Влияние нанооксидов и кристаллических оксидов железа на рост, генотоксичность и цитотоксичность растений in vitro и ex vitro

  • S.I. Kolesnikov Academy of Biology and Biotechnology of the Southern Federal University
  • T.V. Varduny Botanical garden of the Southern Federal University
  • V.S. Lysenko Botanical garden of the Southern Federal University
  • O.A. Kapralova Botanical garden of the Southern Federal University
  • V.A. Chokheli Botanical garden of the Southern Federal University
  • M.M. Sereda Botanical garden of the Southern Federal University
  • P.A. Dmitriev Botanical garden of the Southern Federal University
  • V.M. Varduny Botanical garden of the Southern Federal University
Ключевые слова: корневой митотический индекс; культура тканей; наночастицы; хромосомные аберрации

Аннотация

Исследована цитотоксичность, фитотоксичность и генотоксичность наночастиц (Fe2O3 NP) и кристаллических препаратов оксида железа (Fe2O3 cr.), выявляемая в экспериментах с растениями мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) после обработки этими препаратами ее семян. Показано стимулирующее влияние большинства концентраций суспензий оксидов железа на деление клеток и рост тканей. Также изучено влияние Fe2O3 NP и Fe2O3 cr. на рост и развитие растений томата (Lycopersicon esculentum L.) in vitro культуре тканей. Показано, что Fe2O3 NP и Fe2O3 cr. оказывали стимулирующие и ингибирующие воздействия в зависимости от концентрации.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.
DOI:https://doi.org/10.14258/turczaninowia.21.4.21

