В России создали безопасные селеновые препараты против гнили картофеля

Сибирские ученые создали препараты на основе селена, которые эффективно борются с кольцевой гнилью картофеля. Они экономичны и удобны в использовании. Сейчас эти средства тестируют на картофеле, растущем в грунте.

«Некроз листьев, увядание растения, гниение клубня как при выращивании, так и при хранении — такие последствия вызывает кольцевая гниль, — сообщила соавтор исследования, ведущий инженер Сибирского института физиологии и биохимии растений СО РАН (Иркутск) Ольга Ножкина в своем выступлении на научной конференции молодых ученых Openbio-2019. — Особенно подвержены этому бактериальному заболеванию ранние сорта картофеля. Сегодня, чтобы обеззаразить тару, инвентарь и сам посадочный материал, используют химически агрессивные агенты, например перекись водорода, аммиак или соляную кислоту. Они небезопасны для окружающей среды».

Для борьбы с кольцевой гнилью биологи совместно с сотрудниками Иркутского института химии им. Е. А. Фаворского СО РАН разрабатывают нанокомпозитные вещества на основе природных матриц: на природную оболочку арабиногалактана (из лиственницы сибирской), крахмала и карагинана (синтезированного из красных водорослей) подсаживают наноразмерные частицы селена. По словам Ножкиной, нанокомпозиты не наносят ущерба природе. Кроме того, использовать их не составляет труда: они хорошо растворимы в воде и подходят как для полива, так и для опрыскивания.

Ученые рассмотрели, как препараты действуют на кольцевую гниль in vitro. В бактериальную суспензию добавляли растворы нанокомпозитов и выдерживали эту смесь 72 часа. Исследование проводили с помощью определения оптической плотности бактериальной суспензии (чем меньше плотность бактерий, тем лучше работает средство). Наиболее ярко показал себя препарат на матрицах из арабиногалактана, который сократил количество бактерий на 30—40%. Также выяснилось, что все препараты снижают способность бактерий образовывать биопленки, помогающие им выживать в неблагоприятных условиях. При этом селен использовался в концентрации 0,625%, что, как отмечает исследовательница, очень немного.

«Так как селен в чистом виде токсичен, стоял вопрос, накапливается ли он в растительных тканях. Мы добавили в среду с растениями растворенные нанокомпозиты и отслеживали рост растений, количество листьев и другие биометрические параметры. Эксперимент показал, что при добавлении этих веществ растение чувствует себя прекрасно и даже чуть лучше растет. В тканях растений селен мы не обнаружили», — отметила Ножкина.

Кроме того, биологи проверили, влияют ли нанокомпозитные растворы на родококк — одну из самых распространенных в почве бактерий, которая играет важную роль в поддержании азотного и углеродного баланса. Нанокомпозиты не оказали на нее негативного эффекта. В планах ученых провести эксперименты с другими бактериями.

Теперь Ножкина проверяет действие нанокомпозитов селена на бактерии кольцевой гнили in vivo. Сейчас идут эксперименты с картофелем, выращенным в стерильном песке. Эти условия уже ближе к природным: на растения влияют бактерии, находящиеся в воздухе, а также освещение и другие факторы. Биолог применяет два варианта обработки — полив и опрыскивание, чтобы выяснить, какой из них эффективнее, а летом перенесет эксперимент на настоящее картофельное поле.