Научная статья на тему 'Влияние металлических наночастиц на физиолого-биохимические показатели пшеницы мягкой'

Влияние металлических наночастиц на физиолого-биохимические показатели пшеницы мягкой Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
140
20
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
НАНОЧАСТИЦЫ / TRITICUM VULGARE / ВСХОЖЕСТЬ / ЭНЕРГИЯ ПРОРАСТАНИЯ / NANOPARTICLES / GERMINATION / GERMINATION ENERGY

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Гавриш И. А., Лебедев С. В., Короткова А. М., Кван О. В.

Исследование было направлено на изучение комплекса ответных реакций растения Пшеницы мягкой (Triticum vulgare Vill) при внесении наночастиц Fe, Mo и SiO2, а также совместно Fe и Mo в дозах 10, 25 и 50 мг/кг сухого веса почвы. Так, морфометрические параметры опытных образцов в целом превосходили контрольные образцы. В ходе оценке жизнеспособности растительных клеток нами было получено, что во всех опытных образцах значения жизнеспособности были не менее 90% для растений пшеницы, что позволяет нам утверждать, что применяемые нами концентрации наночастиц не оказывали токсического влияния на жизнеспособность корней. При оценке ферментативной антиоксидантной системы растений и степени перекисного окисления липидов нами было зафиксировано отсутствие окислительного стресса, при этом повышался защитный потенциал растений. Таким образом, проведенные нами исследования являются основой для изучения возможности использования наночастиц в сельском хозяйстве для интенсификации роста растений и повышения их урожайности.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по промышленным биотехнологиям , автор научной работы — Гавриш И. А., Лебедев С. В., Короткова А. М., Кван О. В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Effect of metal nanoparticles on physiological and biochemical parameters of soft Wheat

The study was aimed at studying the complex responses of Wheat plants (Triticum vulgare Vill) in the application of nanoparticles Fe, Mo and SiO2, as well as together Fe and Mo at doses of 10, 25 and 50 mg/kg of dry soil weight. Thus, the morphometric parameters of the prototypes were generally superior to the control samples. In assessing the viability of plant cells, we found that in all experimental samples the viability values were not less than 90% for wheat plants, which allows us to assert that the concentrations of nanoparticles used by us did not have a toxic effect on the viability of the roots. When assessing the enzymatic antioxidant system of plants and the degree of lipid peroxidation, we recorded the absence of oxidative stress, while increasing the protective potential of plants. Thus, our research is the basis for studying the possibility of using nanoparticles in agriculture to intensify plant growth and increase their productivity.

Текст научной работы на тему «Влияние металлических наночастиц на физиолого-биохимические показатели пшеницы мягкой»

BewnuK&ryWT/Poœedmgs of VSUET, Т. 81, № 1, 2019-

Оригинальная статья/Original article_

УДК 55.550

DOI: http://doi.org/1Q.2Q914/231Q-1202-2Q19-1-263-268

Влияние металлических наночастиц на физиолого-биохимические показатели Пшеницы мягкой

Ирина А. Гавриш 1,2 [email protected]

Святослав В. Лебедев 1,2 [email protected]

Анастасия М. Короткова 1,2 [email protected]

Ольга В. Кван_1,2 [email protected]_

1 Оренбургский государственный университет, г. Оренбург, пр. Победы, 13

2 Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий российской академии наук, г. Оренбург, 9 Января, 29 Аннотация. Исследование было направлено на изучение комплекса ответных реакций растения Пшеницы мягкой (Triticum vulgare Vill) при внесении наночастиц Fe, Mo и S1O2, а также совместно Fe и Mo в дозах 10, 25 и 50 мг/кг сухого веса почвы. Так, морфометрические параметры опытных образцов в целом превосходили контрольные образцы. В ходе оценке жизнеспособности растительных клеток нами было получено, что во всех опытных образцах значения жизнеспособности были не менее 90% для растений пшеницы, что позволяет нам утверждать, что применяемые нами концентрации наночастиц не оказывали токсического влияния на жизнеспособность корней. При оценке ферментативной антиоксидантной системы растений и степени перекисного окисления липидов нами было зафиксировано отсутствие окислительного стресса, при этом повышался защитный потенциал растений. Таким образом, проведенные нами исследования являются основой для изучения возможности использования наночастиц в сельском хозяйстве для интенсификации роста растений и повышения их урожайности._

are, всхожесть, энергия прорастания

Kлючевыеcлова^îаночастицы,Triticumvulgare,^CX2Ж■■

Effect of metal nanoparticles on physiological and biochemical _parameters of soft Wheat_

