В рамках исследований воздействия нановеществ на рост и развитие растений изучено влияние химически синтезированного нанокомпозитного соединения селена (6,4 %) со стабилизирующим природным полимером арабиногалактаном (НК Se/Аг) на процессы колонизации растений картофеля in vitro возбудителем кольцевой гнили – грамположительной бактерией Clavibacter sepedonicus (Cms) (штамм Ac-1405). Оценено влияние НК Se/Аг на интенсивность заражения возбудителем тканей корня и разных зон вегетативной части растений картофеля, определена динамика синтеза активных форм кислорода (АФК) и образования продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в тканях растения. Впервые с применением сканирующей микроскопии визуализированы бактерии Cms в тканях растений картофеля in vitro.

Перфильева Алла Иннокентьевна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН, Россия, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 132, e-mail: alla.light@mail.ru 

Ножкина Ольга Александровна, аспирант, Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН, Россия, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 132, e-mail: smallolga@mail.ru 

Граскова Ирина Алексеевна, доктор биологических наук, главный научный сотрудник, Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН, Россия, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 132, e-mail: graskova@sifibr.irk.ru 

Забанова Наталья Сергеевна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН, Россия, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 132; доцент Иркутский государственный университет, Россия, 664003, г. Иркутск, ул. К. Маркса, 1, e-mail: pavnatser@mail.ru 

Клименков Игорь Викторович, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник, Лимнологический институт СО РАН, Россия, 664033, г. Иркутск, ул. Улан-Баторская, 3; доцент, Иркутский государственный университет, Россия, 664003, г. Иркутск, ул. К. Маркса, 1, e-mail: iklimen@mail.ru 

Александрова Галина Петровна, кандидат химических наук, старший научный сотрудник, Иркутский институт химии им. А. Е. Фаворского СО РАН, Россия, 664033, г. Иркутск, ул. Фаворского, 1, e-mail: alexa@irioch.irk.ru 

Сухов Борис Геннадьевич, кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник, Иркутский институт химии им. А. Е. Фаворского СО РАН, Россия, 664033, г. Иркутск, ул. Фаворского, 1, e-mail: sukhov@irioch.irk.ru

Влияние нанокомпозита селена и арабиногалактана на колонизацию растений картофеля in vitro возбудителем кольцевой гнили / А. И. Перфильева, О. А. Ножкина, И. А. Граскова, Н. С. Забанова, И. В. Клименков, Г. П. Александрова, Б. Г. Сухов // Известия Иркутского государственного университета. Серия Биология. Экология. 2020. Т. 32. С. 3–17. https://doi.org/10.26516/2073-3372.2020.32.3

картофель, нанокомпозит, селен, Clavibacter sepedonicus, перекисное окисление липидов, колонизация, сканирующая электронная микроскопия

Владимиров Ю. А., Арчаков А. И. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах. М. : Наука, 1972. 252 с.

Воздействие наноразмерного селена на возбудитель кольцевой гнили и картофель in vitro / И. А. Граскова, А. И. Перфильева, О. А. Ножкина, А. В. Дьякова, В. Н. Нурминский, И. В. Клименков, А. П. Судаков, Т. М. Бородина, Г. П. Александрова, М. В. Лесничая, Б. Г. Сухов, Б. А. Трофимов // Химия растительного сырья. 2019. № 3. С. 345–354.

Конфокальная микроскопия в изучении влияния оригинальных проферментных наногликоконъюгатов элементного селена на регенерацию опорных тканей / И. А. Шурыгина, Л. В. Родионова, М. Г. Шурыгин, Б. Г. Сухов, С. В. Кузнецов, Л. Г. Попова, Н. Н. Дремина // Известия РАН. Серия физическая. 2015. Т. 79, № 2. С. 280–282. https://doi.org/10.7868/S0367676515020271

Нанокомпозиты селена с полисахаридными матрицами стимулируют рост картофеля in vitro, инфицированного возбудителем кольцевой гнили / А. И. Перфильева, О. А. Ножкина, И. А. Граскова, А. В. Дьякова, А. Г. Павлова, Г. П. Александрова, Б. Г. Сухов, Б. А. Трофимов // Доклады Академии наук. 2019. Т. 489, № 3. С. 325–330. https://doi.org/10.31857/S0869-56524893325-330

Нанотехнологии и пестициды (дайджест публикаций за 2011–2017 гг.) / С. Г. Жемчужин, Ю. Я. Спиридонов, И. Ю. Клейменова, Г. С. Босак // Агрохимия. 2019. № 5. С. 89–96. 

Перфильева А. И., Рымарева Е. В. Действие монойодацетата натрия на колонизацию растений картофеля in vitro возбудителем кольцевой гнили // Защита и карантин растений. 2013. № 3. С. 49-50.

