Влияние солей и наночастиц селена и кремния на рост мицелия Fusarium avenaceum (Fr.) Sacc. и Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoem. и прорастание семян злаковых культур

   Изучено влияние селена и кремния в наноформе в сравнении с селенитом натрия и натрием кремнефтористым на рост мицелия патогенных грибов Fusarium avenaceum и Bipolaris sorokiniana, а также на прорастание семян и рост проростков пшеницы и кукурузы. Выявлен ингибирующий эффект наночастиц на рост Bipolaris sorokiniana и Fusarium avenaceum. Нанокремний в концентрации 5–50 мг/л в большей степени, чем наночастицы селена, ингибировал рост Fusarium avenaceum и Bipolaris sorokiniana и был более эффективен, чем натрий кремнефтористый. Fusarium avenaceum оказался более устойчивым к наноселену и селениту натрия по сравнению с Bipolaris sorokiniana. Наночастицы практически не влияли на прорастание семян и рост проростков пшеницы и кукурузы, в то время как селенит натрия и натрий кремнефтористый в таких же концентрациях вызывали снижение энергии прорастания семян и сухой массы побегов и корней проростков.

1. Crop losses due to diseases and their implications for global food production losses and food security / S. A. Savary [et al.] // Food Security. – 2012. – Vol. 4, N 11. – Р. 519–537. doi: 10.1007/s12571-012-0200-5

2. Management of Fusarium head blight of wheat and barley / N. W. Stephen [et al.] // Crop Protection. – 2015. – Vol. 73, N 8. – Р. 100–107. doi: 10.1016/j.cropro.2015.02.025

3. Овсянкина, А. В. Корневые гнили зерновых / А. В. Овсянкина // Теория и практика борьбы с паразитарными болезнями. – 2012. – № 13. – С. 300–303.

4. Particularities of fungicides and factors affecting their fate and removal efficacy: A review / G. D. Gikas [et al.] // Sustainability. – 2022. – Vol. 14, N 7. – Р. 1050–1073. doi: 10.3390/su14074056

5. Wu, H. Recent advances in nano-enabled agriculture for improving plant performance / H. Wu, Z. Li // Crop. – 2022. – Vol. 10, N 1. – Р. 1–12. doi: 10.1016/j.cj.2021.06.002

6. Воздействие наноразмерного селена на возбудитель кольцевой гнили и картофель in vitro / И. А. Граскова [и др.] // Химия раст. сырья. – 2019. – № 3. – С. 345–354.

7. Datnoff, L. E. The use of silicon for integrated disease management: reducing fungicide applications and enhancing host plant resistance / L. E. Datnoff, K. W. Seebold, F. J. Correa-V // Studies Plant Sci. – 2001. – Vol. 8, N 1. – Р. 171–184.

8. Wang, H. Elemental selenium at nano size possesses lower toxicity without compromising the fundamental effect on selenoenzymes: comparison with selenomethionine in mice / H. Wang, J. Zhang, H. Yu // Free Radic. Biol. Med. – 2007. – Vol. 42, N 10. – P. 1524–1533. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2007.02.013

9. Smart pH responsive system based on hybrid mesoporous silica nanoparticles for delivery of fungicide to control Fusarium crown and root rot in tomato / M. A. Mosa [et al.] // Plant Pathol. – 2022. – Vol. 104, N 7. – P. 979–992. doi: 10.1007/s42161-022-01122-1

10. Effect of silicon and fungicide on photosynthetic responses in barley leaves challenged by Bipolaris sorokiniana / T. M. Holz [et al.] // Physiol. Mol. Plant Pathol. – 2022. – Vol. 120. – P. 101849. doi: 10.1016/j.pmpp.2022.101849

11. Cooke, J. The functional ecology of plant silicon: geoscience to genes / J. Cooke, J. L. DeGabriel, S. E. Hartley // York Environmental Sustainability Institute. – 2016. – Vol. 30, N 8. – P. 1270–1276. doi: 10.1111/1365-2435.12711

12. Effects of silicon nanoparticles on molecular, chemical, structural and ultrastructural characteristics of oat (Avena sativa L.) / A. Faride [et al.] // Plant Physiol. Biochem. – 2018. – Vol. 127. – P. 152–160. doi: 10.1016/j.plaphy.2018.03.021

13. Институт экспериментальной ботаники НАН Беларуси [Электронный ресурс] // Гербарий Института экспериментальной ботаники НАН Беларуси. – Минск, 2022. – Режим доступа: https://herbarium-msk.botany.by/коллекция-грибов/. – Дата доступа: 15. 08. 2022.

14. Институт микробиологии Национальной академии наук Беларуси [Электронный ресурс] // Каталог Белорусской коллекции непатогенных микроорганизмов. – Минск, 2022. – Режим доступа: https://mbio.bas-net.by/bim/ru/filamentous_fungi/Bipolaris/sorokiniana/БИМ_F-464.html. – Дата доступа: 15. 08. 2022.

15. Morphological and molecular variation between Fusarium avenaceum, Fusarium arthrosporioides and Fusarium anguioides strains / Y. Mattila [et al.] // Pathogens. – 2018. – Vol. 7, N 4. – Art. 94. doi: 10.3390/pathogens7040094

16. Межгосударственный стандарт. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести. – М. : Стандартинформ, 2011. – 31 с.

17. Рокицкий, П. Ф. Биологическая статистика / П. Ф. Рокицкий. – Минск : Высш. шк., 1973. – 320 c.

