, повышении вероятности развития в клетках патологических процессов.


74

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

Пруды ниже пос.Жанаталап

Бочаги отводногоканала Сорбулака

Р. Курты ниже водохр. Капшагайскоеводохранилища

Старицы р. Каскелен Сбросной каналАкдалинского массива

Старица р. Иле в р-не. Кунаевского моста

нмоль/мг белка

Рис. 1. Содержание диеновых коньюгатов в печени лягушки озерной из некоторых водоемов Иле-Балхашского бассейна (М±м)

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

Пруды ниже пос.Жанаталап

Бочаги отводногоканала Сорбулака

Р. Курты нижеводохр.

Капшагайскоеводохранилища

Старицы р.Каскелен

Сбросной каналАкдалинского

массива

Старица р. Иле в р-не. Кунаевского

моста

нмоль/мг белка

Рис. 2. Содержание малонового диальдегида в печени лягушки озерной из исследуемых водоемов (М±м)

Как известно, основной причиной гибели гепатоцитов при действии химических веществ

является нарушение структурной целостности клеточных мембран в результате интенсификации процессов перекисного окисления липидов в клетках [11]. Наблюдаемое усиление процессов перекисного окисления в печени может быть причиной гибели паренхиматозных клеток печени. Для того чтобы подтвердить предположение о гибели гепатоцитов у исследуемых животных, нами было проведено гистологическое исследование структуры печени лягушки озерной.

В норме в строении печени лягушки озерной выявляется трубчатая структура органа. Гепа-тоциты представлены крупными клетками с мономорфной цитоплазмой и одним-двумя крупными ядрами. Желчные протоки выстланы кубическим эпителием.


75

В печени лягушек, обитающих в накопителе сточных вод Сорбулак и на Жанаталапских пру-дах, наблюдались патологические изменения паренхимы и реакция стромы. В резко расширенных синусоидах видны форменные элементы крови, преимущественно лейкоциты и клеточный детрит. Цитоплазма клеток имела мономорфное строение и хорошо окрашивалась эозином. Границы клеток не всегда были четко выражены. Темные гиперхромные ядра располагались ближе к васкулярному полюсу. Встречались также мелкие пикнотические ядра и тени ядер. Отмечались нарушения стенок сосудов в виде отслоения эпителиальной выстилки, периваскулярный отек, отек паренхимы и множественные мелкие инфильтраты воспалительного характера.

У лягушек, отловленных в сбросном канале Акдалинского массива на реке Иле возле поселка Баканас, в печени сохранялось трубчатое строение, трубки ветвились и переплетались между собой. Отмечалось неравномерное расширение синусоидов, в которых встречались элементы кро-ви, в основном эритроциты. Гепатоциты - крупные полиморфные. Ядра также имели полиморфные размеры: крупные, мелкие (пикнотичные), а также полиплоидные. Довольно часто встречались двуядерные формы. Цитоплазма – мономорфная. В синусоидах отмечалась пролиферация клеток Купфера (рис. 3, А). Наблюдался отек паренхимы и имбибирование кровью (рис. 3, Б). Изредка встречались небольшие инфильтраты воспалительного характера, клеточные элементы которых были представлены клетками моноцитоидного типа. Отмечено большое количество мелано-макрофагальных скоплений.

А

Б

Рис. 3. Печень лягушки озерной из сбросного канала в районе Баканаса. А) Пролиферация клеток Купфера; Б) Отек паренхимы, имбибирование. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. А) х 200; Б) х 400

В печени лягушки, обитающей в районе Кунаевского моста, отмечалось трубчатое строение

печени. Неравномерно расширенные синусоиды были заполнены кровью (рис. 4, А). В крупных сосудах также отмечался стаз крови. Гепатоциты имели гексагональную форму. Ядра – полиморф-ные: крупные, полиплоидные пикнотичные, обычно были смещены к васкулярному полюсу. Цитоплазма гепатоцитов, как правило, неравномерно окрашена. Более интенсивно окрашенные участки отмечались в районе биллиарного полюса, а более светлые - в районе васкулярного. Отмечались нарушения в виде периваскулярных отеков микроциркуляторного русла (рис. 4, Б).

Встречались крупные и мелкие воспалительные инфильтраты, среди клеточных элементов которых можно было дифференцировать эозинофилы, базофилы, нейтрофилы, гистиоциты. Присутствие эозинофилов косвенно говорит о возможной инвазии животного паразитами. Отмечались множественные очаги некрозов гепатоцитов. Встречалось большое количество мелано-макрофагальных скоплений.

Проведенные исследования печени свидетельствуют о структурно-функциональных измене-ниях в печени амфибий, отловленных в различных водоемах Иле-Балхашского бассейна. На основании этих данных можно заключить, что животные подвергаются хроническому воздействию негативных факторов среды, в первую очередь, токсичных химических веществ. Причем большая


76

А

Б

Рис. 4. Печень лягушки озерной, отловленной в старице в районе Кунаевского моста. А) Стаз крови крупных и мелких сосудов. Воспалительная инфильтрация.

Б) Периваскулярный отек. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. А) х 100; Б) х 200

токсическая нагрузка на организм индикационных видов рыб и амфибии наблюдается в эвтрофированных водоемах со стоячей водой, где происходит аккумуляция загрязняющих веществ, как то: в Жанаталапских прудах, Сорбулаке и в старице р.Иле в районе Кунаевского моста. Кроме того, снижение функциональной активности печени, помимо физиологических нарушений, делает организм животных более уязвимым к инвазиям и инфекциям различной природы. Сравнительное исследование конечных продуктов перекисного окисления липидов - малонового диальдегида, диеновых конъюгатов – у амфибий, как биоиндикаторов состояния водных систем, дает адекват-ную картину уровня суммарного загрязнения среды их обитания. На основании полученных данных можно заключить, что животные из всех исследованных нами водоемов в той или иной степени подвергаются хроническому воздействию негативных факторов среды, в первую очередь, чужеродных химических веществ.


1 Современное экологическое состояние бассейна озера Балхаш / Под ред. к.гм.н. Т. К. Кудекова. – Алматы

«Каганат», 2002. – 388 с. 2 Пястолова О.А., Трубецкая Е.А. Использование бесхвостых амфибий в биоиндикации природной среды //

Биоиндикация наземных экосистем. УрО АН СССР. – Свердловск, 1990. – С. 18-30 3 Ковылина Н.В. Использование озерной лягушки (Rana ridibunda Pall.) для оперативной индикации техногенного

загрязнения водоемов: Дис. … канд. биол. наук. – Волгоград, 1999. – 150 с. 4 Спирина Е.В. Амфибии как биоиндикационная тест-система для экологической оценки водной среды обитания:

Автореф. … канд. биол. наук. – Ульяновск, 2007. – 23 с. 5 Ромейс Б. Микроскопическая техника. – М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1953. – 718 с. 6 Гаврилов В.Б., Мишкорудная М.И. Cпектрофотометрическое определение содержания гидроперекисей липидов в

плазме крови // Лабораторное дело. – 1983. – № 3. – С. 23-25. 7 Стальная И.Д., Граишвили Г.Г. Определение МДА с помощью тиобарбитуровой кислоты // Современные методы

в биохимии / Под ред. В. Н. Ореховича. – Л., 1977. – С. 66-68. 8 Lambert M. Use of lizards as bioindicators to monitor pesticide contamination (based on work in Sub-Sakharan Africa) //

3 Congresso nazionale della Societa Herpetologica – Italica, Pianura, 2001. – № 13. – P. 113-118. 9 Пескова Т.Ю. Сравнительный анализ реакций трех видов бесхвостых земноводных на загрязнение среды их

обитания // Вопросы герпетологии. – М.: МГУ, 2001. – С. 226-229. 10 Шерлок Ш., Дули Дж. Заболевания печени и желчных путей. – М.: Гэотар-Мед, 2002. – С. 859. 11 Владимиров Ю.А, Арчаков А.И. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах. – М., 1972. –

С. 451. 12 Леонтьева О.А., Семенов Д.В. Земноводные как биоиндикаторы антропогенных изменений среды // Успехи

современной биологии. – 1997. – Т. 117, вып. 6. – С. 726-737.


77

С. Т. Нұртазин, Р. Салмұрзаұлы, М. А. Суворова

ІЛЕ-БАЛҚАШ АЛАБЫНЫҢ КЕЙБІР СУТОҒАНДАРЫНДАҒЫ КӨЛ БАҚАНЫҢ БАУЫРЫН БИОИНДИКАЦИЯЛЫҚ ЗЕРТТЕУ

Мақалада, егістік жəне мал суару, сонымен қатар балық аулау мақсатында қолданылатын Іле-Балқаш

алабында орналасқан кейбір су қоймаларының қазіргі жағдайын анықтау мақсатында, көл бақаның бауырына жүргізілген биохимиялық жəне гистологиялық зерттеу жұмыстарының нəтижесі көрсетілген.

S. T. Nurtazin, R. Salmurzauli, M. A. Suvorova

BIOINDICATION RESEARCH OF THE LIVER OF THE LAKE FROG

FROM SOME RESERVOIRS OF ILE-BALKHASH BASIN The result of the biochemical and histological research on marsh frogs’ liver is shown in the article. The research

was held for bioindication of Ili-Balkhash basin which is used for watering livestock, irrigation, swimming and fishing.


