Test di laboratorio. Credito:Voronezh State University of Forestry and Technologies intitolata a G.F. Morozov
Una preparazione semplice ed efficace per la protezione delle piantine derivate in vitro dai fitopatogeni è stata sviluppata da un team scientifico di NUST MISIS insieme ai colleghi di Voronezh e Tambov. Piccole dosi di nanoparticelle di ossido di rame nella sua composizione funzionano come immunostimolatori delle piante. Di conseguenza, gli scienziati stanno pianificando di ottenere una preparazione che aumenterà la quantità di materiale vegetale raccolto. I risultati del lavoro sono stati pubblicati in Nanomaterials rivista scientifica internazionale.
I metodi moderni di fitoproduzione di massa includono l'ottenimento di materiale vegetale di piante legnose mediante micropropagazione clonale in vitro. Questo metodo di propagazione vegetativa consente di ottenere nuove piante, geneticamente identiche all'esemplare originale, in un vaso da laboratorio o altro ambiente sperimentale controllato piuttosto che all'interno di un organismo vivente o di un ambiente naturale.
Ci sono alcune sfide con la nuova tecnologia:poiché i mezzi nutritivi per i fitocloni forniscono le condizioni ideali per la crescita microbica, nuove piante devono essere create e mantenute in completa sterilità. Gli antibiotici sono sempre più utilizzati per ridurre il rischio di contaminazione nelle piante propagate in vitro.
Tuttavia, insieme all'effetto battericida, gli antibiotici possono anche avere un effetto tossico sui tessuti vegetali, inibirne la crescita e lo sviluppo. Inoltre, i microrganismi possono adattarsi ai biocidi mediante mutazioni, il che porta alla resistenza dei fitopatogeni. Secondo gli scienziati russi, l'uso di nanoparticelle come agenti sterilizzanti potrebbe essere un'alternativa sicura agli antibiotici.
Il team di ricerca di scienziati di NUST MISIS, Voronezh State University of Forestry and Technologies intitolato a G.F. Morozov e la Tambov State University intitolata a GR Derzhavin miravano a valutare gli effetti delle nanoparticelle di ossido di rame sulla crescita di colonie di funghi che formano spore, nonché sulla produzione di geni di resistenza allo stress nei cloni di betulla in vitro quando infettati da fitopatogeni.
"Come ci aspettavamo, le nanoparticelle di ossido di rame hanno avuto un pronunciato effetto antimicotico sui fitopatogeni nelle colture vegetali, il che è coerente con i risultati di numerosi studi precedenti. Come possibili meccanismi di questo fenomeno, assumiamo sia la diffusione di ioni rame, che un agente antimicrobico ed effetti nanotossici specifici, come l'induzione di stress ossidativo o danni alla membrana cellulare", ha affermato Olga Zakharova, esperta del Dipartimento di nanosistemi funzionali e materiali ad alta temperatura presso NUST MISIS.
È interessante notare che, secondo gli sviluppatori, la massima sterilità delle piante è stata osservata alla più bassa concentrazione di nanoparticelle studiata. Gli scienziati suggeriscono che l'effetto si ottiene non attraverso la distruzione diretta dei microrganismi fitopatogeni da parte delle nanoparticelle, ma indirettamente attraverso la stimolazione dell'immunità delle piantine.
"Le nanoparticelle a basse concentrazioni possono causare uno stress moderato nelle piante, una delle reazioni a cui una delle reazioni è un cambiamento nel loro stato biochimico. Composti come le perossidasi e i polifenoli, che fanno parte del sistema di protezione non specifica delle piante contro i microrganismi fitopatogeni, Allo stesso tempo, un aumento della concentrazione di nanoparticelle aumenta lo stress "nano" indotto e l'efficienza complessiva dell'adattamento delle piante allo stress inizia a diminuire, che alla fine si manifesta con un numero ridotto di microcloni vitali alla massima concentrazione di nanoparticelle", ha aggiunto Olga Zakharova.
Secondo i ricercatori, i dati ottenuti confermano la prospettiva di utilizzare nanoparticelle di ossido di rame per ottimizzare la tecnologia di coltivazione delle piante in vitro. La fase successiva del progetto consiste nell'identificare con precisione i meccanismi attraverso i quali le nanoparticelle influiscono sulle piante e sui fitopatogeni. + Esplora ulteriormente
