ПОПУЛЯРНЫЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ

Кадры

Фотогалерея

Новости

Нанотехнологии помогают растениям пережить абиотический стресс / 19.06.2020

Источник: azonano.com



Абиотический стресс возникает из-за высокой солености, засухи, экстремальных температур, недостатка минералов, наличия тяжелых металлов и воздействия ультрафиолетовых лучей.
 Эти условия запускают цепочку молекулярных, физиологических, морфологических и биохимических изменений в растении, отрицательно влияющих на его рост и продуктивность. Нанотехнология может смягчить последствия неблагоприятных условий.


Растения сталкиваются с абиотическими стрессами на протяжении всего жизненного цикла. В ответ на стрессы окружающей среды растения развивают защитные системы на различных уровнях, изменяя их биохимические, морфологические, молекулярные (изменение экспрессии генов) и физиологические пути.


Однако этого недостаточно для того, чтобы свести на нет все негативные воздействия.


Засоленность снижает осмотический потенциал почвы, что вызывает постоянные проблемы с питанием растений. Усиление ионной токсичности отрицательно влияет на различные жизненно важные биохимические и физиологические процессы, такие как фотосинтез, синтез белка и метаболизм липидов.


Продовольственная безопасность — одна из первостепенных задач ученых, они ищут способ ускорения процесса адаптации растений к изменениям окружающей среды. Усовершенствования в разработке наноматериалов дают надежду, что им удастся получить хороший результаты.


Стресс от засоления снижает урожайность примерно на 23%. Предыдущие исследования по применению нано-диоксида кремния (SiO 2) на растениях томатов и тыквы-сквоша дали несколько положительных эффектов: повышенную скорость прорастания семян, более высокую массу растений (сухую и свежую), общее содержание хлорофилла и накопление пролина.


В аналогичных стрессовых условиях при распылении на листья наночастиц сульфата железа (FeSO 4) обнаружены увеличенная площадь листа, лучшая скорость ассимиляции диоксида углерода, большее общее содержание хлорофилла, сухой вес и улучшенная фотохимическая эффективность фотосистемы.


Засуха - частый абиотический стресс, который снижает урожайность в засушливых регионах. Применение наночастиц кремнезема повышает устойчивость растений к засухе, положительно влияет на содержание воды, параметры фотосинтеза, утечку мембранного электролита и общее содержание хлорофилла, углеводов, пролина и каротиноидов.


Исследователи полагают, что выращивание сельскохозяйственных культур с коротким жизненным циклом может быть эффективным при риске засухи или наводнений. То есть в тех регионах, где ранняя зрелость сельскохозяйственных культур - важный фактор устойчивого производства. Исследования показали, что жизненный цикл урожая пшеницы с применением нано-удобрений - . 130 дней по сравнению с 170 днями от даты посева.


Наноматериалы эффективно обезвреживают вредные загрязнители, такие как тяжелые металлы. Листовое применение наночастиц кремнезема значительно повышает устойчивость растений риса к кадмию, свинцу, цинку и меди, регулируя его накопление.


Несмотря на то, что было проведено много исследований по применению наноматериалов для роста растений в условиях стресса, основные механизмы до сих пор в основном неизвестны. Тем не менее, ученые считают, что влияние наноматериалов на рост сельскохозяйственных культур в неблагоприятных условиях окружающей среды отчасти связано с повышенной ферментативной активностью.


Наночастицы участвуют в регуляции активности антиоксидантных ферментов:

  • супероксиддисмутаза (SOD);
  • каталаза (CAT);
  • пероксидаза (POD).


Наноматериалы (нано-SiO 2 и нано-ZnO) увеличивают накопление свободного пролина и аминокислот. Они уеличивают поглощение питательных веществ и воды. Применение этих наночастиц дополнительно увеличивает активность антиоксидантных ферментов, таких как SOD, CAT, POD и нитратредуктаза, которые развивают устойчивость растений к абиотическому стрессу.


Наноматериалы способны регулировать экспрессию генов стресса, например, наночастицы серебра могут контролировать экспрессию нескольких генов, ответственных за стресс, у резуховидки Таля.


Реакция растений на нано-удобрения варьируется в зависимости от вида растений, стадий роста и природы используемых наноматериалов. Следовательно, важно лучше понимать взаимодействие наночастиц с растением, чтобы получить желаемый результат.


Другие новости по теме:
07.10.20 - Коров спасли от стресса с помощью генной модификации
02.10.20 - Российские ученые научились делать костную ткань из моллюсков
25.09.20 - Ученые усовершенствовали технологию редактирования генома
24.09.20 - На 3D-принтере напечатали живую ткань
16.07.20 - Итоги эксперимента по печати живыми клетками в космосе
TOP100 самых популярных
новостей
за месяц
Место Наименование Показов
1

Нанотехнологи из США и Японии разделили премию Испании

2 японских и 3 американских ученых стали лауреатами престижной премии принца Астурийского за научные и технические разработки в области нанотехнологий. Испания присудила награды японским ученым Сум

1224
2

В сети появился новый бесплатный виртуальный компьютер

Первый в мире бесплатный для любого пользователя он-лайн компьютер начал работать в интернете в четверг с 11.00 по московскому времени. О запуске уникальной операционной системы icloud, работающей по

198
3

Одноколесный велосипед с электромотором (видео)

Enicycle - это моторизованный одноколесный велосипед, сконструированный изобретателем из Словении Александером Полутником (Aleksander Polutnik). Научиться ездить на этом необычном средстве передвижени

193
4

Альтернативная энергетика – тема лучшего инновационного проекта молодых учёных РФ.

ДНК-диагностика инфекционных и наследственных заболеваний, альтернативная энергетика, новые технологии материаловедения – в числе основных проектов-победителей Всероссийского конкурса по поддерж

190
5

Ученые обнаружили неизвестный ранее вирус

Способ глубокого секвенирования помог международной команде исследователей открыть новую разновидность рабдовирусов, которые вызывают заболевание бешенством у животных и людей. При этом, обнаруженный

186

Анонсы событий