78

УДК 636.082.12:573.6.086.83

Е. М. ТОЙШИБЕКОВ, М. М. ТОЙШИБЕКОВ, Г. А. ВАЛИЕВА, Е. М. МОЛДАБАЕВ

ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ НЕПЕНЕТРИРУЮЩЕГО КРИОПРОТЕКТОРА ЛАКТОЗЫ НА CASA-ПАРАМЕТРЫ СПЕРМАТОЗОИДОВ КОЗЛОВ

ТОО «Институт экспериментальной биологии им. Ф. М. Мухамедгалиева»

В наших исследованиях наибольшая стабильность с наименьшим уменьшением значений была выявлена

при использовании 0,015М, 0,028М и 0,050М растворов лактозы в течение всего эксперимента. Криоконсервация спермы млекопитающих – это сложный комплексный процесс, который

включает в себя сбалансирование многих факторов для получения удовлетворительных резуль-татов. Для обеспечения даже минимального успеха необходимо использование не только соответ-ствующего разбавителя, но и степень разбавления спермы, скорость охлаждения и скорость размо-раживания, а также очень важно знание видовой физиологии спермы для увеличения восстанов-ления сперматозоидов после размораживания и, следовательно, увеличение ее оплодотворяющей способности. Сперма козлов – это превосходный пример влияния комплекса всех факторов. Это связано с тем, что при наличии схожести между криоконсервацией спермы козла и спермой других видов, существуют определенные схожести в типах криопротекторов, скорости замораживания и размораживания. Однако при этом следует подчеркнуть, что сперма козла требует, чтобы при криоконсервации обратить особое внимание на увеличение максимальной жизнеспособности сперматозоидов после замораживания-оттаивания. Например, необходимо учитывать вредное взаимодействие между желтком яйца и секретом бульбоуретральных желез (bulbourethral) в сперме козла, которая не существует для других разновидностей таких, как бык, боров и баран [1-3].

Методы исследований. В качестве доноров сперматозоидов использовали по 5 козлов в возрасте 4 года. Исследования проводили в специализированном лабораторном комплексе Инсти-тута экспериментальной биологии им. Ф. М. Мухамедгалиева в анэстральный сезон размножения. Сбор спермы проводили с применением электроэякулятора. В исследованиях использовали образцы спермы с параметрами подвижных сперматозоидов не ниже 60% и с концентрацией сперматозоидов не ниже 1000 млн.сперматозоидов/мл.

Результаты исследований. Для изучения CASA-параметров свежеполученных образцов семени козлов в растворах с различной концентрацией непенетрирующего криопротектора использовали следующие растворы с концентрациями лактозы: 0,015М; 0,028М; 0,05М; 0,1М и 0,125М. Исследования образцов проводили через следующие промежутки времени: 0,5 ч, 1 ч, 2 ч, 3 ч и 4 часа. Также были выявлены осмоляльности на Осмометре 3320 (Advanced Instruments, USA) вышеперечисленных растворов лактозы, полученные результаты отражены в табл. 1.

Таблица 1. Показатели осмолярности растворов с различной концентрацией лактозы

Концентрация, моль Осмолярность, mOsm/l

0,015 312 0,028 330 0,050 335 0,100 412 0,125 431

При изучении CASA-параметров в растворах с различной концентрацией лактозы была изучена

динамика изменения относительной Средней скорости продвижения сперматозоидов (VAP) в течение 4 часов, которая показала, что при использовании 0,015М и 0,028М растворов лактозы происходит увеличение данного параметра до 181,6% и 133,8% через 0,5 часа по отношению к начальному показателю. При дальнейшем наблюдении было выявлено наибольшее увеличение


79

относительной скорости продвижения сперматозоидов в растворе 0,015М лактозы до 207,2% через 1 час от начального показателя и уменьшение до 143,0% через 4 часа от начального показателя. Также изначальное уменьшение относительной скорости наблюдалось при использовании 0,125М раствора лактозы через 0,5 часа до 64,7% и через 4 часа до 70,5% от начального показателя, однако следует отметить относительную стабильность данного параметра в течение всего наблюдения. Наибольшее уменьшение наблюдалось при использовании 0,50М раствора лактозы до 34,6% через 3 часа по отношению к начальному показателю. Можно предположить, что раствор с 0,015М концентрацией лактозы является наиболее оптимальной для изученного параметра Средняя скорость продвижения сперматозоидов (VAP), при условии эквилибрации до 2 часов.

При изучении динамики изменений относительной Скорости прямолинейного продвижения сперматозоидов (VSL) в растворах с различной концентрацией лактозы наблюдалось увеличение данного параметра через 0,5 часа до 102,1%, 126,8% и 134,3% при использовании 0,015М, 0,028М и 0,50М растворов лактозы, соответственно, и уменьшение до 72,2% и 44,1% при использовании 0,100М и 0,125М растворов лактозы, соответственно, по отношению к начальному показателю данного параметра. Следует отметить, что наиболее стабильная динамика в течение времени эксперимента наблюдалась при использовании 0,050М раствора лактозы. Наименьший показатель наблюдался при использовании 0,100М раствора лактозы через 0,5 часа 44,1% от начального показателя данного параметра. Предполагаем, что использование 0,050М раствора лактозы является оптимальным для изученного параметра Скорость прямолинейного продвижения сперматозоидов (VSL.)

Также была изучена динамика изменений относительной Скорости движения сперматозоидов по кривой индивидуальных треков (VCL) в растворах с различной концентрацией лактозы, при этом наблюдалось увеличение данного параметра через 2 часа при использовании 0,015М раствора лактозы до 103,1% по отношению к начальному показателю данного параметра и через 0,5 часа при использовании 0,028М раствора лактозы до 108,9% по отношению к начальному показателю данного параметра. Во всех остальных пробах наблюдали уменьшение показателей, наименьшее значение составило 35,3% от начального показателя при использовании 0,125М раствора лактозы через 1 час (рис. 1). Использование 0,150М и 0,028М растворов лактозы является оптимальным для изученного параметра Скорость движения сперматозоидов по кривой индивидуальных треков (VCL).

Изучена динамика изменений относительной Частоты колебательных движений спермато-зоидов (BCF) в растворах с различной концентрацией лактозы, при которой почти во всех пробах наблюдалось уменьшение данного показателя, однако через 3 часа наблюдения при использовании 0,050М раствора лактозы выявлено увеличение до 103,3% от начального показателя данного параметра (рис. 2).

0

20

40

60

80

100

120

0 0,5 1 2 3 4Время, часы

Относительная

Скорость движ

ения

(VC

L), %

0,015M 0,028M 0,050M 0,100M 0,125M

Рис. 1. Динамика изменений относительной Скорости движения сперматозоидов по кривой индивидуальных треков (VCL)

в растворах с различной концентрацией лактозы

40

50

60

70

80

90

100

110

0 0,5 1 2 3 4Время, часы

Относительная

Частота

колебательных движ

ени

(BC

F), %

0,015M 0,028M 0,050M 0,100M 0,125M

Рис. 2. Динамика изменений относительной Частоты колебательных движений сперматозоидов (BCF) в растворах с различной концентрацией лактозы


80

Наибольшую стабильность с наименьшим уменьшением значений была выявлена при исполь-зовании 0,015М, 0,028М и 0,050М растворов лактозы в течение всего эксперимента.

Можно предположить, что использование 0,015М, 0,028М и 0,050М растворов лактозы являет-ся оптимальным для изученного параметра Частота колебательных движений сперматозоидов (BCF).

В связи с тем, что одним из важнейших способностей является прямолинейно-поступательное движение сперматозоидов в половых путях для достижения области локализации овулировавших яйцеклеток, нами была изучена динамика изменений относительной Прямолинейности сперма-тозоидов (STR) в растворах с различной концентрацией лактозы. В ходе изучения динамики данного параметра было выявлено, что наиболее стабилен данный показатель при использовании 0,015М, 0,028М, 0,050М и 0,100М растворов лактозы.

Таким образом, можно предположить, что использование 0,015М, 0,028М растворов лактозы являяется оптимальным для изученного параметра Прямолинейность траектории спермато-зоидов (STR).

При изучении динамики изменений Средней площади головок сперматозоидов (%) козлов при использовании растворов с различными концентрациями лактозы наиболее оптимальный результат наблюдался при использовании 0,015М раствора лактозы. При использовании данной концент-рации лактозы через 0,5 часа не наблюдалось изменение средней площади головок сперматозоидов козлов от начального показателя, через 2 часа площадь уменьшилась на 4,7% от начального показа-теля и затем незначительно увеличилась. Таким образом, при использовании 0,015М раствора лактозы стабилизация Средней площади головок сперматозоидов козлов происходит с меньшими колебаниями в средней площади головок сперматозоидов, что очень важно в связи с тем, что данный показатель характеризует морфологическое состояние сперматозоидов при эквилибрации.

Также нами была изучена динамика относительного количество подвижных сперматозоидов в растворах с различной концентрацией лактозы. Этот эксперимент выявил наиболее оптимальную концентрацию, при которой сохраняется максимальное количество подвижных сперматозоидов. В ходе эксперимента было выявлено, что наиболее оптимальными являются 0,015М, 0,028М растворы лактозы, в которых относительное количество подвижных сперматозоидов не умень-шается по отношению к начальному значению данного параметра (рис. 3). При использовании 0,100М и 0,0125М растворов лактозы наблюдалось значительное уменьшение показателя по отношению к начальному значению.

Затем нами была изучена динамика относительного количество сперматозоидов с прогрессив-ной подвижностью, которая наглядно продемонстрировала, что наиболее оптимальными являются 0,015М, 0,028М растворы лактозы, в которых относительное количество сперматозоидов с прогрессивной подвижностью уменьшается по отношению к начальному значению данного параметра (рис. 4).

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 0,5 1 2 3 4

Время, часы

Проценты

, %

0,015M 0,028M 0,050M 0,100M 0,125M

Рис. 3. Динамика изменений относительного

количества подвижных сперматозоидов в растворах с различной концентрацией лактозы

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 0,5 1 2 3 4Время, часы

Проценты

, %

0,015M 0,028M 0,050M 0,100M 0,125M

Рис. 4. Динамика изменений относительного количества

сперматозоидов с прогрессивной подвижностью в растворах с различной концентрацией лактозы


81

При использовании 0,050М, 0,100М и 0,0125М растворов лактозы наблюдалось значительное уменьшение показателя по отношению к начальному значению.

На основе анализа CASA-параметров и относительного количества подвижных сперматозоидов и сперматозоидов с прогрессивной подвижностью нами были выбраны 0,015М, 0,028М и 0,050М растворы лактозы в качестве компонентов криопротекторов для дальнейших исследований по криобиологии сперматозоидов козлов как наиболее оптимальные.


