Ученые разработали способ повышения иммунитета растений с помощью сахарных моллекул, который позволяет защищать культуры без использования химических пестицидов.
Метод протестирован на арбузах и дынях — обработка защитила их от серой гнили и фитофтороза и улучшила качество плодов, сообщили в Минобрнауки РФ.
Глобальное потепление климата подвергает растения засухе, засолению, загрязнению и атакам болезней, что приводит к серьезным потерям урожая. При этом традиционные химические средства защиты теряют актуальность: они дорожают, наносят вред здоровью человека, а их эффективность падает.
«Биологи Томского государственного университета (ТГУ) совместно с китайскими коллегами разработали новый способ активизации иммунитета растений при помощи олигосахаридов, полученных из полисахарида левана. Данный способ уже протестирован на дынях и арбузах», — сказано в сообщении.
Леваны — это длинные молекулы, которые синтезируют растения и некоторые микроорганизмы. Они состоят из сотен тысяч звеньев, поэтому плохо растворяются в воде, что мешает их использованию в сельском хозяйстве. Ученые из Китая первыми в мире научились создавать короткие растворимые аналоги (из 2−10 звеньев), которые сохраняют полезные свойства исходной молекулы.
Ученые испытали короткие молекулы левана — олигосахариды (LOS) на арбузах и дынях. Обработка защитила растения от двух опасных болезней: серой гнили, вызываемой грибом B. cinerea, и фитофтороза, который поражает не только бахчевые, но и кабачки с тыквами. Помимо защиты, обработка LOS улучшала некоторые параметры качества: увеличивалось содержание хлорофилла в листьях и растворимых сухих веществ в плодах арбуза, то есть сенсоры пользы были двойными: и защита, и качество.
По словам доцента кафедры физиологии растений, биотехнологий и биоинформатики Биологического института ТГУ Марины Ефимовой, короткие молекулы левана действуют как «сигнал тревоги» для растения, активируя его собственные защитные механизмы. Клетки распознают их через специальные рецепторы, запуская цепочку реакций: выброс активных форм кислорода, приток кальция и активацию сигнальных путей. В результате усиливаются защитные барьеры растения, повышается активность ферментов и общая готовность к стрессу. В случае арбузов и дынь основной эффект — не прямое уничтожение патогенов, а именно усиление иммунитета и активация генов защиты.