Петухов А. С., Хритохин Н. А., Петухова Г. А. Перекисное окисление липидов в клетках растений в условиях городской среды // Вестник РУДН. Сер. Экология и безопасность жизнедеятельности. 2018. Т. 26, № 1. С. 82–90. https://doi.org/10.22363/2313-2310-2018-26-1-82-90

A critical review of selenium biogeochemical behavior in soil-plant system with an inference to human health / Natasha, M. Shahid, N. K. Niazi, S. Khalid, B. Murtaza, I. Bibi, M. I. Rashid // Environ. Pollut. 2018. Vol. 234. P. 915–934. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2017.12.019

Analysis of the toxicity of purothionins and hordothionins for plant pathogenic bacteria / D. E. Florack, B. Visser, P. M. de Vries, J. W. L. van Vuurde, W. J. Stiekema // Neth. J. Plant Pathol. 1993. Vol. 99, N 5–6. P. 259–268.

Ayliffe M., Sørensen C. K. Plant nonhost resistance: paradigms and new environments // Curr. Opin. Plant. Biol. 2019. Vol. 50. P. 104–113. https://doi.org/10.1016/j.pbi.2019.03.011

Cerium oxide nanoparticles and bulk cerium oxide leading to different physiological and biochemical responses in Brassica rapa / X. Ma, Q. Wang, L. Rossi, W. Zhang // Environ. Sci. Technol. 2016. Vol. 50. P. 6793–6802. https://doi.org/10.1021/acs.est.5b04111

Copper oxide nanoparticle mediated DNA damage in terrestrial plant models / D. H. Atha, H. Wang, E. J. Petersen, D. Cleveland, R. D. Holbrook, P. Jaruga, M. Dizdaroglu, B. Xing, B. C. Nelson // Environ. Sci. Technol. 2012. Vol. 46. P. 1819–1827. https://doi.org/10.1021/es202660k

Development of antimicrobial nano-selenium biocomposite for protecting potatoes from bacterial phytopathogens / A. I. Perfileva, S. M. Moty'leva, K. Yu. Arsent'ev, I. V. Klimenkov, I. A. Graskova, B. G. Sukhov, B. A. Trofimov // Nanotechnologies in Russia. 2017. Vol. 12, N 8–9. P. 90–95.

Effects of copper nanoparticles (CuO NPs) on crop plants: A mini review / V. D. Rajput, T. Minkina, S. Suskova, S. Mandzhieva, V. Tsitsuashvili, V. Chapligin, A. Fedorenko // BioNanoScience. 2018. Vol. 8. P. 36–42. https://doi.org/10.1007/s12668-017-0466-3

Effects of nano-iron oxide particles on agronomic traits of soybean / R. Sheykhbaglou, M. Sedghi, M. T. Shishevan, R. S. Sharifi // Not. Sci. Biol. 2010. Vol. 2. P. 112–113. 

Effects of selenium on the growth and photosynthetic characteristics of flue-cured tobacco (Nicotiana tabacum L.) / C. Jiang, C. Zu, J. Shen, F. Shao, T. Li // Acta. Soc. Bot. Pol. 2015. Vol. 84. P. 71–77. https://doi.org/10.5586/asbp.2015.006

Eichenlaub R., Gartemann K. H. The Clavibacter michiganensis subspecies: molecular investigation of gram-positive bacterial plant pathogens // Annu. Rev. Phytopathol. 2011. Vol. 49. P. 445–464. https://doi.org/10.1146/annurev-phyto-072910-095258

Evaluation of cytotoxicity, biochemical profile and yield components of groundnut plants treated with nano-selenium / H. A. Hussein, O. M. Darwesh, B. B. Mekki, S. M. El-Hallouty // Biotechnol. Rep. (Amst). 2019. Vol. 12, N 24. P. 1–7. https://doi.org/10.1016/j.btre.2019.e00377

Fate of CuO and ZnO nano- and microparticles in the plant environment / C. O. Dimkpa, D. E. Latta, J. E. McLean, D. W. Britt, M. I. Boyanov, A. J. Anderson // Environ. Sci. Technol. 2013. Vol. 47. P. 4734–4742. https://doi.org/10.1021/es304736y

Gupta M., Gupta S. An overview of selenium uptake, metabolism, and toxicity in plants // Front. Plant. Sci. 2017. Vol. 7. P. 1–14. https://doi.org/10.3389/fpls.2016.02074

Liebthal M., Dietz K. J. The fundamental role of reactive oxygen species in plant stress response // Methods in Molecular Biology. 2017. Vol. 1631. Р. 23–39. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-7136-7_2

Nanobiocomposite based on selenium and arabinogalactan: Synthesis, structure, and application / L. V. Rodionova, I. A. Shurygina, B. G. Sukhov, L. G. Popova, M. G. Shurygin, A. V. Artem’ev, N. N. Pogodaeva, S. V. Kuznetsov, N. K. Gusarova, B. A. Trofimov // Russ. J. Gen. Chem. 2015. Vol. 85. P. 485–487. https://doi.org/10.1134/S1070363215020218