1 Roy A., 1957. Egg yolk coagulating enzyme in the semen and Cowper’s gland of the goat // Nature. – 179. – Р. 318-319. 2 Iritani A., Nishikawa 1963. Studies on the egg-coagulating enzyme in goat semen; IV. On the position of yolk

consitituents attacked by the coagulating enzyme // Jpn. J. Anim. Reprod. – 8. – Р. 113-117. 3 Iritani A., Nishikawa, Fukuhara R., 1964. Studies on the egg yolk coagulating factor in goat sperm: I. Localization of

coagulating factors and decline of pH following coagulating // Proceedings of Silver Jubilee Laboratory of Animal Husbandry. – Kyoto University. – Р. 97-104.

Е. М. Тойшыбеков, М. М. Тойшыбеков, Г. А. Валиева, Е. М. Молдабаев

ƏРТҮРЛІ КОНЦЕНТРАЦИЯЛЫ ӨТПЕЙТІН ЛАКТОЗА КРИОПРОТЕКТОРДЫҢ ТЕКЕ СПЕРМАТОЗОИДТАРДЫҢ CASA-ПАРАМЕТРЛЕРІНЕ ТИГІЗЕТІН ƏСЕРІ

Біздің зерттеуіміз лактозаның 0,015М, 0,028М жəне 0,050М ерітіндісін қолданғанда үлкен тұрақтылықты

көрсетті.

E. M. Toishibekov, M. M.Toishibekov, G. A. Valieva, E. M. Moldabaiev

STUDY OF THE EFFECT OF DIFFERENT NONPENETRETING CRYOPROTECTANT LACTOSE ON CASA-PARAMETERS OF BUCK’S SPERMATOZOA

Our research showed stability of CASA parameters of buck use extender with concentration of lactose 0,015М,

0,028М and 0,050М.


82

УДК 577.21:633.1

Е. К. ТУРУСПЕКОВ

АНАЛИЗ SNP-МАРКЕРОВ ЯДЕРНОГО И ХЛОРОПЛАСТНОГО ГЕНОМОВ ДИКОРАСТУЩИХ ВИДОВ ЗЛАКОВЫХ КАЗАХСТАНА

Институт биологии и биотехнологии растений (ИББР), г. Алматы

В результате экспедиционных сборов в Южно-Казахстанской и Восточно-Казахстанской областях

Казахстана собраны растения 14 различных дикорастущих видов злаковых растений. Анализ SNP-маркеров ядерного (ITS) и хлоропластного (matK, rpoC и trnL) геномов позволил выявить уровень изменчивости вовлеченных в анализ ДНК-маркеров и изучить дифференциацию между анализированными дикорастущими видами Казахстана. Сравнительный анализ уровня генетического разнообразия SNP-маркеров позволил сделать заключение о том, что matK (0.030) является наиболее полиморфным ДНК-маркером, наиболее приемлемым для изучения молекулярной систематики дикорастущих злаковых культур. Результаты молекулярного анализа дикорастущих видов Казахстана использованы как для сравнительного изучения генетического разнообразия растений, собранных в Казахстане, так и для создания электронной базы данных изученных образцов с использованием ДНК-дескрипторов.

Введение. Формирование коллекций генетических ресурсов дикорастущих злаковых в качестве

диких сородичей зерновых культур актуально в современных условиях как для сохранения их биоразнообразия, так и для интеграции в мировую систему генетических коллекций с учетом международных классификаторов и существующих баз данных.

В результате интенсивного культивирования сельскохозяйственных культур и существующей угрозы сужения уровня генетического разнообразия проблема поиска новых источников разно-образия среди дикорастущих предшественников и сородичей, хранения, обмена и использования генетических ресурсов и информации является одной из главных приоритетов современной генетики и селекции. Н. И. Вавилов в основу своих исследований положил идею Ч. Дарвина о том, что «каждый вид локализован в его начальном происхождении, эволюция исторична и поэтому знание истоков вида, путей его географического расселения имеет решающее значение в понимании путей эволюции, в овладении ее этапами, в прослеживании динамики эволюционного процесса» [1, 2]. В работах Н. И. Вавилова представлены три концепции – Центры происхождения, Центры формообразования и Центры разнообразия возделываемых растений [3]. Им было отме-чено «скопление» доминантных генов в центрах ареалов вида и рецессивных (мутантных) генов на их периферии. Морфо-физиологические, физиолого-биохимические, биометрические, структурные и другие показатели, вошедшие в вавиловские паспорта образцов ВИРа, позволили выявить и впоследствии эффективно использовать в селекции многие источники гермоплазмы для создания новых сортов и гибридов растений с необходимыми важнейшими признаками (устойчивость, качество, скороспелость, многолетность).

Создание, сохранение и улучшение растительных ресурсов в виде генетических коллекций – одна из актуальных проблем современной биологии и селекции. Общая современная мировая тенденция в исследованиях генетических ресурсов растений заключается в 1) создании генетичес-ких коллекций с идентифицированными аллелями генов с аспектом на их географическое распространение и 2) составлении детальных генетических карт с целью полного секвенирования генома. Генеральной задачей в глобальном масштабе является создание и описание довольно представительной генетической коллекции, отвечающей самым разнообразным запросам пользователей, в конечном итоге направленной на улучшение генофонда зерновых культур, в том числе в связи с продовольственной безопасностью.

Известны многие аспекты использования генетических коллекций растений, в том числе в качестве эталонов. В этом случае образцы, включенные в генетическую коллекцию, служат своего рода стандартами для выявления новых аллелей генов, структурных особенностей хромосом или каких-либо других новых характеристик генотипа. Такая работа особенно важна для злаковых культур, интенсивно исследуемых генетиками всего мира. Постоянно возникает потребность в


83

сопоставлении полученных данных, что возможно только при сравнении изучаемых форм с международно-известными эталонами. Многолетние усилия генетиков из разных стран привели к созданию централизованной сборной коллекции ячменя, хотя многие региональные центры и организации по-прежнему обоснованно имеют свои базовые коллекции [4-7].

Сбор и анализ экземпляров дикорастущего ячменя, эгилопса и примитивных культурных форм из ранее неизученных или слабоизученных регионов, в том числе и в сравнительном аспекте с другими родственным видами трибы Triticeae является одним из главных приоритетов в изучении разнообразия злаковых с использованием методов молекулярных маркеров. Существенно ускоряет и упрощает задачу выявления молекулярных маркеров использование методов, основанных на по-лимеразной цепной реакции (ПЦР), представляющей собой амплификацию определенных участков ДНК in vitro в процессе повторяющихся температурных циклов полимеразной реакции. Задачей данной работы явилась оценка информативности SNP-маркеров (single nucleotide polymorphism – полиморфизм по единичному нуклеотиду) ядерного и хлоропластного геномов в изучении генети-ческого разнообразия дикорастущих видов злаковых, произрастающих в Казахстане. Актуальность использования данного подхода как для развития генетики и селекции зерновых культур в целом, так и для формирования и сохранения коллекций генетических ресурсов растений, документиро-вания, создания информационного банка данных, организации хранения генофонда заключается в том, что комплексное изучение и характеристика генетических ресурсов ячменя, и в том числе использование методов молекулярных маркеров, эффективны для пополнения, оценки, поддержания и рационального использования ценных генетических коллекций [8, 9].

Материал и методы исследований

Объекты исследований: 1) образцы видов ячменя (Hordeum spontaneum, Hordeum brevisubu-

latum, Hordeum bulbosum, Hordeum murinum, Hordeum leporinum и Hordeum jubatum); 2) эгилопсов (Aegilops cylindricа, Aegilops triuncialsi, Aegilops crassa, Aegilops searsii, и Aegilops taushii); 3) образ-цы растений 2 видов ковыля: Stipa capillata и Stipa pennata; 4) Agropyron pectinatum; 5) (Triticum urartu, Triticum monococcum, Triticum timofeevii, Triticum dicoccoides, и Triticum aestivum). Объекты исследований с 1 по 4 были собраны в Южно-Казахстанской и Восточно-Казахстанской областях. Объекты исследований рода Triticum были получены ранее из других научных учреждений мира.

Методы исследований. Выделение тотальной ДНК проводили по Делапорта [10]. О качестве выделенной ДНК судили по отношению величин оптической плотности OD260/OD280. Для выявления микросателлитных маркеров применяли метод полимеразной цепной реакции (PCR) с использованием различных праймеров [11]. Реакционная среда для амплификации включала 0.2 мМ каждого dNTP, 250 мкМ каждого праймера, 1.5 мМ MgCl2, 1 ед. Taq-полимеразы, 50–100 ng иссле-дуемой ДНК. Полимеразную цепную реакцию, включающую предварительную денатурацию тотальной ДНК при 940С в течение 1 мин., последующие 30-40 циклов (940С – 1 мин., 50-600С – 30 сек., 720С – 1 мин.) и элонгацию при 720С – 5 мин., проводили на термоамплификаторе. Коли-чество циклов и температура отжига зависели от используемого в реакции праймера.

Продукты амплификации, полученные в результате полимеразной цепной реакции, разделяли электрофоретически в 2-процентном агарозном геле и в 6% полиакриламидном геле, визуализи-ровали в результате окрашивания в растворе бромистого этидия или серебряным окрашиванием [12], соответственно.

SNP-маркеры ядерного и хлоропластного геномов, использованные в работе

№ Маркер Праймеры (5’-3’) Геном 1 ITS F-TCCTCCGCTTATTGATATGC

R-GGAAGTAAAAGTCGTAACAAGG ядерный

2 trnL F-GGAAATGGGGATATGGCG R-ATTTGAACTGGTGACACGAG

хлоропластный

3 rpoC F-GTGGATACACTTCTTGATAATGG R-TGAGAAAACATAAGTAAACGGGC


4 matK F-CCTATCCATCTGGAAATCTTAG R-GTTCTAGCACAAGAAAGTCG



84

Для изучения генетического разнообразия на основе использования SNP-маркеров ядерного и хлоропластного геномов нами были использованы олигонуклеотидные праймеры, приведенные в таблице. Очистку продуктов полимеразной цепной реакции проводили с помощью коммерческого кита ULTRAPrep PCR-Kit компании «AHN Biotechnologie GmbH» (Nordhausen, Germany). Анализ нуклеотидных последовательностей ПЦР-продуктов проводили по методике «прямого секвениро-вания» с помощью ДНК-анализатора ABI3130 (Applied Biosystems) с использованием набора BigDye Terminator v3.0.

