Ученые придумали, как защитить томаты от опасного грибка

МОСКВА, 8 июн — РИА Новости.

Дальневосточные исследователи создали новый препарат на основе молекул РНК, предназначенный для защиты сельскохозяйственных культур от грибка альтернарии. Этот патоген поражает томаты, картофель, злаки и многие другие растения, заметно снижая их урожайность. По данным пресс-службы РНФ, проведенные эксперименты показали, что обработка таким составом уменьшает площадь поражения листьев в три раза, а по эффективности новый подход превосходит привычные химические средства защиты растений.

Разработка особенно актуальна для регионов, где теплый и влажный климат создает благоприятные условия для распространения грибковых инфекций. В таких условиях сельскохозяйственные культуры, прежде всего томаты, оказываются под постоянной угрозой заболеваний, способных ослабить растения и сократить объемы сбора урожая. Именно поэтому ученые ищут более точные и безопасные методы борьбы с патогенами, которые позволяют защищать посевы без чрезмерной химической нагрузки на почву и окружающую среду.

Томаты считаются одной из самых популярных овощных культур в мире, однако их выращивание нередко сопровождается серьезными рисками. Грибковые болезни могут быстро распространяться по посадкам, поражая листья, стебли и плоды, из-за чего растения хуже развиваются и дают меньше продукции. Новая технология на основе РНК может стать перспективным решением для современного сельского хозяйства, особенно там, где традиционные препараты уже не обеспечивают достаточного результата.

Таким образом, разработка дальневосточных ученых может иметь большое практическое значение для аграрной отрасли. Если технология подтвердит свою эффективность в дальнейшем, она поможет повысить устойчивость культур к болезням, сократить потери урожая и сделать защиту растений более современной и адресной.

Переписанный текст:

Грибные заболевания остаются одной из главных угроз для сельского хозяйства, поскольку они способны быстро распространяться и наносить серьезный ущерб урожаю. Одним из наиболее опасных патогенов, поражающих томаты, картофель, злаки и многие другие сельскохозяйственные культуры, является грибок Alternaria alternata. Этот возбудитель вызывает отмирание отдельных участков листьев и стеблей, ослабляет растения, снижает их продуктивность и в тяжелых случаях приводит к полной гибели посевов. Проблема особенно актуальна для крупных аграрных регионов, где даже небольшое распространение инфекции может вызвать значительные потери.

Традиционно для борьбы с альтернарией применяют химические фунгициды, однако такой подход имеет серьезные недостатки. Активные вещества могут накапливаться в почве, проникать в подземные воды и оказывать негативное влияние на окружающую среду, нарушая природный баланс экосистем. Поэтому ученые все чаще ищут более безопасные и точные методы защиты растений, которые позволят подавлять патоген без лишней нагрузки на природу.

Исследователи из Федерального научного центра биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии ДВО РАН во Владивостоке совместно с учеными Дальневосточного федерального университета разработали новые препараты на основе двухцепочечных РНК. Эти молекулы действуют избирательно и способны эффективно подавлять рост Alternaria alternata, вмешиваясь в жизненно важные процессы грибка. Подобная технология рассматривается как перспективное направление в биологической защите растений, поскольку она может стать более экологичной альтернативой традиционным химическим средствам.

Разработка таких препаратов открывает новые возможности для защиты сельскохозяйственных культур и повышения устойчивости агросистем. В перспективе подобные решения могут снизить зависимость от пестицидов, уменьшить загрязнение почвы и воды, а также сделать производство продуктов питания более безопасным и устойчивым.

Современные методы защиты растений все чаще опираются на точечное воздействие на возбудителя болезни, что позволяет снижать вред для окружающей среды и уменьшать зависимость от традиционных химических фунгицидов. Как сообщили в РНФ, именно такой подход был использован в новом исследовании, посвященном борьбе с грибковыми инфекциями растений. Молекулы РНК, примененные в качестве активного вещества, представляли собой копии трех генов, критически важных для жизнедеятельности грибных клеток — Tub2, TEF1a и Alt-a1.

При распылении этих препаратов на листья растений, уже пораженных грибком, молекулы РНК попадали в клетки патогена и начинали действовать изнутри. Они связывались с продуктами активности генов-мишеней, блокировали их работу и нарушали процессы, которые обеспечивают деление, рост и дальнейшее распространение грибка. В результате патоген терял способность развиваться, его жизненные функции подавлялись, и инфекция постепенно прекращалась. Такой механизм можно считать особенно перспективным, поскольку он позволяет воздействовать не на растение, а непосредственно на вредоносный организм.

Ученые подчеркивают, что важным преимуществом этого способа является его избирательность. Поскольку указанных генов-мишеней нет в клетках растений, обработка не наносила им вреда и не вмешивалась в их нормальные физиологические процессы. Это делает технологию потенциально безопасной для сельскохозяйственных культур и открывает новые возможности для создания более точных и экологичных средств защиты урожая. Таким образом, применение РНК-препаратов может стать эффективной альтернативой традиционным средствам борьбы с грибковыми заболеваниями.

Ученые продолжают активно искать безопасные и точные способы защиты растений от грибковых заболеваний, поскольку традиционные методы не всегда позволяют быстро и эффективно остановить распространение инфекции. Предложенная технология, основанная на использовании РНК, была испытана на карликовых томатах, которые особенно удобны для лабораторных экспериментов благодаря небольшим размерам и быстрому циклу развития. В РНФ отмечают, что уже через семь дней после обработки был получен заметный результат.

Наиболее эффективной оказалась РНК, нацеленная на ген Alt-a1: именно она лучше всего защитила растения от инфекции, и площадь пораженных участков на листьях оказалась в три раза меньше, чем у томатов, обработанных обычной водой. Препараты с РНК, направленной на гены Tub2 и TEF1a, тоже показали выраженный защитный эффект, снизив повреждение листьев в 1,8 и 2,2 раза соответственно. Такие данные свидетельствуют о том, что даже при точечном воздействии на отдельные гены можно существенно ослабить развитие патогена.

Кроме того, исследователи проанализировали состояние хлорофилла — зеленого пигмента, который играет ключевую роль в процессе фотосинтеза и напрямую связан с нормальным развитием растения. Оказалось, что у томатов, обработанных РНК-препаратами, содержание хлорофилла сохранилось почти на уровне здоровых растений. Это означает, что грибковый патоген не смог серьезно повредить клетки листьев, нарушить их работу и привести к заметному ухудшению состояния томатов.

Таким образом, результаты эксперимента показывают, что РНК-технологии могут стать перспективным инструментом для защиты сельскохозяйственных культур. Подобный подход не только помогает уменьшить площадь поражения, но и сохраняет жизненно важные функции растения, что особенно важно для дальнейшего роста, урожайности и устойчивости к инфекции.

Современные научные исследования все чаще показывают, насколько важны фундаментальные и прикладные работы для понимания сложных биологических процессов. В частности, результаты новой научной работы, выполненной при поддержке гранта Российского научного фонда (РНФ) и правительства Приморского края, были опубликованы в журнале Journal of Fungi. Это свидетельствует о высоком уровне исследования и его значимости для научного сообщества. Авторы уделили особое внимание актуальной теме, связанной с изучением грибов и их роли в различных природных и биологических системах. Публикация в авторитетном международном издании подтверждает научную ценность полученных данных и открывает возможности для дальнейших исследований. Такой результат способствует развитию отечественной науки и укрепляет сотрудничество между исследовательскими организациями и региональными структурами поддержки науки.

Источник и фото - ria.ru