راه حل جدید مبتنی بر پلی ساکارید برای محافظت از سیب زمینی در برابر باکتری های مضر

پیشرفتی در حفاظت از سیب زمینی: دانشمندان روسی یک راه حل جدید زیست نانو توسعه می دهند

تیمی از محققان سیبری با همکاری یک گروه علمی بین المللی، روشی نوآورانه برای محافظت از سیب زمینی در برابر بیماری های باکتریایی ایجاد کرده اند. محلول جدید بر پایه نانوذرات سلنیوم و پلی ساکارید مشتق شده از کاج اروپایی، به طور موثر با پوسیدگی ساق سیاه و حلقه مبارزه می کند و در عین حال رشد گیاه را نیز تحریک می کند. نتایج این مطالعه پیشگامانه در منتشر شده است گیاهان.

تهدید رو به رشد عفونت های باکتریایی در سیب زمینی

سیب زمینی به عنوان یک محصول اصلی در سراسر جهان باقی مانده است و روسیه این غده را در بیش از سه میلیون هکتار در 80 منطقه کشت می کند. به طور متوسط، هر روسی حدود یک کیلوگرم سیب زمینی در هفته مصرف می کند. با این حال، بیماری‌های باکتریایی که با تغییرات آب و هوایی تشدید می‌شوند، تهدیدی فزاینده برای محصولات جهانی هستند.

دانشمندان دانشگاه فدرال سیبری (SFU) اشاره کرده اند که باکتری هایی مانند Pectobacterium carotovorum، که باعث پوسیدگی نرم و ساق سیاه می شود و Clavibacter sepedonicusکه مسئول پوسیدگی حلقه هستند، با افزایش دما تهاجمی تر می شوند. آفت‌کش‌های سنتی ناکارآمد هستند، زیرا عمدتاً پاتوژن‌های قارچی را هدف قرار می‌دهند تا عفونت‌های باکتریایی.

یک نوآوری بیوتکنولوژیک در حال تغییر بازی

برای مقابله با این چالش، محققان مؤسسه فیزیولوژی و بیوشیمی گیاهی سیبری (SIFIBR) و SFU نانوذرات مبتنی بر سلنیوم را با آرابینوگالاکتان، پلیمر قند طبیعی موجود در دیواره‌های سلولی گیاهان، ترکیب کرده‌اند. سلنیوم که از نام الهه ماه یونانی سلن گرفته شده است، یک آنتی اکسیدان شناخته شده است که نقش کلیدی در محافظت از بافت های گیاهی دارد.

هنگامی که این نانوکامپوزیت‌های زیستی روی جوانه‌های سیب‌زمینی اعمال می‌شوند، پژمردگی برگ‌ها را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهند که نشان‌دهنده سرکوب موثر پاتوژن‌های باکتریایی است. تیم تحقیقاتی فرمول‌های مختلفی از جمله ترکیب با منگنز و اکسید مس را آزمایش کردند. با این حال، احتمالاً به دلیل فعالیت آنتی اکسیدانی بالای آن، سلنیوم مؤثرترین است. باکتری‌ها به راحتی آرابینوگالاکتان را مصرف می‌کنند، اما در نهایت توسط سلنیوم مسموم می‌شوند و این ترکیب را به عنوان یک «تله طعمه‌شده» عمل می‌کند.

حداقل دوز، حداکثر حفاظت

پروفسور کنستانتین کروتوفسکی، یکی از نویسندگان این مطالعه، تاکید کرد که برای محافظت موثر، تنها حداقل غلظت نانوذرات سلنیوم مورد نیاز است. دوزهای بالاتر می تواند به طور بالقوه برای گیاهان سمی باشد. جالب اینجاست که این فرمول در مبارزه نیز نویدبخش است فیتوفتورا ​​کاکتورومپاتوژن مسئول بلایت دیررس است که بر محصولات میوه، گیاهان زینتی و درختان متعدد تأثیر می گذارد.

پیامدها برای آینده کشاورزی پایدار

این رویکرد جدید نشان دهنده گامی مهم به سوی روش های حفاظت از گیاهان سازگار با محیط زیست است. برخلاف آفت‌کش‌های سنتی که می‌توانند به میکروب‌های مفید آسیب برسانند و در اکوسیستم‌ها انباشته شوند، این نانوکامپوزیت زیستی راه‌حلی هدفمند و پایدار ارائه می‌دهد.

با حمایت وزارت آموزش عالی و علوم روسیه، این تحقیق می تواند راه را برای کاربردهای گسترده تر در حفاظت از محصولات هموار کند. با آزمایش های بیشتر و تولید تجاری بالقوه، این نوآوری ممکن است به کشاورزان در سراسر جهان کمک کند تا از محصولات سیب زمینی خود در برابر تهدیدات باکتریایی تهاجمی فزاینده محافظت کنند.