Научная тема: «ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ЛИСТВЕННЫХ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ НА СТРЕССОВЫЕ УСЛОВИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДЛЯ ОЦЕНКИ ГЕНОТОКСИЧНОСТИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ»
Специальность: 03.00.16, 03.00.15
Год: 2009
Отрасль науки: Биологические науки
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:

1. Разработанная шкала чувствительности цитогенетических показателей к экзогенным и эндогенным факторам позволит выбирать адекватные силе их воздействия цитогенетические критерии при проведении цитогенетического мониторинга и оценке генотоксичности среды/химических соединений.

2. Цитогенетические показатели дуба черешчатого и березы повислой подвержены суточным колебаниям, ритмы которых могут изменяться в стрессовых условиях.

3. Суточная динамика изменений цитогенетических показателей древесных растений описывается и прогнозируется с помощью полиномиальных функций.

4. На территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате аварии на Чернобыльской АЭС, после нормализации радиационного фона у семенного потомства лиственных древесных растений выявлена волновая кинетика мутационного процесса.

5. Крайние минимальные и максимальные величины исследованных цитогенетических характеристик березы повислой и дуба черешчатого могут служить показателями пределов изменчивости изучаемых параметров в нестрессовых условиях и учитываться при проведении цитогенетического мониторинга состояния окружающей среды с использованием указанных видов.

6. Антропогенное загрязнение (радиоактивное, химическое, комбинированное) и определенные лесорастительные условия вызывают разнонаправленные изменения процессов протекания митоза и ядрышковых характеристик в клетках апикальной меристемы проростков семян лиственных древесных растений, которые являются отражением реакций адаптации на клеточном и субклеточном уровнях к стрессовому воздействию.

7. Использование методов кластерного анализа совокупности цитогенетических показателей семенного потомства лиственных древесных растений позволяет дать интегральную оценку состояния среды.

8. Обоснование прогноза генотоксичности окружающей среды по цитогенетическим показателям древесных растений значимо для оценки генетического гомеостаза организма человека.

Список опубликованных работ
Глава в коллективной монографии и учебное пособие

1.Artyukhov V.G., Kalaev V.N. Cytogenetic indices of English oak (Quercus robur L.) seminal progeny subject to radioactive radiation in the Chernobyl nuclear disaster and growing on territories with different levels of anthropogenic contamination // 20 Years after Chernobyl Accident: past, present and future: Editors E.B. Burlakova, V.I. Naidich. – New York: Nova Science Publishers, Inc., 2006. – P. 247 – 264.

2.Калаев В.Н., Карпова С.С. Цитогенетический мониторинг: методы оценки загрязнения окружающей среды и состояния генетического аппарата организма: Учебное пособие. – Воронеж: ВГУ, 2004. – 79 с.

Информационные листки, свидетельства на регистрацию программ для ЭВМ, патенты

3.Буторина А.К., Калаев В.Н., Бережная Е.Е. Цитогенетический мониторинг загрязнения территорий // Инф. листок Воронежского ЦНТИ. - № 150 – 98. -1998. – 2 с.

4.Свидетельство РФ об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2005612221. Прогнозирование суточных ритмов цитогенетических показателей семенного потомства дуба черешчатого / Калаев В.Н., Преображенский А.П. – Заявка № 2005611613. – Регистрация 1.09.2005 г.

5.Свидетельство РФ о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2008610143. Прогнозирование суточных ритмов цитогенетических показателей семенного потомства березы повислой (Betula pendula Roth) / Калаев В.Н., Преображенский А.П., Карпова С.С. – Заявка № 2007614328. – Регистрация 9.01.2008 г.

6.Пат. 2365091 Российская Федерация, МПК А01G 7/00. Способ изучения суточного ритма цитогенетических показателей растений / Калаев В.Н., Артюхов В.Г., Преображенский А.П.: заявитель и патентообладатель Воронежский государственный университет. - № 2007144823/12; заявл. 05.12.07, опубл. 27.08.09, Бюл. № 24. – 10 с.

