Ученые ИЦиГ СО РАН работают над альтернативой химическим пестицидам
Кандидатами на эту роль выступают биологически активные вещества, которые могут эффективно защищать растения, не загрязняя при этом окружающую среду
В рамках нового проекта, поддержанного грантом Российского научного фонда, в Институте цитологии и генетики СО РАН проводят испытания соединения-кандидата на роль биопестицида, а также изучают механизм его действия на молекулярно-генетическом уровне.
Защита культурных растений от различных патогенов (вирусы, бактерии, грибы) традиционно обеспечивается с помощью химических пестицидов. Они достаточно эффективны и удобны в применении, но в большинстве своем являются высокотоксичными соединениями, загрязняющими окружающую среду, накапливаются в ней и, тем самым, создают угрозу отравления организма человека через продукты питания.
Новым направлением в защите растений стали биопестициды – вещества, имеющие природное происхождение и не токсичные для человека. Наиболее известным примером является хитозан – модификация хитина, входящего в состав клеточных стенок ракообразных, насекомых и грибов. Он достаточно хорошо справляется с защитой от патогенов и одновременно стимулирует рост и продуктивность растений. Слабой стороной хитозана является его плохая растворимость в воде, низкая стабильность и адгезия к тканям растений, что значительно усложняет технологию обработки посевов.
Недавно учеными Новосибирского института органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН совместно с европейскими коллегами было создано и запатентовано производное хитозана – новохизоль. За счет изменения формы молекулы вещества они не только повысили его растворимость в воде, стабильность и адгезию, но и обеспечили возможность поглощения новохизолем других активных биологических соединений. «А значит, на его основе можно делать комплексные биопестициды, которые будут еще более эффективными в решении тех или иных конкретных задач защиты растений», — рассказал ведущий научный сотрудник ИЦИГ СО РАН, д.б.н. Андрей Щербань.
Тем не менее, до настоящего времени новохизоль изучался преимущественно с позиций применения в медицине, а его возможности в области борьбы с вредителями сельско-хозяйственных растений практически не исследовались. Заполнить этот пробел и должен новый научный проект ученых ИЦиГ СО РАН.
Перед его участниками стоят две больших задачи. Во-первых, в полевых условиях испытать: как обработка модельного растения (в этой роли выступает мягкая пшеница) новохизолем на разных стадиях развития сказывается на его продуктивности и устойчивости к разным заболеваниям. И тем самым, подтвердить перспективы использования данного соединения именно в качестве биопестицида. Причем, в этих экспериментах используют как чистый новохизоль, так и его комплексы с другими биологически активными веществами – экстрактами лиственницы, коры сосны сибирской и т.д, которые также обладают защитными свойствами, но при этом сами по себе плохо растворяются в воде, нестабильны, что мешает их использованию. Новохизоль для них выступит в роли средства доставки.
А во-вторых, уже в лабораторных условиях изучить и описать молекулярный механизм действия новохизоля, реакцию генома растения на обработку. «Это не только станет еще одним доказательством его эффективности, но и позволит в дальнейшем успешно выстраивать стратегию защиты растений с помощью новохизоля и более мощных комплекных препаратов на его основе», — пояснил Андрей Щербань.
На выполнение этой работы, по условиям гранта, у ученых есть три года. Первые предварительные результаты, показавшие эффективность новохизоля, были получены в прошлом году, в этом и следующем они рассчитывают получить новые данные, подтверждающие эту эффективность, а также раскрывающие механизм действия новохизоля на растение.
Пресс-служба Института цитологии и генетики СО РАН