Irina A. Gavrish 1,2 [email protected]

Svyatoslav V. Lebedev 1,2 [email protected]

Anastasia M. Korotkova 1,2 [email protected]

Olga V. Kvan_1,2 [email protected]_

1 Orenburg state university, Orenburg, Pobedy sq., 13

2 Federal scientific center of biological systems and technologies of the Russian Academy of Sciences, Orenburg, 9 Janvarya, 29 Abstract. The study was aimed at studying the complex responses of Wheat plants (Triticum vulgare Vill) in the application of nanoparticles Fe, Mo and SiO2, as well as together Fe and Mo at doses of 10, 25 and 50 mg/kg of dry soil weight. Thus, the morphometric parameters of the prototypes were generally superior to the control samples. In assessing the viability of plant cells, we found that in all experimental samples the viability values were not less than 90% for wheat plants, which allows us to assert that the concentrations of nanoparticles used by us did not have a toxic effect on the viability of the roots. When assessing the enzymatic antioxidant system of plants and the degree of lipid peroxidation, we recorded the absence of oxidative stress, while increasing the protective potential of plants. Thus, our research is the basis for studying the possibility of using nanoparticles in agriculture to intensify plant growth and increase their productivity.

Keywords: nanoparticles, Triticum vulgare, germination, germination energy

Введение

Наночастицы в последние десятилетия -одни из самых пристально изучаемых объектов во всех областях науки. Во-многом это обусловлено тем, что они обладают совершенно уникальными физико-химическими характеристиками, а именно:

— увеличение химического потенциала веществ на межфазной границе высокой кривизны, способствующей изменению их растворимости, реакционной способности наночастиц и их составляющих;

— высокая удельная поверхность нано-материалов, что повышает их адсорбционную

Для цитирования Гавриш И.А., Лебедев С.В., Короткова А.М., Кван О.В. Влияние металлических наночастиц на физиолого-биохимические показатели Пшеницы мягкой // Вестник ВГУИТ. 2019. Т. 81. № 1. С. 263-268. doi: 10.20914/2310-1202-2019-1 -263-268

и химическую реакционную способность и каталитические свойства;

— малые размеры (до 100 нм в одном из измерений) и разнообразие форм наночастиц способствуют их связыванию с нуклеиновыми кислотами, белками, внедрением в клеточные мембраны и проникновению в клетки;

— наночастицы являются высокоэффективными адсорбентами, за счет того, что на единицу своей массы поглощают в десятки раз больше адсорбируемых веществ, чем макроскопические дисперсии;

— из-за малого размера наночастицы не распознаются защитными системами организма, не подвергаются биотрансформации

For citation

Gavrish I.A., Lebedev S.V., Korotkova A.M., Kvan O.V. Effect of metal nanoparticles on physiological and biochemical parameters of soft Wheat. Vestnik VGUIT [Proceedings of VSUET]. 2019. vol. 81. no. 1. pp. 263-268. (in Russian). doi:10.20914/2310-1202-2019-1-263-268

и длительное время способны накапливаться в организме.

Чаще всего наноматериалы классифицируют по природе нанофазы на: углеродные (фуллерены, нанотрубки); полимерные - нанокомпозиты и древовидные (дендритные) структуры на полимерной основе; органические и неорганические нанопленки; металлические (НЧ, нанопорошки, нанокристаллы, нанопленки металлов, их соединений и сплавов); на керамической основе (нанокомпозиты).

