Transactions of Papanin Institute for Biology of Inland Waters RAS Transactions of Papanin Institute for Biology of Inland Waters RAS Труды Института биологии внутренних вод имени И.Д. Папанина Российской академии наук 0320-3557 2712-8377 52577 10.47021/0320-3557-2022-26-37 Водная токсикология Aquatic Toxicology Водная токсикология ASSESSMENT OF THE STATE OF LAKE SEVAN WATER DURING THE SUMMER USING MODEL TEST-OBJECTS ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ВОДЫ ОЗЕРА СЕВАН В ЛЕТНИЙ ПЕРИОД С ПРИМЕНЕНИЕМ МОДЕЛЬНЫХ ТЕСТ-ОБЪЕКТОВ Авалян Р. Е. Avalyan R. E. Атоянц А. Л. Atoyants A. L. Гамбарян Л. Р. Hambaryan L. R. Агаджанян Э. А. Aghajanyan E. A. Габриелян Б. К. Gabrielyan B. K. Арутюнян Р. М. Aroutiounian R. M. 12 09 2022 12 09 2022 98 26 37 13 05 2022 20 06 2022 https://ibiw.editorum.ru/en/nauka/article/52577/view

Проведено биотестирование уровня генотоксичности и кластогенности глубинных и поверхностных вод оз. Севан (Армения) в летний период с применением двух тест-систем: модельного тест-объекта традесканции (клон 02) и фитопланктона. По данным биотеста волосков тычиночных нитей традесканции (Трад-ВТН) показано достоверное повышение уровня мутационных событий во всех изученных водных пробах по сравнению с условно фоновым вариантом. Максимальное проявление рецессивных мутаций наблюдалось в образце Гилли, где значения изученного параметра превысили уровень фона в 5 раз. По данным двух основных тест-критериев микроядерного теста (Трад-МЯ: процент тетрад с микроядрами и микроядер в тетрадах), максимальная частота изученных показателей выявлена в водных пробах Цапатах и Арпа, где их уровень был выше фона в 4 раза. Показана достоверная положительная корреляция между уровнями РМС (рецессивные мутации) и БМС (бесцветные мутации) и концентрацией Ca, K, Na, Mg, Fe, Mo, а также – между НВ (карликовые-невыжившие волоски тычиночных нитей) и концентрацией Cd и Co в изученных водных образцах (p<0.05; p<0.001). Кроме того, была установлена положительная корреляция между частотой тест-критериев микроядерного теста и концентрацией Na, Ca, Fe, Mo, Ni, Cd (p<0.05). Aнализ пространственного распределения фитопланктона по акватории оз. Севан, а также данные о численности, биомассе и составе его доминирующих видов в летний период показал интенсивное развитие цианобактерий и зеленых водорослей по всей акватории озера, что вызвало цветение воды (ВЦВ) в исследуемых мониторинговых пунктах (особенно, Д-модельный, Шоржа, Гилли и Цапатах), которое характеризует наличие процессов эвтрофирования в озере.

The biotesting of the level of genotoxicity and clastogenicity of deep and surface waters of Lake Sevan (Armenia) in the summer period was carried out using two test systems: of the model test object Tradescantia (clone 02) and phytoplankton. The Tradescantia clone 02 stamen hair mutations (Trad-SHM) and Tradescantia micronucleus (Trad-MCN) bioassays are two of the efficient and reliable biomonotory test systems for mutagenicity of air, water and soil polutans. Here we report a significant increase in the level of The Tradescantia clone 02 stamen hair mutations (Trad-SHM) somatic mutations in all investigated probes compared to phone control level. The maximum manifestation of these genetic effects – PC was observed in Gilli water samples with five-fold increase. According to the micronucleus test (Trad-MN), when studying its two main test-criteria: the percentage of tetrads with micronuclei and micronuclei in tetrads, the maximum frequency of test indicators was detected in water samples of Tsapatakh and Arpa, where their level was 4 times higher than the background. A significant positive correlation between the somatic mutation events and consentration of chemical elements Ca, K, Na, Mg, Fe, Mo (p<0.05; p<0.001) was revealed. It also showed a significant correlation between MN in tetrads and consentration of chemical elements Na, Ca, Fe, Mo, Ni, Cd (p<0.05). The analysis of the spatial distribution of phytoplankton in the water area of the Lake Sevan, as well as data on the abundance, biomass and composition of the dominant species in the summer observation period showed an intensive development of Cyanoprokaryota (HAB) and green algae in the all water area of the lake, which caused the process of its eutrophication.

