Сибирский федеральный университет

Номер

Журнал СФУ. Биология. 2024 17 (2)

Авторы

Пятина, С. А.; Мензянова, Н. Г.; Шишацкая, Е. И.

Контактная информация

Пятина, С. А.: Сибирский федеральный университет Российская Федерация, Красноярск; Мензянова, Н. Г. : Сибирский федеральный университет Российская Федерация, Красноярск; Шишацкая, Е. И. : Сибирский федеральный университет Российская Федерация, Красноярск

Ключевые слова

углеродные наночастицы; окислительный стресс; малоновый диальдегид; карбонилированные белки; корневой апекс; пограничные клетки; сarbon nanoparticles; oxidative stress; malondialdehyde; carbonylated proteins; root apex; border cells

Аннотация

В настоящее время перспективы повышения эффективности различных агротехнологий связывают с использованием наноматериалов в качестве нанопестицидов, наноудобрений, наноадаптогенов, агентов для праймирования семян. Успешное развитие наноагротехнологий сдерживается недостаточной изученностью механизмов реализации биологической активности наноматериалов на различных этапах развития растительного организма. В связи с этим в гидропонной культуре пшеницы изучали влияние углеродных наночастиц, фуллеренов (С60Ф) и наноалмазов (НА), на активность прорастания зерновок и функциональный статус корня 2-суточных проростков пшеницы. Эффект праймирования был выявлен только для С60Ф (5 мкг/мл). Углеродные наночастицы не стимулировали рост корня. Для НА (25 и 50 мкг/мл) отмечалось ингибирование роста корня. Увеличение численности популяции пограничных клеток в корневом апексе было выявлено только для С60Ф (50 мкг/мл). В этом случае увеличение численности пограничных клеток сопровождалось повышением содержания белка в гелевом чехле апекса. Уменьшение численности пограничных клеток без изменения содержания белка в гелевом чехле апекса было выявлено для НА (50 мкг/мл) и С60Ф (25 мкг/мл). Оба типа наночастиц вызывали дозозависимое увеличение секреторной активности пограничных клеток. Углеродные наночастицы обладали дозозависимой прооксидантной активностью. НА (5 мкг/мл) и С60Ф (5 и 25 мкг/мл) увеличивали содержание карбонилированных белков в корнях 2-дневных проростков. Увеличение содержания малонового диальдегида наблюдалось только для НА (50 мкг/мл). Выявленные дозозависимые эффекты углеродных наночастиц не связаны с их проникновением в клетки (размеры наночастиц значительно превышают размеры нанопор в клеточной стенке пшеницы). Предполагается, что биологическая активность С 60Ф и НА может реализоваться через индукцию окислительного стресса в клеточной стенке и апопласте. Полученные результаты позволяют рассматривать углеродные наночастицы (определенных размерных классов в определенных концентрациях) как перспективные регуляторы физиологии корневой системы, реализующие свою активность «экстраклеточно», без транслокации в клетку

Страницы

160–176

EDN

JOHDBL

Статья в архиве электронных ресурсов СФУ

https://elib.sfu-kras.ru/handle/2311/153199

Эта работа лицензируется по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0).