Кандидат технических наук и старший преподаватель кафедры химии и биотехнологии, с.н.с., лаборатории ПЦР анализа ВГЛТУ Жужукин Константин Викторович, научный сотрудник НИИ ИТЛК ВГЛТУ Гродецкая Татьяна Александровна и кандидат биологических наук, главный научный сотрудник НИИ ИТЛК ВГЛТУ Евлаков Петр Михайлович провели исследование для определения воздействия наночастиц оксида цинка на семена сосны обыкновенной.
«Наше исследование уникально, потому что многие учёные в мире изучали этот вопрос, но никто не рассматривал влияние наночастиц на наши российские растения, такие как сосна или берёза», – подчеркивает Константин Жужукин.
Наночастицы оксида цинка (ZnO) – это частицы, диаметр которых составляет менее 100 нанометров. Они имеют большую площадь поверхности относительно своего размера и высокую каталитическую активность. Наночастицы оксида цинка обладают уникальными свойствами: прозрачностью и светоотражением, высокой способностью к абсорбции молекул газов и жидкостей, что позволяет использовать их в качестве эффективных очистителей воды и воздуха. Также они эффективно поглощают ультрафиолетовые лучи, что делает их ценными для использования в преобразователях солнечной энергии. Однако их воздействие на растения остаётся недостаточно изученным.
«Мы выбрали сосну, потому что она распространена в Центральном Черноземье России, но также исследуем берёзу и другие виды», – добавил учёный.
В ходе эксперимента учёным нужно было добиваться равномерного распределения наночастиц в растворе. Эти металлические частицы могут слипаться и образовывать осадок, чтобы избежать этого были использованы специальные вещества – эмульгаторы, такие как додецилбензосульфонат натрия. Это помогло создать стабильный раствор, который не оседал со временем. Эффективность процесса проверяли с помощью измерения дзетта-потенциала, который показывает поверхностный заряд частиц.
Константин Викторович Жужукин поясняет, что для точности эксперимента и достоверности результата было важно добиться равномерной концентрации частиц в растворе. Для этого они использовали пять образцов семян с одинаковыми концентрациями наночастиц, чтобы правильно оценить их влияние на прорастание.
После того как был получен стабильный раствор, учёные провели анализ наночастиц для определения их состава и электронную микроскопию для изучения формы и размеров.
Наночастицы могут проникать в растения через листья, корни и повреждения, взаимодействуя с клетками и изменяя их работу. В исследовании также оценивались параметры, связанные с прорастанием семян. Ученые установили, что добавление 1% наночастиц увеличивает прорастание до 92%, а при 10% оно снижается до 70%.
Не менее важным было изучение генов, отвечающих за устойчивость растений к стрессам. «Мы используем метод ПЦР для анализа активности определённых генов, что позволяет понять, как наночастицы влияют на клеточные процессы», – поясняет Константин Викторович.
Исследования показали, что низкие концентрации наночастиц положительно влияют на рост растений, а высокие могут быть токсичны. «Цинк является важным элементом для растений, и в малых дозах он полезен, но при высоком загрязнении окружающей среды может негативно сказаться на их развитии», – добавил учёный.
Научное исследование поддержано внутренним грантом лесотехнического университета, и, как подчеркивает учёный, в дальнейшем планируется изучение различных древесных пород и способов применения наночастиц.
Источник фото: https://ru.freepik.com