23 March 2024, 12:00

Полимер из панцирей крабов поможет понять механизм борьбы со стрессом у томатов

Хитозан — это биополимер, получаемый из хитина — вещества, входящего в состав покровов насекомых и панцирей ракообразных. Хитозан широко используют в сельском хозяйстве в качестве средства для борьбы с грибковыми инфекциями. Кроме того, исследования показали, что хитозан способен стимулировать рост корней и побегов растений благодаря тому, что он активирует выработку ряда фитогормонов и защитных ферментов. Однако фундаментальные исследования реакций растений томата на обработку хитозаном на молекулярном уровне до сих пор не проводились.

Полимер из панцирей крабов поможет понять механизм борьбы со стрессом у томатов

Ученые ФИЦ Биотехнологии РАН исследовали, как низкомолекулярный гидролизат хитозана — препарат, полученный обработкой полимера ферментами и содержащий его короткие фрагменты, — влияет на рост различных сортов томата при применении его на стадии проростков. Авторы приготовили водные растворы хитозана в разных концентрациях: от 0,002 до 5 миллиграмм вещества на литр — и поместили в них проростки томатов на различное время: на два часа, на сутки и на двое. Далее растения выращивали в течение 8 дней в отсутствии биополимера, после чего измеряли длину их корней. Кроме того, исследователи отбирали образцы тканей проростков томата, чтобы оценить в них активность генов, связанных со стрессом.

Исследование показало, что после длительной (в течение двух дней) обработки высокими концентрациями хитозана (2 и 5 миллиграмм на литр) у проростков томата замедляется рост корней и изменяется их структура, а также направление роста — тропизм. Одновременно, у этих растений до 16 раз повышалась активность генов, связанных со стрессом. Таким образом, ученым удалось экспериментально продемонстрировать один из этапов активации механизма стрессоустойчивости у томата, сопряженный с синтезом нескольких фитогормонов, отвечающих за рост корней, — ауксина, абсцизовой кислоты и этилена.

«Мы экспериментально установили диапазон концентраций и времени обработок растений томата низкомолекулярным гидролизатом хитозана, позволяющий использовать препарат в качестве модулятора устойчивости к биотическим и абиотическим стрессам. Полученные новейшие результаты раскрывают механизмы влияния хитозана на развитие растений на фундаментальном уровне и способствуют его успешному применению в сельском хозяйстве», — рассказала Татьяна Жилкина, младший научный сотрудник лаборатории инженерии биополимеров ФИЦ Биотехнологии РАН.

Результаты научной работы опубликованы в журнале Agronomy. Исследование проводилось в рамках проекта научного центра мирового уровня «Агротехнологии будущего», который реализуется при поддержке национального проекта «Наука и университеты».

Source:  Пресс-служба ФИЦ Биотехнологии РАН

News article publications

Read also

При помощи белка Cas9 можно отслеживать «блуждающие» участки ДНК у растений
Ученые разработали новый метод для отслеживания мобильных генетических элементов у растений. Это участки ДНК, которые перемещаются по геному и вызывают изменение различных признаков (цвета, формы и других). В отличие от старых технологий, благодаря которым отследить такие перемещения удавалось только между разными поколениями (родительским и дочерним растением), новый подход позволяет выявлять их практически в режиме реального времени. Предложенный метод поможет ученым ускорить выведение новых линий сельскохозяйственных растений.
Agricultural sciences
Botany
Molecular Biology
16 September 2023
Разработана модель, описывающая механизмы формирования плазменных нитей
Ученые разработали самосогласованную электродинамическую модель, которая описывает условия формирования в микроволновых разрядах атмосферного давления плазменных филаментов — тонких нитей в газе с повышенной электронной плотностью и температурой. Такие разряды используются в плазмохимии для высокоэффективного синтеза азотных удобрений, водорода, а также объемных наноструктур, например углеродных нанотрубок, широко используемых в электронике и оптике. Предложенная модель поможет усовершенствовать микроволновые источники плазмы атмосферного давления.
Electrodynamics
Plasma Physics
Synthesis
27 March 2024
Органические ионы сделают синтез азотсодержащих веществ экологичнее
Химики успешно опробовали органические катализаторы, с помощью которых можно переносить атомы водорода от одной молекулы к другой. Этот процесс широко используется в фармацевтике при производстве лекарств. Обнаруженное свойство позволит существенно расширить область применения таких катализаторов и заменить токсичные аналоги на основе тяжелых металлов во многих сферах, требующих химического синтеза.
"Green" chemistry
Organic Chemistry
Synthesis
21 March 2024
Исследованы свойства нового ферромагнетика
Команда физиков из Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ исследовала электронные и магнитные свойства нового соединения Fe2C. Рассчитанные значения обменных взаимодействий и температуры магнитного перехода этого вещества указывают на наличие у этого материала ряда особых свойств. Теоретическое исследование показывает актуальность синтеза указанного вещества, ставя новые задачи перед экспериментаторами и инженерами.
Materials Science
Spintronics
Synthesis
31 January 2024
Катализаторы из винной кислоты повысят оптическую чистоту органических молекул
Ученые создали металлокомплексные катализаторы на основе палладия и органических молекул, содержащих атомы серы и фосфора. Использование этих катализаторов позволяет получать соединения с оптической чистотой до 99%. Оптическая чистота важна при производстве лекарств, витаминов и пестицидов, поскольку она влияет на их биологическую активность.
Catalysis
Organic Chemistry
Synthesis
25 January 2024
Три металла и новая технология упростят получение ненасыщенных спиртов
Ученые синтезировали катализатор на основе наночастиц платины, оксидов церия и циркония, который позволяет превращать ненасыщенные альдегиды в ненасыщенные спирты. Такая реакция нужна при создании духов, отдушек и лекарств. При использовании нового катализатора избирательность и эффективность процесса достигли 100%. Это значит, что при синтезе протекала только необходимая ученым реакция, после которой не оставалось побочных продуктов.
Catalysis
Nanotechnology
Synthesis
23 January 2024