7.11. Пат. 2365092 Российская Федерация, МПК А01G 7/00. Способ изучения суточного ритма цитогенетических показателей древесных растений / Калаев В.Н., Карпова С.С., Артюхов В.Г., Львович И.Я., Преображенский А.П.: заявитель и патентообладатель Воронежский го-сударственный университет. - № 2007144824/12; заявл. 05.12.07, опубл. 27.08.09, Бюл. № 24. – 12 с.

Статьи

8.Буторина А.К., Калаев В.Н., Вахтель В.М., Луняк А.И., Евстратов Н.В. Характер воздействия физических и химических мутагенов среды на наследственный аппарат клетки // Экологический вестник Черноземья. - 1996. - Вып. 4. - С. 8 – 9.

9.Butorina A. K., Kalaev V.N. Diversity of Cytological Characteristics in Oak Under Normal Conditions // Diversity and Adaptation in Oak Species. Proceedings of a conference of IUFRO Working Party 2.08.05 held Oct. 12-17, 1997, College of Agricultural Sciences, The Pennsylvania State University, University Park, Pennsylvania, U.S.A. – Pennsylvania, 1998. - P. 46 - 48.

10.*Буторина А.К., Калаев В.Н. Шкала чувствительности критериев цитогенетического мониторинга // Цитология. – 1999. – Т. 41, № 12. – С. 1056 - 1057.

11.*Буторина А.К. , Калаев В.Н. , Вострикова Т.В. , Мягкова О.Е. Цитогенетическая характеристика семенного потомства некоторых видов древесных растений в условиях антропогенного загрязнения г. Воронежа // Цитология . – 2000. – Т. 42, № 2. – С. 196 - 201.

12.*Буторина А.К., Калаев В.Н., Карпова С.С. Цитогенетические эффек-ты антропогенного загрязнения у детей, проживающих в различных районах г. Воронежа // Вестник Воронежского государственного университета. Серия химия, биология. – 2000. - № 2. – С. 91 – 93.

13.Буторина А.К., Калаев В.Н. Использование охраняемых территорий в качестве контрольных для проведения цитогенетического мониторинга загрязнения окружающей среды с применением древесных растений // Состояние, изучение и сохранение заповедных природных комплексов лесостепной зоны: сб. науч. статей, посвященный 65-летию Хоперского государственного природного заповедника. – Воронеж, 2000. – С. 201 – 204.

14.Butorina A.K., Kalaev V.N., Najdenova O.S., Myagkova O.E., Vostricova T.V., Mitroshina O., Dirdina O.V., Polyakova N.A. Relationship between cytogenetic anomalies in forest trees subjected to radioactive contamination and industrial pollution with inherent defects in human infants in Central Russia // Cytogenetic Studies of Forest Trees and Shrubs – Review , Present Status , and Outlook on the Future (special issue of the Forest Genetics). - Zvolen, 2000. P. 35 - 41.

15.*Буторина А.К., Калаев В.Н., Карпова С.С. Влияние пола и возраста детей на частоту встречаемости микроядер в буккальном эпителии ротовой полости // Вестник Воронежского государственного университета. Серия химия, биология. – 2000. - № 6. – С. 143 – 145.

16. *Буторина А.К., Калаев В.Н. Анализ чувствительности различных критериев цитогенетического мониторинга // Экология. – 2000. - № 3. – С. 206 - 210.

17.*Калаев В.Н., Буторина А.К., Мильшин А.В., Вахтель В.М., Бабенко А.Г. О возможности нестохастических биологических эффектов при облучении радоном в эквивалентных равновесных объемных активностях 200 и 400 Бк/м3 зебрины повислой (Zebrina pndula Schnizl.) // Вестник ВГУ. Серия химия, биология. – 2001. - № 2. – С. 109 – 113.

18.*Буторина А.К., Калаев В.Н., Карпова С.С. Особенности протекания митоза и ядрышковые характеристики семенного потомства березы повислой в условиях антропогенного загрязнения // Цитология. – 2002. – Т. 44, № 4. – С. 392 – 399.

