Агрономы спасли бамбук от токсичного свинца с помощью коктейля из фитогормонов
Тяжелый металл свинец заражает плодородные почвы. Российские ученые доказали — фитогормоны смягчают последствия от заражения почвы свинцом. Эти фитогормоны вырабатывают сами растения, но дополнительная обработка почвы помогает лучше справиться с токсичным действием металла. Результаты опубликованы в журнале Environmental Science and Pollution Research.
Тяжелые металлы опасны не только для здоровья человека, но и для сельского хозяйства. Тяжелые металлы замедляют рост культур и снижают урожай. На втором месте среди тяжелых металлов по распространенности — свинец. Его используют при производстве красок, стекла, аккумуляторов. Попав в почву с отходами, свинец быстро заражает растения. Тяжелый металл провоцирует появление агрессивных окислителей-оксидантов, которые разрушают клетки растения — вызывают окислительный стресс. Агрономы РУДН с коллегами из Китая, Пакистана, Саудовской Аравии, США и Турции выяснили на примере бамбука, что смягчить токсичное действие свинца могут фитогормоны — вырабатываемые растениями вещества, которые регулируют процессы внутри них.
«Фитогормоны, известные еще и как растительные сигнальные агенты, регулируют метаболизм растений и процессы внутреннего развития, например, служат химическими посредниками в различных клеточных процессах. Эти небольшие молекулы присутствуют в растениях в низких концентрациях. Уже известно, что фитогормоны участвуют в том числе и в реакции растений на стресс. Это дает потенциальную возможность манипулировать уровнем стресса от заражения тяжелыми металлами», — рассказал Мейсам Заргар, доктор сельскохозяйственных наук, доцент агробиотехнологического департамента РУДН.
Агрономы провели эксперимент с «коктейлем» из двух групп фитогормонов — жасмонатов и брассиностероидов. Первые, включающие в себя жасмоновую кислоту и ее эфиры, регулируют рост и развитие растений. Вторые — стрессовые гормоны с сильной ростостимулирующей активностью — поддерживают иммунную систему, особенно в неблагоприятных условиях. Агрономы посадили узловые побеги бамбука длиной в 10 мм и обрабатывали почву жасмонатами и брассиностероидами — вместе и по отдельности. Вместе с фитогормонами в почву добавили свинец в разных количествах — от 0 до 150 микромоль.
Коктейль из фитогормонов значительно улучшил рост бамбука и его устойчивость — это произошло за счет снижения окислительного стресса. Уменьшилось содержание активных окислителей, появление которых спровоцировал свинец. Например, количество пероксида водорода снизилось на 33%. Вместе с этим на 14–20% повысилась активность веществ, ответственных за антиоксидантный ответ.
«Смесь жасмонатов и брассиностероидов заметно снизила окислительный стресс у бамбука. Кроме того, такая обработка повысила устойчивость растений за счет увеличения активности ферментов, способности растений к «обезвреживанию» металлов, более активного роста. Это уменьшает и потенциальную опасность тяжелого металла для окружающей среды. В дальнейшем можно исследовать действие типов фитогормонов на различные виды бамбука или другие растения», — отметил Мейсам Заргар.