Взаимодействие наночастиц и живых организмов в настоящее время всесторонне и пристально изучается. Частицы сравнительно легко проникают в клетки животных, немного с большими трудностями – в клетки растений (у растений, как мы помним, помимо свойственной всем клеткам плазматической мембраны имеется еще и прочная, твёрдая клеточная стенка). А вот американские исследователи недавно озаботились вопросом: могут ли наночастицы проникать в семена растений, оболочка которых еще более толстая, чем растительная клеточная стенка?
По словам ученых, семена некоторых видов растений способны накапливать тяжелые металлы, такие как свинец или барий. На основании этого факта исследователи делают совершенно логичное (по их словам!) предположение, что некоторые наноразмерные частицы будут также проникать сквозь оболочку семян и (что не менее логично) влиять на их прорастание.
В качестве нанообъектов учёные использовали многостенные углеродные нанотрубки (рис. 1). Источником семян послужил томат Lycopersicon esculentum сорта Micro-Tom. Между прочим, это самый миниатюрный сорт помидор, чрезвычайно удобный для лабораторных исследований (рис. 2). Стерильные семена высевали на твёрдую питательную среду, содержащую 10, 20, 40 мкг/мл нанотрубок, и следили за их прорастанием. Контрольная группа семян росла на такой же среде, но без добавления наночастиц. И результаты не заставили себя ждать! Уже на третий день на средах с нанотрубками проросло более 30% семян, в то время как в контроле такие показатели были достигнуты лишь к 12-му дню (рис. 3). Проростки, выросшие на нанотрубках, быстрее набирали биомассу и имели большую длину побегов, нежели контрольные растения (однако длина их корней оказалась одинаковой, но объяснение этого явление осталось за рамками данного исследования) (рис. 4).
Наличие нанотрубок непосредственно внутри семян было показано при помощи рамановской спектроскопии (рис. 5). Также были сделаны микрофотографии корневой системы проростков, и в клетках корня тоже были обнаружены нанотрубки.
Было предложено и объяснение: возможно, нанотрубки, проникая сквозь оболочку семян, облегчают поступление воды к зародышу. Чтобы проверить, действительно ли это так, семена высушивали при 250°С в течение 120 минут и затем определяли изменение массы. Оказалось, что в сухих семенах до высевания на среду содержание влаги составляет примерно 18,4%. Семена, выдержанные на обыкновенной питательной среде 2 дня, содержали 38,9% влаги. А в тех семенах, что были высажены на среду с нанотрубками, было аж 57,6% жидкости. Таким образом, нанотрубки, накопление воды и прорастание семян определенно связаны между собой.
Работа «Carbon nanotubes are able to penetrate plant seed coat and dramatically affect seed germination and plant growth» опубликована в ACS Nano. Ученые надеются, что проделанная работа носит не только фундаментальный характер, но будет иметь и практическое значение для сельского хозяйства.
По словам ученых, семена некоторых видов растений способны накапливать тяжелые металлы, такие как свинец или барий. На основании этого факта исследователи делают совершенно логичное (по их словам!) предположение, что некоторые наноразмерные частицы будут также проникать сквозь оболочку семян и (что не менее логично) влиять на их прорастание.
В качестве нанообъектов учёные использовали многостенные углеродные нанотрубки (рис. 1). Источником семян послужил томат Lycopersicon esculentum сорта Micro-Tom. Между прочим, это самый миниатюрный сорт помидор, чрезвычайно удобный для лабораторных исследований (рис. 2). Стерильные семена высевали на твёрдую питательную среду, содержащую 10, 20, 40 мкг/мл нанотрубок, и следили за их прорастанием. Контрольная группа семян росла на такой же среде, но без добавления наночастиц. И результаты не заставили себя ждать! Уже на третий день на средах с нанотрубками проросло более 30% семян, в то время как в контроле такие показатели были достигнуты лишь к 12-му дню (рис. 3). Проростки, выросшие на нанотрубках, быстрее набирали биомассу и имели большую длину побегов, нежели контрольные растения (однако длина их корней оказалась одинаковой, но объяснение этого явление осталось за рамками данного исследования) (рис. 4).
Наличие нанотрубок непосредственно внутри семян было показано при помощи рамановской спектроскопии (рис. 5). Также были сделаны микрофотографии корневой системы проростков, и в клетках корня тоже были обнаружены нанотрубки.
Было предложено и объяснение: возможно, нанотрубки, проникая сквозь оболочку семян, облегчают поступление воды к зародышу. Чтобы проверить, действительно ли это так, семена высушивали при 250°С в течение 120 минут и затем определяли изменение массы. Оказалось, что в сухих семенах до высевания на среду содержание влаги составляет примерно 18,4%. Семена, выдержанные на обыкновенной питательной среде 2 дня, содержали 38,9% влаги. А в тех семенах, что были высажены на среду с нанотрубками, было аж 57,6% жидкости. Таким образом, нанотрубки, накопление воды и прорастание семян определенно связаны между собой.
Работа «Carbon nanotubes are able to penetrate plant seed coat and dramatically affect seed germination and plant growth» опубликована в ACS Nano. Ученые надеются, что проделанная работа носит не только фундаментальный характер, но будет иметь и практическое значение для сельского хозяйства.
а помидорчики-то колосятся 