 биотестирование традесканция (клон 02) генотоксичность кластогенность загрязнение воды биоиндикация фитопланктон вредоносные цветения цианобактерий (ВЦВ). biotesting Tradescantia (clone 02) genotoxicity clastogenicity water pollution bioindication phytoplankton Harmful Algal Blooms of Cyanoprokaryota (HABs)

Абакумов В.А. Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отложений. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1983. C. 78-86. Abakumov V.A. Rukovodstvo po metodam gidrobiologicheskogo analiza poverhnostnyh vod i donnyh otlozheniy. Leningrad: Gidrometeoizdat, 1983. C. 78-86. Александрова В.В. Биотестирование как современный метод оценки токсичности природных и сточных вод. Нижневартовск: Изд-во Нижневарт. гос. ун-та, 2013. 119 с. Aleksandrova V.V. Biotestirovanie kak sovremennyy metod ocenki toksichnosti prirodnyh i stochnyh vod. Nizhnevartovsk: Izd-vo Nizhnevart. gos. un-ta, 2013. 119 s. Алексеевский Н.И. Генетический анализ качества воды. Москва: Изд-во МГУ. География, 1993. 135с. Alekseevskiy N.I. Geneticheskiy analiz kachestva vody. Moskva: Izd-vo MGU. Geografiya, 1993. 135s. Арутюнян Р.М., Авалян Р.Э., Атоянц А.Л., Агаджанян Э.А., Габриелян Б.К. Биотестирование водных проб оз. Севан в период цветения воды и после обработки цеолитом с применением модельного тест-объекта // Доклады АН Армении. 2021. Т. 121. № 4. C. 294-301. Arutyunyan R.M., Avalyan R.E., Atoyanc A.L., Agadzhanyan E.A., Gabrielyan B.K. Biotestirovanie vodnyh prob oz. Sevan v period cveteniya vody i posle obrabotki ceolitom s primeneniem model'nogo test-ob'ekta // Doklady AN Armenii. 2021. T. 121. № 4. C. 294-301. Гамбарян Л.Р., Шахазизян И.В. Краткий определитель родов пресноводных водорослей. Ереван: Изд-во ЕГУ. 2014. 61 с. Gambaryan L.R., Shahazizyan I.V. Kratkiy opredelitel' rodov presnovodnyh vodorosley. Erevan: Izd-vo EGU. 2014. 61 s. Жукова А.А., Мастицкий С.Э. Биоиндикация качества природной среды. Минск: Изд-во БГУ, 2014. 112 с. Zhukova A.A., Mastickiy S.E. Bioindikaciya kachestva prirodnoy sredy. Minsk: Izd-vo BGU, 2014. 112 s. Матишов Г.Г., Селютин В.В., Месропян К.Э., Булышова Н.И., Шевердяев И.В., Арутюнян Р.М., Габриелян Б.К. Современное состояние и проблемы изучения озера Севан // Вестник Южного Научного Центра, 2016. Т. 12. № 2. С. 43-52. DOI: 10.23885/2500-0640-2017-13-3-58-70 Matishov G.G., Selyutin V.V., Mesropyan K.E., Bulyshova N.I., Sheverdyaev I.V., Arutyunyan R.M., Gabrielyan B.K. Sovremennoe sostoyanie i problemy izucheniya ozera Sevan // Vestnik Yuzhnogo Nauchnogo Centra, 2016. T. 12. № 2. S. 43-52. DOI: 10.23885/2500-0640-2017-13-3-58-70 Озеро Севан. Экологическое состояние в период изменения уровня воды. Ярославль: Филигрань, 2016. 328 с. Ozero Sevan. Ekologicheskoe sostoyanie v period izmeneniya urovnya vody. Yaroslavl': Filigran', 2016. 328 s. Экология оз. Севан в период повышения его уровня. Результаты исследований Российско-Армянской биологической экспедиции по гидроэкологическому обследованию оз. Севан (Армения). Махачкала: Наука, 2010. 348 с. Ekologiya oz. Sevan v period povysheniya ego urovnya. Rezul'taty issledovaniy Rossiysko-Armyanskoy biologicheskoy ekspedicii po gidroekologicheskomu obsledovaniyu oz. Sevan (Armeniya). Mahachkala: Nauka, 2010. 348 s. Aghajanyan E., Avalyan R., Atoyants A., Khosrovyan A., Aroutiounian R. Assessing a Freshwater Ecosystem Using Tradescantia Model Test Object // Water, Air, & Soil Pollution. 2020. № 231(2). P. 231-244. DOI: 10.1007/s11270-020-4407-3 Aghajanyan E., Avalyan R., Atoyants A., Khosrovyan A., Aroutiounian R. Assessing a Freshwater Ecosystem Using Tradescantia Model Test Object // Water, Air, & Soil Pollution. 