Вплив наночастинок магнетиту на ріст і розвиток рослин Nicotiana tabacum in vivo і в культурі in vitro

2021

Innovative Biosystems and Bioengineering, Vol 5, Iss 3 (2021)

Проблематика. Наноматеріали легко піддаються модифікації та мають унікальні властивості, пов’язані з великою реакційноздатною поверхнею. Завдяки цим властивостям наноматеріали використовуються в різних галузях науки і технологій, таких як фармакологія, біотехнологія, хімічні технології тощо. Останнім часом активно досліджується вплив наночастинок магнетиту на морфологічні властивості рослин для подальшого використання їх як нанодобрив для підвищення врожайності та покращення властивостей сільськогосподарських рослин. Тютюн (Nicotiana tabacum) є модельним об’єктом рослинних біотехнології, він використовується при вивченні впливу різних чинників на дводольні рослини, тому його було вибрано для дослідження впливу наночастинок магнетиту на ріст, розвиток і накопичення біомаси рослини. Мета. Дослідження впливу наночастинок магнетиту на ріст і розвиток Nicotiana tabacum в умовах in vivo та in vitro. Методика реалізації. Методами порівняльної геноміки досліджено здатність тютюну продукувати біогенні магнітні наночастинки шляхом пошуку гомологів мам-білків у протеомі Nicotiana tabacum за допомогою програми Blast NCBI. Рослини було розділено на групи (контроль, концентрація нано­частинок магнетиту 0,1 мг/см3, концентрація наночастинок магнетиту 1 мг/см3) для експерименту як in vivo, так й in vitro. Параметри рослин аналізували кожні 14 днів для виявлення динаміки впливу наночастинок магнетиту. Результати. Установлено, що наночастинки магнетиту в концентрації 0,1 мг/см3 у культурі in vitro та in vivo суттєво впливають на ріст кореневої системи та пагонів Nicotiana tabacum. На 56-ту добу культивування рослин іn vitro на живильному середовищі з додаванням наночастинок магнетиту в концентрації 0,1 мг/см3 спостерігали збільшення довжини пагона на 13 %, довжини кореня на 32 %, маси абсолютно сухих речовин на 19 % відносно контролю. Обробка рослин суспензією наночастинок магнетиту в концентрації 0,1 мг/см3 приводила до більш виражених наслідків при вирощуванні тютюну в умовах in vivo. Так, на 56-ту добу довжина кореня збільшувалась на 23 %, довжина пагона – на 19 %, а маса абсолютно сухих речовин – у 2 рази, перші листочки з’являлись на 2 доби раніше порівняно з контролем. Додавання наночастинок магнетиту в субстрат, на якому вирощувались рослини in vivo, у концентрації 1 мг/см3 пригнічував ріст тютюну. Висновки. Проведені дослідження показали доцільність використання магнітних наночастинок у концентрації 0,1 мг/см3 як нанодобрива при вирощуванні тютюну.

article

English
Ukrainian

Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2021.

нанодобрива, тютюн, Nicotiana tabacum, наночастинки магнетиту, біомінералізація, біогенні магнітні наночастинки, Biology (General), QH301-705.5