Томские и китайские ученые нашли способ повысить иммунитет растений с помощью сахарных молекул

Ученые ТГУ совместно с коллегами из Китая разработали новый способ защиты сельскохозяйственных растений от болезней. Метод основан на использовании коротких сахарных молекул, которые помогают активировать естественный иммунитет растений и могут снизить потребность в химических средствах защиты, сообщила пресс-служба вуза.

Результаты исследования опубликованы в научном журнале International Journal of Biological Macromolecules. Новую технологию уже испытали на арбузах и дынях.

Как отмечают исследователи, изменение климата приводит к увеличению числа засух, дефицита влаги и других стрессовых факторов для растений. Одновременно растет распространение грибков, бактерий, вирусов и насекомых-вредителей, что снижает урожайность сельскохозяйственных культур.

По словам старшего научного сотрудника Высшей инженерной школы агробиотехнологий ТГУ Лилии Коломейчик, ученые ищут экологичные способы защиты растений. Один из таких методов основан на предварительной обработке растений леванами — природными полисахаридами, которые синтезируют растения и некоторые микроорганизмы.

Однако обычные молекулы левана слишком крупные и плохо растворяются в воде. Китайским ученым удалось получить их укороченную форму — олигосахариды левана (LOS), состоящие всего из двух-десяти мономеров. Такие молекулы хорошо растворимы и сохраняют способность стимулировать иммунную систему растений.

Эффективность LOS проверили на пяти сортах дыни и пяти сортах арбуза. После обработки растения заражали двумя опасными возбудителями — псевдогрибом Phytophthora capsici, вызывающим фитофтороз и гнили, а также грибом Botrytis cinerea, который является причиной серой гнили.

Испытания показали, что обработка значительно повысила устойчивость растений к Phytophthora capsici. При этом против Botrytis cinerea заметного защитного эффекта выявлено не было.

Кроме повышения устойчивости к заболеваниям ученые зафиксировали и улучшение качества растений. После обработки в листьях увеличивалось содержание хлорофилла, а в плодах арбуза возрастало количество растворимых сухих веществ.

По словам доцента кафедры физиологии растений, биотехнологии и биоинформатики ТГУ Марины Ефимовой, LOS действует как сигнал тревоги для растения. После обработки запускается цепочка защитных реакций, усиливаются естественные барьеры и активируются гены, отвечающие за иммунный ответ.

Использовать LOS можно несколькими способами: при внекорневом опрыскивании, замачивании семян или обработке корней. По мнению исследователей, если дальнейшие испытания подтвердят эффективность и безопасность технологии, она сможет стать частью устойчивого сельского хозяйства и поможет сократить использование химических пестицидов и фунгицидов.