Сибирские ученые создали препараты на основе селена, которые эффективно борются с кольцевой гнилью картофеля в рамках экспериментов в пробирке. Такой способ экономичен и удобен в использовании. Сейчас средства тестируют на картофеле, растущем в грунте. Подробности стали известны на научной конференции молодых ученых Openbio—2019. Об этом сообщает ИА IrkutskMedia со ссылкой на сайт издания Сибирского отделения РАН "Наука в Сибири".
"Некроз листьев, увядание растения, гниение клубня как при выращивании, так и при хранении — такие последствия вызывает кольцевая гниль. Особенно подвержены этому бактериальному заболеванию ранние сорта картофеля. Сегодня, чтобы обеззаразить тару, инвентарь и сам посадочный материал, используют химически агрессивные агенты, например перекись водорода, аммиак или соляную кислоту. Они небезопасны для окружающей среды", — рассказала соавтор исследования, ведущий инженер Сибирского института физиологии и биохимии растений СО РАН (Иркутск) Ольга Александровна Ножкина.
Для борьбы с кольцевой гнилью биологи совместно с сотрудниками Иркутского института химии имени Е. А. Фаворского СО РАН разрабатывают нанокомпозитные вещества на основе природных матриц: на природную оболочку арабиногалактана (из лиственницы сибирской), крахмала и карагинана (синтезированного из красных водорослей) подсаживают наноразмерные частицы селена. По словам Ольги Ножкиной, нанокомпозиты не наносят ущерба природе. Кроме того, использовать их не составляет труда: они хорошо растворимы в воде и подходят как для полива, так и для опрыскивания.
Ученые рассмотрели, как препараты действуют на кольцевую гниль in vitro. В бактериальную суспензию добавляли растворы нанокомпозитов и выдерживали эту смесь 72 часа. Исследование проводили с помощью определения оптической плотности бактериальной суспензии (чем меньше плотность бактерий, тем лучше работает средство).
Наиболее ярко показал себя препарат на матрицах из арабиногалактана, который сократил количество бактерий на 30-40 %. Также выяснилось, что все препараты снижают способность бактерий образовывать биопленки, помогающие им выживать в неблагоприятных условиях. При этом селен использовался в концентрации 0,000625%, что, как отмечает исследовательница, очень немного.
"Так как селен в чистом виде токсичен, стоял вопрос, накапливается ли он в растительных тканях. Мы добавили в среду с растениями растворенные нанокомпозиты и отслеживали рост растений, количество листьев и другие биометрические параметры. Эксперимент показал, что при добавлении этих веществ растение чувствует себя прекрасно и даже чуть лучше растет. В тканях растений селен мы не обнаружили", – отметила Ольга Ножкина.
Кроме того, биологи проверили, влияют ли нанокомпозитные растворы на родококк — одну из самых распространенных в почве бактерий, которая играет важную роль в поддержании азотного и углеродного баланса. Нанокомпозиты не оказали на нее негативного эффекта. В планах ученых провести эксперименты с другими бактериями.
Теперь Ольга Ножкина проверяет действие нанокомпозитов селена на бактерии кольцевой гнили in vivo. Сейчас идут эксперименты с картофелем, выращенным в стерильном песке. Эти условия уже ближе к природным: на растения влияют бактерии, находящиеся в воздухе, а также освещение и другие факторы. Биолог применяет два варианта обработки — полив и опрыскивание, чтобы выяснить, какой из них эффективнее, а летом перенесет эксперимент на настоящее картофельное поле.