Ученые-биологи СФУ работают над средствами защиты зерновых от фузариоза

Ученые Института фундаментальной биологии и биотехнологии СФУ и Института биофизики исследуют токсическое воздействие фунгицида тебуконазола (ТЕВ) — эффективного препарата против фузариоза — на зерновые и овощные культуры и методы снижения его негативного влияния. Их разработки помогут снизить риск отравления культурных растений и повысить урожайность.

Группа ученых СФУ проводит соответствующие исследования под руководством доктора биологических наук, профессора, заведующей кафедрой медицинской биологии Института фундаментальной биологии и биотехнологии СФУ Екатерины Шишацкой. Научная работа проходит в рамках мегагранта «Агропрепараты нового поколения: стратегия конструирования и реализация».

«Мы рассматриваем токсические свойства TEB на примере пшеницы (Triticum aestivum), заражённой Fusarium. Этот патоген, вызывая развитие корневых гнилей, способен значительно (до 30%) снижать урожай кукурузы, пшеницы и риса, которые служат основным источником растительного белка для населения планеты.

Поражая корневую систему растений, фузариоз выделяет микотоксины (от греч. Mukos — гриб + toxikos — яд) — молекулы, которые проявляют токсические свойства и делают зерно категорически непригодным для использования в пищевых и кормовых целях. Токсины попадают не только в зерно, но и в продукты его переработки — муку и хлеб. Значит, нужно избавить растения от этой инфекции уже на стадии семян — обработать зерно фунгицидными препаратами», — рассказала Екатерина Шишацкая.

По словам ученых, тебуконазол обладает высокой фитотоксичностью, поэтому растение подвергается «двойному удару»: страдает от возбудителя фузариоза и от токсичного лекарства. Исследователям предстоит изучить, какая форма тебуконазола наиболее эффективна. С помощью особой модельной системы ученые занимаются совершенствованием схемы обработки семенного фонда и зараженных растений фунгицидными препаратами, в том числе ТЕВ.

«Исследуя гидропонную культуру пшеницы на стадии проростков, мы выяснили, что токсические эффекты TEB и фузариозной инфекции проявляются по-разному, особым образом затрагивая защитные системы растения. Фузариоз вызывает резкое увеличение продуктов окислительного стресса в корнях, провоцирует рост численности пограничных клеток (ПК) и размеров гелевого чехла в корневом апиксе. Фунгицид тебуконазол влияет только на структуру апикальной меристемы, вызывая резкое уменьшение численности и размеров гелевого чехла (до полного его исчезновения). Эти результаты позволяют положительно оценить культуру Triticum aestivum в качестве модельной системы для оценки биологического действия фузариоза и фунгицидов. Фактически, у нас появился инструмент, с помощью которого можно будет оптимизировать формы и способы доставки тебуконазола и минимизировать его негативное воздействие на растения», — уточнила Екатерина Шишацкая.