Оказывается, что известный своим отвратительным запахом, но ценимый гурманами дуриан имеет важное значение для рисоводства на засоленных территориях, если применить к нему нанотехнологии.
Экстремальные погодные условия и загрязнение увеличили содержание соли в некоторых почвах, что сделало условия выращивания суровыми для чувствительных к соли культур, таких как рис. Теперь команда китайских исследователей из Аньхойского сельскохозяйственного университета и Хунаньского сельскохозяйственного университета предложили решение без генетической модификации риса и описали свое открытие в журнале в ACS Nano.
В лабораторных экспериментах они определили, что покрытие проростков риса углеродными точками, легированными магнием, полученными из кожуры дуриана, увеличило антиоксидантную активность проростков и фотосинтез, снизив стресс, вызванный соленой почвой.
Для повышения стрессоустойчивости растений в настоящее время самым современным решением является редактирование генов. Однако технологии редактирования генов могут быть слишком дорогими, и некоторые люди обеспокоены влиянием на здоровье и безопасностью генетически модифицированных культур.
Одной из потенциальных альтернатив генетической модификации является покрытие листьев растений наноразмерными углеродными точками, которые противодействуют окислительному стрессу, имитируя антиоксидантные ферменты растения, поясняют исследователи. Так, Лунвэй Цзян, Цзяньго Цзэн и коллеги разработали углеродную точку с использованием измельченной кожуры дуриана, которая может нейтрализовать активные формы кислорода (англ. reactive oxygen species - ROS) и смягчить повреждения, вызванные солевым стрессом, у растений риса.
Кожура знаменитого дуриана, ДНК которого очень сложна и оптимизирована для производства отвратительного запаха, несъедобна и составляет от 70 до 85% веса плода, чей вкус напоминает заварной крем. Кожура также содержит много углерода, что делает выброшенную кожуру хорошим источником углеродных точек, полученных из биомассы.
Исследователи легировали углеродные точки, полученные из дуриана, магнием - элементом, необходимым для роста растений, - а затем распылили их на саженцы риса, высаженные в бессолевые и соленые почвы.
Команда обнаружила, что обработанные точками саженцы содержали более низкие уровни ROS и росли выше в соленых почвах, чем необработанные саженцы. Более того, обработанные саженцы активировали гены защиты растений и фотосинтеза, которые не активировались в необработанных саженцах.
Исследователи приходят к выводу, что углеродные точки представляют собой потенциальную стратегию для повышения солеустойчивости различных культур, а не только риса.
Источник: American Chemical Society.
На фото рассада риса, опрысканная смесью углеродных точек, полученной из кожуры дуриана (крайняя справа), была более крепкой, чем необработанная рассада (вторая слева) и экспрессировала гены, которые улучшали солеустойчивость и фотосинтез без генетической модификации растения. Источник: American Chemical Society, адаптировано из ACS Nano 2024, DOI: 10.1021/acsnano.4c09001
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.