| 520 |
3 |
|
|a Интенсивное развитие нанотехнологий обусловливает актуальность исследований по выявлению закономерностей воздействия техногенных наноматериалов на биообъекты. Степень проявления токсичности наносоединений при их воздействии на растения зависит от физических свойств наночастиц (размерность, форма, каталитическая активность, концентрация). При этом мало изучены их взаимодействие с растительной клеткой и концентрационная зависимость эффектов для наночастиц разной химической природы и различных биообъектов. Цель настоящей работы состояла в комплексном изучении воздействия наночастиц никеля (НЧ Ni0) размером Δ50 = 5 нм в разной концентрации на рост, содержание пигментов, флавоноидов и пролина, интенсивность фотосинтеза и транспирации у проростков пшеницы ( Triticum aestivum L.). Откалиброванные семена мягкой яровой пшеницы сорта Новосибирская 29 предварительно проращивали в течение 2-3 сут (до появления корешков) в чашках Петри на фильтровальной бумаге, пропитанной суспензиями наночастиц Ni0 в концентрациях 0,01; 0,1; 1 и 10 мг/л. В контрольном варианте семена проращивали на дистиллированной воде. Затем проростки перемещали в вегетационные сосуды объемом 500 мл для выращивания в водных дисперсных системах НЧ Ni0 в указанных концентрациях в климатической камере до 10-суточного возраста. Морфометрические параметры оценивали по длине проростков и корневой системы, массе корневой и надземной частей растений. Для определения содержания фотосинтетических пигментов, флавоноидов и пролина формировали среднюю пробу из листьев 10 растений. Исследуемые параметры проростков зависели от дозы наночастиц никеля в дисперсионной среде. НЧ Ni0 в низких концентрациях (0,01 и 0,1 мг/л) не изменяли или стимулировали ростовые процессы, в более высоких дозах (1 и 10 мг/л) значительно угнетали рост корней и надземной части. Длина корня при концентрации НЧ Ni0 1 мг/л уменьшалась в 2 раза, при концентрации 10 мг/л в 3 раза, сырая масса соответственно в 1,9 и 2,7 раза, длина проростков в 1,3 и 1,9 раза. Содержание хлорофиллов а и b достоверно уменьшалось только при концентрации 10 мг/л, количество каротиноидов при возрастании концентрации НЧ Ni0 постепенно снижалось. Исследование фотосинтеза и транспирации также выявило эффект дозы: НЧ Ni0 в концентрации 0,01 и 0,1 мг/л достоверно повышали интенсивность фотосинтеза и транспирации, 1 мг/л не изменяли интенсивность этих процессов, 10 мг/л снижали показатели. Сумма флавоноидов с повышением концентрации НЧ Ni0 уменьшалась, однако дозовой зависимости не наблюдалось. В то же время воздействие НЧ Ni0 на проростки пшеницы привело к повышению содержания пролина, наблюдалась четкая зависимость этого показателя от концентрации наночастиц. Масс-спектрометрические исследования выявили значительное накопление наночастиц в органах растений, особенно в корневой системе: в опытном варианте содержание никеля составляло 50,89±1,67 мкг/г сухой массы, в контроле 3,8±0,15 мкг/г сухой массы. В надземной части содержание никеля было на порядок ниже: в опыте 14,20±2,38, в контроле 0,87±0,025 мкг/г сухой массы. Таким образом, проведенные исследования выявили морфофизиологические особенности проростков пшеницы при их выращивании на водных дисперсных системах НЧ Ni0 размером 5 нм, при этом для большинства показателей наблюдалась зависимость исследованных процессов от концентрации наночастиц.
|