19.*Буторина А.К., Калаев В.Н., Карпова С.С. Цитогенетические наруше-ния в соматических клетках человека и березы повислой в районах г. Воро-нежа с различной интенсивностью антропогенного загрязнения // Экология. – 2002. - № 6. – С. 438 – 441.

20.Карпова С.С., Калаев В.Н., Трофимова В.А., Осташкова Л.Г., Шелухи-на О.Ю. Микроядерный тест в буккальном эпителии детей, проживающих в районах Центрально-Черноземного региона с различным уровнем антропогенного загрязнения окружающей среды // Актуальные проблемы медицины и биологии: сборник научных работ. – Томск: Сибирский медицинский университет, 2003. – Вып. 2. – С. 58 – 62.

21.Карпова С.С., Калаев В.Н., Трофимова В.А., Осташкова Л.Г., Шелухи-на О.Ю. Влияние курения родителей на уровень микроядер в эпителиоцитах детей // Актуальные проблемы медицины и биологии: сборник научных работ. – Томск: Сибирский медицинский университет, 2003. – Вып. 2. – С. 62 – 63.

22.Калаев В.Н., Буторина А.К., Карпова С.С. Оценка генотоксичности окружающей среды для человека по показателям растительных тест-объектов // Актуальные проблемы медицины и биологии: сборник научных работ. – Томск: Сибирский медицинский университет, 2003. – Вып. 2. – С. 57 – 58.

23.Kalaev V.N., Karpova S.S. The influence of air pollution on cytogenetic characteristics of birch seed progeny // Forest Genetics. – 2003. - V.10, №1. – P. 11 – 18.

24.*Артюхов В.Г., Калаев В.Н., Савко А.Д. Влияние радиоактивного облучения материнских деревьев дуба черешчатого (Quercus robur L.) на цитогенетические показатели семенного потомства (отдаленные эффекты) // Вестник ВГУ. Серия: Химия. Биология. Фармация. – 2004. – № 1. – С. 121 – 128.

25.*Артюхов В.Г., Калаев В.Н., Сенькевич Е.В., Вахтель В.М., Савко А.Д. Цитогенетические показатели семенного потомства лиственных древесных растений в 1-километровой зоне Нововоронежской АЭС // Радиационная биология. Радиоэкология. – 2004. – Т. 44, № 4. – С. 445 – 457.

26.*Артюхов В.Г., Калаев В.Н. Цитогенетические показатели семенного потомства деревьев дуба черешчатого (Quercus robur L.), подвергшихся воздействию радиоактивности в результате аварии на Чернобыльской АЭС и произрастающих на территориях с разным уровнем антропогенного загрязнения // Радиационная биология. Радиоэкология. – 2005. – Т. 45, № 5. – С. 619 – 628.

27.Калаев В.Н., Преображенский А.П. Прогнозирование суточных ритмов цитогенетических показателей семенного потомства дуба черешчатого // Программы для ЭВМ. Базы данных. Топология интегральных микросхем. – 2005. - № 4. – С. 135.

28.*Карпова С.С., Калаев В.Н., Артюхов В.Г., Трофимова В.А., Осташкова Л.Г., Савко А.Д. Использование морфологических характеристик ядрышек клеток корней проростков березы повислой для определения степени загрязнения окружающей среды // Известия АН. Сер. биологическая. – 2006. - № 1. – С. 86 – 94.

29.*Артюхов В.Г., Калаев В.Н. Цитогенетический мониторинг состояния окружающей среды на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате аварии на Чернобыльской АЭС (на примере поселка Уразово Белгородской области) // Радиационная биология. Радиоэкология. – 2006. – Т. 46, № 2. – С. 248 – 255.

30.Kalaev V.N., Butorina A.K. Cytogenetic effect of oak (Quercus robur L.) trees growing on sites contaminated by Chernobyl fallout // Silvae Genetica. – 2006. - V. 55, issue 3. – P. 93 – 101.

31.Калаев В.Н. Чернобыльские следы в клетках // Химия и жизнь. – 2006. - № 7. – С. 50 – 51.