Литература

Alidoust D., Isoda A. 2014. Phytotoxicity assessment of γ-Fe2O3 nanoparticles on root elongation and growth of rice plant. Environmental Earth Sciences 71(12): 5173–5182.
Auffan M., Decome L., Rose J., Orsiere T., Méo M., Briois V., Chanéac C., Olivi L., Bergé-Lefranc J-L., Botta A., Wiesner M., Bottero J-Y. 2006. In vitro interactions between DMSA-coated maghemite nanoparticles and human fibroblasts: a physicochemical and cyto-genotoxical study. Environmental Sciences and Technology 40(14): 4367–4373.
Balasubramanyam A., Sailaja N., Mahboob M., Rahman M., Misra S, Hussain S., Grover P. 2009. Evaluation of genotoxic effects of oral exposure to aluminum oxide nanomaterials in rat bone marrow. Mutation Research 676: 41–47.
Barrena E., Casals E., Colon J., Fon Xt., Sanchez A., Puntes V. 2009. Evaluation of the ecotoxicity of model nanoparticles. Chemosphere.75(7): 850–857.
Butenko R. G. 1999. Biology of higher plant cells in vitro and biotechnology based on them. FBK-PRESS, Moscow, 158 рp. [In Russian]. (Бутенко Р. Г. Биология клеток высших растений in vitro и биотехнологии на их основе. М.: ФБК-ПРЕСС, 1999. 158 с.).
Churilov G. I., Nazarova A. A., Ampleeva L. E., Polishchuk S. D., Cherkasov O. V. 2010. The biological effect of nanoscale metals on various groups of plants. Ryazan, 148 pp. [In Russian]. (Чурилов Г. И., Назарова А. А., Амплеева Л. Е., Полищук С. Д. Черкасов О. В. Биологическое действие наноразмерных металлов на различные группы растений. Рязань, 2010. 148 с.).
Deryabina T. D. 2015. Adaptive reactions and tolerance limits of Triticum aestivum and Allium cepa to copper and iron nanoparticles. Diss. of the PhD. Orenburg, 123 pp. [In Russian]. (Дерябина Т. Д. Адаптивные реакции и пределы толерантности Triticum aestivum и Allium cepa к наночастицам меди и железа: дис. … канд. биол. наук. Оренбург, 2015. 123 с.).
Godimchuk A. Yu., Ikhalainen E. S. 2013. Influence of highly dispersed particles of different nature on the early stages of ontogenesis of rapeseed plants (Brassica napus). Naukovedenie 5: 2–17 [In Russian]. (Годымчук А. Ю., Ихалайнен Е. С. Влияние высокодисперсных частиц различной природы на ранние стадии онтогенеза растений рапса (Brassica napus) // Науковедение, 2013. № 5. С. 2–17.).
GOST R 52325-2005. 2005. Seeds of agricultural plants. Varietal and sowing characteristics. General specifications. Last updated 23.06.2009. Last accessed 2.12.2018: Status: currently applicable [In Russian]. (ГОСТ Р 52325-2005. Семена сельскохозяйственных растений. Сортовые и посевные качества. Общие технические условия. Дата последнего изменения: 23.06.2009). URL: http://uralniishoz.ru/uploadedFiles/files/gost_r_52325-2005.pdf
GOST R 50260-92. 1993. Seed dressing of onions, carots and tomatoes. Sowing characteristics. Specifications Last updated 01.12.2003. Last accessed 2.12.2018: Status: currently applicable [In Russian]. (ГОСТ Р 50260-92. Семена лука, моркови и томата дражированные. Посевные качества. Технические условия. Дата введения: 01.07.1993). URL: https://docs.cntd.ru/document/gost-r-50260-92
Grif V. G., Machs E. M. 1994. Rhythms of mitotic activity and cell cycles in plant meristems. Cytology 36(11): 1069–1080.
Ham A., Cormac D. 1982. Histology. Vol. 1. Mir, Moscow, 136 pp. [In Russian]. (Хэм А. Кормак Д. Гистология. В 5 тт. Т. 1. 136 с.).
He S., Feng Y., Ren H., Zhang Y., Gu N., Lin X. 2011. The impact of iron oxide magnetic nanoparticles on the soil bacterial community. Journal of Soils and Sediments 11(8): 1408–1417.
Jankowski K., Jankowska J., Ciepiela G. A., Sosnowski J., Wiśniewska-Kadzajan B., Matsyura, A. 2014. The initial growth and development of poa pratensis under the allelopathic influence of taraxacum officinale. Journal of Ecological Engineering, 15 (2): 93–99. doi:10.12911/22998993.1094984
Jankowski K., Malinowska E., Wiśniewska-Kadżajan B., Jankowska J., Truba M., Czeluściński W., Matsyura A. 2018. The effects of soil conditioners on grass colour throughout the growing season. Applied Ecology and Environmental Research, 16 (4): 3981–3992. doi:10.15666/aeer/1604_39813992
Karlsson R.-M., Hefner K., Sibley D., Holmes A. 2008. Comparison of dopamine D1 and D5 receptor knockout mice for cocaine locomotor sensitization. Psychopharmacology (Berl.) 200(1): 117–127.
Kim D., Gopal J., Sivanesan I. 2017. Nanomaterials in plant tissue culture: the disclosed and undisclosed. RSC Advance (IF 2.936). DOI: 10.1039/C7RA07025J
Klien K., Godnić-Cvar J. 2012. Genotoxicity of metal nanoparticles: Focus on in vivo studies. Archives of Industrial Hygiene and Toxicology 63: 133–145
Kolesnikov S. I., Timoshenko A. N., Kazeev K. Sh., Akimenko Yu. V. 2016. Influence of pollution of nickel and iron oxides with nanoparticles on the biological properties of the chernozem. Izvestiya visshih uchebnih zavedeniy. North Caucasus region. Series: Natural Sciences 1(189): 71–75 [In Russian]. (Колесников С. И., Тимошенко А. Н., Казеев К. Ш., Акименко Ю. В. Влияние загрязнения наночастицами оксидов никеля и железа на биологические свойства чернозема обыкновенного североприазовского // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Естественные науки, 2016. № 1(189). С. 71–75).
Korzhevsky D. E., Gilyarov A. V. 2010. Basics of histological technique. SpecLit, St. Petersburg, 95 рр. [In Russian]. (Коржевский Д. Э., Гиляров А. В. Основы гистологической техники. СПб.: СпецЛит, 2010. 95 с.).
Lei Z., Fashui H., Shipeng L., Liu C. 2005. Effect of nano-TiO2 onstrength of naturally aged seeds and growth of spinach. Biological Trace Element Research 104: 83–91.
Mahmoudi M., Hofmann H., Rothen-Rutishauser B., Petri-Fink A. 2012. Assessing the in vitro and in vivo toxicity of superparamagnetic iron oxide nanoparticles. Chem. Rev. 112(4): 2323–2338.
Nazarova A. А., Kutskir M. V. 2012. Features of the action of nanoscale particles of copper on the physiological processes in the plant organism. In: Modern Chemical Physics: Materials of the conference. Tuapse, 93–94 pp. [In Russian]. (Назарова А. А., Куцкир М. В. Особенности действия наноразмерных частиц меди на физиологические процессы в растительном организме // Современная химическая физика: Материалы конф. Туапсе, 2012. С. 93–94).
Siddiqui M., Al-Whaibi M. 2014. Role of nano-SiO2 in germination of tomato (Lycopersicum esculentum seeds Mill.). Saudi J. Biol. Sci. 21(1): 13–17. DOI: 10.1016/j.sjbs.2013.04.005
Vinogradov D. V. 2010. The influence of nanocrystalline iron metal on the productivity of spring rapeseed. In: Innovative technologies and technical means of cultivation of forage crops in dry farming areas based on adaptive and promising farming systems. Materials of the conf. Volgograd, 43–45 pp. [In Russian] (Виноградов Д. В. Влияние нанокристаллического металла железа на продуктивность ярового рапса // Инновационные технологии и технические средства возделывания кормовых культур в зонах сухого земледелия на основе адаптивных и перспективных систем земледелия: материалы конф. Волгоград, 2010. С. 43–45).
Vishnu R., Minkina T., Fedorenko G., Sushkova S., Mandzhieva S., Lysenko V., Duplii N., Fedorenko G., Dvadnenko K., Ghazaryan K. 2018. Toxicity of copper oxide nanoparticles on spring barley (Hordeum sativum distichum). Science of The Total Environment 645: 1103–1113.
Xie H., Mason M. M., Wise J. P. Sr. 2011. Genotoxicity of metal nanoparticles. Reviews on Environmental Health 26: 251–68.
Опубликован
2018-12-11
Как цитировать
Kolesnikov, S., Varduny, T., Lysenko, V., Kapralova, O., Chokheli, V., Sereda, M., Dmitriev, P., & Varduny, V. (2018). Влияние нанооксидов и кристаллических оксидов железа на рост, генотоксичность и цитотоксичность растений in vitro и ex vitro. Turczaninowia, 21(4), 207-214. https://doi.org/10.14258/turczaninowia.21.4.21
Раздел
Научные статьи