Представлены результаты исследований по изучению стимуляции прорастания семян сои Glycine max (L.) под влиянием нанопрайминга химически синтезированным нанокомпозитом (НК) на основе марганецсодержащих наночастиц и водорастворимого полисахарида арабиногалактана. Изучено влияние нанокомпозита гидрооксида марганца и сульфатированного арабиногалактана (НК Mn(OH)2/AГс, 4,8 % Mn) на всхожесть, биометрические характеристики (масса и длина корня и гипокотиля) и биохимические показатели (содержание активных форм кислорода, активность антиоксидантных ферментов, количество продуктов перекисного окисления липидов) проростков семян сои, инфицированных фитопатогеном Pectobacterium carotovorum. Обсуждаются перспективы использования нанокомпозита Mn(OH)2/AГс для ростостимуляции культурных растений и повышения сопротивляемости фитопатогенам.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Биология
В настоящее время всё активнее распространяются заболевания культурных растений, проявляющиеся в виде гнилей. Одним из фитопатогенов, вызывающих такие болезни, является грамотрицательная подвижная бактерия Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum (ранее называвшаяся Erwinia carotovora subsp. carotovora). Этот патоген вызывает инфекционную болезнь мягкой гнили у различных видов культурных растений, в том числе у овощей (китайская капуста, салат, редис, картофель, помидоры и лук), в период послеуборочной обработки [Inactivation of Pectobacterium …, 2018].
Список литературы
1. Владимиров Ю. А., Арчаков А. И. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах. М.: Наука, 1972. 252 с.
2. Холодоустойчивый сорт сои северного экотипа Саяна / С. В. Зеленцов, Е. В. Мошненко, М. В. Трунова, Л. А. Бубнова, Е. Н. Будников, А. В. Лукомец, В. Г. Савиченко, Н. В. Дорофеев, Н. Б. Катышева, А. В. Поморцев // Масличные культуры. 2021. Вып. 1 (185). С. 95-102. DOI: 10.25230/2412-608X-2021-1-185-95-102
3. A manganese oxide nanozyme prevents the oxidative damage of biomolecules without affecting the endogenous antioxidant system / N. Singh, M. A. Savanur, S. Srivastava, P. D’Silva, G. Mugesh // Nanoscale. 2019. Vol. 11. Р. 3855-3863. DOI: 10.1039/C8NR09397K
4. Biogenic synthesis, antioxidant and antimicrobial activity of silver and manganese dioxide nanoparticles using Cussonia zuluensis Strey / N. T. Mahlangeni, J. Magura, R. Moodley, H. Baijnath, H. Chenia // Chem. Pap. 2020. Vol. 74. Р. 4253-4265. DOI: 10.1007/s11696-020-01244-9
5. Boyarkin A. N. A quick method for determining the activity of peroxidase // Biochemistry. 1951. Vol. 16. Р. 352-357.
6. Ce-Mn ferrite nanocomposite promoted the photosynthesis, fortification of total yield, and elongation of wheat (Triticum aestivum L.) / A. Zarinkoob, S. Esmaeilzadeh Bahabadi, A. Rahdar, P. Hasanein, H. Sharifan // Environ. Monit. Assess. 2021. Vol. 193. Р. 1-12. DOI: 10.1007/s10661-021-09506-z
7. Diseases caused by Pectobacterium and Dickeya species around the world. Ch. 7 // Plant diseases caused by Dickeya and Pectobacterium species / J. M. van der Wolf, I. Acuña, S. H. De Boer, M. B. Brurberg, G. Cahill, A. O. Charkowski, T. Coutinho, T. Davey, M. W. Dees, Y. Degefu, B. Dupuis, J. G. Elphinstone, J. Fan, E. Fazelisanagri, T. Fleming, N. Gerayeli, V. Gorshkov, V. Helias, Y. le Hingrat, S. B. Johnson, A. Keiser, I. Kellenberger, X. (S.) Li, E. Lojkowska, R. Martin, J. I. Perminow, O. Petrova, A. Motyka-Pomagruk, S. Rossmann, S. Schaerer, W. Sledz, I. K. Toth, L. Tsror, J. E. van der Waals, P. de Werra, I. Yedidia; F. van Gijsegem, J. M. van der Wolf, I. K. Toth (eds.). Geneva: Springer Nature, 2021. P. 215-261. DOI: 10.1007/978-3-030-61459-1_7
8. Early signalling events in the apoplastic oxidative burst in suspension cultured French bean cells involve cAMP and Ca2+ / L. V. Bindschedler, F. V. Minibayeva, S. L. Gardner, C. Gerrish, D. R. Davies, G. P. Bolwell // New Phytologist. 2001. Vol. 151. Р. 185-194. DOI: 10.1046/j.1469-8137.2001.00170.x
9. Effect of nanopriming with selenium nanocomposites on potato productivity in a field experiment, soybean germination and viability of Pectobacterium carotovorum / A. I. Per leva, A. R. Kharasova, O. A. Nozhkina, A. V. Sidorov, I. A. Graskova, K. V. Krutovsky // Horticulturae. 2023. Vol. 9. 458. DOI: 10.3390/horticulturae9040458