Следует отметить, что почва в будущем будет основным поглотителем наночастиц, попадающих в окружающую среду, поэтому положительные и отрицательные последствия для почвенных биоценозов необходимо изучать более подробно. Биотестирование наноматериа-лов приобретает все большее значение и включает разнообразные биологические модели: бактерии (Photobacterium phosphoreum), растения (Lemna minor, Lipidium sativum), простейшие (Tetrahimena pyriformis, Paramecium putrinum) и др. Как только наночастицы выделяются в окружающую среду, то подвергаются возможным взаимодействиям с вышеуказанными компонентами агроэкосистемы. Поэтому исследователи прилагают все усилия для понимания и анализа масштабов этих основных взаимодействий, чтобы получить функциональные знания о токсичности и вероятном воздействии высвобожденных наночастиц на окружающую среду и сельское хозяйство. Более того, такие исследования будут способствовать определению допустимого уровня наночастиц в допустимых пределах безопасности.

Цель работы - проведение комплекса исследований, направленных на оценку действия перспективных наночастиц на физиолого-биохимические показатели растений.

Материалы и методы

В исследованиях использовали препараты коммерчески доступных наночастиц (НЧ) Fe, Mo и SiO2.

НЧ Fe были получены от ООО «Передовые порошковые технологии» (Россия) и представляли собой частицы в порошке размером 50-110 нм сферической формы. НЧ Мо были получены от «Plasmotherm» (Россия) и представляли собой наночастицы размером 40-120 нм сферической формы. НЧ SiO2 были получены от «Plasmotherm» (Россия) и представляли собой наночастицы размером 15-25 нм сферической формы.

Исходные суспезии НЧ были приготовлены методом, предложенным Scott-Fordsmand et. al., с добавлением испытуемого металла (сухой

порошок) в исследуемых концентрациях в де-ионизированную воду (10 мл) с последующим диспергированием на ультразвуковом диспер-гаторе (УЗДН, f-35 кГц, N-300 Вт, Россия) в течение 30 мин. В нашем исследовании были использованы следующие концентрации: 10; 25 и 50 мг/кг сухой почвы, что было обусловлено результатами ранее проведенных исследований. Далее приготовленные лиозоли НЧ для каждой повторности и концентрации были смешаны с влажной искусственной почвой (влажность 45-50%), затем доведены дистилированной водой до влажности 75-80% и перемешаны с помощью миксера.

В исследовании были использованы следующие дозы и комбинации наночастиц: НЧ Fe, Mo и SiÜ2 в концентрации 10; 25 и 50 мг/кг сухой почвы (обозначенные как НЧ 10, НЧ 25 и НЧ 50), а также комбинация НЧ Fe и Mo в концентрации по 10; 25 и 50 мкг каждого вещества (обозначенные как Fe+Mo10, Fe+Mo 25, Fe+Mo50).

В качестве объекта исследования нами были выбраны семена озимой пшеницы Triticum vulgare Vill (сорт henry). Перед началом опыта семена дезинфицировали в 0,01%-ном растворе KMnO4 в течение 10 мин, после чего трижды промывали дистиллированной водой каждые 5 мин.

Растения пшеницы озимой высаживали по 15 семян в вазон 15*10x15 см, в который помещали 350 г сухой почвы. Вазоны помещали в климатическую камеру при t=22±2 °С и влажности не более 50% для предотвращения развития грибковых заболеваний.

Почву для исследования отбирали в 40 км от Оренбурга в южном направлении (Оренбургская область, Россия, 51° 28'55.3" № 55° 03'49.9 "E). Почва имела рН 7,7, содержала 3,9% органического С и 0,24% N. Почвы были представлены текстурно-карбонатным черноземом. Отбор почвы проводили из верхнего гумусового горизонта 0,1-30,0 см, затем почву сушили, включения удаляли и перемешивали, тщательно измельчали и просеивали через сетку размером 2 мм.

