Награду ей присудили за цикл работ «Исследование молекулярно-мембранных механизмов ответных реакций растений ярового ячменя на инфицирование грибом Bipolaris sorokiniana Shoem., опосредованных кратковременной гипертермией и экзогенным салицилатом».

– Любовь Валерьевна, чему посвящено ваше исследование и в чем его актуальность?

– В мире существует ряд перспективных направлений защиты растений. Одно из них – биологический метод, когда используют полезные микроорганизмы, обладающие высокими иммуностимулирующими и антагонистическими свойствами. Еще один метод предполагает использование природных метаболитов самого растения, которые повышают его иммунный потенциал. Химические же средства защиты не только загрязняют окружающую среду: при использовании таких препаратов высок риск возникновения резистентных (устойчивых к химическим пестицидам) рас патогенов. Также существенный недостаток традиционных пестицидов – их неспособность защитить посевы от абиотических стрессов. А потери от стрессовых факторов на распространенных сельхозкультурах могут значительно превосходить потери, вызванные болезнями и вредителями.

Нашей целью было подобрать природные вещества, которые есть в самом растении и при этом участвуют в формировании его иммунитета, защитных реакций на разные виды стресса. В лаборатории прикладной биофизики и биохимии, где я работаю под руководством заведующей, член-корреспондента Людмилы Федоровны Кабашниковой, уже 10 лет занимаются разработкой и исследованием механизма действия иммуномодулирующих веществ на различные сельскохозяйственные культуры.

Например, гриб Bipolaris sorokiniana вызывает у злаковых опасное заболевание – темно-бурую пятнистость. Она распространена повсеместно и ее вредоносный потенциал огромен. В земле споры гриба зимуют постоянно. Это приводит к большому недобору урожая – потери могут быть от 50 до 80%. Решение проблемы путем создания устойчивых сортов осложняется тем, что селекционный процесс очень длительный, и патогены успевают преодолеть барьеры устойчивости раньше, чем создастся необходимый сорт. Путем использования природных биогенных веществ мы стремились повысить иммунный потенциал растений, благодаря которому посевы ячменя будут более устойчивыми к патогенам, и в то же время снизить экологическую нагрузку на экосистемы из-за внесения химических пестицидов.

– На каких стимуляторах иммунитета растения остановили выбор?

– Одно из перспективных веществ – салициловая кислота. Она недорогая, имеет природное происхождение. Это один из основных участников запуска защитных реакций культур. Когда экзогенной салициловой кислотой дополнительно обрабатываем ячмень в начале его вегетации, стимулируем выработку эндогенной салициловой кислоты (которая содержится внутри растения) и усиление защитных свойств самого растения. Так злак справляется с неблагоприятными факторами (это не только болезни и вредители, но и повышенные температуры, засуха и др.) за счет активации собственного иммунитета.

Исследования проходили в несколько этапов: лабораторные опыты, испытания в тепличном комплексе на базе НПЦ по земледелию, полевые опыты. Под воздействием однократной обработки салицилатом по сравнению с контролем увеличилась сохраняемость растений и как следствие – рост урожайности на 3–4 ц/га.

– Какие еще методы можно использовать в адаптивных технологиях возделывания?

– Мы изучали возможность использования кратковременного теплового шока в качестве индуктора устойчивости к темно-бурой пятнистости. Такие исследования важны для изучения механизмов формирования кросс-адаптаций: один кратковременный стресс-фактор при воздействии на растение запускает в нем защитные реакции, и когда добавляется второй стресс-фактор (патогенное инфицирование), культура уже находится в стадии стимулирования своего иммунитета. Нам важно понять, как растение расставляет приоритеты при выборе ответов на стресс. На этом основано и практическое применение кросс-адаптаций, например закалка культуры перед высадкой в грунт. Мы увидели: злак после обработки тепловым шоком лучше справляется с болезнью, у него выше устойчивость, ниже процент пораженности темно-бурой пятнистостью.

– Планируете ли изучать воздействие природных индукторов иммунитета на другие сельхозкультуры?

– В нашей лаборатории уже разработана серия из трех иммуномодулирующих препаратов «Иммунакт». В них содержатся иммуномодулирующие агенты природного происхождения (глюкан, либо салициловая кислота, либо аминомасляная кислота) и водорастворимый полимер, который используется как прилипатель. Например, «Иммунакт-ГК» прошел госрегистрацию для применения на огурце и томатах в защищенном грунте в условиях малообъемной гидропоники, а также на льне-долгунце. Сейчас проводим с ним опыты на льне масличном.

Начата работа по новой госпрограмме, которая предусматривает разработку комплексных препаратов защиты для пшеницы на основе указанных выше биогенных стимуляторов иммунитета растений в сочетании с микробиологическим препаратом на основе полезного гриба Trichoderma sp.

Беседовала Елена ПАШКЕВИЧ,

Фото автора, «Навука»