10. Effects of rhapontigenin as a novel quorum-sensing inhibitor on exoenzymes and biofilm formation of Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum and its application in vegetables / B. Li, J. Huang, Y. Yi, S. Liu, R. Liu, Z. Xiao, C. Li // Molecules. 2022. Vol. 27. 8878. DOI: 10.3390/molecules27248878
11. First report of Pectobacterium versatile causing blackleg of potato in Serbia / S. Markovic, S. Milic Komic, A. Jelušic, R. Ilicic, F. Bagi, S. Stankovic, T. Popovic // Plant Dis. 2022. Vol. 106. DOI: 10.1094/PDIS-06-21-1128-PDN
12. Green biosynthesis of single and bimetallic nanoparticles of iron and manganese using bacterial. auxin complex to act as plant bio-fertilizer / G. M. de França Bettencourt, J. Degenhardt, L. A. Zevallos Torres, V. O. de Andrade Tanobe, C. R. Soccol // Biocatal. Agric. Biotechnol. 2020. Vol. 30. 101822. DOI: 10.1016/j.bcab.2020.101822
13. Haque S., Tripathy S., Ranjan Patra C. Manganese-based advanced nanoparticles for biomedical applications: future opportunity and challenges // Nanoscale. 2021. Vol. 13. P. 16405-16426. DOI: 10.1039/D1NR04964J
14. Inactivation of Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum on Chinese cabbage (Brassica rapa L. subsp. pekinensis) by wash treatments with phenolic compounds / M. Kang, S. Kim, J. Y. Lee, S. Yoon, S. H. Kim, J. Ha // LWT. 2018. Vol. 93. P. 229-236. DOI: 10.1016/j.lwt.2018.03.045
15. Innovative biosynthesis, artificial intelligence-based optimization, and characterization of chitosan nanoparticles by Streptomyces microflavus and their inhibitory potential against Pectobacterium carotovorum / N. El-A. El-Naggar, S. I. Bashir, N. H. Rabei, W. E. I. A. Saber // Sci. Rep. 2022. Vol. 12. 21851. DOI: 10.1038/s41598-022-25726-w
16. Intrinsic superoxide dismutase activity of MnO nanoparticles enhances the magnetic resonance imaging contrast / R. Ragg, A. M. Schilmann, K. Korschelt, C. Wieseotte, M. Kluenker, M. Viel, L. Völker, S. Preiß, J. Herzberger, H. Frey, K. Heinze, P. Blümler, M. N. Tahir, F. Nataliof, W. Tremel //j. Mater. Chem. B. 2016. Vol. 4. P. 7423-7428. DOI: 10.1039/c6tb02078j
17. Liu R. Q., Zhang H. Y., Lal R. Effects of stabilized nanoparticles of copper, zinc, manganese, and iron oxides in low concentrations on lettuce (Lactuca sativa) seed germination: nanotoxicants or nanonutrients? // Water Air Soil Pollut. 2016. Vol. 227. Р. 1-14. 10.1007/s11270-015- 2738-2. DOI: 10.1007/s11270-015-2738-2
18. Manganese dioxide nanozymes as responsive cytoprotective shells for individual living cell encapsulation / W. Li, Z. Liu, C. Liu, Y. Guan, J. Ren, X. Qu // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2017. Vol. 56. P. 13661-13665. DOI: 10.1002/anie.201706910
19. Nanoparticles in plants: Uptake, transport and physiological activity in leaf and root / X. Wang, H. Xie, P. Wang, H. Yin // Materials. 2023. Vol. 16. 3097. DOI: 10.3390/ma16083097
20. Nano-priming: Impression on the beginner of plant life / N. Kandhol, V. P. Singh, N. Ramawat, R. Prasad, D. K. Chauhan, S. Sharma, R. Grillo, S. Sahi, J. Peralta-Videa, D. K. Tripathi // Plant Stress. 2022. Vol. 5. 100091. DOI: 10.1016/j.stress.2022.100091
21. Nanotechnology potential in seed priming for sustainable agriculture / A. do Espirito Santo Pereira, H. C. Oliveira, L. Fernandes Fraceto, C. Santaella // Nanomaterials. 2021. Vol. 11. 267. DOI: 10.3390/nano11020267
22. Novel nanobiocomposites based on natural polysaccharides as universal trophic low-dose micronutrients / S. S. Khutsishvili, A. I. Per leva, O. A. Nozhkina, M. S. Karepova, T. V. Ganenko, B. G. Sukhov, K. V. Krutovsky // Int. J. Mol. Sci. 2021. Vol. 22. 12006. DOI: 10.3390/ijms222112006
23. Research progress in green synthesis of manganese and manganese oxide nanoparticles in biomedical and environmental applications - A review / X. Zhang, A. Sathiyaseelan, K.V. Naveen, Y. Lu, M. H. Wang // Chemosphere. 2023. Vol. 337. 139312. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2023.139312
24. ROS scavenging Mn3O4 nanozymes for in vivo anti-inflammation / J. Yao, Y. Cheng, M. Zhou, S. Zhao, S. Lin, X. Wang, J. Wu, S. Li, H. Wei // Chem. Sci. 2018. Vol. 9. P. 2927-2933. DOI: 10.1039/c7sc05476a
25. Venzhik Y. V., Deryabin A. N. Regulation of pro-/antioxidant balance in higher plants by nanoparticles of metals and metal oxides // Russ. J. Plant Physiol. 2023. Vol. 70, N 2. P. 133-147.