На 3-и сут оценивали энергию прорастания семян по стандартной методике (ГОСТ 12038-84). На 7-й день подсчитывали все взошедшие семена и определяли процент всхожести. Далее с помощью линейки (с точностью до 1 мм) измеряли показатели роста 10 проростков - длину первого листа (от основания до апекса листа) и главного корня (от корневой шейки до кончика главного корня) и их количество. Затем из каждого образца отбирали среднюю пробу (по 5 растений), трижды промывали дистиллированной водой, подсушивали фильтровальной

бумагой и проводили измерения, соответствующие задачам эксперимента. Также определяли массу листьев и корней.

Определение каталазы (КАТ) проводилось по методу Maehly и Chance, основанному на взаимодействии перекиси водорода с йодистым калием в соотношении 1:1. Для анализа брали точную навеску из 0,1 г листьев и корней растений и растирали в ступке с прокаленным песком и небольшим количеством СаСОз. Затем добавляли 10 мл 3%-ного Н2О2 и 10 мл 3%-ного йодистого калия в 50% ацетоне. Смесь фильтровали, центрифугировали и фотоколориметриро-вали на ФЭК-56 М (Россия) при 435-445 нм в кювете 10 мм. Активность каталазы определяли по формуле

А=ОП: 0,02,

где A - активность каталазы в пробе; ОП - оптическая плотность исследуемой пробы; 0,02 - коэффициент перевода в условные единицы активности (Е).

Количество продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в растворимой фракции гомогената и непосредственно в тканях определяли по содержанию малонового диальдегида (МДА) согласно Heath и Packer. В основе метода лежит реакция взаимодействия МДА с 2-тиобарбиту-ровой кислотой (ТБК) («Ленреактив», Россия), которая при высокой температуре и кислом значении рН - в присутствии трихлоруксусной кислоты (ТХУ) («Реахим», Россия) образует окрашенный триметиновый комплекс. Этот комплекс имеет характерный спектр поглощения с максимумом при ^=532 нм. Следует учесть то, что часть ТБК-продуктов образуется в анализируемой пробе в ходе самой аналитической процедуры.

Для анализа брали 100 мг листьев и корней растений и растирали с 200 мкл 20%-ной ТХУ. Полученный гомогенат центрифугировали в течение 5 мин при 12000 g. Полученный супернатант в количестве 100 мкл вносили в две плотно закрывающиеся пробирки: в одну добавляли 100 мкл 20%-ной ТХУ, используя ее в качестве контроля, в другую - 100 мкл 0,5%-ной ТБК. Пробы инкубировали на кипящей водяной бане (100 °С) в течение 30 мин и охлаждали при комнатной температуре. Измерения проводили на спектрофотометре при 532 нм и дополнительно при 600 нм (для корректировки неспецифического поглощения карбонильных соединений). Результаты рассчитывали по формуле

С = ((ОП/155)ХУ)/(т1),

где С - количество МДА, ммоль/г сырого веса; ОП - оптическая плотность образца при

532 нм; 155 - коэффициент экстинкции МДА при 532 нм, мМ-1 см -1; Х - разведение (отношение общего объёма реакционной смеси к количеству вносимого образца экстракта); V - объём вытяжки, мл; m - масса сырой навески, г; l - длина оптического пути, см.

Уровень перекисного окисления липидов выражали в процентах, за 100% принимали количество ТБК прореагировавших продуктов, содержащихся в клетках исходных корней.

Для оценки гибели клеток использовали Эванс синий, являющийся надёжным красителем для определения мёртвых клеток с поврежденной клеточной мембраной. Проводили микроскопию апикальной и базальной частей корней растений. Для этого корни отрезали от стеблей и помещали в краситель на 15 мин при комнатной температуре, после чего их отмывали дистиллированной водой по 10 мин и разделяли на сегменты - апикальный (0-1 см от апекса) и базальный участок корня (размером 5 мм). Микропрепараты визуализировали в световом режиме микроскопа (Микромед-3, Россия) и подсчитывали число живых клеток по количеству неокрашенных клеток.

