Биологи нашли способ снизить потери урожая злаковых культур из-за засухи

Результаты исследования опубликованы в журнале Plants (Q1). «Действие засухи на растения проявляется в подавлении роста, уменьшении площади листьев, длины побегов и корней, нарушению процессов фотосинтеза, – поясняет старший научный сотрудник лаборатории биохимии и молекулярной биологии БИ ТГУ Лилия Коломейчук. – Стоит отметить, что, помимо засухи, дефицит воды проявляется и при других стрессовых воздействиях, например, высоких и низких температурах или загрязнении почвы».

Для защиты сельхозкультур от повреждающих факторов биологи Томского государственного университета используют стероидные фитогормоны – брассиностероиды, играющие жизненно важную роль в регулировании различных физиологических процессов. Вместе с тем этот вид гормонов выступает как адаптоген и повышает сопротивляемость растений к широкому спектру вредных воздействий.

«Действие брассиностероидов на растения является видоспецифичным и для эффективного использования требует подробного изучения. Кроме того, влияние фитогормонов на растения зависит не только от вида самого растения, но от концентрации и способа воздействия, – объясняет Лилия Коломейчук. – В нашем исследовании впервые проведена кратковременная – двухчасовая предобработка растений ячменя несколькими представителями группы брассиностероидов. В лаборатории условия засухи можно моделировать разными способами. Мы выбрали модель эксперимента с почвенной засухой, которая наибольшим образом соответствует реальному состоянию сельскохозяйственных угодий».

Для предобработки (замачивания) семян требуется гораздо меньше раствора гормонов, чем для полива или опрыскивания растений, потому такой способ значительно дешевле. В условиях климатических изменений и сложности орошения больших посевных площадей подобное применение биорегуляторов является очень эффективным и актуальным.

Предварительная обработка ячменя брассиностероидами позволила сохранить биомассу растений в условиях засухи и значительно увеличила активность антиоксидантных ферментов, которые являются инструментом защиты растений при стрессе: супероксиддисмутазы – в семь раз, каталазы – на 36 процентов. В исследовании также дана оценка экспрессии генов синтеза пролина, который играет важную роль для поддержания растения при водном дефиците.

Добавим, что брассиностероиды, применяемые в исследовании, синтезированы в лаборатории химии стероидов Институт биоорганической химии НАН Беларуси. Эти соединения являются экологически безопасными, поскольку аналогичны природным гормонам растений. Исследование выполнено в рамках совместного гранта Российского научного фонда и Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований. 

ТГУ

69 статей

Национальный исследовательский Томский государственный университет (ТГУ) — первый российский университет на территории Русской Азии (фактически первый российский университет восточнее берегов Волги), один из 29 национальных исследовательских университетов.

Показать больше