32.* Калаев В.Н., Буторина А.К., Шелухина О.Ю. Оценка антропогенного загрязнения районов г. Старый Оскол по цитогенетическим показателям семенного потомства березы повислой // Экологическая генетика. – 2006. - Т. 4, № 2. С. 9 – 23.

33.Калаев В.Н., Калаева Е.А., Преображенский А.П., Хорсева О.В. Регрессионный анализ в биологических исследованиях // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. – 2007. – Т. 6, № 3. – С. 755- 759.

34.Калаев В.Н., Калаева Е.А., Артюхов В.Г., Преображенский А.П. Применение кластерного анализа в биологических исследованиях // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. – 2007. – Т. 6, № 4. – С. 1008 - 1014.

35.Калаев В.Н., Преображенский А.П., Карпова С.С. Прогнозирование суточных ритмов ядрышковых показателей семенного потомства березы повислой (Betula pendula Roth) // Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем. – 2008. - № 2. – Ч. 2. – С. 37 - 38.

36.*Калаев В.Н., Карпова С.С., Артюхов В.Г., Матвеев С.М., Таранков В.И. Цитогенетические характеристики семенного потомства деревьев березы повислой в Хреновском бору // Лесоведение. – 2009. - № 3. – С. 43 – 51.

37.*Артюхов В.Г., Калаев В.Н., Карпова С.С. Цитогенетический полиморфизм семенного потомства деревьев березы повислой (Betula pendula Roth), произрастающих в различных экологических условиях // Экологическая генетика. – 2009. – Т. 7, № 1. – С. 30 – 40.

Материалы конференций

38.Butorina А.К., Kalaev V.N., Najdenova L.S., Dirdina O.V. Using of forest tree species for the cytogenetical monitoring on contaminated areas // Forests and tree resources: Proceedings of the 11 World Forestry Congress. - Antalya, 1997. - V. 1А. - Р. 181.

39.Butorina А.К., Kalaev V.N., Mashkina O.S., Muraya L.S. Raising of effi-ciency of forest tree genetic resources utilisation by means of cytogenetical method // Forests, biological diversity and the maintenance of the natural heritage: Proceedings of the 11 World Forestry Congress. – Antalya, 1997. - V. 2В. - Р. 211.

40.Butorina A.K., Kalaev V.N., Najdenova O., Myagkova O., Dirdina O.V. Common and specific types of cytological disturbances in different forest tree species, growing on contaminated areas of Central Russia // Cytogenetic Studies of Forest Trees and Shrubs – Review , Present Status , and Outlook on the Future: Abstracts of Invited Papers Symposium of IUFRO Cytogenetics Working Party. S2.04 – 08, Graz, September 6 – 11, 1998. – Graz, 1998. – P. 32A.

41.Буторина А.К. , Калаев В.Н., Вострикова Т.В., Богданова Е.В., Мазурова И.Э. Адаптивные реакции на клеточном уровне на антропогенный стресс у древесных растений // Современные проблемы генетики и селекции плодовых и ягодных культур и пути их решения: сб. докл. и сообщ. 19 Мичуринских чтений. – Мичуринск, 1999. – С. 12 – 14.

42.Буторина А.К., Калаев В.Н., Богданова Е.В., Мазурова И.Э. Общие и специфические механизмы устойчивости древесных растений к антропогенному загрязнению // Проблемы повышения экологических функций леса: материалы симпозиума. – Воронеж, 2000. – С. 128 – 129.

43.Буторина А.К., Сиволапов А.И., Мурая Л.С., Калаев В.Н., Иванов Р.В., Лысак М.Б., Богданова Е.В., Миронов А.Н. Перспективы использования цитогенетического метода в лесоводстве для ускоренного воспроизведения ценных лесных ресурсов // Интеграция науки и высшего лесотехнического образования по управлению качеством леса и лесной продукции: материалы международ. науч.-практич. конф. – Воронеж: Во-ронеж. гос. лесотехн. акад., 2001. – С. 83 – 87.