2020. № 231(2). P. 231-244. DOI: 10.1007/s11270-020-4407-3 Avalyan R.E., Aghajanyan E.A., Khosrovyan A., Atoyants A.L., Simonyan, A.E., Aroutiounian, R.M. Assessment of mutagenicity of water from Lake Sevan, Armenia with application of Tradescantia (clone 02) // Mutation Reseasrh. 2017. Vol. 800. P. 8-13. DOI: 10.1016/j.mrfmmm.2017.03.006 Avalyan R.E., Aghajanyan E.A., Khosrovyan A., Atoyants A.L., Simonyan, A.E., Aroutiounian, R.M. Assessment of mutagenicity of water from Lake Sevan, Armenia with application of Tradescantia (clone 02) // Mutation Reseasrh. 2017. Vol. 800. P. 8-13. DOI: 10.1016/j.mrfmmm.2017.03.006 Campos C.F., Morelli S., De Campos Júnior E.O., Santos V.S.V., De Morais C.R., Cunha M.C., Souto H.N., Pavanin L.A., Bonetti AM, Pereira BB. Assessment of the genotoxic potential of water courses impacted by wastewater treatment effluents using micronucleus assay in plants from the species Tradescantia // J. Toxicol. Environ. Health A. 2019. № 82(13). P. 752-759. Campos C.F., Morelli S., De Campos Júnior E.O., Santos V.S.V., De Morais C.R., Cunha M.C., Souto H.N., Pavanin L.A., Bonetti AM, Pereira BB. Assessment of the genotoxic potential of water courses impacted by wastewater treatment effluents using micronucleus assay in plants from the species Tradescantia // J. Toxicol. Environ. Health A. 2019. № 82(13). P. 752-759. Gevorgyan G., Rinke K., Schultze M. et al. First report about toxic cyanobacterial bloom occurrence in Lake Sevan, Armenia // Int Rev Hydrobiol. 2020. P. 1-12. DOI: 10.1002/iroh.202002060. Gevorgyan G., Rinke K., Schultze M. et al. First report about toxic cyanobacterial bloom occurrence in Lake Sevan, Armenia // Int Rev Hydrobiol. 2020. P. 1-12. DOI: 10.1002/iroh.202002060. Grant W.F. The present status of higher plant bioassay for the detection of environmental mutagens // Mutation Reseasrh. 1994. Vol. 310. № 2. P. 175-185. DOI: 10.1016/0027-5107(94)90112-0 Grant W.F. The present status of higher plant bioassay for the detection of environmental mutagens // Mutation Reseasrh. 1994. Vol. 310. № 2. P. 175-185. DOI: 10.1016/0027-5107(94)90112-0 Hambaryan L., Khachikyan T., Ghukasyan E. Chаnges in the horizontal development of phytoplankton of the littoral of lake Sevan (Armenia) in conditions of water level fluctuations // Limnology and Freshwater Biology. 2020. № 4. P. 662-664. DOI: 10.31951/2658-3518-2020-A-4-662SI: Hambaryan L., Khachikyan T., Ghukasyan E. Changes in the horizontal development of phytoplankton of the littoral of lake Sevan (Armenia) in conditions of water level fluctuations // Limnology and Freshwater Biology. 2020. № 4. P. 662-664. DOI: 10.31951/2658-3518-2020-A-4-662SI: Hovsepyan A.А., Mamyan A.S., Khachikyan T.G., Tikhonova I.V., Sorokovikova E.G., Belykh O.I., Gevorgyan G.A. Monitoring of phytoplankton status in Lake Sevan (Armenia) in 2018 // Proceedings of the Yerevan State University. 2019. Vol. 53(3). P. 206-211. Hovsepyan A.A., Mamyan A.S., Khachikyan T.G., Tikhonova I.V., Sorokovikova E.G., Belykh O.I., Gevorgyan G.A. Monitoring of phytoplankton status in Lake Sevan (Armenia) in 2018 // Proceedings of the Yerevan State University. 2019. Vol. 53(3). P. 206-211. Legrand C., Rengefors K., Fistarol G.O., Graneli E. Allelopathy in phytoplankton - biochemical, ecological and evolutionary aspects // Phycologia. Research Librarypg. 2003. Vol. 42. № 4. P. 406-419. DOI: 10.2216/i0031-8884-42-4-406.1 Legrand C., Rengefors K., Fistarol G.O., Graneli E. Allelopathy in phytoplankton - biochemical, ecological and evolutionary aspects // Phycologia. Research Librarypg. 