Красноярский край. Биотехнологи СФУ работают над улучшением средства защиты урожая зерновых
Группа учёных Сибирского федерального университета и Института биофизики СО РАН исследует токсический эффект фунгицида тебуконазола (TEB) — эффективного препарата, предназначенного для борьбы с грибковыми заболеваниями зерновых, садовых, овощных культур.
Исследование красноярских учёных поможет выявить механизмы негативного воздействия на культурные растения фузариоза — врага сельскохозяйственных культур — и снизить риск отравления культурных растений применяемыми фунгицидными препаратами триазольного ряда.
«Мы рассматриваем токсические свойства TEB на примере пшеницы (Triticum aestivum), заражённой Fusarium. Этот патоген, вызывая развитие корневых гнилей, способен значительно (до 30 %) снижать урожай кукурузы, пшеницы и риса, которые служат основным источником растительного белка для населения планеты. Поражая корневую систему растений, фузариоз выделяет микотоксины (от греч. mukos — гриб + toxikos — яд) — молекулы, которые проявляют токсические свойства и делают зерно категорически непригодным для использования в пищевых и кормовых целях. Токсины попадают не только в зерно, но и в продукты его переработки — муку и хлеб. Значит, нужно избавить растения от этой инфекции уже на стадии семян — обработать зерно фунгицидными препаратами», — говорит руковолитель исследования, доктор биологических наук, профессора РАН, заведующей кафедрой медицинской биологии Института фундаментальной биологии и биотехнологии СФУ Екатерина Шишацкая.
Тебуконазол, являясь системным препаратом, проникает через корни в вегетативные части растения и зерно, подавляя фузарии. Обладая высокой фитотоксичностью (способностью оказывать отравляющее воздействие на растения), он одновременно повреждает растение-хозяина, которое фактически подвергается «двойному удару» возбудителя болезни и лекарства, направленного против него. Усовершенствовать схему обработки семенного фонда и заражённых растений фунгицидными препаратами (в частности, TEB), снизив риск их негативного воздействия, учёным помогает особая модельная система.
«Исследуя гидропонную культуру пшеницы на стадии проростков, мы выяснили, что токсические эффекты TEB и фузариозной инфекции проявляются по-разному, особым образом затрагивая защитные системы растения. Фузариоз вызывает резкое увеличение продуктов окислительного стресса в корнях, провоцирует рост численности пограничных клеток (ПК) и размеров гелевого чехла в корневом апиксе. Фунгицид тебуконазол влияет только на структуру апикальной меристемы, вызывая резкое уменьшение численности ПК и размеров гелевого чехла (до полного его исчезновения). Эти результаты позволяют положительно оценить культуру Triticum aestivum в качестве модельной системы для оценки биологического действия фузариоза и фунгицидов. Фактически, у нас появился инструмент, с помощью которого можно будет оптимизировать формы и способы доставки тебуконазола и минимизировать его негативное воздействие на растения», — продолжает Екатерина Шишацкая.
Получив достоверные данные относительно того, какая форма тебуконазола наиболее эффективна, красноярские учёные помогут решить задачу получения стабильно высоких урожаев здорового зерна в отечественном и мировом аграрном комплексе.
Исследование выполняется в рамках мегагранта «Агропрепараты нового поколения: стратегия конструирования и реализация» под руководством ведущего учёного СФУ Сабу Томаса — профессора Международного и Национального университетского центра нанотехнологий и исследований Университета им. Махатмы Ганди (Индия).
