Mazais ūdenszieds (Lemna minor L.) - modeļorganisms nanotehnoloģijas un vides drošības pētījumiem

Abstract

Pētījumā tiek apskatītas Lemna minor kā modeļobjekta izmantošanas iespējas vides piesārņojuma noteikšanai ar dažādām nano un miko izmēra daļiņām. Iepriekšējie pētījumi parādīja, ka Lemna minor ir jutīgs bioindikators, kas spēj reaģēt pat uz nelielām nanodaļiņu koncentrācijām. Mērķis ir izpētīt Lemna minor mijiedarbību ar daļiņām, t.s., potenciāli toksikām. Šim nolūkam tika izveidotas in vitro kultūras. Tika pētīta dažādu nanodaļiņu veidu ietekme uz Lemna minor Sta2 klonu, kas ir jutīgs pret vides izmaiņām. Paraugiem pēc kultivācijas barotnēs ar nono/mikrodaļiņām tika noteiktas frontu laukuma izmaiņas, izmantojot plūsmas citometriju, šūnu reletīvas fluorescences ismaiņas un veikta DNS nalīze ar iPBS metodi. Pētījuma rezultāti liecina, ka saskarē ar toksiskām daļiņām auga šūnās notiek būtiskas izmaiņas DNS līmenī, kas izpaužas kā gēnu ekspresijas izmaiņas. Šis pētījums parāda jaunas iespējas Lemna minor izmantošanai vides monitoringa rīku izstrādei dažādu nano/mikro daļiņu ietekmes uz vidi izvērtēšanai.

The study explores the potential of using Lemna minor as a model organism for detecting environmental pollution caused by various nano- and microsized particles. Previous research has shown that Lemna minor is a sensitive bioindicator capable of responding even to low concentrations of nanoparticles. The aim is to investigate the interaction between Lemna minor and particles, including those that are potentially toxic. For this purpose were established in vitro cultures. The effects of different types of nanoparticles were studied on the Lemna minor Sta2 clone—known for its sensitivity to environmental changes. After cultivation in media containing nano/microparticles, changes in frond area were measured, along with relative changes in cell fluorescence using flow cytometry, and DNA analysis was performed using the iPBS method. The results of the study indicate that exposure to toxic particles causes significant changes in plant cells at the DNA level, manifested as alterations in gene expression. This research demonstrates new possibilities for the use of Lemna minor in the development of environmental monitoring tools for assessing the impact of various nano- and microparticles on the environment.