Роль наночастиц в повышении продуктивности сельскохозяйственных культур и управлении абиотическим стрессом

Наночастицы (НЧ) обладают специфическими физическими и химическими свойствами, благодаря которым способны преодолевать клеточные барьеры и воздействовать на живые организмы. Эта способность обусловила их применение не только в медицине, электронике, химии и физике, но и в сельском хозяйстве. В сельском хозяйстве нанотехнологии могут способствовать улучшению роста растений и повышению урожайности за счёт применения различных продуктов наномасштабного уровня, таких как нанодобрения, наногербициды, нанофунгициды и нанопестициды. Оптимальную концентрацию НЧ можно обеспечить при обработке семян, корней, пыльцы, изолированных клеток и протопластов, опрыскивании по листьям, орошении растворами НЧ, прямом введении, гидропонном выращивании и биобаллистической доставке. После контакта НЧ с растительными клетками они поглощаются через плазмодесмы или посредством эндоцитоза и перемещаются по апопластическому и/или симпластическому пути. Достигнув различных частей растения, полезные НЧ повышают интенсивность фотосинтеза, способствуют накоплению биомассы, увеличивают содержание хлорофилла и сахаров, а также накоплению осмолитов и антиоксидантов. НЧ также улучшают азотный обмен, повышают содержание хлорофилла и белка и усиливают экспрессию генов, связанных с абиотическим и биотическим стрессом. В настоящем обзоре обобщены современные данные о различных способах применения, поглощении и транспорте НЧ, а также об их потенциальной пользе для управления стрессом и повышения продуктивности сельскохозяйственных культур.