Российские ученые обработали пшеницу наночастицами золота и сделали ее устойчивой к холоду

Ученые Института физиологии растений имени К.А. Тимирязева РАН исследовали влияние различных концентраций наночастиц золота на устойчивость к низким температурам, результаты показали, что такие обработки способны повысить морозоустойчивость растений, сообщается в материалах Российского научного фонда (РНФ).

Специалисты использовали в экспериментах пшеницу генотипа Злата, относящуюся к раннеспелым высокоурожайным яровым сортам, широко используемым в сельскохозяйственной отрасли России (более 50% хозяйств).

«Исследование показало, что наночастицы золота изменяют метаболизм растений и активность генов, отвечающих за адаптацию к низкотемпературному стрессу. Обработку ими можно рассматривать как фитонанотехнологию, позволяющую повышать морозостойкость культурных растений и тем самым расширять диапазон широт, подходящих для выращивания сортов, которые не имеют генетической устойчивости к холоду», — цитирует пресс-служба фонда руководителя проекта, ведущего научного сотрудника Института физиологии растений имени К.А. Тимирязева РАН Юлию Венжик.

Она сообщила о планах продолжать исследования в этом направлении с целью лучше понять физиолого-биохимические и молекулярные механизмы влияния наночастиц золота на растительный организм: возможно, их получится использовать в качестве стимуляторов роста и развития, а также адаптогенов, увеличивающих стрессоустойчивость растений при действии неблагоприятных факторов среды.

ХОД ЭКСПЕРИМЕНТА

Сорт Злата, участвовавший в исследовании, способен выдерживать небольшие заморозки, до -3°С. Для увеличения устойчивости пшеницы к низким температурам эксперты замачивали семена в растворах нанозолота разных концентраций.

Из обработанных семян выращивали растения, которые в возрасте 10 дней помещали на 7 суток в камеру с температурой +4°С, после чего определяли их морозостойкость: растения выдерживали при температурах от 0 до -9°С, каждые 24 часа снижая температуру на 2°С. При 0°С выживаемость всех растений составила 100%, при -3°С – 60% для контрольных (необработанных наночастицами) растений; для прошедших обработку проростков показатель составил 97%.

Снижение температуры до -5°С привело к гибели контрольных растений, но половина обработанных растений выжила; при этом концентрация наночастиц, равная 10 мкг/мл, оказалась наиболее эффективной. Кроме того, обработка наночастицами золота на 16% увеличила содержание сахаров в клетках и в 8 раз повысила активность гена Wcor15, отвечающего за устойчивость к холоду.

Наночастицы золота быстро и легко синтезируются из хлорауриновой кислоты, поэтому описанный метод можно использовать при адаптации теплолюбивых сельскохозяйственных культур к северным широтам, заключают в Российском научном фонде.