24.05.2016

Биологи научились лечить растения при помощи света

Исследователи Биологического института ТГУ разработали оригинальный способ лечения вирусных болезней растений без использования химических препаратов. В основе новой технологии – применение света различного спектрального состава. 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, – говорит доцент кафедры позвоночных и экологии БИ ТГУ, директор научно-инновационного центра «Планта» Ольга Вайшля. – Данный метод успешно опробован на томатах и кукурузе.

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, - говорит Ольга Вайшля. – 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.

Добавим, что в основу новой технологии биологов ТГУ легли результаты исследований двух видных ученых ТГУ – профессора Михаила Окунцова, профессора Раисы Карначук и их последователей. 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.

Источники:

1. km.ru