Для построения дендрограммы использовали прикладную программу Mega 4.0.

Результаты и обсуждение Изучение генетического разнообразия дикорастущих злаков Казахстана с использо-

ванием SNP-маркеров ядерного генома. Проведена работа по оптимизации этапов анализа SNP (single nucleotide polymorphism) маркеров ядерного и хлоропластного геномов. В качестве маркера ядерного генома был выбран ITS (internal transcribed spacers) участок рибосомального ДНК. Для определения нуклеотидной последовательности ITS использовали праймеры ITS5 и ITS4 [13].

Всего было изучено 9 дикорастущих видов Казахстана и 15 растений вида H. spontaneum. При сравнении нуклеотидных последовательностей всех видов было обнаружено 17 мутационных сайтов. Сравнительный анализ нуклеотидных последовательностей 15 образцов H. spontaneum не позволил выявить полиморфизм по данному маркеру, что свидетельствует о неэффективности использования данного маркера для изучения внутривидового разнообразия. Вместе с этим результаты позволили четко группировать образцы по видовой и родовой принадлежности (рис. 1). Уровень генетического разнообразия по ITS-маркеру между видами варьировал от 0.005 между видами H. jubatum и H. leporinum и 0.044 между видами A. triuncialis и H. leporinum, и в среднем составил 0.025.

H.spontaneum (Israel)

H.spontaneum

H.distihon

H.bulbosum

H.jubatum

H.leporinum

T.timofeevii

Ae.triuncialis

Ae.cylindrica

Ae.searsii 0.001

Рис. 1. Дендрограмма филогенетического анализа дикорастущих видов Hordeum, Triticum и Aegilops

по ITS-маркеру ядерного генома Анализ дендрограммы позволяет выделить два отчетливых кластера по принадлежности к

родам Hordeum и Aegilops (рис. 1). Изучение генетического разнообразия дикорастущих злаков Казахстана с использова-

нием SNP-маркеров хлоропластного генома. В качестве маркеров хлоропластного генома были выбраны маркеры matK, trnL и rpoC. Дизайн праймеров для маркеров хлоропластного генома был сделан на основе секвенированного генома ячменя.

Для изучения генетического разнообразия дикорастущих злаковых на основе использования SNP-маркеров использовали образцы трех популяций H. spontaneum (каждая популяция была представлена 5 растениями), и по растениям видов рода Hordeum, Triticum, Aegilops, Agropyron и Stipa (рис. 2). Сравнительный анализ нуклеотидных последовательностей 15 образцов H. Sponta-neum по маркеру matK не позволил выявить внутри популяционного и внутривидового полиморфизма. Вместе с этим анализ данных образцов по данному маркеру позволил выявить


85

Triticum aestivum

Aegilops triuncialis

Aegilops searsii

Triticum monococcum

Agropyron pectinatum-1

Agropyron pectinatum-2

Hordeum spontaneum

Hordeum murinum

Hordeum leporinum

Stipa pennata

Stipa capellata

0.0000.0050.0100.0150.0200.025

Рис. 2. Филогенетический анализ 5 видов рода Hordeum на основе сравнения нуклеотидных последовательностей matK

межвидовой полиморфизм для всех изученных видов дикорастущего ячменя (рис. 2). При срав-нении нуклеотидных последовательностей всех видов всего было обнаружено 24 мутаций. Уровень генетического разнообразия варьировал от 0 между двумя видами рода Stipa до 0.067 между видами Stipa pennata и Triticum monococcum, и в среднем составил 0.03.

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что matK является информа-тивным маркером для межвидовой дифференциации.

Для изучения межвидового разнообразия по гену rpoC нами были изучены 9 видов родов Hordeum, Triticum, Aegilops, Agropyron и Stipa. Уровень среднего разнообразия по данному гену составил 0.004 и значительно уступал разнообразию по гену matK (0.030). Анализ полученной дендрограммы позволил определить в одну группу все образцы видов родов Triticum и Aegilops и разделить их от других изученных родов (рис. 3).

Triticum urartu

Triticum monococcum

Trticum aestivum (K25)

Aegilops searsii

Aegilops triuncialis

Stipa capillata

Agropyron pectinatum

Hordeum spontaneum

Hordeum brevisubulatum

0.00000.00050.00100.00150.00200.00250.00300.0035

Рис. 3. Дендрограмма анализа хлоропластного гена rpoC, изученного для 9 различных дикорастущих видов злаковых

Несколько выше уровень генетического разнообразия, чем по гену rpoC, был выявлен при

изучении дикорастущих видов с помощью гена trnL (0.006). Результаты анализа филогенети-ческого древа по гену trnL, построенного на основе анализа генетического расстояния между 20 видами родов Hordeum, Triticum, Aegilops, Agropyron и Stipa представлены на рис. 4. Как и в предыдущих случаях, анализ гена trnL позволил четко разделить виды по родам, за исключением близкородственных родов Triticum и Aegilops, которые были представлены несколькими группами. Интересно отметить тот факт, что образец вида Agropyron pectinatum расположился между видами Hordeum и Aegilops, тогда как два вида рода Stipa были помещены на значительном расстоянии от всех других видов.


86

T.boeticum

T.dicoccoides

Ae.taushi

Ae.searsii

T.timofeevii

Ae.crassa

Ae.cylindricum

T.urartum

T.monococcum

Ae.triuncialis

T. aestivum

Agropyron pectinatum

H.bulbosum

H.distihon

H.brevisubulatum

H.murinum

H.leporinum

H.spontaneum(Israel)

H.spontaneum

Stipa pennata

Stipa capellata

0.0000.0010.0020.0030.0040.005

Рис. 4. Филогенетическое древо 20 видов дикорастущих злаков, построенное на основе использования хлоропластного гена trnL и метода UPGMA

Сравнительный анализ генетического разнообразия свидетельствует о том, что уровень внутри-

генного полиморфизма маркеров хлоропластного генома был выше у matK (0.03), тогда как полиморфизм генов trnL (0.006) и rpoC (0.004) был почти на порядок ниже. Более того, полимор-физм гена matK был также выше, чем у ITS (0.025), гена ядерного генома, что предполагает его использование в качестве главного дискриминатора при изучении систематики того или иного вида.

Таким образом, проведена первичная работа по оценке генетического разнообразия дикорасту-щих видов ячменя Казахстана с использованием SNP-маркеров и заложены основы для изучения молекулярной систематики дикорастущих видов растений Казахстана.

Заключение. Результаты исследований использованы для сравнительного изучения генети-ческого разнообразия дикорастущих видов Казахстана с использованием SNP-маркеров ядерного и хлоропластного геномов и описания генетических коллекций и банка ДНК с использованием ДНК-дескрипторов. Анализ дикорастущих видов с использованием SNP-маркера ядерного генома (ITS) и трех маркеров хлоропластного генома (matK, rpoC и trnL) позволил четко определить различия на межвидовом уровне. Результаты работы свидетельствуют о высоких возможностях использо-вания SNP-маркеров в изучении молекулярной систематики дикорастущих злаковых видов.

Практическая значимость работы заключается в формировании коллекции и создании банка данных и паспортов ценных генотипов (популяций) по морфологическим и генетическим параметрам и признакам генетических ресурсов дикорастущих злаков.


1 Вавилов Н.И. Центры происхождения культурных растений // Труды по прикладной ботанике и селекции. – 1926.

– Т. 16. – С. 2. 2 Вавилов Н.И. Учение о происхождении культурных растений после Дарвина: (доклад на сессии АН СССР.

28 нояб. 1939 г.) // Советская наука. – 1940. – № 2. – С. 55-75. 3 Гончаров Н.Н. Центры происхождения культурных растений // Вестник ВОГиС. – 2007. – Т. 11, № 3/4. –

С. 561-574. 4 Туруспеков Е.К. Генетическое разнообразие и филогенез ячменя // Биотехнология. Теория и практика. – 2005. –

№ 3. – С. 7-20.


87

5 Valkoun J., Konopka J. Global Inventory of Barley Genetic Resources // Proceedings of 9th IGBS. – Brno, Czech Republic, 2004. –P. 31-38.

6 Waugh R., Caldwell D., Rostoks N., Druka A., Druka I., Marshall D., Muehlbauer G., Russell J., Ramsay L. Current perspectives in barley genomics // Proceedings of 9th IGBS. – Brno, Czech Republic, 2004. – P. 93-102.

7 Туруспеков Е.К., Абугалиева С.И., Мендлингер С., Волис С. Полиморфизм популяций дикого ячменя Hordeum spontaneum K. из Туркменистана // Генетика. – 1996. – Т. 32, № 6. – С. 767-773.

8 Kraic J., Gregová E., Jomová K., Hudcovicová M. Microsatellite markers discriminating accessions within collections of plant genetic resources // Cellular and Molecular Biology Letters. – 2002. – V. 7. – P. 745-751.

9 Zhang LY, Ravel C, Bernard M, Balfourier F, Leroy P, Feuillet C, Sourdille P. Transferable bread wheat EST-SSRs can be useful for phylogenetic studies among the Triticeae species // Theoretical and Applied Genetics. – 2006. – V. 113(3). – P. 407- 418.

10 Delaporta S.L., Wood J., Hicks J.B. A plant DNA minipreparation. Version II // Plant Molecular Biology Reports. – 1983. – V. 4. – P. 19-21.

11 Roder M.S., Korzun V., Wendehake K., Plaschke J., Leroy P., Ganal M.W. A microsatellite map of wheat // Genetics. – 1998. – V.149. – P. 2007-2023.

12 Bassam, B. J., Caetano-Anolles, G., Gresshoff, P. M. Fast and sensitive silver staining of DNA in polyacrylamide gels // Analitical Biochemistry. – 1991. – V. 195. –P. 80-83.

