Обрабатывать семена сельхозрастений наночастицами золота предложили ученые из Института физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН (Москва). Дело в том, что выращивание пшеницы, кукурузы, рукколы, горчицы и других растений в северных регионах РФ достаточно проблематичное занятие. Растения должны хорошо переносить холода, что достигается путем селекции и вывода тех сортов, в листьях которых в больших количествах накапливаются сахара.
Основная задача сахаров — удержание влаги в клетках растений, что спасает их от обезвоживания и образования льда в холодное время года. За счет стабилизации клеточных мембран сахара защищают их от разрушения. В связи с этим сотрудники Института биохимии и физиологии растений и микроорганизмов Саратовского научного центра решили синтезировать наночастицы с содержанием золота. Получить их удалось из хлорауриновой кислоты, соединения, активно применяемого в медицине.
За счет своих микроскопических размеров наночастицы легко преодолевают оболочки семян и, попадая внутрь клеток, регулируют метаболизм растений, изменяя обмен веществ. Путем экспериментов с различными концентрациями наночастиц с содержанием золота ученые добились серьезных результатов. Для сравнения, необработанные высокоурожайные яровые сорта пшеницы, выдерживающие морозы до −3 ℃, показывали выживаемость при данной температуре около 60%. А при температурах −5 ℃ и ниже погибали.
Напротив, обработанные наночастицами семена пшеницы при −3 ℃ показали выживаемость 97%, а при температуре −5 ℃ выживаемость составила более 50%. При этом ученые выяснили, что наиболее эффективной концентрацией нанозолота оказалась 10 мкг/л: в эксперименте использовались концентрации 5, 10, 15 и 20 мкг/л. Помимо увеличения выживаемости растений, исследователи также заметили, что нанозолото увеличило содержание сахаров в клетках растения на 16%, а активность гена Wcor15 (отвечает за устойчивость к холоду) повысилась в 8 раз.
Исследование показало, что наночастицы золота изменяют метаболизм растений и активность генов, отвечающих за адаптацию к низкотемпературному стрессу. Обработку ими можно рассматривать как фитонанотехнологию, позволяющую повышать морозостойкость культурных растений и тем самым расширять диапазон широт, подходящих для выращивания сортов, которые не имеют генетической устойчивости к холоду.
Так как синтезировать наночастицы золота из хлорауриновой кислоты достаточно легко и быстро, предложенный метод обработки сельхозрастений может использоваться для адаптации теплолюбивых сельхозкультур в северных широтах страны.
Тем временем ученые выяснили, что у будущих космических туристов могут возникнуть разные проблемы со здоровьем, в том числе со зрением.