Teknologien til at sikre, at de vigtigste landbrugsafgrøder er modstandsdygtige over for vandmangel, udvikles i fællesskab af videnskabsmænd fra Rusland og Hviderusland, rapporterer pressetjenesten fra Tomsk State University (TSU) den 17. november.
Befolkningsvækst i verden og globale klimaændringer rejser skarpt spørgsmålet om menneskelig fødevaresikkerhed. Data fra Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) indikerer en tendens til ørkendannelse og tørke i mange dele af verden.
Lektor ved Institut for Plantefysiologi, Bioteknologi og Bioinformatik ved TSU's Biologiske Institut Marina Efimova sagde:
"Problemet, som vi løser med kolleger fra Institute of Bioorganic Chemistry ved National Academy of Sciences of Belarus og Institute of Plant Physiology opkaldt efter. KA Timiryazev RAS, er grundlæggende og anvendes på samme tid.
Forskere har til hensigt at bruge naturlige forbindelser - steroid phytohormoner og deres derivater - som redskaber til at øge planternes tørkeresistens og jordens saltholdighedsresistens.
"Men for at bruge dette værktøj målrettet, er det nødvendigt at dechifrere de funktionelle principper, der er fastlagt af naturen, og derefter kopiere dem i form af nanobioteknologi," forklarede Marina Efimova.
Forskere var interesserede i brassinosteroider - fytohormoner, der er ansvarlige for den normale funktion af planters immunsystem, især under ugunstige forhold, såsom koldt vejr, overskydende og mangel på fugt, sygdomme, eksponering for pesticider og andre belastninger.
Samtidig er det nødvendigt at bruge mikro- og nanomolære koncentrationer af brassinosteroider for at øge planternes produktivitet og resistens.
"Indholdet af brassinosteroider i planter er ekstremt lavt, hvilket gør det næsten umuligt at isolere dem, så disse stoffer skal opnås kemisk fra tilgængelige plantematerialer," sagde Marina Efimova.
Forskere fra Institute of Bioorganic Chemistry ved National Academy of Sciences of Belarus er verdens førende inden for brassinosteroidsyntese. Derfor vil de i et fælles projekt syntetisere derivater af denne type fytohormoner med en ekstra funktionel gruppe, der giver proteinbinding.
Til sådanne grupperinger vil forskere tilføje de nødvendige molekyler, der vil give planter nye egenskaber. Effekten af sådanne phytohormoner på byg, raps, kartofler, Arabidopsis, som er dårligt modstandsdygtige over for tørke og saltholdighed, vil blive undersøgt af TSU-biologer.
Forskernes fælles arbejde vil i sidste ende føre til skabelsen af metoder til styring af planters levedygtighed og produktivitet ved hjælp af bioregulatorer. Brassinosteroider formodes at blive brugt til frøbehandling og rodbehandling af planter.
I øjeblikket arbejder TSU aktivt på at udvikle nye tilgange til at kontrollere egenskaberne af populære afgrøder ved hjælp af moderne genomiske redigeringsteknologier.
Forskning rettet mod dyrkning af højproduktive og miljøvenlige afgrøder udføres inden for rammerne af det strategiske projekt "Engineering Biology". Deres resultater vil bidrage til at sikre Ruslands fødevaresikkerhed.