2003. Vol. 42. № 4. P. 406-419. DOI: 10.2216/i0031-8884-42-4-406.1 Linne von Berg K.-H., Hoef-Emden K., Melkonian M. Der Kosmos-Algenführer: Die wichtigsten Süßwasseralgen im Mikroskop. Stuttgart: Kosmos, 2012. 368 s. Linne von Berg K.-H., Hoef-Emden K., Melkonian M. Der Kosmos-Algenführer: Die wichtigsten Süßwasseralgen im Mikroskop. Stuttgart: Kosmos, 2012. 368 s. Ma T.H., Cabrera G.L., Cebulska-Wasilevska A., Chen R., Loarca A.l., Vandenberg A.L., Salamone M.F. Tradescantia stamen hair mutation bioassay // Mutation Reseasrh. 1994. Vol. 310. № 2. P. 211-220. DOI: 0027-5107(94)00104-D Ma T.H., Cabrera G.L., Cebulska-Wasilevska A., Chen R., Loarca A.l., Vandenberg A.L., Salamone M.F. Tradescantia stamen hair mutation bioassay // Mutation Reseasrh. 1994. Vol. 310. № 2. P. 211-220. DOI: 0027-5107(94)00104-D Ma T.H., Cabrera G.L., Chen R., Gill B.S., Sandhu S.S., Vandenberg A.L., Salamone M.F., Tradescantia micronucleus bioassay // Mutation Reseasrh. 1994. Vol. 310, № 2. P. 220-230. DOI: 10.1016/0027-5107(94)90115-5 Ma T.H., Cabrera G.L., Chen R., Gill B.S., Sandhu S.S., Vandenberg A.L., Salamone M.F., Tradescantia micronucleus bioassay // Mutation Reseasrh. 1994. Vol. 310, № 2. P. 220-230. DOI: 10.1016/0027-5107(94)90115-5 Majer B.J., Grummi T., Uhl M., Knasmueller, S. Use of plant bioassay for the detection of genotoxins in the aquatic environment //Acta Hydrochimica et Hydrobiologica. 2005. Vol. 33. P. 45-55. DOI: 10.1002/aheh.200300557 Majer B.J., Grummi T., Uhl M., Knasmueller, S. Use of plant bioassay for the detection of genotoxins in the aquatic environment //Acta Hydrochimica et Hydrobiologica. 2005. Vol. 33. P. 45-55. DOI: 10.1002/aheh.200300557 Reynolds C., Huszar V., Kruk C., Naselli-Flores L., Melo S. Towards a functional classification of the freshwater phytoplankton // J. Plankton Res. 2002. Vol. 24. P. 417-428. DOI: 10.1093/plankt/24.5.417 Reynolds C., Huszar V., Kruk C., Naselli-Flores L., Melo S. Towards a functional classification of the freshwater phytoplankton // J. Plankton Res. 2002. Vol. 24. P. 417-428. DOI: 10.1093/plankt/24.5.417 Sakharova E.G., Krylov A.V., Sabitova R.Z., et al. Horizontal and vertical distribution of phytoplankton in the alpine Lake Sevan (Armenia) during the summer Cyanoprokaryota bloom // Problems of Ecology. 2020. Vol. 13 (1). P. 60-70. DOI: 10.1134/S1995425520010072 Sakharova E.G., Krylov A.V., Sabitova R.Z., et al. Horizontal and vertical distribution of phytoplankton in the alpine Lake Sevan (Armenia) during the summer Cyanoprokaryota bloom // Problems of Ecology. 2020. Vol. 13 (1). P. 60-70. DOI: 10.1134/S1995425520010072 Salmaso N., Morabito G., Buzzi F., Garibaldi L., Simona M. & Mosello R. Phytoplankton as an indicator of the water quality of the deep lakes south of the Alps // Hydrobiologia. 2006. Vol. 563. P. 167-187. DOI: 10.1007/s10750-005-0003-1 Salmaso N., Morabito G., Buzzi F., Garibaldi L., Simona M. & Mosello R. Phytoplankton as an indicator of the water quality of the deep lakes south of the Alps // Hydrobiologia. 2006. Vol. 563. P. 167-187. DOI: 10.1007/s10750-005-0003-1 Yang G. Tradescantia-micronucleus assay on the water quality of lake Hongzhe in Jiangsu Province, China // Mutation Reseasrh. 1999. Vol. 426. P. 155-157. DOI: S0027-5107(99)00047-0 Yang G. Tradescantia-micronucleus assay on the water quality of lake Hongzhe in Jiangsu Province, China // Mutation Reseasrh. 1999. Vol. 426. P. 155-157. DOI: S0027-5107(99)00047-0