Влияние флавоноидов на рост и антиоксидантный статус Triticum aestivum L.

Флавоноиды представляют собой перспективный класс природных биостимуляторов роста растений, однако их индивидуальное влияние на физиолого-биохимические параметры сельхозкультур требует детального изучения. Помимо непосредственного регулирующего действия на метаболизм растений, эти соединения, благодаря своей восстановительной активности и способности к хелатированию ионов металлов, могут использоваться в качестве эффективных агентов для «зеленого» синтеза наночастиц, что открывает возможность создания микроудобрений с комбинированным действием. Данная работа является первым этапом двухэтапной стратегии, направленной на создание микроудобрений на основе наночастиц металлов, синтезированных с использованием флавоноидов в качестве восстанавливающих и стабилизирующих агентов. В работе представлены результаты сравнительного анализа влияния шести флавоноидов (кверцетин, катехин, таксифолин, лютеолин, формононетин, рутин) на ростовые параметры, фотосинтетический аппарат и антиоксидантную систему яровой пшеницы (Triticum aestivum L.). Установлено, что все соединения стимулируют накопление биомассы корней, однако наиболее сбалансированное положительное воздействие на комплекс изученных показателей оказывают формононетин и кверцетин. Данные флавоноиды достоверно увеличивали длину корней на 24,9% и 18,9% соответственно наряду с содержанием хлорофиллов, активностью супероксиддисмутазы, при этом не вызывали существенного окислительного стресса. Катехин, напротив, ингибировал развитие корней и снижал содержание пигментов. Полученные результаты позволяют рекомендовать формононетин и кверцетин для дальнейшего использования в качестве агентов «зеленого синтеза» наночастиц металлов.

1. Martinez-Alonso A., Yepes-Molina L., Guarnizo A.L., Carvajal M. Modification of Gene Expression of Tomato Plants through Foliar Flavonoid Application in Relation to Enhanced Growth. Genes. 2023; 14(12): 2208. https://doi.org/10.3390/genes14122208

2. Parvin K., Hasanuzzaman M., Bhuyan M.H.M.B., Mohsin S.M., Fujita M. Quercetin Mediated Salt Tolerance in Tomato through the Enhancement of Plant Antioxidant Defense and Glyoxalase Systems. Plants. 2019; 8(8): 247. https://doi.org/10.3390/plants8080247

3. Zhang Y., Xia Y. Quercetin enhances tomato seed germination via phenylpropanoid-dependent regulation of ROS, hormone signaling, and starch hydrolysis. Plant Physiology and Biochemistry. 2026; 230: 110590. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2025.110590

4. Ma D., Sun D., Wang C., Li Y., Guo T. Expression of flavonoid biosynthesis genes and accumulation of flavonoid in wheat leaves in response to drought stress. Plant Physiology and Biochemistry. 2014; 80: 60–66. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2014.03.024

5. Jańczak-Pieniążek M., Migut D., Piechowiak T., Balawejder M. Assessment of the Impact of the Application of a Quercetin—Copper Complex on the Course of Physiological and Biochemical Processes in Wheat Plants (Triticum aestivum L.) Growing under Saline Conditions. Cells. 2022; 11(7): 1141. https://doi.org/10.3390/cells11071141

6. Fedoreyeva L.I., Lazareva E.M., Kononenko N.V. Features of the Effect of Quercetin on Different Genotypes of Wheat under Hypoxia. International Journal of Molecular Sciences. 2024; 25(8): 4487. https://doi.org/10.3390/ijms25084487

7. Jańczak-Pieniążek M., Migut D., Piechowiak T., Balawejder M. Enhancement of Photosynthetic Efficiency and Antioxidant Response in Wheat Under Drought Stress by Quercetin–Copper Complex. International Journal of Molecular Sciences. 2025; 26(21): 10365. https://doi.org/10.3390/ijms262110365

8. Kong Y. et al. Exogenous application of luteolin enhances wheat resistance to Puccinia striiformis f. sp. tritici. Plant Physiology and Biochemistry. 2025; 222: 109674. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2025.109674