Newbery F., Qi A., Fitt B. D. Modelling impacts of climate change on arable crop diseases: progress, challenges and applications // Curr. Opin. Plant. Biol. 2016. Vol. 32. P. 101–109. https://doi.org/10.1016/j.pbi.2016.07.002

Noctor G., Reichheld J.-P., Foyer C. H. ROS-related redox regulation and signaling in plants // Semin. Cell Dev. Biol. 2018. Vol. 80. P. 3–12. https://doi.org/10.1016/j.semcdb.2017.07.013

Reactive oxygen species, abiotic stress and stress combination / F. K. Choudhury, R. M. Rivero, E. Blumwald, R. Mittler // Plant J. 2017. Vol. 90. N 5. P. 856–867. https://doi.org/10.1111/tpj.13299 

Re-classification of Clavibacter michiganensis subspecies on the basis of whole-genome and multi-locus sequence analyses / X. Li, J. Tambong, К. X. Yuan, W. Chen., H. Xu, C. A. Lévesque, S. H. De Boer // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2018. Vol. 68. N 1. Р. 234–240. https://doi.org/10.1099/ijsem.0.002492

Roozen N. J. M., van Vuurde J. W. L. Development of a semi-selective medium and an immunofluorescence colonystaining procedure for the detection of Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus in cattle manure slurry // Neth. J. Plant Pathol. 1991. Vol. 97, N 5. P. 321–334.

Selenium improves photosynthesis and protects photosystem II in pear (Pyrus bretschneideri), grape (Vitis vinifera), and peach (Prunus persica) / T. Feng, S. Chen, D. Gao, G. Liu, H. Bai, A. Li, L. Peng, Z. Ren // Photosynthetica. 2015. Vol. 53. P. 609–612. https://doi.org/10.1007/s11099-015-0118-1

Sheykhbaglou R., Sedghi M., Fathi-Achachlouie B. The effect of ferrous nano-oxide particles on physiological traits and nutritional compounds of soybean (Glycine max L.) seed // An. Acad. Bras. Cienc. 2018. Vol. 90. P. 485–494. http://dx.doi.org/10.1590/0001-3765201820160251

Silver-containing nanocomposites of humic substances, agents for healing of potatoes from the ring rot / I. A. Graskova, A. I. Perfilieva, O. A. Nozhkina, B. G. Sukhov, G. P. Aleksandrova, B. A. Trofimov // Doklady Biochemistry and Biophysics. 2018. Vol. 483. P. 321–324. https://doi.org/10.1134/S0012496618060078

Soybean interaction with engineered nanomaterials: A literature review of recent data / V. Coman, I. Oprea, L. F. Leopold, D. C.Vodnar, C. Coman // Nanomaterials. 2019. Vol. 9, N 9. P. 1248. https://doi.org/10.3390/nano9091248

Synthesis of selenium and silver nanobiocomposites and their influence on phytopathogenic bacterium Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus / A. I. Perfileva, O. A. Nozhkina, I. A. Graskova, A. V. Sidorov, M. V. Lesnichaya, G. P. Aleksandrova, G. Dolmaa, I. V. Klimenkov, B. G. Sukhov // Russ. Chem. Bull.. 2018. Vol. 67. P. 157–163.

The biological activity of a selenium nanocomposite encapsulated in carrageenan macromolecules with respect to ring rot pathogenesis of potato plants / O. A. Nozhkina, A. I. Perfileva, I. A. Graskova, A. V. Dyakova, V. N. Nurminsky, I. V. Klimenkov, T. V. Ganenko, T. N. Borodina, G. P. Aleksandrova, B. G. Sukhov, B. A. Trofimov // Nanotechnologies in Russia. 2019. Vol. 14, N 5–6. P. 74–81.

The modified qualities of basil plants by selenium and/or ascorbic acid / Z. O. Ardebili, N. O. Ardebili, S. Jalili, S. Safiallah // Turk. J. Bot. 2015. Vol. 39. P. 401–407. https://doi.org/10.3906/bot-1404-20

The role of extracellular pH-homeostasis in potato resistance to ring-rot pathogen / A. S. Romanenko, A. A. Riffel, I. A. Graskova, M. A. Rachenko // Phytopathol. 1999. Vol. 147, N 11–12. P. 679–686. https://doi.org/10.1046/j.1439-0434.1999.00450.x

Yan A., Chen Z. Impacts of silver nanoparticles on plants: A focus on the phytotoxicity and underlying mechanism // Int. J. Mol. Sci. 2019. Vol. 20, N 5. Р. 1003. https://doi.org/10.3390/ijms20051003

Youssef M. S., Elamawi R. M. Evaluation of phytotoxicity, cytotoxicity, and genotoxicity of ZnO nanoparticles in Vicia faba // Environ. Sci. Pollut. Res. Int. 2018. Vol. 27. P. 1–13. http://dx.doi.org/10.1007/s11356-018-3250-1