Лабораторные опыты проводили в 3 кратной биологической повторности, аналитическое определение для каждой пробы - в трех по-вторностях. При определении достоверности различий между анализируемыми выборками вычисляли средние арифметические значения и их стандартные ошибки. Достоверными считали различия при вероятности ошибки Р<0,05. Полученные результаты обрабатывали с использованием компьютерных программ «Statistica for Windows 10,0» и «Microsoft Office Excel 2010».

Результаты и обсуждение

В эксперименте на 3-и сут мы оценивали энергию прорастания (таблица 1). Было показано, что наилучшие показатели были зафиксированы в контрольном варианте опыта и при внесении НЧ Si0210 (соответственно 90 и 93%). В вариантах опыта с Fe25 и Fe50 энергия прорастания составила 80 и 83%. Во всех остальных вариантах опыта энергия прорастания была менее 80%. На 7-е сут при оценке показателей всхожести было зафиксировано, что варианты опыта с внесением Fe25 (90%) и Si0210 (93%) были выше контроля, всхожесть в котором составила 83%. Достоверно ниже контрольных значения были зафиксированы у НЧ Мо во всех концентрациях, НЧ Fe10 и НЧ Fe50.

Превышение всхожести опытных образцов над контрольными может быть связано с тем, что НЧ способны улучшать всхожесть, так как обладают свойством накапливаться в органах растений и действовать как активаторы роста.

НЧ, как известно, могут отдавать ионы зафиксировано, что длина листа была достоверно

во внешнюю среду, что может служить меха- выше контроля для вариантов опыта с НЧ Мо25

низмом вышеописанного явления. и Мо50, НЧ Fe10, НЧ SiÛ2l0 и НЧ SiO225.

При исследовании морфометрических параметров (таблица 2) для пшеницы озимой было

Таблица 1.

Показатели энергии прорастания и всхожести для T. vulgare

Table 1.

Germination and germination energy indices for T. vulgare

Энергия прорастания, % | Germination energy, % Всхожесть, % | Germination, %

Контроль | control 90±3 83±3

Mo10 40±5* 73±5*

Mo25 50±5* 70±5*

Mo50 50±10* 73±4*

Fe 10 67±8* 63±3*

Fe 25 80±5* 90±2*

Fe 50 83±5 70±3*

Si02 10 93±3 93±5*

Si02 25 63±7* 83±4

Si02 50 60±5* 80±4

Fe+Mo 10 30±5* 85±5

Fe+Mo 25 53±5* 95±3*

Fe+Mo 50 53±5* 80±2

В то же время все варианты опыта с сочетанием наночастиц показали наибольшую длину листа по сравнению с контролем, что говорит о положительном влиянии данных веществ на рост и развитие растений. На длину корня положительное влияние оказывали НЧ Fe10 и Бе50, 8Ю210 и SiO225, а также все варианты опыта с сочетанием наночастиц железа и молибдена. По количеству листьев положительное

влияние показали варианты опыта с сочетанием наночастиц железа и молибдена во всех исследуемых концентрациях. Масса листьев увеличивалась при добавлении Мо25 и Fe10, Бе25, 8Ю250, а также с сочетанием наночастиц железа и молибдена во всех исследуемых концентрация, что совпадает с увеличением показателей массы корней.

Морфологические показатели растений при внесении наночастиц Morphological parameters of plants when applying nanoparticles

Таблица 2. Table 2.

Длина листа, см Leaf length, cm Длина корня, см Root length, cm Количество листьев, шт. Number of leaves, pieces Количество корней, шт. Number of roots, pieces Масса листьев, г Leaf mass, g Масса корней, г Root mass, g

