Биотехнологи СФУ работают над улучшением средства защиты урожая зерновых

Группа ученых Сибирского федерального университета и Института биофизики СО РАН под руководством доктора биологических наук, профессора РАН, заведующей кафедрой медицинской биологии Института фундаментальной биологии и биотехнологии СФУ Екатерины Шишацкой исследует токсический эффект фунгицида тебуконазола (TEB) — эффективного препарата, предназначенного для борьбы с грибковыми заболеваниями зерновых, садовых, овощных культур.

"Мы рассматриваем токсические свойства TEB на примере пшеницы (Triticum aestivum), зараженной 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 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 зараженных растений фунгицидными препаратами (в частности, TEB), снизив риск их негативного воздействия, ученым 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 ученые помогут решить задачу получения стабильно высоких урожаев здорового зерна в отечественном и мировом аграрном комплексе.

Источник