Ларионова О. С., Древко Я. Б., Горшунова С. В. Синтез наночастиц селена и исследование особенности физиологических процессов в проростках огурца сорта родничок // Научная жизнь. 2023. Т. 18. Вып. 3 (129)

Ларионова Ольга Сергеевна, д-р биол. наук, доцент, зав. кафедрой «Микробиология и биотехнология», ФГБОУ ВО «Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии им. Н. И. Вавилова»: Россия, 410012, Саратовская обл., г. Саратов, пр-кт им. Петра Столыпина, зд. 4, стр. 3.
Древко Ярослав Борисович, канд. хим. наук, доцент кафедры «Микробиология и биотехнология», ФГБОУ ВО «Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии им. Н. И. Вавилова»: Россия, 410012, Саратовская обл., г. Саратов, пр-кт им. Петра Столыпина, зд. 4, стр. 3.
Горшунова Софья Владимировна, ассист. кафедры «Микробиология и биотехнология», ФГБОУ ВО «Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии им. Н. И. Вавилова»: Россия, 410012, Саратовская обл., г. Саратов, пр-кт им. Петра Столыпина, зд. 4, стр. 3.

Тел.: (987) 370-28-24
E-mail: Gorshunova.s.v@yandex.ru

Изучено влияние регуляторов роста на физиологические процессы в проростках огурца на начальных этапах онтогенеза. При анализе семян проводилась обработка 2,6- диметил-(4-диметиламинофенил)-4н-селенопираном, диацетофенонилселенидом, селенитом натрия, наночастицами селена и водой, также проведен контрольный эксперимент с водно-спиртовым раствором. Установлено, что наибольшее стимулирующее влияние на стрессоустойчивость семян оказывал диацетофенонилселенид, накопление биомассы проростов было на 8,7–17,7 % больше, чем в контроле.  Результаты показали, что увеличение накопления сухого вещества корней было значительно выше, чем других замеряемых образцов. В условиях солевого стресса обработка семян пшеницы наночастицами селена снижала угнетение ростовых характеристик проростков по сравнению с контрольным вариантом. Тенденция увеличения стимуляции селеном биомассы корней по сравнению с другими вариантами сохранялась. В эксперименте обработки семян огурца нанокомпозицией селена установлено, что засоление оказывало более негативное действие на прорастание семян, выращенных в условиях хлоридного засоления, в 1,6–1,9 раза меньше, чем в контрольном эксперименте (дистиллированная вода). При этом угнетение роста биомассы корней отмечалось на 20 %. Корни постоянно находятся в контакте с засоленной почвой, поэтому высокие концентрации солей сильнее угнетают рост корней, чем надземных органов. Такой фактор внешней среды как засоление уменьшает способность растений поглощать воду.

Список литературы:

1. Du C., Fan H., Guo S., Tezuka T., Li J. Proteomic analysis of cucumber seedling roots subjected to salt stress // Phytochemistry. – 2010. – № 71 (13). – Pp. 1450–1459. https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2010.05.020

