В стремительно развивающемся биотехнологическом мире происходит быстрая адаптация микроорганизмов к уже существующим пестицидам. Для того чтобы справиться с этой проблемой, необходимо более активное взаимодействие между научными, производственными и образовательными учреждениями. Экс-заместитель министра развития экономики, торговли и сельского хозяйства Украины Инна Дмитриевна Метелева в интервью газете «Агрообразование» акцентировала особое внимание на том, сколь важна спайка «образование – наука» в плане подготовки профессиональных кадров новой генерации.

В авангарде инновационных решений в сфере биотехнологий уже не первый год находится Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины (НУБиП). Одна из перспективнейших наработок Университета, прошедшая практическую апробацию как в лабораторных условиях, так и на полях засушливой зоны Запорожской области, базируется на исследованиях авторов кафедры агрогрунтоведения и агрофизики НУБиП Бучек Полины Владимировны и Забалуева Владимира Алексеевича. Учеными проанализировано взаимодействие микроорганизмов с ризосферой растений (называемое микоризой). Препарат «Микоплант», созданный П. Бучек и В. Забалуевым – это споры и везикулы гриба семейства Glomus, представленные в виде корневого гранулированного субстрата. Принцип действия заключается в том, что растение выделяет фитогормон ризолактон, что способствует симбиозу грибов с корневой системой и укрепляет микоризу. Особенно в засушливых областях нашей страны это очень важно, там, где у растений слабо развивается корневая система и ризосфера также слабо развита, в результате чего поглощается малое количество воды.

Еще одним похожим исследованием занимались Т. П. Пирог, Г. А. Иутинская, Н. О. Леонова, К. А. Береговая и Т. А. Шевчук из института молекулярной биологии и генетики (ИМБиГ). Ученые обрабатывали семена растений фитогормоном стриголактон. В эксперименте были получены хорошие результаты и семена, обработанные фитогормоном, быстро прорастали, а взрослые растения обладали мощной корневой системой. Если сравнивать с контролем, то ризосфера не обработанных фитогормоном растений составляла около 2 см., а ризосфера экспериментальных растений расширилась до 1,5 метра.

Растением выделяется очень большое количество фитогормонов. Их можно условно разделить на 3 части: фитогормоны стеблей – ауксины, фитогормоны корней – цитокинины, фитогормоны листьев – гибберелины.

Впервые о том, что растения выделяют биологически активные вещества, влияющие на их рост и развитие, предположил Ч. Дарвин. Он описал опыт, изучающий апикальную зону стебля. Ученым было замечено, что растение всегда стремится к солнышку, находясь в тени, стебель «изгибается» и как бы ползет к источнику солнечного света. Был проведен эксперимент, чтобы установить, какая часть растения дает сигнал, чтобы образовать этот изгиб. Сначала Дарвин прикрыл зону изгиба, чтобы солнечный свет не мог поступать на этот участок, но растение все равно извивалось и сгибалось в сторону света. После этого он накрыл макушку стебля, и растение прекратило изгибаться. Тогда Ч. Дарвин предположил, что на макушке растения вырабатываются какие-то молекулы, активность которых приводит к физиологическим изменениям и регулирует процесс изгибания стебля. Следующее, что сделал исследователь – это проверил свою теорию: он отрезал апекс и растение прекратило изгибаться. Ну и последнее, что предпринял Дарвин – поместил отрезанную макушку в чашку Петри с агаром. После чего вырезал кусочек агара и поместил на отрезанное место апекса – растение стало изгибаться. Так был выявлен и описан первый в истории фитогормон – ауксин.

Как оказалось, все фитогормоны имеют аттрагирующий эффект, с помощью которого можно «обмануть» растения, повысив их продуктивность. К примеру, обработав плод клубники ауксином можно добиться крупных плодов, но здесь есть оборотная сторона медали. Плод интенсивно растет и расходует для роста сахар, поэтому такая клубника менее сладкая. Также, если не рассчитать дозу ауксина, то можно просто-напросто добиться обратного эффекта, и растение погибнет. Данная закономерность была замечена любителями «красивого газона» и сейчас в Европе газон, обработанный ауксином, состоит исключительно из однодольных растений, так как от больших доз двудольные растения погибают. Смертоносное действие массированных доз ауксина было применено ВС США во время Индокитайской войны. Из-за того, что вьетнамские партизаны прятались в тропических лесах, было решено распылить Агент «Оранж» над тропическими лесами у дельты реки Меконг. Это имело огромные последствия как для флоры, так и для фауны региона. У животных и человека возникали кожные заболевания, приводящие к системным поражениям органов и онкологическим заболеваниям.

Заслуживают отдельного упоминания цитокинины – гормоны, вызывающие деление клеток. Если обработать растение цитокининами (фитогормоны корней), то растение получает сигнал, что корневой системе необходимо поступление глюкозы. Фотосинтез происходит в листьях растений, поэтому, получив такой сигнал, листья начинаю интенсивно работать, производя глюкозу (питание для всех живых организмов). Или плод, получив подобный сигнал, остается долго зеленым и не стареет. Конечно же, этим не могла не воспользоваться природа. Есть очень много животных (нематоды, к примеру), грибов (актиномицеты, к примеру) которые способны вырабатывать цитокинины. У личинки нематод, к примеру, цитокинины вырабатываются в слюнных железах. Поедая листья, она образует галлы и, находясь в середине этих галл, получает от растения больше глюкозы. Ну и пару слов о гебберелинах. Гебберелины – это фитогормоны, которые ускоряют процесс цветения.

В целом можно сказать, что фитогормоны и возможные сферы их применения неизменно находятся в области интереса ученых и пристального внимания исследователей.

Роль фитогормонов в битве за урожайность: перспективы и возможные опасности