18. Азизбекян, С. Г. Исследование эффективности микроудобрений на основе наночастиц биоэлементов / С. Г. Азизбекян, А. Р. Набиуллин, В. И. Домаш // Нанотехника. – 2012. – № 4. – С. 70–71.

19. Морфология и биологическая активность наносистем на основе наночастиц селена / С. В. Валуева [и др.] // Нанотехника. – 2012. – № 4. – С 53–58.

20. Азизбекян, С. Г. Наноплант – новое отечественное микроудобрение / С. Г. Азизбекян, В. И. Домаш // Наше сельское хозяйство. Агрономия. – 2015. – № 7. – С. 68–72.

21. Yurkevich, E. S. Study of toxicological properties of microfertilizers Nanoplant in experiments in vitro / E. S. Yurkevich, M. V. Anisovich, S. G. Azizbekyan // Bionanotox 2018: 9^th International сongress “Biomaterials and Nanobiomaterials: Recent Advances Safety – Toxicology and Ecology Issues”, May 06–13, 2018, Heraklion, Greece. – P. 45–46.

22. Study of the toxicological properties of microfertilizers / M. M. Vasilyeva [et al.] // Publ. Health Toxicol. – 2021. – P. 24. doi: 10.18332/pht/142259

23. Anisovich, M. I. Investigation of the change in the toxicological properties of microelements in the synthesis of nanofertilizer / M. I. Anisovich // NanoTox 2018: 9th International conference on nanotoxicology “New tools in risk assessment of nanomaterials”, September 18–21, 2018, Neuss, Germany. – 2018. – Р. 97.

24. Межгосударственный стандарт. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности. – М. : Стандартинформ, 2007. – 7 с.

25. The use of biological selenium nanoparticles to suppress Triticum aestivum L. crown and root rot diseases induced by Fusarium species and improve yield under drought and heat stress / M. T. El-Saadony [et al.] // Saudi J. Biol. Sci. – 2021. – Vol. 28, N 8. – P. 4461–4471. doi: 10.1016/j.sjbs.2021.04.043

26. Kalboush, Z. A. Biogenic silica nanoparticles, synthesis, characterization and antifungal activity against two rice pathogenic fungi / Z. A. Kalboush, W. E. Gabr, A. A. Hassan // Egypt. J. Agric. Res. – 2017. – Vol. 95, N 2. – P. 543–558. doi: 10.21608/EJAR.2017.148458

27. Асанова, А. А. Изменение ростовых показателей овса посевного Avena sativa под воздействием наночастиц диоксида титана и кремния / А. А. Асанова, В. И. Полонский // Вестн. Красноярск. гос. аграр. ун-та. – 2019. – № 8. – С. 3–9.

28. Ростостимулирующая активность нанокомпозитов селена в природных полимерных матрицах при прорастании семян культурных растений / В. Н. Нурминский [и др.] // Докл. Рос. акад. наук. науки о жизни. – 2020. – Т. 495, № 1. – С. 607–611.

29. Биологические эффекты наночастиц селена и селенита натрия на клеточные культуры многоколосника морщинистого / А. А. Кузовкова [и др.] // Факторы экспериментальной эволюции организмов : сб. науч. тр. / НАН Украины, Укр. о-во генетиков и селекционеров им. Н. И. Вавилова. – Киев, 2013. – Т. 12. – С. 260–264.

30. Бруй, И. Г. Нанозащита от стрессов / И. Г. Бруй, С. Г. Азизбекян, В. И. Домаш // Наше сельск. хоз-во. – 2018. – № 7. – С. 58–61.

31. Effects of silicon and silicon-based nanoparticles on rhizosphere microbiome, plant stress and growth / V. D. Rajput [et al.] // Biology. – 2021. – Vol. 10, N 8. – Art. 791. doi: 10.3390/biology10080791

32. The influence of silicon oxide nanoparticles on morphometric parameters of monocotyledons and dicotyledons in soil and climatic conditions of Western Siberia, as well as on microbiological soil properties / N. Tereshchenko [et al.] // BioNanoScience. – 2017. – Vol. 7. – P. 703–711. doi: 10.1007/s12668-017-0419-x

33. Немцова, Е. В. Влияние аморфного диоксида кремния и его золя на параметры роста некоторых зерновых культур / Е. В. Немцова // Ежегодник НИИ фунд. и прикл. исслед. – 2018. – № 1. – С. 41–44.

34. Немцова, Е. В. Влияние диоксида кремния «Ковелос-сорб» на параметры роста Rhododendron Roseum (Loisel.) Rehder в культуре in vitro / Е. В. Немцова, А. В. Харин, И. А. Разлуго // Вестн. Нижневартов. гос. ун-та. – 2020. – № 1. – С. 48–55.

35. Comparative efficacy of bio-selenium nanoparticles and sodium selenite on morpho-physiochemical attributes under normal and salt stress conditions, besides selenium detoxification pathways in Brassica napus L. / A. M. El-Badri [et al.] // J. Nanobiotech. – 2022. – Vol. 20, N 1. – P. 1–23. doi: 10.1186/s12951-022-01370-4

36. Effect of fluoride and cadmium stress on the uptake and translocation of fluoride and cadmium and other mineral nutrition elements in radish in single element or cotaminated sierozem / Y. Chen [et al.] // Environment. Experim. Botany. – 2017. – Vol. 134. – P. 54–61. doi: 10.1016/j.envexpbot.2016.11.002

37. Шелепова, О. В. Агроэкологическое значение фтора / О. В. Шелепова, Ю. А. Потатуева // Агрохимия. – 2003. – № 9. – С. 78–87.