В статье представлен материала, указывающий на нарушение минерального обмена растений в результате вторичного загрязнения тяжелыми металлами, которые при повышенных концентрациях оказывают токсическое действие на самые разнообразные физиологические процессы и занимают одно из центральных мест в проблеме устойчивости растительных организмов к неблагоприятным факторам внешней среды. Значительный интерес привлекают наночастицы на основе железа, меди и никеля. Исследование механизмов адаптации растений к структурно различающимся нанометаллам с позиции изменения ряда физиолого-биохимических параметров актуально для более полного понимания адаптационных возможностей организмов в условиях техногенных наноматериалов. Таким образом, анализ содержания фотосинтетических пигментов позволил сформировать согласованные представления об избирательности влияния нанометаллов на компоненты пигментной системы проростков, зависящей как от состава металла, так и от его концентрации. Полученные результаты экспериментальных исследований служат дополнительным доказательством существования избирательности при активации той или иной реакции антиоксидантной системы растений, определяемой природой наноматериала. Однако, изменение в уровне активных форм кислорода (АФК) в присутствии никеля и меди можно отнести к неспецифической ответной реакции растений, поскольку аналогичные изменения характерны для разнообразных видов стрессов растений и в большинстве случаев требуют дальнейших исследований. В результате проведенных исследований, было получено, что основной «мишенью» действия наночастиц (НЧ) металлов оказалась корневая система растений, что определило интерес к выявлению механизмов фитотоксичности с акцентом на исследование клеточного повреждения именно в этой части растений.

тяжелые металлы, наночастицы, индекс толерантности, фотосинтетические пигменты, активные формы кислорода, анализ жизнеспособности клеток

1. Короткова А.М. Влияние наночастиц металлов и их оксидов на физиолого-биохимические показатели растения Triticum vulgare Vill. Уфа: Башкирский государственный университет, 2017. 194 с.

2. Khana I., Saeed K., Khan I. Nanoparticles: Properties, applications and toxicities // Arabian Journal of Chemistry. 2017. URL: https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2017.05.011.

3. Дерябина Т.Д. Адаптивные реакции и пределы толерантности Triticum aestivum и Allium cepa L. к наночастицам меди и железа. Оренбург, 2015. 23 с.

4. Masarovicova E., Kralova K. Metal nanoparticles and plants // Ecol. Chem. Eng. 2013. № 20(1). Р. 9–22.

5. Faisal M., Saquib Q., Alatara A. А., Al-Khedhairy A.A. Phytotoxic hazards of NiО-nanoparticles in tomato: a study on mechanism of cell death // J. of Hazardous Materials. 2013. № 250–251. Р. 318–332.

6. Корнилина В.В. Влияние ложного осинового трутовика на содержание пигментов в листьях осины в лесах Ульяновской области // Фундаментальные исследования. 2012. Т. 3. № 9. С. 568–572.

7. Dimkpa C.O., McLean J.E., Latta D.E., Manango E. et al. СuО and ZnО nanoparticles: phytotoxicity, metal speciation, and induction of oxidative stress in sand-grown wheat // J. Nanopart. Res. 2012. № 814(9). P. 1125–1129.

8. Higuchi Y. Glutathione depletion-induced chromosomal DNA fragmentation associated with apoptosis and necrosis // J. Cell. Mol. Med. 2004. № 8. Р. 455–464.

9. Gerald L.N., Jamie R.M. Fluorescence detection of hydroxyl radicals // Radiat. Phys. Chem. 2006. № 75. Р. 473–478.

10. Wilkins D.A. The measurement of tolerance to edaphic factors by means of root growth // New Phytologist. 1978. № 80. Р. 623–633.

11. Nair P.M., Chung I.M. Impact of copper oxide nanoparticles exposure on Arabidopsis thaliana growth, root system development, root lignificaion, and molecular level changes // Environ. Sci. Pollut. Res. Int. 2014. № 21. Р. 12709–127022.