44.Буторина А.К., Калаев В.Н., Карпова С.С. Влияние антропогенного загрязнения на процессы протекания митоза у семенного потомства березы повислой в городе Воронеже // Актуальные вопросы экологии и охраны природы экосистем южных регионов России и сопредельных территорий: матер. 14 межресп. науч.-практич. конф.– Краснодар: Кубанский госуниверситет, 2001. – С. 12 – 13.

45.Буторина А.К., Калаев В.Н. Цитологические механизмы адаптации пролиферативного пула клеток корневой меристемы дуба черешчатого к антропогенному загрязнению // Онтогенез и популяция: сб. материалов 3 всероссийск. популяционного семинара. – Йошкар-Ола: Марийский государственный университет, 2001. – С. 63 – 65.

46.Калаев В.Н. Цитогенетические механизмы адаптации лиственных древесных растений к антропогенному загрязнению // Приспособления организмов к действию экстремальных факторов: материалы 7 международной научно-практической экологической конференции. – Белгород, 2002. – С. 107.

47.Kalaev V.N., Karpova S.S. The cytogenetic mechanisms of adaptation of deciduous woody plants to anthropogenic pollution // Dynamics and conservation of genetic diversity in forest ecosystems: Abstracts of International Conference DYGEN. - Strasbourg, 2002. – P. 128.

48.Калаев В.Н., Сенькевич Е.В., Вахтель В.М. Влияние работы Нововоронежской АЭС На цитогенетические показатели семенного потомства древесных растений, произрастающих в окрестности станции, и перспективы их использования для оценки загрязнения окружающей среды // Промислова ботанiка: стан та перспективи розвитку: матерiали 4 мiжнародноi науковоi конференцii. – Донецьк: Лебiдь, 2003. – С. 66 – 68.

49.Буторина А.К., Калаев В.Н., Карпова С.С. Остаточные ядрышки как механизм адаптации клеток к воздействию экстремальных факторов // Актуальные проблемы сохранения устойчивости живых систем: материалы 8 международ. науч. экологической конференции. – Белгород, 2004. – С. 28 – 29.

50.Karpova S.S., Kalaev V.N. Polymorphism of cytogenetic characteristics of birch seed progeny on ecological clean and polluted territories // Modern problems of genetics, radiobiology and evolution: second intern. conf. Dedicated to the 105th anniversary of the birth of N.W. Timofeeff-Ressovsky and the 70th anniversary of the paper “On the nature of gene mutations and gene structure” by N.W. Timofeeff-Ressovsky, K.G. Zimmer, and M. Delbruck (Yerevan, September 8 – 11, 2005): Abstr., Papers by Young Scientists. – Dubna: JINR, 2005. – P. 68.

51.Калаев В.Н., Карпова С.С., Артюхов В.Г., Матвеев С.М., Таранков В.И. Цитогенетические характеристики проростков, всхожесть и полнозерни-стость семян деревьев березы повислой, произрастающих в различных лесорастительных условиях Хреновского бора // Современные проблемы популяционной экологии: материалы 9 международ. научн.-практич. экологич. конф. – Белгород: Политера, 2006. – С. 81 – 83.

52.Калаев В.Н., Преображенский А.П., Карпова С.С. Прогнозирование суточных ритмов цитогенетических показателей в апикальной меристеме проростков семян березы повислой // Интеллектуальные информационные системы: труды всерос. конф. – Воронеж: Воронежский государственный технический университет, 2007. – С. 180 – 182.

53.Калаев В.Н. Влияние техногенного загрязнения на всхожесть семян и некоторые цитогенетические показатели семенного потомства деревьев бере-зы повислой (Betula pendula Roth) // Актуальные проблемы ботаники и мето-дики преподавания биологии: материалы 2 международ. научно-практич. конф.– Белгород: Политерра, 2007. – С. 160 – 166.

54.Калаев В.Н. Цитогенетика некоторых лиственных древесных растений, произрастающих на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязне-нию в результате аварии на Чернобыльской АЭС, и испытывающих значительные антропогенные нагрузки // Промислова ботанiка: стан та перспективи розвитку: матерiали мiжнар. наук. конф. – Донецьк, 2007. – С. 193 – 198.

