Дальневосточные ученые создали препарат на основе молекул РНК для борьбы с грибком альтернарией — одним из главных врагов урожая томатов, картофеля и злаков.
В пресс-службе Российского научного фонда (РНФ) сообщили: эксперименты доказывают, что новый состав уменьшает площадь поражения листьев до трех раз, заметно превосходя по эффективности привычные агрохимикаты.
Чем опасна альтернария?
Томаты выращивают во многих местах, но в регионах с теплым и влажным климатом урожай постоянно находится под ударом грибковых инфекций. Один из самых агрессивных патогенов — альтернария альтерната (Alternaria alternata). Грибок поражает не только томаты, но и картофель, злаки и многие другие культуры. Он вызывает отмирание тканей листьев и стеблей и нередко губит растение целиком.
Обычно с этой угрозой борются с помощью химикатов, которые неизбежно попадают в почву и грунтовые воды, отравляя экосистему.
Что предложили ученые?
Исследователи из Федерального научного центра биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии ДВО РАН (Владивосток) и Дальневосточного федерального университета (Владивосток) разработали препараты на основе двухцепочечных РНК, которые эффективно подавляют рост грибка альтернарии.
Как сообщили в РНФ, молекулы РНК, использованные в качестве активного вещества, представляли собой копии трех генов, жизненно важных для грибных клеток: Tub2, TEF1a и Alt-a1.
Когда такие препараты распыляли на листья растений, пораженных грибком, РНК проникали в клетки патогена, связывались с продуктами активности генов-мишеней, блокировали их и останавливали процессы, отвечающие за деление и рост. Это приводило к гибели грибка и прекращению инфекции.
Поскольку выбранных генов-мишеней нет в растительных клетках, такая обработка не наносила вреда растению, утверждают ученые.
Главное преимущество?
"Открытие может стать экологически безопасной альтернативой химическим препаратам для защиты растений от опасного грибкового заболевания. Применение разработанной технологии позволит снизить потери продовольствия, исключить накопление токсичных остатков пестицидов в плодах, защитить здоровье потребителей, а также предотвратить загрязнение агроэкосистем химикатами", — цитируются в релизе слова руководителя проекта, старшего научного сотрудника Федерального научного центра биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии ДВО РАН Андрея Супруна.
Результаты экспериментов
Новую технологию испытали на карликовых томатах — эти сорта удобно выращивать в лабораторных условиях. По информации РНФ, через семь дней после обработки наилучший защитный эффект показала РНК, нацеленная на ген Alt-a1: площадь поражения на листьях оказалась в три раза меньше, чем у растений из контрольной группы, которые опрыскивали просто водой. РНК, нацеленные на гены Tub2 и TEF1a, снизили повреждения в 1,8 и 2,2 раза соответственно.
Анализ подтвердил, что содержание хлорофилла — пигмента, отвечающего за фотосинтез, — у растений, обработанных РНК-препаратами, сохранилось почти на том же уровне, что и у здоровых экземпляров. Это означало, что патогену не удалось разрушить клетки листьев и нанести томатам непоправимый вред.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ) и правительством Приморского края, опубликованы в Journal of Fungi.