Контроль Control 13,9±1,1 14,01±0,5 2,2±0,2 3,5±0,5 0,047±0,004 0,045±0,002

Mo10 13,77±0,9 16,67±0,7 2,2±0,2 3,8±0,2 0,054±0,004 0,019±0,001*

Mo25 20,54±1,4* 14,24±0,5 2,6±0,4 3,8±0,2 0,139±0,011* 0,060±0,003*

Mo50 19,36±1,5* 15,68±0,8 2,2±0,2 4,3±0,3 0,060±0,005 0,051±0,002

Fe10 16,82±0,8* 18,44±0,7* 2,15±0,15 3,4±0,4 0,130±0,010* 0,131±0,010*

Fe25 15,13±1,2 15,12±0,3 2,1±0,1 4,05±0,1 0,110±0,011* 0,100±0,010*

Fe50 15,39±0,7 10,57±0,2* 1,9±0,1 4±0,5 0,075±0,006 0,029±0,001

Si0210 22,86±1,9* 24,74±1,2* 2,5±0,5 3,7±0,3 0,164±0,020* 0,163±0,011*

Si0225 19,24±1,3* 14,74±0,4 3,1±0,1* 3,7±0,3 0,041±0,003 0,084±0,003*

Si0250 15,04±0,5 13,95±0,2 2,4±0,4 3,9±0,1 0,101±0,010* 0,030±0,002

Fe+Mo10 26,21±1,8* 26,89±1,5* 3±0,2* 4,6±0,4 0,180±0,012* 0,171±0,011*

Fe+Mo25 26,41±1,3* 22,54±0,1* 3±0,2* 4,2±0,2 0,185±0,011* 0,183±0,010*

Fe+Mo50 22,77±1,1* 22,22±1,0* 3±0,2* 5±1 0,192±0,014* 0,178±0,012*

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

При изучении параметров антиоксидантной системы растений (таблица 3) было выявлено, что активность каталазы выше контроля во всех вариантах опыта, кроме Мо10 и Fe10. Содержание малонового диальдегида во всех опытных группах не превышал контрольных значений. Это позволило высказать предположение о том, что

наночастицы увеличивают антиоксидантную активность растений, но при этом не увеличивают содержание малонового диальдегида в растениях, что является предпосылками для использования последних в растениеводстве.

Таблица 3.

Показатели активности каталазы и содержания малонового диальдегида

Table 3.

Indicators of catalase activity and malondialdehyde content

Каталаза Catalase МДА MDA

Контроль Control 20,69±0,91 0,0028±0,0001

Mo10 23,54±1,20 0,0011±0,0010

Mo25 34,29±2,11* 0,0008±0,0002*

Mo50 39,43±2,45* 0,0002±0,0001*

Fe10 21,95±1,54 0,0011±0,0001

Fe25 68,49±4,32* 0,0010±0,0002*

Fe50 75,02±5,78* 0,0004±0,0002*

SiÜ2l0 64,31±3,12* 0,0013±0,0001

SiÜ225 85,03±4,89* 0,0017±0,0002

SiÜ250 75,31±6,54* 0,0011±0,0001

Fe+Mo10 71,27±4,81* 0,0001±0,00001*

Fe+Mo25 117,95±6,57* 0,0002±0,00002*

Fe+Mo50 145,56±7,98* 0,0003±0,0001*

Таблица 4. Анализ жизнеспособности корней растений

Table 4. Analysis of viability of plant roots

Жизнеспособность в тесте с Эвансом голубым Vitality in the test with Evans Blue

Контроль Control 97±3

Mo10 95±2

Mo25 96±4

Mo50 92±2

Fe10 95±4

Fe25 97±3

Fe50 94±3

SiÜ210 96±2

SiÜ225 95±4

SiÜ250 95±3

Fe+Mo10 93±2

Fe+Mo25 96±3

Fe+Mo50 97±3

Для подтверждения показателей морфо-физиологических тестов, проведенных выше, был проведен анализ жизнеспособности корней

ЛИТЕРАТУРА

1 Cherukuri P., Gannon C.J., Leeuw T.K., Schmidt H.K. Mammalian pharmacokinetics of carbon nanotubes using intrinsic near-infrared fluorescence // PNAS. 2006. № 50. P. 18882-18886.

2 Минько Н.И., Строкова В. В., Нарцев В.М., Жерновский И.В. Методы получения и свойства нанообъектов: учебное пособие. М.: ФЛИНТА: Наука, 2009. 168 с.