55.Калаев В.Н. Цитогенетическая изменчивость семенного потомства ду-ба черешчатого (Quercus robur L.) в условиях антропогенного загрязнения и на экологически чистых территориях // Проблемы деградации дубрав и современные системы ведения лесного хозяйства в них: материалы науч.-практич. семинара. – Воронеж: ВГЛТА, 2007. – С. 114 – 117.

56.Калаев В.Н., Преображенский А.П., Карпова С.С. Методические под-ходы к формальному описанию суточных ритмов цитогенетических показателей семенного потомства древесных растений с целью их прогнозирования // Информатика: проблемы, методология, технологии: материалы 8 международ. научно-методической конференции. – Воронеж: ИПЦ Воронежского государственного университета, 2008. – Т. 1. – С. 250 – 254.

57.Карпова С.С., Калаев В.Н. Цитогенетические реакции березы повислой на антропогенное загрязнение и перспективы ее использования для оценки генотоксичности окружающей человека среды // Живые объекты в условиях антропогенного пресса: матер. 10 международ. науч.-практич. экологической конференции. – Белгород: ПОЛИТЕРРА, 2008. – С. 83 – 84.

58.Калаев В.Н., Логачева А.А. Ядрышковые характеристики семенного потомства дуба черешчатого в условиях загрязнения окружающей среды автотранспортным комплексом // Фундаментальные и прикладные проблемы ботаники в начале 21 века: матер. всероссийск. конф. – Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2008. – Ч. 3. – С. 34.

59.Калаев В.Н., Логачева А.А. Цитогенетические реакции семенного потомства дуба черешчатого (Quercus robur L.) на загрязнение атмосферного воздуха выхлопными газами автотранспорта // Генетика и биотехнология 21 века. Фундаментальные и прикладные аспекты: материалы международ. на-уч. конф. (. – Минск: Издательский центр БГУ, 2008. - С. 93 – 95.

60.Карпова С.С., Калаев В.Н. Анализ корреляционных связей между цитогенетическими характеристиками семенного потомства березы повислой в связи с вопросами ее адаптации к антропогенному загрязнению // Фундаментальные аспекты биологии в решении актуальных экологических проблем: матер. международ. научно-практич. конф., посвященной 100-летию со дня рождения К.В. Горбунова. – Астрахань: ПолиграфКом, 2008. – С. 100 – 104.

61.Калаев В.Н., Преображенский А.П., Львович И.Я. Математическая модель суточных ритмов цитогенетических показателей в апикальной меристеме корня проростков желудей дуба черешчатого (Quercus robur L.) // Информатика: проблемы, методология, технологии: материалы 9 международ. науч.-метод. конф. – Воронеж: ИПЦ Воронежского госу-дарственного ун – та, 2009. – Т. 1. – С. 335 – 340.

62.Карпова С.С., Калаев В.Н. Суточные ритмы цитогенетических показателей семенного потомства деревьев березы повислой (Betula pendula Roth), произрастающих на территориях с разным уровнем антропогенного загрязнения // 5 съезд Вавиловского общества генетиков и селекционеров: матер. конференции. – Москва: Изд – во РГАУ-МСХА, 2009. - Ч. 2.– С. 241.

63.Логачева А.А., Калаев В.Н. Цитогенетический полиморфизм семенного потомства деревьев дуба черешчатого (Quercus robur L.), произрастающих на антропогенно загрязненных территориях // 5 съезд Вавиловского общества генетиков и селекционеров: матер. конференции. – Москва: Изд – во РГАУ-МСХА, 2009. – Ч. 2. – С. 247.

16 работ (отмеченные знаком*) опубликовано в изданиях, соответствующих списку ВАК РФ для публикации материалов докторских диссертаций по биологическим наукам (10, 11, 12, 15, 16, 17, 18, 19, 24, 25, 26, 28, 29, 32, 36, 37).