Противостоять засухе растения «научат» разработанные биологами фитогормоны
Технологию обеспечения устойчивости важнейших сельскохозяйственных культур к нехватке воды совместно разрабатывают ученые России и Белоруссии, сообщает 17 ноября пресс-служба Томского государственного университета (ТГУ).
Рост численности населения в мире и глобальное изменение климата остро ставит вопрос продовольственной безопасности человечества. Данные Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC), свидетельствуют о существующей во многих частях планеты тенденции к опустыниванию и засухе.
Доцент кафедры физиологии растений, биотехнологии и биоинформатики Биологического института ТГУ Марина Ефимова рассказала:
«Задача, которую мы решаем с коллегами из Института биоорганической химии НАН Беларуси и Института физиологии растений им. К. А. Тимирязева РАН, является фундаментальной и прикладной одновременно».
Ученые намерены использовать природные соединения — стероидные фитогормоны и их производные, как инструменты для повышения засухоустойчивости растений и устойчивости к засолению почв.
«Но для того, чтобы применять этот инструмент целенаправленно, нужно расшифровать функциональные принципы, заложенные природой, и затем копировать их в виде нанобиотехнологии», — пояснила Марина Ефимова.
Ученых заинтересовали брассиностероиды — фитогормоны, отвечающие за нормальное функционирование иммунной системы растений, особенно при неблагоприятных условиях, например, похолодании, избытке и нехватке влаги, болезнях, воздействии пестицидов и других стрессов.
При этом для повышения продуктивности и устойчивости растений требуются применять микро- и наномолярные концентрации брассиностероидов.
«Содержание брассиностероидов в растениях крайне мало, что делает практически невозможным их выделение, поэтому получать данные вещества приходится химическим путем из доступного растительного сырья», — сообщила Марина Ефимова.
Ученые из Института биоорганической химии НАН Белоруссии являются мировыми лидерами в области синтеза брассиностероидов. Поэтому в совместном проекте они будут синтезировать производные этого вида фитогормонов с дополнительной функциональной группировкой, обеспечивающей связывание с белками.
К таким группировкам исследователи присоединят нужные молекулы, которые обеспечат растениям новые свойства. Действие таких фитогормонов на ячмень, рапс, картофель, арабидопсис, которые плохо устойчивы к засухе и засолению, изучат биологи ТГУ.
Совместная работа ученых в результате приведет к созданию методов управления жизнеспособностью и продуктивностью растений с помощью биорегуляторов. Брассиностероиды предполагается использовать при предпосевной обработке семян и прикорневой обработке растений.
В настоящее время в ТГУ ведется активная работа по разработке новых подходов для управления свойствами востребованных сельскохозяйственных культур с использованием современных технологий геномного редактирования.
Исследования, нацеленные на выращивание высокопродуктивных и экологически чистых сельскохозяйственных культур, ведутся в рамках стратегического проекта «Инженерная биология». Их результаты будут способствовать обеспечению продовольственной безопасности России.
