Вспышка молнии и полярные сияния содержат вещества, известное как плазма, которое исследователи использовали для производства газа, который может активировать иммунитет растений против широко распространенных болезней.
Ученые Высшей школы сельскохозяйственных наук Университета Тохоку отмечают, что химические пестициды являются основой борьбы с болезнями в сельском хозяйстве в настоящее время, но они могут загрязнять почву и наносить вред экосистеме. Поэтому исследователи намерены разработать технологии борьбы с болезнями растений, которые помогут создать устойчивую сельскохозяйственную систему. Использование иммунитета растений — один из наиболее эффективных методов борьбы с болезнями, поскольку он использует врожденную устойчивость растений и оказывает низкое воздействие на окружающую среду
Используя свое ранее разработанное устройство, которое извлекает плазму из воздуха, исследователи произвели пятиокись азота, реактивную форму азота (RNS). Эта молекула связана с активными формами кислорода (АФК) в том смысле, что они повреждают клетки и вызывают специфические стрессовые реакции в организмах.
Хорошо известно, что реактивные формы являются важными сигнальными факторами в иммунном ответе растений, но специфическая физиологическая функция пятиокиси азота плохо изучена. Растения производят реактивные виды в качестве защитной реакции, когда они воспринимают инфекционный стимул от патогена. Генерируемые реактивные виды функционируют как сигнальные молекулы, которые способствуют активации иммунитета растенийсказал автор статьи Сугихиро Андо, доцент Высшей школы сельскохозяйственных наук Университета Тохоку.
По словам Андо, реактивные соединения связаны с растительными гормонами, такими как салициловая кислота, жасмоновая кислота и этилен, которые помогают регулировать иммунитет растений, но физиологическая функция пятиокиси азота плохо изучена.
Поскольку известно, что реактивные виды играют важную роль в иммунитете растений, мы проанализировали, что атмосферное воздействие на растения пятиокиси азота может повысить устойчивость к болезнямсказал Андо.
Исследователи подвергали кресс-салат, небольшое растение, обычно используемое в качестве модельной системы для научных исследований, воздействию пятиокиси азота в течение 20 секунд в день в течение трех дней. Затем растения заражали одним из трех распространенных патогенов растений: грибком, бактерией или вирусом. Растения с грибком или вирусом демонстрировали подавленное развитие патогена, в то время как растения с бактерией имели такую же пролиферацию, как и контрольные растения.
Эти результаты показывают, что воздействие газообразного пятиокиси азота может контролировать заболевание растений в зависимости от типа патогенасказал Андо.
Генетический анализ показал, что газ специфически активировал сигнальные пути жасмоновой кислоты и этилена и, по-видимому, приводил к синтезу антимикробных молекул, которые, по словам Андо, могли способствовать наблюдаемой устойчивости к болезням.
Газ пятиокиси азота можно использовать для активации иммунитета растений и борьбы с болезнями растений. Благодаря плазменной технологии газ можно производить из воздуха и электричества без использования специальных материалов. Газ также можно преобразовать в азотную кислоту при растворении в воде и использовать в качестве удобрения для растений. Эта технология может способствовать строительству устойчивая сельскохозяйственная система как чистая технология с минимальным воздействием на окружающую средусказал Андо.
Далее исследователи планируют изучить, как их технология работает с сельскохозяйственными культурами и при выращивании в теплицах.