13 Baldwin B. Phylogenetic utility of the internal transcribed spacers of nuclear ribosomal DNA in plants: An example from the Compositae // Molecular Phylogenetics and Evolution. – 1992. – V. 1(1). –P. 3-16.

Е. К. Тұрыспеков

ҚАЗАҚСТАНДАҒЫ ДƏНДІ-ДАҚЫЛДАРДЫҢ ЖАБАЙЫ ТҮРЛЕРІНІҢ ЯДРОЛЫҚ

ЖƏНЕ ХЛОРОПЛАСТЫҚ ГЕНОМДАРЫНЫҢ SNP-ТАҢБАЛАҒЫШТАРЫН ТАЛДАУ

Қазақстанның Оңтүстік Қазақстан жəне Шығыс Қазақстан облыстарына экспедициялық шығу нəтиже-лерінде дəнді өсімдіктердің 14 жабайы түрлердің өсімдіктері жиналды. Ядролық (ITS) жəне хлоропластық (matK, rpoC и trnL) геномдарының SNP-таңбалағыштарының талдауы Қазақстандағы сараланған жабайы түрлерінің арасындағы дифференциацияны талқылауға жəне талдауға қатыстырылған ДНҚ- таңбалағышта-рының құбылмалық деңгейінің айқындалуына мүмкіндік берді. SNP-таңбалағыштардың тектік əртүрлілік деңгейінің салыстырмалы талдауы matK (0.030) таңбалағышы жабайы өсетін дəн дақылдарының молеку-лалық жүйелерін зерделеуге ең қолайлы жəне ең полиморфты ДНҚ-таңбалағышы болғаны туралы шешім жасауға мүмкіндік берді. Қазақстандағы жабайы өсетін түрлерінің молекулалық талдауының нəтижелері талқыланған өсімдіктердің ДНҚ-дескрипторларын қолдану негізінде электрондық деректер қорын құруға жə-не Қазақстанда жиналған өсімдіктердің генетикалық əртүрліліктерін салыстырмалы зерттеуге қолданылған.

Y. Turuspekov

THE ANALYSIS OF SNP MARKERS OF NUCLEAR

AND CHLOROPLAST GENOMES OF WILD GRASS SPECIES FROM KAZAKHSTAN Fourteen different wild grass species were collected during the trip in South-Kazakhstan and East-Kazakhstan

regions of Kazakhstan. The study of wild cereal species from Kazakhstan by SNP-marker analysis of nuclear (ITS) and chloroplast (matK, rpoC и trnL) genomes allowed to determine the level of variation in studied DNA markers and differentiation among species. The comparative analysis of the genetic variation of the SNP markers permitted to conclude that matK is the most polymorphic DNA marker and appropriate for molecular systematic studies of wild plant species. The results of the molecular analysis of wild cereal species from Kazakhstan were used both for comparative studies of the genetic variation in wild species collected in Kazakhstan and for development of the electronic database of wild species for using polymorphic DNA descriptors.


88

Қызыл кітап – Мезгілсіз кеткендердің Бастарына қойылған қызыл шырақ. Келеді кез Күрделі біздің бұл кез Жаутаңдайды адамға түзде мың көз. Қызыл кітап – Опат болып кеткен аңның Бастарына қойылған қызыл күмбез.

Ж. А. ƏУЕЛБЕКОВА, Ж. Ж. ЖАТҚАНБАЕВ

АЛТЫН ЕМЕЛ – ҚАЗАҚСТАНДАҒЫ ТАБИҒИ САЯБАҚ жəне ондағы сирек кездесетін жəне жойылып бара жатқан

өсімдіктер мен жануарлар экологиясын, биологиясын зерттеу

Абай атындағы Қазақ ұлттық педагогикалық университеті, Алматы қ. Жер-су атауларының бəрі тарихи оқиғаларға байланысты қойылатындықтан алдымен Алтын

Емелдің тарихына да аздап тоқталып өткен дұрыс болар. Атыс-шабысы көп көне заманда жайбарақат жатқан қазақ еліне қалмақтардың жиі соғыс ашып, қырғын салғаны тарихтан белгілі. Қазақтың батырлар жырында кездесетін «Атаңа нəлет ит қалмақ» деп келетін жолдарды қазірге дейін бəріміз жақсы білеміз. Бұл əбден ашынғандықтан айтылған сөз болса керек. Қазақтар, соның өзінде, ата жауына айналған қалмақтардың ерлігін орынды құрметтей де білген. Оған қазақ даласындағы жер-су атауларына қойылған қалмақ хандары мен батырларының есімдерінің өзі айғақ бола алады. Қалмақтармен соғыс қаншама жылдарға созылды десеңізші? Ақыр аяғында «ақтабан шұбырындыға» ұшыраған қазақ ұлтының батырлары алғаш бас қосып біріккенде-ақ, Жетісу аумағынан қалмақтарды біржолата қуып шығыпты. Бұл жолы қалмақтар Іле өзенінен өтіп, шығысқа қарай қашқан деседі халық. Олар қазақтар Іле өзенінен өте алмайды деп ойласа керек. Бізге енді қауіп жоқ деген байламға келген тұста, қазақ батырлары Қарасай, Райымбек аталарымыз бір түн ішінде ойламаған жерден Іле өзенінен өте шығып, қалмақтар орналасқан аймаққа түн ішінде кенеттен шабуыл жасап, қалмақтарды қырып салған. Қазіргі кезде ол жерлер Шолақ, Дегерес, Матай таулары деп аталады. Бұл жерлердегі қалмақтар көп қырылған орындар осы күнге дейін белгілі. Тіпті, оларды көмген қорғандар да əлі күнге дейін сақталған. Кейбір қорғандардың биіктігі 30 метр, ұзындығы 150 метрге жетеді. Мұндай алып қорғанда қаншама қалмақтың сүйегі жатқанын ешкім де есептеп бере алмайтын шығар.

Қазақтың өлең-жырларына арқау болған тарихи деректерге сенсек, Дегерес тауы да қалмақтар тарихымен тығыз байланысты. Дегерес – қалмақ ханының ұлының аты. Ал Матай – қазақ руының аты. Қазақтардан қорқып қашқан қалмақтар Дегерес тауларының арасына тоқталады. Сол жерлерде қазақтан қашып жүріп, қалмақтар алтын баулы шылбырын ұмытып кеткен деген сөз бар. Сондықтан болар, ол жерді қазақтар қазіргі кезге дейін «Шылбыр сайы» деп атайды. Енді бір таудың арасында қашқан қалмақтар алтын тізгінін қалдырып кетіпті. Осы уақытқа дейін ол жер «Тізгін сайы» деп аталады. Алапат қырғынға ұшыраған қалмақтардың əскерлері тіпті ер-тоқымдарын да ұмытып кеткенге ұқсайды. Қалмақша «ер-тоқым» деген сөз «емел» деп аталады екен. Бүгінде бұл таулы аймақ – Алтын Емел деп аталады. Міне, Алтын Емелдің қысқаша бар тарихы осы.

Осы таулардың сыртқы жағын қоршаған тау жүйесі бар. Оны қазақтар Малайсары деп атайды, бұл да бір қасиетті жер. Киелі аймақ. Қалмақтардың ержүрек батыры, аты аңызға айналған Дегересті өлтірген қазақ батыры Малайсары екен. Бұл таулы аймақты Малайсары тауы деп атайтыны да сондықтан. Дəл осы Малайсары тауына қарама-қарсы оңтүстік шығысында 20-30 шақырымға жететін кең жазық дала бар. Бұл даланың арғы бетінде Іле өзеніне тірелген таулар бар. Оларды қазақ Кіші Қалқан жəне Үлкен Қалқан таулары деп атаған. Бұл таулардың – Кіші жəне Үлкен Қалқан деп аталуының да бірнеше себептері бар екенін тарихи деректер дəлелдейді. Іле


89

өзенінің арғы бетіне бірінші өткен қалмақ əскерлері Шолақ пен Дегерес тауларының шатқалдарына бала-шағаларын, қатын-қалаштарын қалдырып, өздері бас сауғалап қашқан. Қазақтар бұл тауды Қалқан таулары деп атайды. Қалмақтар тауды қалқалап қашқан көрінеді. Осы аймақта əлемге əйгілі Айғайқұм деп аталатын жер бар. Қазақтар қалмақтардың соңынан қалмай отырып барлығын қырып салады. Тарихтың тірі ескерткіштеріндей болып осы жерлерде қалмақтардың қырылған молалары жатыр. Мұның бəрі ұлы ерліктің айғақтары болып табылады.

Іле өзенінің жағасында Кіші жəне Үлкен Қалқан тауларынан басқа аңдар мен құстардың мекені болған Қатутау мен Ақтау деген өте бағалы жерлер бар.

Қазақстанның Серенгетиі «Алтын Емел» ұлттық саябағы қалай құрылған? Жоғарыда аталып өткен (Шолақ, Дегерес жəне Матай) үш таудың арасы қазіргі кезде Қазақстандағы ауқымы бойынша жəне жабайы аң мен құстардың, жабайы пайдалы өсімдіктердің (жеміс-жидек, дəрілік, мал азығы болған), жердің жасыл желегі түр-сипатының əралуандылығы бойынша еліміздегі ең үлкен аймақтың бірі. Бұл қазақтың ұлттық табиғи саябағының аты – Алтын Емел. Ол 1996 жылы үкіметтің арнаулы қаулысы бойынша құрылған.

Қазіргі кезде Алтын Емел ұлттық саябағының аумағы 520 000 гектар жерді алып жатыр. Осындай кең көлемдегі табиғи тіршілік иелерін (аң-құстар, жануарлар дүниесін, өсімдіктер əлемін) қорғау керек екендігін өмірдің өзі көрсетіп келеді. Оған табиғатты ерекше қадір тұтып, сүйетін адамдар болмаса, басқа ешкімнің жаны ашып жатқаны көрінбейді.

Бұл ұлттық саябақ төңірегінде шынымен-ақ қорғауға тұрарлық дүниелер өте көп. Бəлкім, бүкіл Қазақстан бойынша Алтын Емелдің табиғи жəне тарихи, тіпті археологиялық мұралары басқа ешбір жерде кездеспейтін болар.

