Vědci z Akademie biologie a biotechnologie D.I. Ivanovo a Mezinárodní výzkumný ústav chytrých materiálů Jižní federální univerzity vyvíjejí kompozitní materiály na bázi nanočástic pro řízenou dodávku kyseliny salicylové rostlinám. Jedná se o zcela nový přístup, který může zvýšit výnosy plodin v nepříznivých klimatických podmínkách.
V moderním světě se jen stěží setkáte s člověkem, který kyselinu salicylovou nezná, protože sama o sobě, stejně jako její deriváty, například aspirin, je široce používána v medicíně jako účinná protizánětlivá činidla. Málokdo ví, ale kyselina salicylová je také jedním z nejdůležitějších fytohormonů, které umožňují rostlinám bojovat s patogeny a také s nepříznivými klimatickými podmínkami. Například takové sucho.
Rostliny samy dokážou produkovat kyselinu salicylovou, ale ne vždy jsou schopny udržet její požadovanou hladinu. Mnoho domácích studií naznačuje, že přidání přípravků kyseliny salicylové do půdy nebo postřik listů s nimi stimuluje růst a vývoj zemědělských rostlin, zlepšuje fotosyntézu a také vede k akumulaci užitečných sloučenin v tkáních: alkaloidy, flavonoidy, terpenoidy, vitamíny a další . Navzdory takovým dobrým vlastnostem musíte vědět, kdy přestat – použití kyseliny salicylové, stejně jako jakéhokoli jiného fytohormonu, musí být přísně dávkováno, jinak se stane pro rostliny „jedem“. Moderní výzkumníci proto stojí před důležitým úkolem vyvinout nejen aplikační systémy pro kyselinu salicylovou, ale také metody pro její postupné, dlouhodobé uvolňování.
Společným úsilím vědců z Akademie biologie a biotechnologie D.I. Ivanovo a International Research Institute of Smart Materials na Southern Federal University vyvíjejí kompozitní materiály pro cílené dodávání a řízené uvolňování fytohormonů. Podle odborníků jsou v posledních letech nejperspektivnější kompozity na bázi nanočástic organického i anorganického původu. Malá velikost nanočástic jim umožňuje překonat ochranné bariéry buněk a efektivněji dopravit kyselinu salicylovou do rostlin.
«Kompozity na bázi polysacharidových nanočástic jsou schopné rozkladu při změně pH, což zajišťuje pomalé uvolňování kyseliny salicylové. Produkty jejich rozkladu jsou navíc biokompatibilní a rostlinám neškodí. Chemická modifikace polysacharidů umožňuje vytvářet materiály citlivé nejen na pH, ale i na redoxní potenciál, což výrazně rozšiřuje možnosti uvolňování fytohormonů. Podobný vývoj je také známý pro nanočástice oxidu křemíku a ceru“ – řekl inženýr MII IM Vladimír Poljakov.
Vytváření takových kompozitů je podle specialisty zcela novým a vysoce efektivním přístupem k využití fytohormonů, které dosud nebyly do zemědělství široce zavedeny. Výsledky práce vědců SFU, publikované v časopise „Plants“ (Q1, impakt faktor 4,7658), budou důležité pro vývoj systémů pro cílené dodávání fytohormonů rostlinám na bázi nanočástic. Použití takových materiálů může zvýšit efektivitu jejich použití, což výrazně zvýší výnosy plodin, zejména v zemích s nepříznivými klimatickými podmínkami.
Práce byla podpořena grantem Ruské vědecké nadace (RSF) (projekt č. 22-76-10054) a byla rovněž provedena v rámci realizace projektů Jižní federální univerzity „Řízení půdních zdrojů a agroklimatologie“ a „Síla materiálů“ spolkového programu „Priorita 2030“ (národní projekt „Věda a univerzita“).
Krátký odkaz na novinky sfedu.ru/news/71910
