A nanopartikulumok két arca: fém-oxid nanopartikulum-indukált nitro-oxidatív stressz mezőgazdasági csíranövényekben és ennek lehetséges enyhítése a magok szilícium nanopartikulum előkezelésével
A nanopartikulumok két arca: fém-oxid nanopartikulum-indukált nitro-oxidatív stressz mezőgazdasági csíranövényekben és ennek lehetséges enyhítése a magok szilícium nanopartikulum előkezelésével
Angol cím
The two face of nanoparticles: metal-oxide nanoparticle-induced nitro-oxidative stress in crop seedlings and its possible alleviation by nano-silicon seed priming
A projekt számos új információt tárt fel a növények és a fém-oxid nanopartikulumok közötti kapcsolatról.
Először is, a vizsgált egyszikűek és a kétszikűek eltérően reagáltak a cink-oxid (ZnO) és réz-oxid (CuO) nanopartikulumokra (NP): az egyszikűek jól tolerálták a ZnO NP-k jelenlétét, míg a CuO NP képes volt jelentősen gátolni a növekedésüket. A kétszikűeknél fordított volt a helyzet, amelyek növekedését a ZnO NP gátolta, míg a CuO NP stresszel szemben toleránsnak bizonyultak.
Az egyszikűek közül jelentős különbség mutatkozik a viszonylag érzékeny cirok és a viszonylag toleráns búza, rozs és tritikálé válaszai között a CuO nanorészecskékkel történő, 50%-os növekedési gátlást okozó kezelésekre. A projekt ezen részének eredményei azt mutatják, hogy bár a különböző CuO NP érzékenységű egyszikű fajok hasonló növekedési reakciókat mutatnak, a gyökereikben lévő reaktív molekulák egyensúlyában különböző változások következhetnek be, amelyek jelezhetik és befolyásolhatják a CuO nanopartikulumokkal mint stresszorral szembeni ellenállóképességüket.
A magok szilícium nanorészecskékkel történő előkezelése képes volt ellensúlyozni a CuO nanorészecskék által okozott gyökérnövekedés-gátlást a cirokban, búzában és rozsban, de a tritikáléban nem. Egyértelműnek tűnik továbbá, hogy a magok szilícium nanorészecskékkel történő előkezelése hatással van a növekedési válaszok hátterében álló jelátviteli folyamatokra is.
kutatási eredmények (angolul)
The project has uncovered a wealth of new information on the relationship between plants and metal oxide nanoparticles.
Firstly, the studied monocotyledons and dicotyledons responded differently to zinc oxide (ZnO) and copper oxide (CuO) nanoparticles (NPs): monocotyledons tolerated the presence of ZnO NPs well, while CuO NP was able to significantly inhibit their growth. The situation was reversed for dicotyledons, whose growth was inhibited by ZnO NPs, while they proved tolerant to CuO NP stress.
Among the monocotyledons, there was a significant difference between the responses of relatively sensitive sorghum and relatively tolerant wheat, rye and triticale to treatments with CuO nanoparticles that caused 50% growth inhibition. The results of this part of the project show that although different monocotyledonous species with different CuO NP-sensitivity show similar growth responses, distinct changes in the balance of reactive molecules in their roots may occur that could indicate and influence their resistance to CuO nanoparticles as a stressor.
Pretreatment of seeds with silicon nanoparticles was able to counteract root growth inhibition caused by CuO nanoparticles in sorghum, wheat and rye, but not in triticale. Furthermore, it seems clear that the pretreatment of seeds with silicon nanoparticles also affects the signalling processes underlying the growth responses.
Gábor Feigl, Árpád Molnár, Dóra Oláh, Kolbert Zsuzsanna: Role of Nitric Oxide in Plant Abiotic Stress Tolerance, In: Khan, Iqbal R.; Singh, Amarjeet; Poór, Péter (szerk.) Improving Abiotic Stress Tolerance in Plants, CRC Press (2020) pp. 131-153., 2020
Szőllősi Réka; Molnár Árpád; Feigl Gábor; Oláh Dóra; Kolbert Zsuzsanna: Hydrogen sulfide and nitric oxide crosstalk in plants under stress, In: Samiksha, Singh (szerk.) Hydrogen Sulfide in Plant Biology London, Egyesült Királyság / Anglia : Elsevier (2021) 394 p. pp. 149-170., 2021
Barbara Kacziba, Attila Pécsváradi, Andrea Rónavári, Zoltán Kónya, Gábor Feigl: Exploring the nitro-oxidative responses of monocotyledonous crops to CuO nanoparticle stress, 8th International Plant Nitric Oxide International Meeting, 2021
Kacziba Barbara, Pécsváradi Attila, Rónavári Andrea, Kónya Zoltán, Feigl Gábor: Egyszikű növények CuO nanopartikulum-stresszre adott nitro-oxidatív válaszainak vizsgálata, XIII. Hungarian Congress of Plant Biology, 2021
Edit, Horváth, Gábor, Feigl: Different nitro-oxidative response of tomato cultivars to salt- and osmotic stress, 8th International Plant Nitric Oxide International Meeting, 2021
Barbara Kacziba, Ádám Szierer, Enikő Mészáros, Andrea Rónavári, Zoltán Kónya, Gábor Feigl: Exploration the homeostasis of signaling molecules in monocotyledonous crops with different CuO nanoparticle tolerance, benyújtva/submitted, 2022