Қазақстандағы барлық құланның 97 пайызы Алтын Емелде, олар саябақтың солтүстігінде Шолақ, Дегерес, Матай болып созылып жатқан таулар мен Оңтүстік шығысындағы Үлкен жəне Кіші Қалқан тауларының арасындағы жазықта табын-табынымен мекен етеді. Олардың айналасында қарақұйрық, таудың биік құздарында таутеке, Ақтау мен Қатутауда арқар, Дегерес пен Қояндытау арасында ілбіс, сол таулардың етегінде сілеусін, ал шығыс жағында қоңыр аю, орманды тау арасында марал, бұхар бұғасы, Іле бойындағы қамыста қабан, қасқыр, елік, жыртқыш мəніл (жабайы мысық), Іленің өзінде адам бойындай жайындар, сирек ағаш бойында қырғауыл, тау етегінде кекілік, көк аспанда тек бүркіттің алты түрі, ителгі, қырғи, қаршыға, қарақұс, ал ең бастысы, жабайы табиғатта жойылып кеткен Прежевальский жылқысы (оны біздің жұрт түз тағысы тарпаң дейді) бар. Міне, осы аңдардың барлығы бір ғана Алтын Емелдің қойнауына сыйған. Содан болар осы маңда көптеп жүретін шетел туристері Алтын Емелді «Қазақстанның Серенгетиі» деп атап жатады. Себебі əлемдегі ең əйгілі жазықта табын-табынымен зебралар, жабайы сиыр-гнулар өріп жүрсе, біздің Алтын Емелдің жазығында дəл сондай қайталанбас сурет көрініс беріп, құландар мен тарпаңдар, қарақұйрықтар даламызға жан кіргізіп келеді. Серенгети сынды мұнда да ұлы өзен бар, ол – Іле. Бірақ мұндағы Африканың қолтырауын, крокодилдерін адам бойындай жайындар алмастырған.

Таңбалы тас – Бесшатыр қорғандары – Ошақтас – Айғайқұм – 700 жылдық ағаш. Əдетте біз өзіміздің тарихымызды ежелгі сақ тайпаларымен байланыстырғанды дұрыс көреміз. Алайда сол сақтардың мол мұрасымен таныстығымыз шамалы. Ендеше бір сəтке Бесшатыр қорғандарына тоқталып кетелік. Бесшатыр қорғандары Алтын Емел ұлттық табиғи саябағының қақ ортасында орналасқан. Бүгінде оны аспан астындағы ашық мұражай деп те атап жүр. Үлкен жазықтың бел ортасында биіктігі 20 метр, диаметрі 100 метр болатын пирамида тектес тас үйінділері – сақтардан қалған жəдігер бар. Олардың саны 31-ге жетеді, əрбірінің айналасына биік тастардан қорған қойыл-ған. Бұл тарихи ескерткіштерді көргенде ғана көңілге жақсы қонады, олардың кереметін қызыққан адамға суреттеп беру өте қиын. Себебі сақтардың мұрасы тек қана қорғандармен шектелмейді, тау арасында таңбалы тастар да бар. Ол тастардың бетіне бабаларымыз ритуалды суреттер қалдырған. Суреттердің сапасы жақсы жəне мазмұны өте терең. Бесшатыр қорғандарымен бірге олар ортақ бір композицияны құрайды. Таңбалы тастан бастап Бесшатырға дейін жаяу жүріп (батыстан шығысқа) өткен адам ғана сақтардың космологиялық дүниетанымына терең үңіле алады. Осы екі мекенді көріп өткен саяхатшы міндетті түрде үшінші тарихи экспонат – Ошақтасқа соғу керек (Бесшатыр-дың шығысында). Мидай жазықта ұзындығы екі метр болатын бірнеше тастарды тігінен қойып, оларды əбден жылтыр болғанша қашаған ежелгі сақтар, Ошақтасты тек ошақ үшін пайдаланбағаны анық. Ошақ үшін аймақта ыңғайлы басқа да тау-тастар көп. Оның үстіне Ошақтастан кейінгі


90

төртінші пункт ол – Айғайқұм. Табиғаттың осы бір ерекше жаратылысына бізге дейін де талай ұрпақтың тамсанып қарағаны анық. Жанартаулардың лаваларынан пайда болған тастақты таулардың арасында сахарада ғана кездесетін құмдардың үйіндісі ешбір географиялық түсініктемеге келмейді. Желдің өтінде тұрып мүлде сейілмейтін Айғайқұм, аты айтып тұрғандай, біраз уақыттан соң желдің көмегімен қайтадан өз биігіне көтеріліп, əрі қарай өлеңін жалғастырады. Айғайқұмның дəл алдында Шоқан бұлағы бар. Ұлы саяхатшы жаңа біз көрсеткен маршрутпен жүріп өтіп, осы бұлақтың басында Айғайқұмды тамашалап бірнеше күн тұрақтаған. Шығыс жағына өтетін болсақ, ол жерден 700 жылдық ағашты көруге болады. Əдетте атам қазақ жалғыз өскен ағашты киелі деп санаған. Енді жалғыз өзі 700 жыл бойына өсіп тұрған табиғаттың қайталанбас күшін басқаша қалай бағалауға болады? Міне, сан ғасырдан бізге жеткен осындай мұраларды арнайы қамқорлыққа алып, болашақ ұрпаққа аманаттау біздің парызымыз. Ол үшін біздің əңгімемізге арқау болып отырған бұл аймақты ұлттық қорыққа айналдырып, арнайы күзетке алып, ондағы өсімдіктер мен жануарларды көбейту жолдарын қарастыруымыз керек.

ƏДЕБИЕТ

1 Жатқанбаев Ж.Ж. Экология жəне биосфера негіздері. – Алматы, 2010. 2 Атыраубаева Р.Н. Іле өзенінің өсімдіктері мен жануарларының антропогендік жолмен өзгеруі. –

Алматы, 2011.

Ж. А. Ауелбекова, Ж. Ж. Жатканбаев

АЛТЫН ЕМЕЛ – ПРИРОДНЫЙ ПАРК КАЗАХСТАНА В настоящей статье изложены результаты полевых исследований редких и исчезающих видов растений и

животные в биоценозах Иле-Балхашского региона Алматинской области. Исследование проводится в целях создания Заповедника для сохранения исчезающих видов в биоценозах. Указываются технологии охраны и размножения исчезающих видов растений.


91

Р. А. ДАЙРАБАЕВ, Ш. М. САРЖАНОВА

ҚЫЗАНАҚ ДАҚЫЛДАРЫНЫҢ МЕЛОЙДОГИНОЗҒА ТӨЗІМДІ СОРТТАРЫНЫҢ ҚҰРАМЫН БЕЛГІЛЕУ

А. Ясауи атындағы Халықаралық қазақ-түрiк университетi

Қазіргі кезде қызанақ, көкөніс дақылдарының ішінде маңызды жемістік көкөністік өсімдігі

ретінде ерекше орын алады. Қызанақ əртүрлі зиянкестермен жəне түрлі ауруларға шалдығады. Олар өнімді, оның дəмдік жəне тауарлық сапасын төмендетеді. [1].

Жылыжайларда қызанақ өсіру көлемі жағынан қиярдан кейін екінші орынды алады. Қазіргі таңда экологиялық қатаң талаптарға байланысты өсімдік қорғау ісінде жаңа ауруларға, əртүрлі нематодтар мен зиянкестерге төзімді сорттардың маңызы өте зор [2].

Нематодаға тұрақты қызанақтарды іріктеу мəселесі нематодалық дернəсілдердің сынына арналған қолайлы, оңтайлы инвазиялық жүктемелердің анықталуымен тікелей сабақтас.

Мелойдогиндердің мəдени сорттарының тұрақтылығын анықтау үшін қолданылатын ішкі жүктемелердің көлемдерін жəне тұқымдардың зияндылығын өлшеу бір-бірімен тығыз байланысты. Олар үлгіде көрсетілгендей ұлғаю əдісіне қатысты, өсіру шарттарына жəне өзге де факторлар қатарына сəйкес кең шекте түрленеді [3, 4].

Біз бұл мəселе төңірегінде “СТРИЖ” қызанағының жақсы іріктемесін өсіруді зерттедік, яғни ол 100 см3 топырақта 10, 20, 40, 80, 100 жұмыртқадан жəне дернəсілден алынған дарақтарға қатысты , бақылауға зақымдалмаған өсімдер алынды.Тəжірибе қорытындысының есебі отырғызудан соң 30 күн аралығында жүргізілді. Ерекше 10, 20-ішкі жүктемелер кезінде 100 см3 топырақтағы зақымдалған өсімдер бақылаудан мүлдем айрықшаланбады. 40-жүктеме кезінде тамыр мен сабақтардың вегетативті массасының өсімі мейлінше артта қалуы мүмкін. Жүктемелердің ұзақ ұлғаюы кезінде бұл ерекшеленгендер көбейді жəне галдардың саны да артты.

Сондықтан ішкі жүктемелер кезінде 40-50 дарақтарды (100 см3 топырақта) байқағанымыздай Алматы облыстық шарттарына сəйкес қызанақтардың Оңтүстік галлалық нематодқа тұрақтылығы ең жоғары есептері үшін қолдануға болады. М. Э Мұстафаның (1982) Солтүстік жəне явандық мелойдогин үшін алған “Файн-Квин” қызанағының сапалы сорты туралы мəлімет растайды, яғни олар Кондаков Е. И. Игнатова С. И. (1985) зерттеулерінің қорытындыларына сəйкес келеді. Алайда соңғы уақытта шетел жəне отандық селекционер тəжірибелерде 1-кесте мейлінше біраз қолданылады.

