De technologie om de weerstand van de belangrijkste landbouwgewassen tegen watertekorten te waarborgen, wordt gezamenlijk ontwikkeld door wetenschappers uit Rusland en Wit-Rusland, meldt de persdienst van de Tomsk State University (TSU) op 17 november.
De bevolkingsgroei in de wereld en de wereldwijde klimaatverandering stellen de kwestie van voedselzekerheid voor de mens scherp aan de orde. Gegevens van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) duiden op een trend in de richting van woestijnvorming en droogte in veel delen van de wereld.
Universitair hoofddocent van de afdeling Plantenfysiologie, biotechnologie en bio-informatica van het Biologisch Instituut van TSU Marina Efimova zei:
“Het probleem dat we oplossen met collega's van het Institute of Bioorganic Chemistry van de National Academy of Sciences of Belarus en het vernoemde Institute of Plant Physiology. KA Timiryazev RAS, is fundamenteel en tegelijkertijd toegepast.
Wetenschappers zijn van plan natuurlijke verbindingen - steroïde fytohormonen en hun derivaten - te gebruiken als hulpmiddelen om de droogteresistentie van planten en de weerstand tegen zoutgehalte in de bodem te vergroten.
"Maar om deze tool doelgericht te gebruiken, is het noodzakelijk om de functionele principes die door de natuur zijn vastgelegd te ontcijferen en ze vervolgens te kopiëren in de vorm van nanobiotechnologie", legt Marina Efimova uit.
Wetenschappers waren geïnteresseerd in brassinosteroïden – fytohormonen die verantwoordelijk zijn voor de normale werking van het immuunsysteem van planten, vooral onder ongunstige omstandigheden, zoals koud weer, teveel en gebrek aan vocht, ziekten, blootstelling aan pesticiden en andere stress.
Tegelijkertijd is het nodig om micro- en nanomolaire concentraties brassinosteroïden te gebruiken om de productiviteit en weerstand van planten te verhogen.
"Het gehalte aan brassinosteroïden in planten is extreem laag, waardoor het bijna onmogelijk is om ze te isoleren, dus deze stoffen moeten chemisch worden verkregen uit beschikbaar plantenmateriaal", zegt Marina Efimova.
Wetenschappers van het Institute of Bioorganic Chemistry van de National Academy of Sciences of Belarus zijn wereldleiders op het gebied van de synthese van brassinosteroïden. Daarom zullen ze in een gezamenlijk project derivaten van dit type fytohormonen synthetiseren met een extra functionele groep die zorgt voor eiwitbinding.
Aan dergelijke groeperingen zullen onderzoekers de nodige moleculen toevoegen die planten nieuwe eigenschappen zullen geven. Het effect van dergelijke fytohormonen op gerst, koolzaad, aardappelen, Arabidopsis, die slecht bestand zijn tegen droogte en verzilting, zal door TSU-biologen worden bestudeerd.
Het gezamenlijke werk van wetenschappers zal uiteindelijk leiden tot het creëren van methoden voor het beheer van de levensvatbaarheid en productiviteit van planten met behulp van bioregulatoren. Brassinosteroïden worden verondersteld te worden gebruikt bij het voorzaaien van zaadbehandeling en wortelbehandeling van planten.
Momenteel werkt TSU actief aan de ontwikkeling van nieuwe benaderingen om de eigenschappen van populaire gewassen te beheersen met behulp van moderne genomische bewerkingstechnologieën.
Onderzoek gericht op het telen van zeer productieve en milieuvriendelijke gewassen wordt uitgevoerd in het kader van het strategisch project “Engineering Biology”. Hun resultaten zullen bijdragen aan het waarborgen van de voedselzekerheid van Rusland.