Ученые Всероссийского научно-исследовательского института сельcкохозяйственной микробиологии в ходе своей работы в научном центре мирового уровня «Агротехнологии будущего» обнаружили, что вещество негативно влияет на симбиотические клубеньки гороха.

Как рассказала кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярной и клеточной биологии ФГБНУ ВНИИСХМ Анна Цыганова, исследование проводилось в рамках проекта НЦМУ «Анализ влияния хозяйственно-значимых факторов на развитие и функционирование эффективных симбиотических клубеньков на уровне отдельных тканей и групп клеток с использованием лазерной микродиссекции и секвенирования транскриптома, а также методов конфокальной и иммуноэлектронной микроскопии».

Бобовые растения на почвах бедных азотом используют азотфиксацию. Этот природный процесс не обязателен для роста и урожайности, однако он помогает сельхозпроизводителям избежать большого внесения азотных удобрений, что в свою очередь отражается на качестве продукции в лучшую сторону.

Ранее было известно, что пестициды (химия для борьбы с вредителями) могут влиять на развитие клубеньков бобовых растений, в которых бактерии фиксируют атмосферный азот. В новом эксперименте ученые исследовали действие различных концентраций гербицида (химия для уничтожения сорняков) «Спрут Экстра».

Для этого проростки гороха опрыскивали веществом одновременно с их заражением клубеньковыми бактериями. Через 20 дней было обнаружено, что гербицид угнетал рост боковых корней и вызывал деформацию клубеньков тем сильнее, чем выше была его концентрация. С помощью методов электронной микроскопии выявлено, что гербицид нарушал структуру клеток, влияя на организацию их ядер и приводя к накоплению в вакуолях соединений фенольной природы, при этом симбиосомы, в которых и происходит азотфиксация, находились в стрессовом состоянии. Исследования таких клубеньков с помощью современных методов анализа активности генов (транскриптомного анализа) также показало негативное влияние «Спрута Экстра» на клубеньки. В них активировались гены необходимые для организации хромосом в ядре, а также связанные с разрушением клеточной стенки, в то время как происходило снижение активности генов, связанных со строительством клеточной стенки.

– Гербицид «Спрут Экстра» негативно влияет на клубенькообразование гороха и его азотфиксацию, но само растение от этого не страдает. Просто фермерам придется повысить химизацию почвы, а это означает уменьшение экологичности сельхозпродукции, – отметила руководитель проекта НЦМУ «Агротехнологии будущего» Анна Цыганова.