Сотрудница зеркальной лаборатории компьютерной транскриптомики и эволюционной биоинформатики Новосибирского государственного университета, аспирантка Института цитологии и генетики СО РАН Дарья Новикова разрабатывает стимулятор роста и развития культурных растений на основе комплекса фитогормонов.

Стимуляторы роста способны улучшить урожайность растения (как величину, так и скорость созревания плодов), повысить его устойчивость к заболеваниям и неблагоприятным условиям окружающей среды, поэтому их применение востребовано при выращивании как сельскохозяйственно важных, так и декоративных растений.

Препарат, разрабатываемый непосредственно Дарьей, помимо прочего, имеет ряд преимуществ. Например, он не вызывает загрязнения окружающей среды, в отличие от большинства традиционных средств:

— Сейчас в сельское хозяйство активно внедряются более экологичные методы стимуляции роста растений. Так как всем известные удобрения (нитраты) вымываются из почвы и загрязняют окружающую среду, альтернативным вариантом становится применение стимуляторов роста на основе фитогормонов, — рассказала Дарья Новикова. — Как это работает? У растений есть гормональная система и, влияя препаратом на какие-то ее части, мы способствуем росту растений: корней, побегов, плодов, листьев и так далее. Применяются такие вещества в нанодозах, а с учетом того, что в самих растениях есть система разложения фитогормонов, наши «биоудобрения» более щадящие: их наличие не будет сказываться на природе.

Похожие препараты имеются на отечественном рынке, но, как правило, они содержат в своем составе только одно биологически активное вещество.

— Гормональная система растений очень сложная. И зачастую несколько гормонов одновременно участвуют в процессе роста. Поэтому мы создаем препарат, в составе которого есть несколько фитогормонов, — объяснила биолог.

Сейчас исследователи смотрят различные комбинации, сочетания фитогормонов и вычисляют оптимальные их концентрации для изменения морфологических особенностей растения «на заказ», по заданным заранее характеристикам: большие листья, более крупные корни, плоды и тому подобное.

— Такой препарат будет эффективнее за счет того, что в нем работают сразу несколько веществ. Мы уже испытывали (и в отдельности, и в комбинациях по два или три фитогормона) как действуют ауксин, этилен, кинетин и брассиностероиды. Так, в ходе опытов нашли удачную комбинацию трех фитогормонов. Далее мы будем работать над определением «идеальной» концентрации.

Дарья Новикова отмечает: помимо экспериментальной части, ученые решают с применением биоинформатических методов важные теоретические вопросы (взаимодействие фитогормонов, их регулирование процессов роста), которые позволяют более точно проводить испытания. При помощи разработанной Дарьей и ее коллегами системы можно также тестировать биологическую активность веществ.

— На нашей системе в принципе можно быстро проверять буквально на глаз любые вещества, чтобы понимать активны они или нет, стоит ли с ними работать. Получается некий конвейер, — поясняет Дарья. — нашей разработкой заинтересовались коллеги из институтов СО РАН, так как они сами создают какие-то вещества, и наше взаимодействие получается выгодным всем.

Ученые провели испытания стимулятора роста растений на Резуховидке Таля (Arabidopsis thaliana). В ближайший год исследователи опробуют биопродукт на пшенице и томатах. По окончанию исследований, биологи планируют запатентовать разработанный стимулятор роста, который, по предварительным оценкам, позволит повысить урожайность сельскохозяйственно важных культур, при этом, его цена будет ниже существующих аналогов.

В настоящий момент Дарья Новикова получила грант на обучение по программе двойной аспирантуры Sandwitch PhD в университет Вагенингена в Голландии, где продолжит научные изыскания в области фитогормонов, а также другие совместные с ЛКТиЭБ исследования.

— В Голландии более развито экспериментальное направление, в котором мы заинтересованы, а у нас — биоинформатическое. Поэтому в Новосибирске я буду делать работу по транскриптомике, а в Нидерландах — ставить эксперимент, в итоге получится комплексная работа, — рассказала биолог.

Надежда Дмитриева, Марина Москаленко

Фото предоставлено Дарьей Новиковой