Выпуск
Другие статьи выпуска
Обсуждаются результаты анализа функционального состояния квалифицированных борцов вольного стиля после срочного тренировочного эффекта, полученные по объективным и субъективным параметрам: изменению частоты сердечных сокращений, содержанию креатинфосфокиназы в крови, соотношению показателей утомление/восстановление, оценке готовности тренироваться и оценке результатов тренировочного дня тренером.
Изучена протеолитическая активность препаратов культуральной жидкости холерных вибрионов серогрупп O1 и O139 разной эпидемической значимости. Установлено, что гидролитические ферменты патогенных микроорганизмов усиливают их патогенность (вирулентность) и участвуют в процессах адаптации к неблагоприятным факторам окружающей среды. Отмечено, что у холерного вибриона ранее электрофоретически были обнаружены гидролазы, относящиеся к разным подклассам, и установлены различия по их спектру у штаммов с разной эпидемиологической значимостью, что делает изучение их характеристик (определение типа с использованием активаторов/ингибиторов) актуальным направлением исследований. Указано, что при проведении ингибиторного анализа секретируемых протеаз штаммов холерных вибрионов серогруппы O1 El Tor биовара и серогруппы O139 в составе протеаз определено присутствие сериновых и металлопротеаз.
Отмечается, что с применением метода MАТН (microbial adhesion to hydrocarbon) изучено представляющее интерес в свете совершенствования технологии микробных топливных элементов влияние синтетических поверхностно-активных веществ (ПАВ) на изменение гидрофобности поверхности клеток бактериального штамма Micrococcus luteus 1-и. Анализируются четыре представителя различных классов ПАВ: додецилсульфат натрия (анионоактивное ПАВ), цетилтриметиламмония бромид (катионоактивное ПАВ), твин 80 (неионогенное ПАВ) и поливиниловый спирт (полимерное ПАВ). Представлено ранжирование испытанных соединений по показаниям молярных концентраций, оказывающих негативное действие на параметр гидрофобности.
Исследованы силовые характеристики и тип функционального реагирования на мышечную нагрузку юношей-студентов разных соматотипов в зависимости от их физической подготовленности (занимающиеся физической культурой в рамках программы вуза и квалифицированные спортсмены-пловцы). Выявлены функциональные связи между компонентами мезо- и эктоморфии, максимальной статической мышечной выносливостью и типами функционального реагирования, указывающие на фенотипические особенности индивидуального развития, свойственные каждой соматотипической группе. Обсуждаются перспективы использования подобных данных при выборе специфики физкультурно-спортивных занятий.
Исследованы изменения численности, видового разнообразия и структуры сообществ метазойного микрозоопланктона (ММ) в разных участках акватории Севастопольской бухты и прилежащем открытом взморье в конце весеннего гидрологического сезона. Оценена роль существенных характеристик среды (температура и солёность воды) и метеоусловий (ветровой режим) в формировании сезонных изменений показателей ММ. Обсуждается влияние антропогенного загрязнения и эвтрофирования вод бухты на динамику структуры и показателей обилия ММ и связь оценок видового разнообразия с показателями трофности локальных акваторий бухты.
Впервые исследованы морфометрические показатели (высота растения, количество, длина и ширина вегетативных и генеративных органов) живых экземпляров редкого эндемичного остролодочника Попова (Oxytropis popoviana Peschkova) из эталонных природных популяций северо-западного побережья оз. Байкал. Изучена изменчивость различных признаков. Проведено сравнение полученных морфометрических параметров O. popoviana с приведёнными в протологе данного вида и с параметрами близкого вида Oxytropis grandiflora (Pall.) DC.
Издательство
- Издательство
- ИГУ
- Регион
- Россия, Иркутск
- Почтовый адрес
- 664003, Иркутская обл, г Иркутск, Кировский р-н, ул Карла Маркса, д 1
- Юр. адрес
- 664003, Иркутская обл, г Иркутск, Кировский р-н, ул Карла Маркса, д 1
- ФИО
- Шмидт Александр Федорович (РЕКТОР)
- E-mail адрес
- rector@isu.ru
- Контактный телефон
- +7 (904) 1502889
- Сайт
- https://api.isu.ru