9. Jain S., Mehata M.S. Medicinal Plant Leaf Extract and Pure Flavonoid Mediated Green Synthesis of Silver Nanoparticles and their Enhanced Antibacterial Property. Scientific Reports. 2017; 7: 15867. https://doi.org/10.1038/s41598-017-15724-8

10. Chen X. et al. Formononetin in Radix Hedysari extract-mediated green synthesis of gold nanoparticles for colorimetric detection of ferrous ions in tap water. RSC Advances. 2020; 10(54): 32897–32905. https://doi.org/10.1039/d0ra05660j

11. Sysak S. et al. Metal Nanoparticle-Flavonoid Connections: Synthesis, Physicochemical and Biological Properties, as Well as Potential Applications in Medicine. Nanomaterials. 2023; 13(9): 1531. https://doi.org/10.3390/nano13091531

12. Singh H. et al. Revisiting the Green Synthesis of Nanoparticles: Uncovering Influences of Plant Extracts as Reducing Agents for Enhanced Synthesis Efficiency and Its Biomedical Applications. International Journal of Nanomedicine. 2023; 18: 4727–4250. https://doi.org/10.2147/IJN.S419369

13. Ramírez-Rosas S.L., Delgado-Alvarado E., Sanchez-Vargas L.O., HerreraMay A.L., Peña-Juarez M.G., Gonzalez-Calderon J.A. Green Route to Produce Silver Nanoparticles Using the Bioactive Flavonoid Quercetin as a Reducing Agent and Food Anti-Caking Agents as Stabilizers. Nanomaterials. 2022; 12(19): 3545. https://doi.org/10.3390/nano12193545

14. Tasca F., Antiochia R. Biocide Activity of Green Quercetin-Mediated Synthesized Silver Nanoparticles. Nanomaterials. 2020; 10(5): 909. https://doi.org/10.3390/nano10050909

15. Kubavat K. et al. Green synthesis of silver nanoparticles using dietary antioxidant rutin and its biological contour. Beni-Suef University Journal of Basic and Applied Sciences. 2022; 11: 115. https://doi.org/10.1186/s43088-022-00297-x

16. Walencik P.K., Choińska R., Gołębiewska E., Kalinowska M. Metal–Flavonoid Interactions—From Simple Complexes to Advanced Systems. Molecules. 2024; 29(11): 2573. https://doi.org/10.3390/molecules29112573

17. Dutta T., Maity A., Khan A.A., Ghosh N.N. Activity of pure flavonoid-based green silver nano particles against breast cancer: A combined experimental and computational investigation. Journal of Molecular Structure. 2024; 1311: 138348. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2024.138348

18. Yuan Y.G., Wang Y.H., Xing H.H., Gurunathan S. Quercetin-mediated synthesis of graphene oxide–silver nanoparticle nanocomposites: a suitable alternative nanotherapy for neuroblastoma. International Journal of Nanomedicine. 2017; 12: 5819–5839. https://doi.org/10.2147/IJN.S140605

19. Choi Y., Choi M.-J., Cha S.-H., Kim Y.S., Cho S., Park Y. Catechin-capped gold nanoparticles: green synthesis, characterization, and catalytic activity toward 4-nitrophenol reduction. Nanoscale Research Letters. 2014; 9: 103. https://doi.org/10.1186/1556-276X-9-103

20. Qing W., Wang Y., Li X., Lu M., Liu X. Facile synthesis of mPEG-luteolincapped silver nanoparticles with antimicrobial activity and cytotoxicity to neuroblastoma SK-N-SH cells. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 2017; 160: 390–394. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2017.09.048

21. Pandian S.R.K., Kunjiappan S., Ravishankar V., Sundarapandian V. Synthesis of quercetin-functionalized silver nanoparticles by rapid one-pot approach. BioTechnologia. 2021; 102(1): 75–84. https://doi.org/10.5114/bta.2021.103764

22. Chahardoli A., Hajmomeni P., Ghowsi M., Qalekhani F., Shokoohinia Y., Fattahi A. Optimization of Quercetin-Assisted Silver Nanoparticles Synthesis and Evaluation of Their Hemocompatibility, Antioxidant, Anti-Inflammatory, and Antibacterial effects. Global Challenges. 2021; 5(12): 2100075. https://doi.org/10.1002/gch2.202100075

