Томские ученые научились лечить растения светом
Исследователи Биологического института ТГУ разработали способ лечения вирусных болезней растений без использования химических препаратов. В основе новой технологии – применение света различного спектрального состава.
Как сообщает пресс-служба вуза, правильный подбор диапазона волны и времени воздействия позволяет тормозить развитие многих недугов, вызывающих массовую гибель сельскохозяйственных культур.
Общеизвестно, что синий, зеленый и красный свет включают программы развития растений, например, роста, цветения, реакции на продолжительность светового дня. За это отвечает определенная молекула – рецептор, воспринимающая только свою длину волны – ультрафиолет А, синий свет, зеленый, красный и дальний красный.
«Мы попробовали использовать этот инструмент для того, чтобы повысить иммунитет растений и помочь им бороться с вирусной инфекцией. Данный метод успешно опробован на томатах и кукурузе», – говорит доцент кафедры позвоночный и экологии БИ ТГУ, директор научно-инновационного центра «Планта» Ольга Вайшля.
В ходе экспериментов ученым удалось сформировать фотоиндуцированную устойчивость растений к вирусу табачной мозаики TMV и вирусу полосчатой мозаики кукурузы MDMV. Оба патогена отличаются высокой скоростью распространения и устойчивостью во внешней среде. К примеру, TMV поражает более 350 видов растений, в том числе широкий круг овощных культур (томат, свеклу, перец, баклажан, картофель, шпинат), а также бобовые, яблони, декоративные растения – петунию, флоксы, цинию и т.д. Вирус устойчив к высушиванию, поэтому сохраняется в почве, на шлангах для полива, в рассадных ящиках и на сельхозинвентаре.
Биологи смогли нарушить процесс системного инфицирования растений. Посредством досвечивания рассады томатов лампами синего и красного света ученые добились того, что плазмодесмы - микроскопические цитоплазматические мостики, соединяющие соседние клетки растений, сузились. Это, в свою очередь, привело к нарушению механизма дальнего транспорта вирусной РНК – вирус утратил возможность проникать в клетки, далеко отстоящие от места инфицирования, и оказывать на них свое разрушительное действие.
«Данный подход можно использовать для борьбы с разными группами фитовирусов. Правильное применение спектрального света помогает включить у растения защитные механизмы, и тогда оно само, без применения каких-либо химических соединений начинает бороться с вирусной инфекцией», – говорит Ольга Вайшля.
В основу новой технологии биологов ТГУ легли результаты исследований двух видных ученых ТГУ – профессора Михаила Окунцова, профессора Раисы Карначук и их последователи. Они изучали регуляторное действие света на метаболизм и морфогенез растений. На основании этих знаний современные биологи ТГУ создали принципиально новую экологически безопасную стратегию защиты растений от вирусных болезней.