Ученые научились быстро определять «газ» и «тормоз» роста растений

Ученые из МФТИ совместно с коллегами из МГУ и Фрайбургского университета (Германия) апробировали свою разработку на табаке. В качестве примера они за 2 часа «просеяли» на своей технологии 1040 исследуемых соединений и нашли среди них 65, которые ускоряли или замедляли рост табака. Раньше процедура отбора таких веществ заняла бы недели, а то и месяцы напряженного труда со сравнительно небольшой производительностью, сообщает пресс-служба МФТИ. Подробности технологии приведены в журнале BioMed Central Plant Biology.

Этот метод позволяет в будущем выявить совершенно новые механизмы и молекулярные мишени для избирательного торможения роста вредных и стимуляции роста полезных растений, говорит заведующий Лабораторией разработки инновационных лекарственных средств МФТИ Сергей Леонов.

Для отбора одного-двух химических соединений, влияющих на скорость развития растений, требуется проверить от десятков до нескольких сотен тысяч соединений. Традиционный метод проверки называют «дачным»: семена сажают в питательную среду, как на огородную грядку, добавляют тестируемое вещество, как удобрение, и смотрят, как семена развиваются в течение примерно двух недель. Эта процедура производится для всей тысячи исследуемых соединений с целью найти вещество-победитель. На основании того, как быстро развивается семя и появляются побеги, делается вывод, влияет данная химическая молекула на рост растения или нет.

Ученые выдвинули гипотезу, что при прорастании семян на грядке идут схожие процессы, что и при развитии пыльцевых трубок из пыльцевого зерна. Это значит, что пыльцевое зерно и семя могут иметь одинаковые мишени воздействия — физиологические механизмы растений, на которые влияет химическое соединение. Однако плюс пыльцевых зерен в том, что их период развития гораздо короче (около двух часов), поэтому тестирование химических соединений можно проводить не на семенах, а на пыльце, что займет часы, а не недели.

Определение веществ-победителей из 10 тысяч соединений с помощью нового приема занимает всего одну неделю. А результат теперь оценивается не «на глазок» ученым, а компьютерным анализом цифровых изображений площади пыльцевой трубки.

Знание того, какие вещества и соответствующие механизмы модулируют скорость развития различных растений, позволит направленно либо тормозить рост растений-вредителей, либо стимулировать развитие сельскохозяйственных культур. Это даст значительное повышение производительности в области растениеводства.

Пока ученые занимаются ускорением процесса определения стимуляторов и ингибиторов роста растений, стартап Replantable придумал, как сделать урожайный огород внутри квартиры. Решение компании называется Nanofarm — это небольшая коробка-сад, которая выращивает урожай прямо в доме без всякого контроля со стороны человека. На Kickstarter проект собрал $61 тысячу.