Vliv nanoprimingu na dynamiku klíčení na příkladu osiv celeru

Baránek M., Pečenka J., Tekielska D., Čechová J., Pekárková J., Richtera L.

¹Mendeleum - ústav genetiky, Zahradnická fakulta v Lednici, MENDELU; ²Ústav chemie a biochemie, Agronomická fakulta,  MENDELU

Úvod
Nanopriming představuje cílené máčení osiva ve vodných disperzích nanočástic (NPs), jehož cílem je modulovat fyziologické procesy v klíčních rostlinách. Díky vysokému povrchu a reaktivitě mohou NPs působit jako mikro‑zdroje živin, ovlivňovat redoxní rovnováhu či měnit vodivost a permeabilitu osemení. Mezi pozorované efekty po nanoprimingu osiv patří i) zlepšení jejich zdravotního stavu, zejména snížením kontaminace nežádoucími mikroorganismy ii) zvýšení tolerance k abiotickým stresovým faktorům iii) zlepšení produkčních vlastností rostlin, které ze semen ošetřených touto metodou vyrůstají. Mezi nejčastěji používané NPs patří oxid křemičitý, oxid zinečnatý, nanočástice stříbra nebo uhlíkové nanomateriály.

Cíl
Cílem této práce bylo ověřit, zda nanopriming urychlí dynamiku klíčení celeru (Apium graveolens, cv. Albín) s obecně dlouhým nástupem klíčení. Za tímto účelem byl testován vliv tří typů ošetření – nanočástice typu SiO₂, rGO–Cu a jejich směsi – při expozicích 3, 6 a 9 hodin na dynamiku klíčení (hodnocený parametr T₅₀ - doba od vysetí, kdy vyklíčilo 50 % semen), které byly porovnány se suchou a mokrou kontrolou.

Metody
Osivo odrůdy Albín bylo máčeno 3/6/9 h na třepačce (100 rpm) v disperzích: SiO₂ (≈1600 mg·l⁻¹), rGO–Cu (≈150 mg Cu·l⁻¹) a jejich směsi; kontroly: suchá a mokrá (voda). Po ošetření bylo osivo vyséváno na klíčidla (30/20 °C den/noc). Denně byly zaznamenávány kumulativní počty vyklíčených semen (3×50 ks/varianta). Průběhy byly modelovány tříparametrickou rostoucí log‑logistickou funkcí; z odhadů byla odvozena charakteristika T₅₀. Rozdíly byly testovány pomocí porovnání modelů (F‑test, p_Holm < 0,05).

Výsledky
Celkový průběh klíčení u jednotlivých variant až do 25 dnů po výsevu zachycuje obrázek č.1. Souhrnné hodnoty T₅₀ jakožto parametru hodnotícího dynamiku nástupu klíčení uvádí Tabulka 1. Zd eje zřejmé, že nejnižší hodnota T₅₀ byla dosažena u varianty SiO₂ po 6 h, kdy ve srovnání se suchou kontrolou se T₅₀ zkrátilo přibližně o ~1 den (~12 %); rozdíl byl statisticky průkazný. Mokrá kontrola (hydro‑priming) přinesla částečný efekt zrychlení, avšak méně výrazný. Směs rGO–Cu + SiO₂ klíčení spíše tlumila a prodloužení expozice na 9 h vedlo u většiny variant k vyrovnání s kontrolami nebo ke zpomalení.

Obrázek 1.  Vývoj klíčení osiv odrůdy Albín (celer) u jednotlivých variant po 3, 6, a 9 hodinách nanoprimingu

Tabulka 1. Hodnoty  T₅₀ u jednotlivých variant a délek ošetření

Závěr

Nejvýraznější urychlení klíčení (T₅₀) bylo dosaženo ošetřením SiO₂ po dobu 6 hodin. Směsná varianta rGO–Cu + SiO₂ efekt spíše tlumila a prodloužení ošetření na 9 hodin vedlo k vyrovnání nebo zhoršení dynamiky klíčení vůči kontrolám. Hydro‑priming (mokrá kontrola) přinesl částečný přínos, nicméně SiO₂ (6 h) vykázalo nadřazený účinek. Získané výsledky identifikovaly perspektivní kombinace pro navazující testy stability účinku napříč příbuznými druhy, odrůdami, šaržemi a experimenty v polních podmínkách.

Poděkování

Předložená studie vznikla na základě podpory projektu NAZV „Využití inovativního potenciálu nanotechnologií pro zvýšení rentability vybraných oblastí zemědělské produkce“ vedeného pod označením QK22010031.