«Интенсивные источники загрязнения окружающей среды кадмием — это металлургия и гальванотехника, а также сжигание твердого и жидкого топлива. Принятые в настоящее время технологии снижения воздействия тяжелых металлов на растения могут оказывать негативное влияние на окружающую среду. Эффективной и безопасной технологией повышения устойчивости растений является применение соединений гормональной природы, к которым относится фитомелатонин», — рассказала научный сотрудник кафедры физиологии растений, биотехнологий и биоинформатики Биологического института ТГУ Елена Данилова.
Мелатонин выполняет множество функций в растениях, например, регулирует рост листьев, побегов и корней, цветение, созревание плодов и семян. Также он способен снижать окислительный стресс благодаря антиоксидантными свойствам, это важный фактор повышения устойчивости растений при действии стрессоров разной природы. Применение мелатонина снижает накопление ионов металлов в разных частях растений, что делает их безопасными для употребления в пищу.
В лаборатории биохимии и молекулярной биологии БИ ТГУ изучают влияние кратковременной обработки растений ячменя и картофеля мелатонином. Кратковременная предобработка семян или растений сокращает количество активного вещества, так как не требуется его постоянного внесения в почву или гидропонные установки.
«Этот способ повышения урожайности растений более экономичен, но не менее эффективен, — отметила Елена Данилова. — Обработка корней раствором мелатонина в низкой концентрации снижает токсическое действие кадмия и полиметаллического стресса на растения ячменя. Мелатонин усиливает рост корней, увеличивает интенсивность фотосинтеза и снижает накопление ионов тяжелых металлов в злаковых растениях».
Физиологи растений ТГУ показали эффективность применения мелатонина на растениях картофеля в условиях хлоридного засоления. Прикорневая обработка растений мелатонина в течении суток повышала количество столонов картофеля, а от этого образуется больше клубней. Результаты исследований могут быть использованы в практике растениеводства при выращивании растений на засоленных почвах и территориях, загрязненных металлами.
Создание новых биотехнологий является одним из приоритетных исследовательских направлений, развиваемых ТГУ в рамках стратегического проекта «Инженерная биология» при поддержке федеральной программы «Приоритет 2030».
Данные новых исследований опубликованы в журнале Russian Journal of Plant Physiology (Q3).
