Все новости

Наночастицы цинка заподозрили в замедлении роста ячменя

Они могут накапливаться в растениях из-за антропогенного загрязнения окружающей среды

ТАСС, 27 января. Сотрудники Южного федерального университета (ЮФУ) выяснили, что наночастицы оксида цинка влияют на рост, систему антиоксидантной защиты и экспрессию генов ячменя. Результаты исследования важны для получения высококонкурентной экологически чистой сельскохозяйственной продукции, пишет пресс-служба Минобрнауки. Статью с его описанием опубликовал научный журнал Chemosphere.

Наночастицы оксидов металлов все шире используются в промышленности, сельском хозяйстве, медицине, в результате чего они накапливаются в окружающей среде. При этом именно растения благодаря способности к поглощению и аккумулированию играют решающую роль в таком переносе. В новой работе ученые рассмотрели влияние наночастиц оксида цинка на растения ячменя - одной из основных сельскохозяйственных культур, наиболее часто используемой в качестве модельного объекта для оценки токсичности химических веществ.

"Проведен сравнительный анализ физико-биохимических показателей и транскрипционной активности генов окислительного стресса у проростков ячменя после 7-дневного воздействия наночастиц оксида цинка (300 и 2000 мг/л). Показано дозозависимое уменьшение длины и массы корней и побегов, а также значительное накопление цинка в частях растений. Выявлены также изменения формы и размеров органелл, вакуолизация цитоплазмы, дезорганизация хлоропластов и митохондрий. Эти процессы особенно выражены, когда ячмень подвергается воздействию более высоких концентраций наночастиц оксида цинка", - пишут авторы работы.

Кроме того, изучение системы антиоксидантной защиты выявило повышение уровня ряда ферментов, вплоть до трех-четырех раз. В целом в ответ на воздействие исследуемых форм оксида цинка у ячменя активируется система антиоксидантной защиты, которая эффективно препятствует развитию окислительного стресса на ранних этапах развития растений. Тем не менее, как отмечают ученые, при постоянном воздействии наночастиц оксида цинка в высоких концентрациях такая активация приводит к истощению энергетических ресурсов растения, что негативно сказывается на его росте и развитии.

"Устойчивость растений к действию повреждающих факторов среды обитания наряду с наличием специфических генетически детерминированных механизмов во многом определяется уровнем функционирования антирадикальной защиты организма. Поэтому основной целью исследования было определение спектра и уровня биохимических показателей и транскрипционной активности генов окислительного стресса при действии наночастиц ZnO (оксид цинка)", - отметил один из авторов исследования, ведущий научный сотрудник ЮФУ Кирилл Азарин.

В министерстве добавили, что применение комплексного подхода, включающего физиолого-биохимические и молекулярно-генетические методы, позволило ученым ЮФУ выявить фундаментальные основы механизмов воздействия наночастиц оксида цинка на растения. Полученные результаты также поставили ряд вопросов, касающихся функционирования энергетических систем растений, механизмов проникновения и трансформации наночастиц в клетки.