- ПН-СБ
- 8:30 - 19:30
Генетика в боротьбі з посухою в 2024
Категорія:
Природа - створена мудро і абсолютно. Людина з усіма своїми ультрасучасними технологіями і розробками наблизився до її пізнання на один, маленький крок. Засуха - для рослин далеко не нове випробування, і вони здатні самостійно переходити на режим економії води. Вчених давно цікавила можливість керувати цією можливістю. В в 2024 така перспектива придбала нові обриси.
Короткий зміст статті:
Механізм реакції рослини на посуху
Для того, щоб жити, рослина пропускає кожну добу через себе велику кількість води. Злакова зернова культура вживає приблизно 1 літр води за цей час. З ґрунту вода потрапить в кореневу систему і під дією тиску рухається по рослині листя, де випаровується через продихи - особливі отвори. Ці продихи і регулюють обсяги випаровування вологи і якщо людина не може регулювати рівень забезпечення вологою, то цілком може спробувати зменшити випаровування рослини.
Механізм реакцій рослин на брак вологи полягає у виробленні фітогормонів, що знижує активність генів, зменшується розмір продихів на листках, сповільнюється випаровування. Вченим залишилось знайти спосіб, який буде включати цей механізм перед тим як рослина почне відчувати дію посушливих умов. Здавалося б, рішення лежить на поверхні - зрошення рослини розчином абзциловой кислоти.
Механізм реакцій рослин на брак вологи полягає у виробленні фітогормонів, що знижує активність генів, зменшується розмір продихів на листках, сповільнюється випаровування. Вченим залишилось знайти спосіб, який буде включати цей механізм перед тим як рослина почне відчувати дію посушливих умов. Здавалося б, рішення лежить на поверхні - зрошення рослини розчином абзциловой кислоти.
Мандипропамид - як спосіб включати режим економії води
Група наукових співробітників, що представляють Каліфорнійський університет знайшли "ключ" - вчені виявили, що молекула води хинабактин здатна водити рослинний організм в стан зберігання вологи. Але новітній речовині ще необхідно пройти через тривалі дослідження на підтвердження того, що воно не робить шкідливого впливу. Науковим співробітникам залишається одне - шукати інші хімічні речовини, які вже широко застосовуються в агрономії.
Сучасна біоінженерія повністю дає можливість здійснити це. Було прийнято рішення модифікувати рецептор-білок абсцизової кислоти таким чином, щоб він міг з'єднатися з молекулами хімічного речовини, який вже використовується аграріями. В результаті перевірки безлічі варіантів і результатів досліджень було отримано результат, який з достатньою ефективністю може активізувати режим збереження вологи у відповідь на зв'язування молекул фунгіциду мандипропамида. Даний фунгіцидний препарат вже давно використовується в сільгоспгосподарстві в боротьбі з широким спектром грибкових хвороб сільгоспкультур. Вченими був отриманий рецептор, який під дією мандипропамида може активізувати реакції, що включають режим заощадження вологи. А для того, щоб рослина могла і далі самостійно реагувати на посушливі умови, природний варіант його рецепторів був залишений. На додаток вчені ввели в культуру ген модифікованого рецептора, який надає активну реакцію на мандипропамид. Практичне втілення було отримано на рослину Таля, яке виступає класичним об'єктом досліджень.
Дослідження ефективності мандипропамида
Зміна розміру продихи на листку перевіряли непрямим способом - за допомогою вимірювання температури листя. Так як процес випаровування вологи через продихи знижує температуру, то при закритті продихів, і температура повинна підвищуватися. Так і вийшло. Вчені змогли переконатися, що модифіковані рослини після обробки мандипропамидом знижують температуру листя в середньому на + 2 градуси. Мандіпропамід реально зменшував продихи на листках і змушував рослини економити вологу.
Наступний крок - перевірка того, наскільки краще ці рослини можуть винести посушливі умови і брак води. Для цього звичайні і модифіковані рослини вирощувалися три тижні, а потім не зрошувалися протягом 10 діб. Перед початком і на 3 день досліджень експерименту об'єкти проходили обробку мандипропамидом. Дослідження підтвердив ефективність методу - під час штучної посухи рослини з вставленими в них рецепторами і оброблені мандипропамидом мали більш здоровий і свіжий вигляд ніж звичайні рослини. Пізніше аналогічний експеримент був повторений на томатах.
Створений вченими рецептор, який активізується безпечним хімічною речовиною, дає можливість отримати повний контроль над водним режимом і цю здатність можна включати при виниклої потреби.
Наступний крок - перевірка того, наскільки краще ці рослини можуть винести посушливі умови і брак води. Для цього звичайні і модифіковані рослини вирощувалися три тижні, а потім не зрошувалися протягом 10 діб. Перед початком і на 3 день досліджень експерименту об'єкти проходили обробку мандипропамидом. Дослідження підтвердив ефективність методу - під час штучної посухи рослини з вставленими в них рецепторами і оброблені мандипропамидом мали більш здоровий і свіжий вигляд ніж звичайні рослини. Пізніше аналогічний експеримент був повторений на томатах.
Створений вченими рецептор, який активізується безпечним хімічною речовиною, дає можливість отримати повний контроль над водним режимом і цю здатність можна включати при виниклої потреби.
Результати досліджень японський вчених
Аналогічним шляхом пішли і японські вчені з Інституту фізико-хімічних досліджень. Вони виявили крихітний гормон CLЕ25, дія якого на продихи ідентична. За допомогою високочутливих технологій мас спектрометрії і скринінгу дослідники змогли відстежити рух молекули CLЕ25 від коренів до листя. З'ясували і її здатність допомагати рослині закривати продихи і утримувати воду. Виявлення даного гормону і підтвердження того, що він допомагає рослиною в засуху - це тільки початок. Вже скоро результати дослідження втіляться у створення нових стресостійкість культур. Зараз японські вчені працюють над модифікованими пестицидами, які будуть більш ефективні для стресостійкості, ніж природні. Одночасно з цим ведуться дослідження на предмет того, як поєднувати функціональні пестициди з добривами для підвищення стійкості до посухи.
Ефективними зараз в агрономії є використання антистресових препаратів, таких як Гумат калію, до складу препарату входять гумінові і фульвові кислоти, які в свою чергу допомагають боротися рослині зі стресом, сохраняють вологу в рослині і підвищують урожай.
Ефективними зараз в агрономії є використання антистресових препаратів, таких як Гумат калію, до складу препарату входять гумінові і фульвові кислоти, які в свою чергу допомагають боротися рослині зі стресом, сохраняють вологу в рослині і підвищують урожай.
Дата публікації:
2023-08-06
Востаннє змінено:
2024-01-03
