Почвоведы, биохимики и генетики Академии биологии и биотехнологии Южного федерального университета (ЮФУ) провели совместное исследование влияния наночастиц оксида цинка на растения ячменя. Физиолого-биохимические и молекулярно-генетические методы позволили ученым выявить фундаментальные основы механизмов их воздействия на растения. Результаты исследования описаны в статье в научном журнале Chemosphere. Исследование имеет важное прикладное значение – получение высококонкурентной экологически чистой сельскохозяйственной продукции. Это стратегическая задача, входящая в программу «Приоритет 2030» Южного федерального университета.

Наночастицы оксидов металлов все шире используются в промышленности, сельском хозяйстве, медицине и других сферах, что неизбежно приводит к их переносу и накоплению в окружающей среде. При этом именно растения, благодаря способности к поглощению и аккумулированию, играют решающую роль в таком переносе.

По словам ученых, сегодня одними из наиболее используемых в наноиндустрии стали наноразмерные формы оксида цинка. Ведущие ученые Академии биологии и биотехнологии им. Д.И. Ивановского в области генетики, почвоведения и биохимии Научно-исследовательской лаборатории молекулярной генетики ЮФУ провели совместное исследование, в котором рассмотрели влияние наночастиц оксида цинка на растения ячменя (Hordeum vulgare) – одной из основных сельскохозяйственных культур, широко возделываемых во всем мире и наиболее часто используемых в качестве модельного объекта для оценки токсичности химических веществ. Исследования прошли в рамках выполнения проекта «Фундаментальные основы агро- и экобиотехнологий для устойчивого функционирования естественных и антропогенных экосистем» (№0852-2020-0029, госзадание Минобрнауки России).

«Устойчивость растений к действию повреждающих факторов среды обитания наряду с наличием специфических генетически детерминированных механизмов во многом определяется уровнем функционирования антирадикальной защиты организма. Поэтому основной целью исследования было определение спектра и уровня биохимических показателей и транскрипционной активности генов окислительного стресса при действии наночастиц ZnO (оксид цинка)», – отметил ведущий научный сотрудник Академии биологии и биотехнологии ЮФУ Кирилл Азарин.

Применение комплексного подхода, включающего физиолого-биохимические и молекулярно-генетические методы, позволило ученым ЮФУ выявить фундаментальные основы механизмов воздействия наночастиц оксида цинка на растения. Полученные результаты также поставили ряд вопросов, касающихся функционирования энергетических систем растений, механизмов проникновения и трансформации наночастиц в клетки. Исходя из этого исследование будет продолжено в ближайшее время.

«Результаты исследования также имеют важное прикладное значение для оценки агроэкосистем с целью получения высококонкурентной экологически чистой сельскохозяйственной продукции. Это стратегическая задача, входящая в программу «Приоритета 2030» Южного федерального университета и отвечающая глобальным вызовам современности по обеспечению продовольственной безопасности», –  отметила заведующая кафедрой почвоведения и оценки земельных ресурсов Академии биологии и биотехнологии им. Д.И. Ивановского ЮФУ Татьяна Минкина.