2. Alam P., Albalawi T. H., Altalayan F. H., Bakht M. A., Ahanger M. A., Raja V., Ashraf M., Ahmad P. 24-epibrassinolide (EBR) confers tolerance against NaCl stress in soybean plants by up-refulating antioxidant system, ascorbate-glutathione cycle, and glyoxalase system // Biomolecules. – 2019. – № 9. – P. 640. https://doi.org/10.3390/biom9110640
3. Shi Q., Ding F., Wang X., Wei M. Exogenous nitric oxide protect cucumber roots against oxidative stress induced by salt stress // Plant Physiol Biochem. – 2007. – № 45 (8). – Pp. 542–550. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2007.05.005
4. Zhu J., Bie Z., Li Y. Physiological and growth responses of two different salt-sensitive cucumber cultivars to NaCl stress // Soil Sci Plant Nutr. – 2008. – № 54. – Pp. 400–407. https://doi.org/10.1111/j.1747-0765.2008.00245.x
5. Ahanger M. A., Aziz U., Alsahli A. A., Alyemeni M. N., Ahmad P. Influence of exogenous salicylic acid and nitric oxide on growrh, photosythesis, and ascorbate-glutathione cycle in salt stressed Vigna angularis // Biomolecules. –2020. – № 10 (1). – P. 42. https://doi.org/10.3390/biom10010042
6. Sudhir P., Murthy S. D. S. Effects of salt stress on basic processes of photosynthesis // Photosynthetica. – 2004. – № 42 (2). – Pp. 481–486. https://doi.org/10.1007/S11099-005-0001-6
7. Ohta S. Recent progress toward hydrogen medicine: potential of molecular hydrogen for preventive and therapeutic applications // Curr Pharm. –2011. – № 17 (22). – Pp. 2241–2252. https://doi.org/10.2174/ 138161211797052664
8. Renwick G. M., Giumarro C., Siegel S. M. Hydrogen metabolism in higher plants // Plant Physiol. – 1964. – № 39. – Pp. 303–306. https://doi.org/10.1104/pp. 39.3.303
9. Zeng J., Zhang M., Sun X. Molecular hydrogen is involved in phytohormone signaling and stress responses in plants // PLoS ONE. – 2013. – № 8 (8). – e71038. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0071038
10. Zhu Y., Liao W., Wang M., Niu L., Xu Q., Jin X. Nitric oxide is required for hydrogen gas-induced adventitious root formation in cucumber // J Plant Physiol. – 2016. – № 195. – Pp. 50–58. https://doi.org/10.1016/j. jplph.2016.02.018
11. Chen Q., Zhao X., Lei D., Hu S., Shen Z., Shen W., Xu X. Hydro- gen-rich water pretreatment alters photosynthetic gas exchange, chlorophyll fluorescence, and antioxidant activities in heat-stressed cucumber leaves // Plant Growth Regul. – 2017. – № 83 (1). – Pp. 69–82. https://doi.org/10.1007/s10725-017-0284-1
12. Xie Y., Mao Y., Lai D., Zhan W., Shen W. H2 enhances Arabi- dopsis salt tolerance by manipulating ZAT10/12-mediated anti- oxidant defence and controlling sodium exclusion // PLoS ONE. – 2012. – № 7 (11). – e49800. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0049800
13. Xie Y., Mao Y., Zhang W., Lai D., Wang Q., Shen W. Reactive oxygen species-dependent nitric oxide production contributes to hydrogen-promoted stomatal closure in Arabidopsis // Plant Physiol. – 2014. – № 165 (2). – Pp. 759–773. https://doi.org/10.1104/pp.114.237925
14. Xu S., Zhu S., Jiang Y., Wang N., Wang R., Shen W., Yang J. Hydro- gen-rich water alleviates salt stress in rice during seed germination // Plant Soil. – 2013. – № 370 (1–2). – Pp. 47–57. https://doi.org/10.1104/pp.114.237925

SYNTHESIS OF SELENIUM NANOPARTICLES AND INVESTIGATION OF PHYSIOLOGICAL PROCESSES IN SEEDLINGS OF CUCUMBER OF THE VARIETIES RODNICHOK

Larionova Olga Sergeevna, Dr. of Biol. Sci., Ass. Prof., Head of the Depart. of Microbiology and Biotechnology, Saratov State University of Genetics, Biotechnology and Engineering named after N.I. Vavilov, Saratov, Russia.
Drewko Yaroslav Borisovich, Cand. of Chem. Sci., Ass. Prof., Depart. of Microbiology and Biotechnology, Saratov State University of Genetics, Biotechnology and Engineering named after N.I. Vavilov, Saratov, Russia.
Gorshunova Sofia Vladimirovna, Assist. of the Depart. of Microbiology and Biotechnology, Saratov State University of Genetics, Biotechnology and Engineering named after N.I. Vavilov, Saratov, Russia.

Keywords: synthesis of nanoparticles, 2,6-dimethyl-(4-dimethylaminophenyl)-4n-selenopyran, diacetophenonyl selenide, spring variety.

Abstract. The effect of growth regulators on physiological processes in cucumber seedlings at the initial stages of ontogenesis was studied. Seeds were analyzed by treatment with 2,6-dimethyl-(4-dimethylaminophenyl)-4n-selenopyran, diacetophenonyl selenide, sodium selenite, selenium nanoparticles, and water; a control experiment was also carried out with a water-alcohol solution. It was found that diacetophenonyl selenide had the greatest stimulating effect on stress resistance of seeds, the accumulation of seedling biomass was 8.7–17.7% more than in the control. The results showed that the increase in root dry matter accumulation was significantly higher than the other samples measured. Under conditions of salt stress, the treatment of wheat seeds with selenium nanoparticles reduced the inhibition of the growth characteristics of seedlings compared to the control variant. The tendency to increase the stimulation of the root biomass with selenium in comparison with other variants remained. In the experiment of treating cucumber seeds with a selenium nanocomposition, it was found that salinization had a more negative effect on the germination of seeds grown under conditions of chloride salinity, 1.6–1.9 times less than in the control experiment (distilled water). At the same time, inhibition of the growth of root biomass was noted by 20%. The roots are constantly in contact with saline soil, so high salt concentrations inhibit the growth of roots more than above-ground organs. Such an environmental factor as salinity reduces the ability of plants to absorb water.