– Задача, которую мы решаем с коллегами из Института биоорганической химии НАН Беларуси и Института физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН, является фундаментальной и прикладной одновременно, – говорит доцент кафедры физиологии растений, биотехнологии и биоинформатики БИ ТГУ Марина Ефимова. – В качестве инструмента для повышения стрессоустойчивости растений к засухе и хлоридному засолению почв, мы будем использовать природные соединения, появившиеся в результате эволюции, – это стероидные фитогормоны и их производные. Но для того, что применять этот инструмент целенаправленно, нужно расшифровать функциональные принципы, заложенные природой, и затем копировать их в виде нанобиотехнологии.
Главным объектом исследования станут брассиностероиды – гормоны, которые отвечают за нормальное функционирование иммунной системы растения, особенно в неблагоприятных условиях – при пониженных температурах, избытке влаги и засухе, болезнях, действии пестицидов и т.д. Важнейшей особенностью брассиностероидов является то, что они могут повышать продуктивность и устойчивость растений в микро- и наномолярных концентрациях.
– Содержание брассиностероидов в растениях крайне мало, что делает практически невозможным их выделение, поэтому получать данные вещества приходится химическим путем из доступного растительного сырья, – объясняет Марина Ефимова. – Белорусские коллеги являются мировыми лидерами в области синтеза брассиностероидов. В рамках проекта ими будут синтезированы производные данного вида фитогормонов с дополнительной функциональной группировкой для связывания с белками. К группировкам можно будет присоединить интересующие нас молекулы, они обеспечат растениям новые свойства.
Биологи ТГУ изучат влияние этих фитогормонов на однодольные и двудольные растения – ячмень, рапс, картофель, арабидопсис, подверженные действию засухи и засоления. Результатом совместной работы учёных станет создание методов управления жизнеспособностью и продуктивностью растений с помощью биорегуляторов. Планируется, что брассиностероиды будут использоваться для предпосевной обработки семян и прикорневой обработки растений.
Добавим, что в настоящее время учёные ТГУ ведут активную работу по созданию новых подходов для нацеленного управления свойствами самых востребованных сельскохозяйственных культур. Среди используемых инструментов современные технологии геномного редактирования. Исследования биологов проводятся в рамках масштабного стратегического проекта «Инженерная биология» при поддержке федеральной программы «Приоритет 2030». Результаты исследований нацеленных на выращивание высокопродуктивных и экологически чистых сельскохозяйственных культур будут способствовать обеспечению продовольственной безопасности нации.
