Биологи Томского государственного университета совместно с китайскими коллегами нашли новый способ активизации иммунитета растений с помощью олигосахаридов, полученных из полисахарида левана (LOS). Результаты опубликованы в International Journal of Biological Macromolecules (Q1).
Растения всё чаще сталкиваются со стрессами: засуха, засоление, тяжёлые металлы, болезни и вредители. Эти факторы, особенно в совокупности, снижают урожаи по всему миру. Изменение климата — жара и засуха — усложняет жизнь растениям. Одновременно активизируются патогены и насекомые-вредители. Химические пестициды дорожают, теряют эффективность и вредны для человека.
«Мы разрабатываем подходы, которые позволят защитить растения от разных видов стресса с помощью экологичных инструментов. В частности, проводим прайминг — предварительную обработку — леванами», — объясняет старший научный сотрудник ВИША ТГУ Лилия Коломейчик.
Леваны — это природные фруктаны (длинные молекулы из 416 000 мономеров). Они плохо растворимы, что ограничивает их применение в агропрактике. Китайские учёные первыми в мире синтезировали короткие олигосахариды (LOS) — всего из 2–10 мономеров. Эти «малыши» хорошо растворимы и сохраняют иммуномодулирующие свойства.
LOS опробовали на пяти сортах дыни и пяти сортах арбуза. Семена проращивали, саженцы опрыскивали LOS, через 72 часа «инфицировали» возбудителями серой гнили (Botrytis cinerea) и фитофтороза (Phytophthora capsici). Через 42 часа оценивали поражение листьев.
Результат: против фитофтороза LOS заметно повысил устойчивость обеих культур, а против серой гнили эффекта не дал. Но вдобавок к защите обработка улучшила качество: увеличилось содержание хлорофилла в листьях и растворимых сухих веществ в плодах арбуза.
«LOS действует как "тревожный сигнал" для растения. Клетки распознают чужеродные молекулы через рецепторы и запускают защитные реакции: выброс активных форм кислорода, приток ионов кальция, активацию защитных генов. Основной эффект — активация иммунитета», — поясняет доцент кафедры физиологии растений БИ ТГУ Марина Ефимова.
LOS можно применять как внекорневые опрыскивания, замачивание семян или погружение корней — без серьёзных изменений в агротехнике. Если дальнейшие испытания подтвердят эффективность и безопасность, этот подход может стать частью стратегии устойчивого земледелия, снижая зависимость от химических препаратов в условиях меняющегося климата.
Фото: официальный портал ТГУ