3 Abdel-Megeed A. Controlling of Pseudomonas syringae by nanoparticles produced by Streptomyces bikiniensis // Journal of Pure and Applied Microbiology. 2013. № 2. P. 1121-1129.

растений (таблица 4). Показано, что во всех опытных образцах значения жизнеспособности не были менее 90% для пшеницы. Это позволяет утверждать, что применяемые концентрации наночастиц не оказывали токсического влияния на жизнеспособность корней.

Заключение

На основании проведенных нами исследований, можно сделать следующие выводы:

- при оценке жизнеспособности растительных клеток нами было получено, что во всех опытных образцах значения жизнеспособности были не менее 90% для растений пшеницы. Это позволяет утверждать, что применяемые концентрации наночастиц не оказывали токсического влияния на жизнеспособность корней;

- при оценке ферментативной антиокси-дантной системы растений и степени перекис-ного окисления липидов было зафиксировано отсутствие окислительного стресса, при этом повышался защитный потенциал растений.

В научной литературе существует мнение, что воздействие ростовых стимуляторов на растительные клетки, в качестве которых могут выступать и наночастицы, что и было показано в нашей работе на примере НЧ Mo+Fe25, Fe25 и Si0210, состоит в том, что все эти вещества влияют на коллоидно-химические свойства протоплазмы (проницаемость, вязкость) и усиливают поступление воды и растворенных веществ в клетки растения. Также ученые отмечают, что в отличие от солей-микроэлементов наночастицы биологически активных металлов менее токсичны и имеют пролонгированное действие.

Полученные результаты морфо-физиологи-ческих и биохимических исследований показали наличие положительного действия наноча-стиц Fe, Mo и Si02, а также совместного внесения наночастиц Fe и Mo, что ставит их в разряд веществ, которые могут быть использованы в сельском хозяйстве, в частности в растениеводстве, как удобрения, повышающие урожайность сельскохозяйственных культур.

4 Scott-Fordsmand J.J., Krogh P.H., Schaefer M., Johansen A. The toxicity testing of double-walled nanotubes-contaminated food to Eisenia veneta earthworms // Ecotoxicology and Environmental Safety. 2008. V. 71. № 3. P. 616-619.

5 Maehly A.C., Chance B. Methods of biochemical analysis. New York: Interscience,1954. 454 p.

6 Aeby H. Catalase in vitro // Methods Enzymology. 1984. V. 105. P. 121-226.

7 Heath R., Packer L. Photoperoxidation in isolated chloroplasts: I. Kinetics and stoichiometry of fatty acid peroxidation // Archives of biochemistry and biophysics. 1968. V. 125. № 1. P. 189-198.

8 Esterbauer H., Schaur R.J., Zollner H. Chemistry and biochemistry of 4-hydroxynonenal, malonaldehyde and related aldehydes // Free radical Biology and medicine. 1991. V. 11. № 1. P. 81-128.

9 Castro-Concha L.A., Escobedo R.M., de Miranda-Ham M.L. Measurement of cell viability in vitro cultures // Plant Cell Culture Protocols. 2006. P. 7176. doi: 10.1385/1-59259-959-1:071

10 Хартманн Х.Т., Кестер Д.Е. Размножение растений. М.: Центр-полиграф, 2002. 169 с.

11 Гончар Е., Щербаков А., Лопатько К., Гончар Л. и др. Повышение эффективности микробно-раститель-ного симбиоза путем создания композиционных биопрепаратов с использованием наночастиц биогенных металлов // Достижения науки и техники АПК. 2013. № 12. С. 30-34.

REFERENCES

1 Cherukuri P., Gannon C.J., Leeuw T.K., Schmidt H.K. Mammalian pharmacokinetics of carbon nanotubes using intrinsic near-infrared fluorescence. PNAS. 2006. no. 50. pp. 18882-18886.

2 Minko N.I., Strokova V.V., Nartsev V.M., Zhernovsky I.V. Metody polucheniya i svoystva nanoob"yektov [Methods for obtaining and properties of nanoobjects: a tutorial]. Moscow, FLINTA, Nauka, 2009. 168 p. (in Russian).

