Ученые ТПУ в составе международного научного коллектива доказали, что наночастицы серебра позволяют получить для промышленного выращивания очищенные от грибка и бактерий ростки пуансеттии — комнатного цветка, который считают символом Рождества во многих странах мира. В качестве источника серебра использовали препарат «Арговит», разработанный при участии ученых ТПУ. Кроме того, исследование показало, что такой подход стимулирует быстрое формирование и рост побегов.
Результаты исследования опубликованы в журнале Plant Cell, Tissue and Organ Culture (Q2, IF: 2.4).
Пуансеттия является всемирным символом Рождества, и спрос на нее постоянно растет. Основная проблема в протоколе размножения пуансеттии in vitro (прим. ред. — в лабораторных условиях) заключается в поддержании асептических условий в питательной культуре. Дело в том, что латекс, присутствующий в стеблях пуансеттии, в значительной степени способствует образованию органических соединений, которые стимулируют развитие фитопатогенов в культуральной среде после ее закладки.
«Чтобы к моменту высадки в грунт растение оставалось свободным от грибков и бактерий, важно сохранять питательную среду обеззараженной на протяжении всего периода выращивания ростка. Для этой цели мы предложили использовать наночастицы серебра, которые, как известно, обладают антибактериальными и противогрибковыми свойствами», — рассказывает профессор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Алексей Пестряков.
В ходе лабораторных экспериментов ученые получили от материнского растения узловые сегменты с пазушной почкой, лишенной листьев, длиной примерно 1 см. Образцы поместили в колбы с питательной средой с добавлением наночастиц серебра разной концентрации — 100, 200, 300, 400, 500 и 600 мг/л. Кроме того была сформирована контрольная группа образцов без добавления наночастиц.
Растения инкубировали в климатической камере при температуре 25°С, при фотопериоде 16 часов света и 8 часов темноты. Оценку результатов проводили через 45 дней. Ученые оценивали асептическую эффективность, количество побегов, их длину и диаметр, а также количество листьев на побеге.
В ходе эксперимента асептика в контрольной группе практически отсутствовала, она достигала уровня 0,33%. То есть, фактически образцы погибли от фитопатогеннов. Наилучший результат показала группа образцов, обработанная наночастицами серебра в концентрации 400 мг/л.
Эксперименты также выявили токсическое воздействие высоких концентраций наночастиц серебра на растения. При уровнях 500 и 600 мг/л отмечено снижение толщины побегов и числа листьев, а также наблюдается скручивание листовых пластин. Ученые отмечают, что это типичный признак реакции растения на избыточное образование активных форм кислорода.
«Ранее добавление природных растительных гормонов цитокинина или ауксинов считалось оптимальными условиями для микроразмножения пуансеттии. Однако наше исследование показывает, что можно обойтись без них. Таким образом, использование наночастиц серебра может лечь в основу создания нового бионанотехнологичного протокола для получения высококачественных экземпляров пуансеттии, что позволит удовлетворить рыночный спрос на это растение, традиционно ассоциируемое с рождественскими праздниками», — резюмирует Алексей Пестряков.
В исследованиях принимали участие сотрудники Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ, Автономного университета штата Морелос (Мексика), Национального автономного университета Мексики, университета Шочикалько (Мексика), Энсенадского технологического института (Мексика), Секретариата науки, гуманитарных наук, технологий и инноваций (Мексика).