1-кесте. Шкаламен есептеу галланың саны бойынша (Taylor A., Sasser J. 1978)

Егістіктегі инокуляция тығыздығы

(100 см3 личинка) 1 өсімдіктегі галланың саны

Галлаға айналудың орта балы

Сабақтың ұзындығы, см

Тамырдың массасы, г

0 10 20 40 80 100

0,0 17,2 22,1 38,4 54,8 79,5

0,0 0,9 1,2 2,6 3,4 4,0

16,7 16,6 16,4 14,1 13,4 12,8

0,35 0,36 0,34 0,31 0,29 0,28

Тек қана тұрақты жоғары температура кезінде [32 °С жуық] 30-40 дарақтардың ішкі

жүктемесінде мелойдогиннің негізгі түрлері жеткілікті дəрежеде расталған, ал 18–25 °С-та 100 дарақ/100 см3 бірқатарын растайды.

Осындай шығындардың себебі бірнеше детальды зерттеулерге қызмет етеді. Алайда атап өтер бір жайт бар, ол өсіру шарттары өсім реакциясына мейлінше үлкен əсер етуі мүмкін. Ең жоғарғы роль атқарады. Мұның барлығы сорттарды іріктеу кезінде мелойдогинге тұрақтылықты үйлестіру шарттарын талап етеді.


92

Əртүрлі тығыздықтағы “Стриж” қызанақ сорттарына Оңтүстік мелойдогиннің əсері: 1 – бақылау (инокуляциясыз); 2 – инокуляцияның тығыздығы 10 личинкада 100 см3 топырақтағы; 3 – 20 личинка/100 см3; 4 – 40 личинка/100 см3; 5 – 80 личинка/100 см3; 6 – 100 личинка/100 см3

Ерекшелігіне байланысты нематод, жануарлар тегінің өсімдіктер патогендері секілді нематоло-

гиядағы негізгі иммунологиялық түсінік фитопатологияда қолданатындардан өсімдіктерде парази-тирленуін (патогендік, вируленттік қасиеті) шығады, сонымен өсімдік қабілеті нематодтың мөлшер динамикасына əсер етеді жəне соңғылары зиян шегуге қарсы тұрады (тұрақтылық, зеректік).

Дүниежүзілік тəжірибеде нематодтан өсімдіктерді қорғауға патоген, сондай-ақ фитонематодтар комплексіне тұрақты сорттарды шығаруға ерекше көңіл бөлінеді.

Галлалық нематодқа (М.incognita) тұрақтылық танытатын арнайы сорттардың саны дүние-жүзінде 500-ден астам.

32 түрлі нематодқа тұрақты 53 ауыл шаруашылық дақыл түрі үшін донорлар табылған [5]. Қазіргі таңда нематодқа тұрақты сорттарды өңдеу ерекше сұранысқа ие. Өйткені олар төменгі

жағдайларға мүмкіндік береді: – пестицидтерді қолдануға қарағанда қоршаған ортаны ластамайды жəне дегенмен алғашқыда

негізінен немаодтың көбеюіне басымдылық көрсетеді; – ротацияны азайтуға байланысты құнды егістік жерлерді қолдану тиімдірек; – жұмысшы мамандарға қарсы күресудің арнайы əдістерін үйрету. Бірақ нематодқа тұрақты сорттарды қолданумен байланысты қиындықтар легін елемеуге

болмайды. – нематод кең таралған географиялық өзгеріс популяциясының салдарынан құрылған тұрақты

сорттар көбінесе тұрақсыз болып қалады; – басқа аймақтарда жою үшін жарамсыз; – нематодтардың вируленттік типтері тиянақты сорттардың қысқа мерзімде тұрақтылығын

жоғалтады жəне оларды құруға кеткен жылдар өзінің құнын ақтамайды; – дақылдардың нематодқа тиянақты сорттары үнемі олардың шаруашылық-құнды белгілерін

шектейді. Жоғарыда айтылған қиындықтарға қарамастан тиянақты сорттарды құру бүгінгі таңда едəуір

басымды жəне галлық нематодамен қарсы күресудің қауіпсіз тəсілі болып табылады. Мелой-догин популяциясы өзгергіштігі жəне əртүрлі болуына байланысты, оларға құрылған тұрақты сорттар


93

əрбір нақты аумақта тексерілуі қажет. Біздің зерттеу көрсеткендей, Қазақстан жылыжай-ларында қолданған қызанақ сорттары (сольвейг, гамаюн, қызыл жебе, қара айсберг, вермюко, стриж) зерек түрі қатарына жатады. Сондықтан ТКВ-1 вегетациондық жылыжай бөлмелерінде жүргізілген тəжірибеде Өзбекстан селекционерлері ерекшелеген қызанақтың 5 сорты зерттелген: «Дар Сурхана», «Намуна», «Термез», «Чидамли», «Сурхан». Үлгі ретінде зерек сорт – «Стриж» болып табылады.

«Стриж» зерек сорт-үлгі инокуляциядан кейін 15-20 күнге мелойдогиноз белгілерін берген. Қалған сорттардың барлығында зақымдалудың айқын белгілері негізінен жоқ болған. Зерттелген сорттардың биологиялық көрсеткіштері (өлшемдері, тамыр жəне сабақ массалары) тікелей бір-бірінен айырмашылық болған жоқ, дегенмен мағыналы түрде үлгі озып шықты (2-3-кестелер).

2-кесте. ТКВ-1 вегетациондық тəжірибе жағдайдағы егу бойынша қызанақ сорттарының мелойдогинге тұрақтылығын бағалау

Қызанақ сорты Сабақ

массасы, г Тамыр

массасы, г Галлаға айналудың

орта балы Тамырдағы

галло саны, шт Галло

көлемі, мм Тұрақтылық

бағасы Стриж (үлгі) 1,3 0,28 2,3 10 1,6 В Дар Сурхана 2,3 0,35 0 – – У Намуна 2,0 0,33 0 – – У Термез 2,3 0,38 0 – – У Чидамли 2,1 0,31 1 3 0,8 СВ Сурхан 2,1 0,32 1 2 0,6 СУ

Қосымша: В – зерек сорт; У – тұрақты сорт; СВ – орташа зерек; СУ – орташа тұрақты.

3-кесте. ТКВ-1 вегетациондық жағдайдағы Оңтүстік мелойдогиннің қызанақ сорттарының

вегетативтік мүшелерінің өсуіне жəне массасына əсері

Қызанақ сорты Сабақтың ұзындығы, см Тамырдың ұзындығы, см

Сабақтың массасы, г

Тамырдың массасы, г

Стриж (үлгі) Дар Сурхана Намуна Термез Чидамли Сурхан

14,1 17,4 16,9 17,2 16,8 16,9

4,2 5,7 5,4 5,9 5,0 5,3

1,3 2,3 2,0 2,3 2,1 2,1

0,28 0,35 0,33 0,38 0,31 0,32

Сонымен бүгінгі таңда экологиялық жəне экономикалық пікірлерден жылыжай көкөніс

шаруашылығында өндірістік жəне қымбат емес мелойдогинозбен қарсы күресу тəсілдерін қолдану қажет, ол топыраққа отырғызу алдындағы материал иммунизациясын қосады жəне зақымдалған сорттарға тұрақты сорттар шығару.

Жүргізілген зерттеулер негізіне зерттелген сорттарға келесі категориялар жатқызылады: «Дар Сурхана», «Намуна», «Термез» – тұрақты. «Сурхан» – орташа тұрақты. «Чидамли» – орташа.

ƏДЕБИЕТ

1 Щепетков Н.Г., Ысқақов М.Ə. Жеміс-көкөніс шаруашылығы. – Алматы, 2011. – 414 б. 2 Ізтаев Ə., Отыншиев Б. Астықтану жəне диқаншылық негіздері. – Алматы: Қайнар, 1994. – 52 б. 3 Метлицкий О.З. Экологические и технологические основы обнаружения нематод // Принципы и методы

экологической фитонематологии. – Петрозаводск: Карелия, 1985. – С. 7-18. 4 Парамонов А.А. Основы фитогельминтологии. – М.: Наука, 1962. – 479 с. 5 Деккер Х. Нематоды растений и борьба с ними / Пер. с нем. – М., 1972. – С. 115.

Р. А. Дайрабаев, Ш. М. Саржанова

НЕМАТОДНО-УСТОЙЧИВЫЕ СОРТА ТОМАТА

В статье представлены результаты лабораторных испытаний нематодо-устойчивых сортов томата узбекской селекции.


94

Юбилейные даты

ПОЗДРАВЛЯЕМ

ИЛЬИНА АЛЕКСАНДРА ИВАНОВИЧА

ДИРЕКТОРА РГП «НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ПРОТИВОИНФЕКЦИОННЫХ ПРЕПАРАТОВ», ДОКТОРА ХИМИЧЕСКИХ НАУК, ЧЛЕН-КОРРЕСПОНДЕНТА

КАЗАХСТАНСКОЙ НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК С ЮБИЛЕЕМ!

Александр Иванович Ильин родился 29 октября 1951 года в селе Тюректеч Турочакского

района Горно-Алтайской автономной области РСФСР. После окончания химического факультета Казахского государственного университета им. С.М.

Кирова в 1975 году Александр Иванович свою трудовую деятельность начал с преподавателя химии в сш № 30 г. Алматы.

В 1976 году он переходит на работу в Казахский государственный университет им. аль-Фараби инженером кафедры физической химии и электрохимии. С этого периода начинается его научная деятельность, посвященная физико-химическому анализу и электрохимии неводных и водно-органических систем, содержащих галогены и интергалогены, источникам тока; технологиям производства йода и брома; антисептикам на основе галогенов; лекарственным средствам на основе галогенов. Занимает должности научного сотрудника, старшего научного сотрудника. Принимает активное участие в выполнении хоздоговорных научных работ, выполняемых сотрудниками данной кафедры.

В 1989 году им была подготовлена и представлена на кафедре диссертационная работа на соискание ученой степени кандидата химических наук на тему «Физико-химическое и электрохимическое исследования неводных систем, содержащих галогены и интергалогены».

С 1995 по 1998 гг он занимается научной работой в малых научно-производственных предприятиях Казахстана, Чехии и Армении.

В 1991-1998 г. Александр Иванович создает новые лекарственные средства, такие как «Йодомидол», «Галомилон», «Арменикум» в соавторстве. Изобретения относятся к лекарственным препаратам, обладающим широким спектром антимикробного действия, оказывающим влияние как на грамположительные, так и на грамотрицательные бактерии. Могут быть использованы для борьбы с инфекционными заболеваниями животных.


