Наночастицы цинка могут замедлить рост ячменя: исследование

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, сообщает ИА ТАСС. 

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.

В ходе исследования был 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). Он показал дозозависимое уменьшение длины и массы корней и побегов, а также значительное накопление цинка в частях растений. Также ученые выявили 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.

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.

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.