Оренбургский государственный университет

Определение функционального состояния растений под влиянием наноразмерных металлов

Проведен фитохимический скрининг ряда растений (Petroselinum crispum, Anethum graveolens, Lactuca sativa, Brassica oleracea, Pisum sativum, Agastache foeniculum). Обосновано использование водного экстракта из листьев петрушки P. crispum в качестве субстрата для дальнейшего синтеза нанопорошков максимальным накоплением фенольных соединений.

Синтезирован ряд нанопорошков оксидов металлов (Cr₂O₃, ZnO, CeO₂, MoO₃, Co₂O₃, Fe₂O₃, ZnFe₂O₄, CoFe₂O₄). Проведен комплексный анализ физико-химических свойств нанопорошков целым спектром инструментальных методов [спектрофотометрия, рентгеноструктурный макро- и микроанализ, ИК-спектроскопия, атомно-силовая (АСМ), сканирующая электронная (СЭМ) и просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ), метод динамического светорассеяния (ДСР)].

Показана биологическая активность синтезированных наноматериалов на стандартном тестовом растении T. vulgare после 48 ч экспозиции. Так, в большей степени ингибировали прорастание семян препараты, содержащие один металл — CeO₂ (21,5 %), Со₂O₃ (11 %), Fe₂O₃ (12 %), Сr₂O₃ (11 %), MoO₃ (13 %) и ZnO (9,5 %), а биметаллические (CoFe₂O₄ и ZnFe₂O₄) даже несколько повышали показатель относительно интактных образцов до 51 %. Индекс толерантности, рассчитанный из ростовых параметров, позволил представить ряд уменьшения устойчивости T. vulgare к металлам в следующем виде:

CoFe₂O₄ (рН = 2) > CoFe₂O₄ (рН = 10) > ZnFe₂O₄ (рН = 10) > ZnFe₂O₄ (рН = 2) > CeO₂ > Fe₂O₃ > MoO₃ > Сr₂O₃ > Со₂O₃ > ZnO.

Исследована фотосинтетическая активность в листьях пшеницы после обработки нанопорошками по содержанию фотосинтетических пигментов. Так, после воздействия Fe₂O₃ и СеО₂ уровень пигментов изменялся незначительно, и не сильно отличался от контрольных значений. Негативное влияние на пигмент-белковый комплекс модельных растений проявляли ZnO, Сo₂O₃, МoO₃, Сr₂O₃, а также CoFe₂O₄ и ZnFe₂O₄, синтезированных в щелочной среде, которые приводили к снижению суммы Хл до 3–4,8 раз. Установлено, что отношение Хл а/б существенно увеличивалось в случае с CeO₂, ZnO, MoO₃, ZnFe₂O₄ (рН = 10), а уменьшалось после воздействия Fe₂O₃, Со₂O₃, Cr₂O₃ и CoFe₂O₄ (рН = 10), отношение Хл к каротиноидам уменьшалось после воздействия практически всех препаратов: CeO₂, MoO₃, ZnO, Со₂O₃, Cr₂O₃, CoFe₂O₄ (рН = 10) и ZnFe₂O₄ (рН = 10).