95

На вышеперечисленные препараты А.И.Ильиным были разработаны и утверждены нормативно-технические документации (НТД) для производства и внедрения в практику. Данные препараты вошли в государственные реестры лекарственных средств, зарегистрированных в республиках Казахстан, Киргизия, Узбекистан, Армения.

В 1999 году А.И.Ильин успешно защищает докторскую диссертацию на соискание ученой степени доктора химических наук по теме «Физико-химическое и электрохимическое исследование водных и неводных систем, содержащих галогены и интергалогены и особенности их использования в химических источниках тока, технологии получения галогенов и лекарственных средств».

В 2002 году Александр Иванович по приглашению Администрации Президента Республики Казахстан возвращается в Казахстан и с 2001 по 2004 годы работает директором по науке малого научно-производственного предприятия ТОО «Актис» (Алмата). Этот период научной деятельности полностью посвящается разработке нового поколения противоинфекционных препаратов, эффективных против лекарственно устойчивых штаммов микроорганизмов, в частности, против множественно лекарственно устойчивых вариантов возбудителя туберкулеза. Проведенная большая научная работа, выполненная с применением различных современных методов исследований, послужила основанием для создания Государственной научно-технической программы исследований, направленных на разработку новых противоинфекционных лекарственных средств, утвержденной Постановлением Правительства РК.

В 2004 году Постановлением Правительства Республики Казахстан было создано РГП «Научный центр противоинфекционных препаратов», а А.И.Ильин назначается его директором. А.И.Ильин принимает активное участие в организации и становлении данного научного центра, создании лабораторий и определении приоритетных направлений научных исследований, направленных на выполнение поставленных Правительством РК задач; изыскивает меры по концентрации научных сил в решении наиболее важных задач в области прикладного характера с организацией производства.

Благодаря титаническому труду ученого – руководителя, сегодня Республиканское государственное предприятие «Научный центр противоинфекционных препаратов» – это современный научно-производственный комплекс, имеющий высокую техническую оснащенность лабораторий, ориентированный на создание и развитие наукоемких технологий.

В Научном центре организовано и введено в эксплуатацию опытно-промышленное производство с контрольной лабораторией, которое обеспечивает выпуск опытных образцов и лекарственных средств в соответствии с республиканскими стандартами СТ РК 1617-2006 и СТ РК ИСО 9001-2001. Опытное производство имеет все необходимые разрешительные и производственные документы (лицензии, опытно-промышленные регламенты, ВАНДы и т.д.) на производство медицинских и ветеринарных лекарственных препаратов.

Научный центр аккредитован в области испытания лекарственных средств на техническую компетентность в соответствии со стандартом ИСО/МЭК 17025-2001 и области менеджмента качества проводимых работ стандарту в соответствии со стандартом СТ РК ИСО 9001-2001. С 2004 года Научным центром получено 8 государственных лицензий, в том числе на послевузовское профессиональное образование, медицинскую и фармацевтическую деятельность, оборот наркотических средств, психотропных веществ и прекурсоров, работу с источниками ионизирующего излучения и радиоактивными веществами, производство и реализацию ветеринарных препаратов.

В коллективе Научного центра трудятся 1 академик, 1 член-корреспондент, 11 докторов наук, 7 профессоров, 4 доцента, 22 кандидата наук, 164 специалиста, владеющих государственным языком, английским и другими иностранными языками, что способствует на высоком качественном уровне решать поставленные перед ними задачи.

Претворяя в жизнь политику государства в области науки, А.И.Ильин активно участвует в развитии международных научных контактов. РГП «НЦПП» активно сотрудничает с ведущими научными центрами Казахстана, России, США, Германии, Австрии, Болгарии, Китая, Армении, Чехии. Среди них Центральный научно-исследовательский институт туберкулеза Российской Академии медицинских наук, Научно-исследовательский институт биомедицинской химии, Научно-исследовательский институт фармакологии им. В.В. Закусова, Московский


96

государственный университет им.М.Ломоносова, Институт рака Медицинского университета Вены (Вена, Австрия), Институт заразных и паразитарных болезней (София, Болгария), Институт тропической медицины им. Б. Нохта (Германия), консалтинговыми фирмами – Isomehr GmbH (Германия) и Infonetica Ltd. (Великобритания).

Научно-исследовательская работа А.И.Ильина направлена на изыскание и создание новых лекарственных средств антибактериального, иммуномодулирующего и антивирусного действия.

В настоящее время под руководством Александра Ивановича завершаются клинические испытания новых противоинфекционных и иммуномодулирующих лекарственных средств.

РГП « НЦПП» имеет большие планы на будущее: - Выведение новых противоинфекционных и иммуномодулирующих лекарственных средств на

рынок; - Разработка новых наноструктурированных противоопухолевых лекарственных средств; - Внедрение новейших методов фармакогеномики и генетической токсикологии в

здравоохранение; - Организация тренинг-центра по обучению, подготовке к аккредитации и сертификации

доклинических баз по GLP; - Приобретение статуса Clinical Research Organization; - Организация бюро по обучению и сертификации по GСP; - Участие в мультицентровых клинических испытаниях новых лекарственных средств

зарубежного производства. В 2009 году Александр Иванович избирается действительным членом Американского

химического общества. В этом же году избирается член-корреспондентом Казахстанской национальной академии

естественных наук. А.И.Ильин - автор 150 научных работ, в т.ч. 20 патентов, предпатентов и авторских

свидетельств на изобретения, 4 НТД на производство препаратов для внедрения в практику здравоохранения и ветеринарии.

А.И.Ильин ведет большую научную и общественную работу, в настоящее время является членом НТС МСХ РК.

Большое внимание А.И.Ильин уделяет подготовке научных кадров. В Научном центре с 2004 по 2011 годы защищены 1 докторская и 3 кандидатских диссертаций.

Благодаря высокой эрудиции, доброжелательности и сердечности, А.И.Ильин снискал себе глубокое уважение сотрудников института и практических врачей.

Свое 60-летие А.И.Ильин встречает в расцвете сил, полный энергии и творческих замыслов. Коллектив центра, научная общественность, ученики и соратники желают ему плодотворного долголетия, счастья и новых творческих успехов!

Б.Ф. Керимжанова,

доктор ветеринарных наук, профессор


97

СОДЕРЖАНИЕ

Обзоры

Əбиев С.Ə. Саңырауқұлақтар патшалығын жүйелеудегі заманауи көзқарастар........................................................... 3

Биология и медицина – региону Айткельдиева С.А., Смирнова И.Э., Олейникова Е.А., Треножникова Л.П., Ауэзова О.Н., Галимбаева Р.Ш., Кузнецова Т.В., Смайлова Л.Т. Количественный и качественный состав бактериальных организмов сероземов Иле-Балхашского региона............................................................................................................................................................ 19 Ташенова А.А, Баймухамедова М.Х., Кабышева Н.П., Зайпанова С.Б., Арынова Е.А., Бекетов К.М., Жумабеков Е.Ж., Джансугурова Л.Б. Изучение токсического действия приоритетных загрязнителей водных экосистем Иле-Балхашского региона в краткосрочных тестах................................................................................................ 24 Нұркенова А.Т. Орталық Қазақстан лихенофлорасына жүйелік талдау. ІІ хабарлама. Орталық Қазақстан лихенофлорасының сандық қатынастарын талдау.................................................................................................................... 29

Теоретические и экспериментальные исследования Иващенко А.Т., Берилло О.А., Исабекова А.С., Хайленко В.А., Атамбаева Ш.А. Свойства интронных и межгенных miRNA человека и особенности их взаимодействия с mRNA.......................................................................... 34 Ильясова Б.С. Влияние полиморфизма генов – важнейших сигнальных молекул фиброгенеза в прогрессировании и исходе хронического вирусного гепатита С в казахской популяции................................................ 40 Жаркынбеков Т., Шарипова Л.О. Пульсовая диагностика.............................................................................................. 46 Исимбеков Ж.М., Нурлина А.Б. Новый вид слепня из Казахстана Hybomitra fulvicorpa (s. str.) sp.n. (Tabanidae)..... 57 Коновалова А.Н., Головченко Н.М., Манасян А.Р., Погосян Г.П., Ли П.К.. Полимеразная цепная реакция (принципы, возможности)............................................................................................................................................................ 60 Нуртазин С.Т., Салмурзаулы Р., Суворова М. А. Биоиндикационные исследования печени лягушки озерной из некоторых водоемов Иле-Балхашского бассейна................................................................................................................. 72 Тойшибеков Е.М., Тойшибеков М.М., Валиева Г.А., Молдабаев Е.М. Изучение влияния различных концентраций непенетрирующего криопротектора лактозы на CASA-параметры сперматозоидов козлов....................... 78 Туруспеков Е.К. Анализ SNP-маркеров ядерного и хлоропластного геномов дикорастущих видов злаковых Казахстана...................................................................................................................................................................................... 82 Əуелбекова Ж.А., Жатқанбаев Ж.Ж. Алтын Емел – Қазақстандағы табиғи саябақ..................................................... 88 Дайрабаев Р.А., Саржанова Ш.М. Қызанақ дақылдарының мелойдогинозға төзімді сорттарының құрамын белгілеу.......................................................................................................................................................................................... 91

Юбилейные даты

Ильин Александр Иванович (60-летие со дня рождения)........................................................................................ 94


98

Редакторы: М. С. Ахметова, Ж. М. Нургожина, С. Б. Жанабаева Верстка на компьютере Д. Н. Калкабековой

Подписано в печать 18.11.2011.

Формат 60х881/8. Бумага офсетная. Печать – ризограф. 6,2 п.л. Тираж 300. Заказ 5.

Национальная академия наук РК 050010, Алматы, ул. Шевченко, 28, т. 293-95-07, 272-13-18, 272-13-19

Documents

rmebrk.kzrmebrk.kz/journals/123/biol (5).pdf · Известия Национальной Академии наук Республики Казахстан 2 Б а с р е д а