23. Пешков С.А. и др. Ультрадисперсные и ионные формы серебра: оценка влияния на рост проростков пшеницы Triticum aestivum и перспективы использования в качестве новых средств защиты растений. Агрохимия. 2025; (9): 49–59. https://doi.org/10.7868/S3034496425090067

24. Пешков С.А. и др. Влияние глицината железа и его ультрадисперсных частиц на ростовые и биохимические параметры проростков Triticum aestivum L. Агрохимия. 2025; (4): 40–48. https://doi.org/10.7868/s3034496425040056

25. Hudz N., Yezerska O., Shanaida M., Horčinová Sedláčková V., Wieczorek P.P. Application of the Folin-Ciocalteu method to the evaluation of Salvia sclarea extracts. Pharmacia. 2019; 66(4): 209–215. https://doi.org/10.3897/pharmacia.66.e38976

26. Pérez M., Dominguez-López I., Lamuela-Raventós R.M. The Chemistry Behind the Folin–Ciocalteu Method for the Estimation of (Poly)phenol Content in Food: Total Phenolic Intake in a Mediterranean Dietary Pattern. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2023; 71(46): 17543–17553. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.3c04022

27. Chen H.-h., Zhou J.-h. Systematic Investigation on AlCl3 Colorimetric Determination of Total Flavonoids in Daylily. Proceedings of SPIE. 2022; 12458: 1245804 https://doi.org/10.1117/12.2660568

28. Shraim A.M., Ahmed T.A., Rahman M.M., Hijji Y.M. Determination of total flavonoid content by aluminum chloride assay: A critical evaluation. LWT. 2021; 150: 111932. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2021.111932

29. Hodges D.M., DeLong J.M., Forney C.F., Prange R.K. Improving the thiobarbituric acid-reactive-substances assay for estimating lipid peroxidation in plant tissues containing anthocyanin and other interfering compounds. Planta. 1999; 207(4): 604–611. https://doi.org/10.1007/s004250050524

30. Landi M. Commentary to: “Improving the thiobarbituric acid-reactivesubstances assay for estimating lipid peroxidation in plant tissues containing anthocyanin and other interfering compounds” by Hodges et al., Planta (1999) 207:604–611. Planta. 2017; 245(6): 1067. https://doi.org/10.1007/s00425-017-2699-3

31. Kurepa J., Shull T.E., Smalle J.A. Friends in Arms: Flavonoids and the Auxin/ Cytokinin Balance in Terrestrialization. Plants. 2023; 12(3): 517. https://doi.org/10.3390/plants12030517

32. Daryanavard H., Postiglione A.E., Mühlemann J.K., Muday G.K. Flavonols modulate plant development, signaling, and stress responses. Current Opinion in Plant Biology. 2023; 72: 102350. https://doi.org/10.1016/j.pbi.2023.102350

33. Tohge T., Fernie A.R. Specialized Metabolites of the Flavonol Class Mediate Root Phototropism and Growth. Molecular Plant. 2016; 9(12): 1554–1555. https://doi.org/10.1016/j.molp.2016.10.019

34. Jańczak-Pieniążek M., Migut D., Piechowiak T., Buczek J., Balawejder M. The Effect of Exogenous Application of Quercetin Derivative Solutions on the Course of Physiological and Biochemical Processes in Wheat Seedlings. International Journal of Molecular Sciences. 2021; 22(13): 6882. https://doi.org/10.3390/ijms22136882

35. Dumanović J., Nepovimova E., Natić M., Kuča K., Jaćević V. The Significance of Reactive Oxygen Species and Antioxidant Defense System in Plants: A Concise Overview. Frontiers in Plant Science. 2020; 11: 552969. https://doi.org/10.3389/fpls.2020.552969

36. Sharma P., Jha A.B., Dubey R.S., Pessarakli M. Reactive Oxygen Species, Oxidative Damage, and Antioxidative Defense Mechanism in Plants under Stressful Conditions. Journal of Botany. 2012; 2012: 217037. https://doi.org/10.1155/2012/217037