Ученые нашли способ заменить пестициды сахаром для защиты арбузов и дынь

Биологи Томского госуниверситета (ТГУ) совместно с китайскими коллегами разработали новый способ активизации иммунитета растений при помощи олигосахаридов, полученных из полисахарида левана. Метод позволяет защищать культуры без использования пестицидов и уже протестирован на дынях и арбузах. Об этом сообщается на сайте министерства науки и высшего образования России. 

В условиях глобального потепления климат становится жарче и суше, что благоприятно для патогенов и вредителей. Химические пестициды и фунгициды растут в цене, вредны для человека, а их эффективность снижается.

Исходные молекулы левана очень длинные – состоят из 416 тыс. мономеров, поэтому плохо растворимы. Китайские ученые разработали технологию синтеза коротких олигосахаридов левана (LOS) – от двух до десяти мономеров. Такие молекулы хорошо растворимы и сохраняют иммуномодулирующие свойства.

«Обработка LOS действует как «тревожный сигнал» для растения. Клетки растения распознают чужеродные или поврежденные молекулы через специальные рецепторы и запускают цепочку защитных реакций: быстрый выброс активных форм кислорода, приток ионов кальция, активация сигнальных каскадов. Это приводит к усилению барьеров (например, отложению лигнина), повышению активности ферментов, связанных с защитой, и общей подготовленности растения к стрессу. В отдельных системах LOS также проявлял прямое антимикробное действие, но в случае дыни и арбуза основной эффект – это активация иммунитета и усиление экспрессии защитных генов», – объяснила один из авторов исследования, доцент кафедры физиологии растений, биотехнологий и биоинформатики Биологического института (БИ) ТГУ Марина Ефимова.

В экспериментах саженцы пяти сортов дыни и пяти сортов арбуза опрыскивали LOS, через 72 часа инфицировали Botrytis cinerea (возбудитель серой гнили) и Phytophthora capsici (псевдогриба, вызывающего фитофтороз, корневую и плодовую гниль не только у арбузов и дынь, но и у других бахчевых, включая кабачки и тыкву), через 42 часа оценивали поражение листьев. Результат оказался селективным: против Phytophthora capsici LOS повысил устойчивость, но против Botrytis cinerea значимого эффекта не дал. Также обработка увеличивала содержание хлорофилла в листьях и растворимых сухих веществ в плодах арбуза.

Отмечается, что LOS можно применять как опрыскивания, замачивание семян или погружение корней. Если дальнейшие испытания подтвердят эффективность и безопасность, технология может стать частью стратегии устойчивого земледелия, снижая зависимость от химии.