Нове рішення на основі полісахаридів для захисту картоплі від шкідливих бактерій

Прорив у захисті картоплі: російські вчені розробили нове біо-нано рішення

Команда сибірських дослідників у співпраці з міжнародним науковим колективом розробила інноваційний метод захисту картоплі від бактеріальних захворювань. Новий розчин на основі наночастинок селену та полісахариду, отриманого з модрини, ефективно бореться з чорною ніжкою та кільцевою гниллю, а також стимулює ріст рослин. Результати цього новаторського дослідження були опубліковані в Рослини.

Зростаюча загроза бактеріальних інфекцій у картоплі

Картопля залишається основною культурою в усьому світі, а Росія вирощує її на понад трьох мільйонах гектарів у 80 регіонах. В середньому кожен росіянин споживає близько одного кілограма картоплі на тиждень. Проте бактеріальні захворювання, загострені зміною клімату, становлять дедалі більшу загрозу глобальній врожайності.

Вчені Сибірського федерального університету (СФУ) відзначили, що такі бактерії, як Pectobacterium carotovorum, що викликає м'яку гниль і чорну ніжку, і Clavibacter sepedonicus, відповідальні за кільцеву гниль, стають агресивнішими з підвищенням температури. Традиційні пестициди виявилися неефективними, оскільки вони в першу чергу спрямовані на грибкові патогени, а не на бактеріальні інфекції.

Біотехнологічна інновація, яка змінює правила гри

Щоб вирішити цю проблему, дослідники Сибірського інституту фізіології та біохімії рослин (SIFIBR) і SFU розробили наночастинки на основі селену в поєднанні з арабіногалактаном, природним полімером цукру, який міститься в клітинних стінках рослин. Селен, названий на честь грецької богині місяця Селени, є відомим антиоксидантом, який відіграє ключову роль у захисті рослинних тканин.

При нанесенні на паростки картоплі ці біонанокомпозити значно зменшують в’янення листя, вказуючи на ефективне придушення бактеріальних патогенів. Дослідницька група випробувала різні склади, включаючи комбінації з марганцем і оксидом міді. Однак найефективнішим виявився селен, ймовірно, через його високу антиоксидантну активність. Бактерії легко споживають арабіногалактан, але в кінцевому підсумку отруюються селеном, завдяки чому з’єднання функціонує як «пастка-приманка».

Мінімальна доза, максимальний захист

Професор Костянтин Крутовський, один з авторів дослідження, підкреслив, що для ефективного захисту потрібна лише мінімальна концентрація наночастинок селену. Вищі дози потенційно можуть бути токсичними для рослин. Цікаво, що ця формула також є перспективною в боротьбі Phytophthora cactorum, збудник фітофторозу, який вражає численні плодові культури, декоративні рослини та дерева.

Наслідки для майбутнього сталого сільського господарства

Цей новий підхід є значним кроком до екологічно чистих методів захисту рослин. На відміну від традиційних пестицидів, які можуть завдати шкоди корисним мікробам і накопичуватися в екосистемах, цей біонанокомпозит пропонує цілеспрямоване та стійке рішення.

Підтримане Міністерством вищої освіти і науки Росії це дослідження може прокласти шлях для більш широкого застосування в захисті рослин. Завдяки подальшим тестуванням і потенційному комерційному виробництву ця інновація може допомогти фермерам у всьому світі захистити свої врожаї картоплі від все більш агресивних бактеріальних загроз.