Сладкий сигнал тревоги: как сахарные молекулы заменяют пестициды и спасают урожай
Глобальное потепление климата все сильнее усложняет жизнь аграриям по всему миру, способствуя засолению почв, подвергая сельскохозяйственные культуры засухе и агрессивным атакам болезней, что в конечном итоге приводит к серьезным потерям урожая. Защитить посадки привычными методами становится все труднее, поскольку традиционные химические пестициды постепенно теряют свою актуальность: они неуклонно дорожают, наносят вред здоровью человека, а их эффективность падает из-за привыкания патогенов. Об этом сообщает информационное агентство ТАСС.
В поисках безопасной и эффективной альтернативы биологи Томского государственного университета (Россия) совместно с китайскими коллегами обратились к механизмам самой природы и разработали новый способ активизации иммунитета растений с помощью углеводных соединений.
Основой для этого экологичного метода послужили леваны – длинные молекулы-полисахариды, которые естественным образом синтезируются растениями и некоторыми микроорганизмами. В своем первоначальном виде они состоят из сотен тысяч звеньев и из-за этого практически не растворяются в воде, что долгое время мешало их использованию в сельском хозяйстве. Однако ученым из Китая первыми в мире удалось преодолеть этот барьер, научившись создавать короткие растворимые аналоги левана – олигосахариды (LOS), состоящие всего из 2–10 звеньев, но полностью сохраняющие полезные свойства исходной структуры.
Полученные водорастворимые молекулы исследователи решили испытать на арбузах и дынях, обнаружив у новой технологии поразительный двойной эффект, который одновременно защищает культуру и улучшает ее характеристики. По словам доцента Биологического института ТГУ Марины Ефимовой, секрет такого действия кроется в том, что короткие молекулы левана работают для растения как «сигнал тревоги». Растительные клетки мгновенно распознают их через специальные рецепторы и запускают цепочку внутренних реакций: от притока кальция и выброса активных форм кислорода до полной активации сигнальных путей и защитных генов.
Благодаря такой глубокой внутренней мобилизации основной акцент смещается с прямого уничтожения патогенов на мощное усиление собственного иммунитета посадок. В результате обработка надежно защитила бахчевые от двух опаснейших болезней – серой гнили и фитофтороза, который обычно поражает не только арбузы с дынями, но также кабачки и тыквы. Примечательно, что подобный иммунный всплеск пошел растениям только на пользу: в их листьях увеличилось содержание хлорофилла, а в самих плодах возросло количество растворимых сухих веществ, что напрямую повысило качество и сладость урожая.
Внедрить это перспективное открытие в реальное производство окажется совсем несложно, так как олигосахариды можно применять в виде привычного внекорневого опрыскивания, замачивания семян или погружения корней, легко интегрируя технологию в существующую агротехнику без каких-либо радикальных изменений. Если дальнейшие масштабные испытания полностью подтвердят эффективность и безопасность метода, LOS сможет стать важнейшей частью стратегии устойчивого земледелия будущего, помогая культурам выживать в условиях меняющегося климата и навсегда снижая зависимость человечества от опасной химии.
Подготовил Роман БОНДАРЧУК, УзА
