Анализ генов стрессоустойчивости у растений березы после воздействия углеродных нанотрубок
Автор: Евлаков П.М., Жужукин К.В., Гродецкая Т.А.
Журнал: Биология в сельском хозяйстве @biology-in-agriculture
Рубрика: Актуальные вопросы растениеводства
Статья в выпуске: 1 (42), 2024 года.
Бесплатный доступ
В последнее десятилетие также идет активная работа по исследованию влияния более простых в производстве и дешевых по сравнению с ОУНТ многостенных углеродных нанотрубок (МУНТ) на биологические системы. Древесные растения являются одними из самых распространенных биологических объектов на планете, в связи с чем выявления влияния различных наноматериалов на них является весьма актуальной задачей. Поэтому целью работы является определение воздействия многостенных нанотрубок вразличных концентрациях на гены стрессоустойчивости двух видов древесных растений Betula pubescens Ehrh. и B. pendula Roth. В исследовании были использованы многостенные углеродные нанотрубки, растворы готовили с применением диспергирования на ультразвуковом гомогенизаторе Sonicator Q500. Были приготовлены растворы с концентрацией МУНТ 1, 10, 50, 100 мг/л. Ростки находились в теплице с поддерживаемой температурой на уровне 27/17 °C день / ночь и относительной влажностью не менее 85%. Растения были обработаны растворами нанотрубок однократно, после чего определяли параметры роста и активности генов, ответственных за реакцию на воздействие стресса. Экспрессия генов стрессоустойчивости DREB2 и PR-10 значительно увеличилась под воздействием 1 мг/л МУНТ на растения обоих видов. Увеличение концентрации до 100 мг/л оказывало ингибирующий эффект на растения березы пушистой, что выражалось в снижении ростовых показателей и экспрессии генов DREB2 и PAL. Проведенное исследование позволяет выявить видовые различия относительно чувствительности разных генотипов берез к воздействию МУНТ и открывает новые перспективы использования углеродных нанотрубок в области биотехнологии.
Береза, углеродные нанотрбуки, абиотический стресс, стимулирование роста, продуктивность
Короткий адрес: https://sciup.org/147243131
IDR: 147243131
Список литературы Анализ генов стрессоустойчивости у растений березы после воздействия углеродных нанотрубок
- Mauter M. S. et al. The role of nanotechnology in tackling global water challenges //Nature Sustainability. – 2018. – Т. 1. – №. 4. – С. 166-175.
- Srivastava A. K., Dev A., Karmakar S. Nanosensors and nanobiosensors in food and agriculture//Environmental Chemistry Letters. – 2018. – Т. 16. – С.161-182.
- Yata V. K., Tiwari B. C., Ahmad I. Nanoscience in food and agriculture: research, industries and patents//Environmental Chemistry Letters. – 2018. – Т. 16. – С.79-84.
- Mukherjee A. et al. Physiological effects of nanoparticulate ZnO in green peas (Pisum sativum L.) cultivated in soil //Metallomics. – 2014. – Т. 6. – №. 1. – С. 132-138.
- Qi M., Liu Y., Li T. Nano-TiO 2 improve the photosynthesis of tomato leaves under mild heat stress//Biological trace element research. – 2013. – Т. 156. – С.323-328.
- Palocci C. et al. Endocytic pathways involved in PLGA nanoparticle uptake by grapevine cells and role of cell wall and membrane in size selection//Plant cell reports. – 2017. – Т. 36. – С.1917-1928.
- Burman U., Kumar P. Plant response to engineered nanoparticles //Nanomaterials in plants, algae, and microorganisms. – Academic Press, 2018. – С. 103-118.
- García-Gómez C. et al. Effects of aged ZnO NPs and soil type on Zn availability, accumulation and toxicity to pea and beet in a greenhouse experiment//Ecotoxicology and Environmental Safety. – 2018. – Т. 160. – С.222-230.
- Atha D. H. et al. Copper oxide nanoparticle mediated DNA damage in terrestrial plant models//Environmental science & technology. – 2012. – Т. 46. – №. 3. – С. 1819-1827.
- Du W. et al. Interaction of metal oxide nanoparticles with higher terrestrial plants: physiological and biochemical aspects //Plant Physiology and Biochemistry. – 2017. – Т. 110. – С.210-225.
- Yan S. et al. Single-walled carbon nanotubes selectively influence maize root tissue development accompanied by the change in the related gene expression //Journal of Hazardous Materials. – 2013. – Т. 246. – С.110-118.
- Zhang H. et al. Physiological effects of single-and multi-walled carbon nanotubes on rice seedlings//IEEE transactions on nanobioscience. – 2017. – Т. 16. – №. 7. – С. 563-570.
- Sasidharan A. et al. Differential nano-bio interactions and toxicity effects of pristine versus functionalized graphene //Nanoscale. – 2011. – Т. 3. – №. 6. – С. 2461-2464.
- Wu H., Li Z. Nano-enabled agriculture: how nanoparticles cross barriers in plants? //Plant Communications. – 2022.
- Wenli S., Shahrajabian M. H., Huang Q. Soybean seeds treated with single walled carbon nanotubes (SwCNTs) showed enhanced drought tolerance during germination //Int. J. Adv. Biol. Biomed. Res. – 2020. – Т. 8. – С. 9-16.