3 Abdel-Megeed A. Controlling of Pseudomonas syringae by nanoparticles produced by Streptomyces bikiniensis. Journal of Pure and Applied Microbiology. 2013. no. 2. pp. 1121-1129.

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ Ирина А. Гавриш аспирант, кафедра биохимии и микробиологии, Оренбургский государственный университет, г. Оренбург, пр. Победы, 13, [email protected] Святослав В. Лебедев д.б.н., кафедра биотехнологии животного сырья и аквакультуры, Оренбургский государственный университет, г. Оренбург, пр. Победы, [email protected] Анастасия М. Короткова к.б.н., экспериментально-биологическая клиника (виварий), н.с. лаборатории минерального питания Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий российской академии наук , г. Оренбург, 9 Января, 29, [email protected]

Ольга В. Кван научный сотрудник, институт биоэлементо-логии, Оренбургский государственный университет, г. Оренбург, пр. Победы, 13, [email protected]

КРИТЕРИЙ АВТОРСТВА Все авторы в равной степени принимали участие в написании рукописи и несут ответственность за плагиат КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

ПОСТУПИЛА 12.12.2018 ПРИНЯТА В ПЕЧАТЬ 11.02.2019

4 Scott-Fordsmand J.J., Krogh P.H., Schaefer M., Johansen A. The toxicity testing of double-walled nanotubes-contaminated food to Eisenia veneta earthworms. Ecotoxicology and Environmental Safety. 2008. vol. 71. no. 3. pp. 616-619.

5 Maehly A.C., Chance B. Methods of biochemical analysis. New York, Interscience,1954. 454 p.

6 Aeby H. Catalase in vitro. Methods Enzymology. 1984. vol. 105. pp. 121-226.

7 Heath R., Packer L. Photoperoxidation in isolated chloroplasts: I. Kinetics and stoichiometry of fatty acid peroxidation. Archives of biochemistry and biophysics. 1968. vol. 125. no. 1. pp. 189-198.

8 Esterbauer H., Schaur R.J., Zollner H. Chemistry and biochemistry of 4 hydroxynonenal, malonaldehyde and related aldehydes. Free radical Biology and medicine. 1991. vol. 11. no. 1. pp. 81-128.

9 Castro-Concha L.A., Escobedo R.M., de Miranda-Ham M.L. Measurement of cell viability in vitro cultures. Plant Cell Culture Protocols. 2006. P. 71-76. doi: 10.1385/1-59259-959-1:071

10 Hartmann H.T., Kester D.E. Razmnozheniye rasteniy [Plant reproduction]. Moscow, Tsentr-poligraf, 2002. 169 p. (in Russian).

11 Gonchar E., Shcherbakov A., Lopatko K., Gonchar L., et al. Increasing the efficiency of microbial-plant symbiosis by creating composite biologics using nanoparticles of biogenic metals. Dostizheniya nauki i tekhniki APK [Achievements of science and technology of the AIC]. 2013. no. 12. pp. 30-34. (in Russian).

INFORMATION ABOUT AUTHORS Irina A. Gavrish postgraduate student, department of biochemistry and microbiology, Orenburg state university, Orenburg, Pobedy sq., 13, [email protected] Svyatoslav V. Lebedev Doct. Sci. (Biol.), department of Animal Biotechnology and Aquaculture, Orenburg state university, Orenburg, Pobedy sq., 13 [email protected]

Anastasia M. Korotkova Cand. Sci. (Biol.), experimental-biological clinic (vivarium), Federal Scientific Center of Biological systems and agro-technologies of the Russian Academy of Sciences, Orenburg, 9 January, 29, [email protected]

Olga V. Kvan researcher, institute biojelementology, Orenburg state university, Orenburg, Pobedy sq., 13, [email protected]

CONTRIBUTION

All authors equally participated in the writing of the manuscript and are responsible for plagiarism

CONFLICT OF INTEREST

The authors declare no conflict of interest.

RECEIVED 12.12.2018 ACCEPTED 2.11.2019

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.