Учёные СФУ и СИФиБР предложили новое средство против инфекций картофеля
Средство для защиты картофеля от бактериальных заболеваний на основе частиц селена и полисахарида, выделяемого лиственницей, создали сибирские учёные в составе международного научного коллектива.
По словам создателей, препарат эффективен против бактерий-возбудителей чёрной ножки и кольцевой гнили картофеля и некоторых других культурных растений, при этом он стимулирует рост листьев. Результаты опубликованы в Plants.
В среднем каждый россиянин потребляет около одного килограмма картофеля в неделю. Такую урожайность обеспечивают более трёх миллионов гектаров посевных площадей, расположенных более чем в восьмидесяти субъектах Российской Федерации.
Как пояснили специалисты Сибирского федерального университета, из-за постепенных изменений климата на нашей планете расширяется ареал существования бактериальных возбудителей заболеваний растений. К таковым относятся Pectobacterium carotovorum, вызывающая мягкую гниль и чёрную ножку у ряда культурных растений, включая картофель, морковь, томаты, и Clavibacter sepedonicus, поражающая кольцевой гнилью корневую систему картофеля.
Заразность этих бактерий повышается с ростом температуры окружающей среды, добавили учёные. Современные пестициды экологически небезопасны и недостаточно эффективны против бактериальных инфекций, поскольку противостоят в первую очередь грибковым возбудителям бактерий. Поэтому специалисты всего мира рассматривают иную стратегию сохранения урожая сельскохозяйственных культур, разрабатывая средства для повышения устойчивости растений к любым заболеваниям.
Коллектив исследователей Сибирского института физиологии и биохимии растений СО РАН (СИФиБР) совместно с Сибирским федеральным университетом разработали наночастицы на основе химического элемента селена, получившего имя древнегреческой богини Луны Селены (греч. σελήνη) из-за того, что в природе он является спутником теллура, названного в честь Земли (лат. Tellus) и арабиногалактана — природного полимера из сахаров, являющегося ключевым компонентом клеток растений. Обработка ростков картофеля полученными научным коллективом композитными наночастицами препятствует увяданию листвы, что свидетельствует о подавлении размножения возбудителей.
«Мы протестировали наночастицы на основе арабиногалактана с добавлением марганца, оксида меди и селена. Все составы были эффективны против чёрной ножки и кольцевой гнили, но композит с селеном, вероятно, из-за высокой антиоксидантной активности „лунного элемента“ показал наилучшие результаты, бактерии с „удовольствием“ поедают арабиногалактан, поскольку это полисахарид, и при этом эффективно травятся селеном, который включён в состав такого бионанокомпозита. То есть, препарат работает, как отравленная условная приманка», — рассказал один из авторов работы, профессор кафедры геномики и биоинформатики СФУ Константин Крутовский.
Специалист добавил, что для защиты картофеля от бактериальных болезней необходима очень малая концентрация наночастиц в препарате, иначе возможно проявление токсических для растений эффектов селена. Эта же концентрация подходит для борьбы инфекцией фитофтороза, вызываемого псевдогрибом Phytophthora cactorum, способного поражать многие виды плодовых культур, декоративных растений и деревьев. Обработка картофеля наночастицами селена в соединении с арабиногалактаном способствует приращению общей массы всего растения.
Исследование выполнено при поддержке Министерства высшего образования и науки РФ.
Источник: Сибирский федеральный университет