Нередко учёные задумываются о способах, которые помогут прокормить постоянно растущее население планеты. Для этого нужны большие территории, почва которых нередко непригодна для выращивания сельскохозяйственных культур. Недавно же исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) разработали шёлковое покрытие, позволяющее семенам прорастать даже в засоленных почвах.
Изначально исследователи опирались на работу профессора Бенедетто Марелли (Benedetto Marelli) из MIT, который изучал возможность использования шёлковых покрытий для увеличения срока хранения семян. (К слову, другие учёные предложили хранить в шёлке даже образцы крови.)
Во время исследования он наткнулся на биологические удобрения, которые используют микробы, чтобы извлечь азот из воздуха и преобразовать его в особую форму. Последняя легко поглощается растениями.
Подобные азотфиксирующие бактерии встречаются в природе в самых разных регионах мира. Но их довольно трудно сохранить вне естественной среды обитания.
Марелли же знал, что шёлк отлично сохраняет биологический материал. Поэтому он и его коллеги решили выяснить, можно ли удержать азотфиксирующие бактерии в покрытии для семян с помощью этого материала. Отмечается, что учёные работали с ризобактериями (rhizobacteria), способствующими росту бобовых культур.
Первые тесты не принесли ожидаемых результатов, поскольку бактерии не выживали в шёлке.
В результате учёные решили добавить в их покрытие трегалозу – органическое соединение, углевод из группы невосстанавливающих дисахаридов. Нередко микробы используют это соединение, чтобы выжить в условиях нехватки воды.
Чтобы получить покрытие, исследователи суспендировали шёлк, бактерии и трегалозу в воде и в этом растворе замачивали семена в течение нескольких секунд.
После этого специалисты MIT провели испытание и выяснили, что семена со специальным покрытием прорастали лучше, чем необработанные образцы. Они успешно прорастали даже в почве, которая мало подходит для выращивания сельскохозяйственных культур.
При этом, отмечают разработчики, процесс нанесения покрытия является быстрым, лёгким и дешёвым. Для этого достаточно погрузить семена в состав, либо распылить на них раствор.
По словам учёных, из-за того, что шёлк, который они используют, растворим в воде, бактерии, находящиеся внутри, "освобождаются" уже в самой почве. Такая разработка обеспечивает семенам защиту и предоставляет питательные вещества в засоленной почве, которая обычно мешает семенам прорасти как следует.
Как отмечалось выше, специалисты работали с ризобактериями, которые помогают расти бобовым культурам. Между тем они также изучают возможность использования этих микробов для выращивания других типов культур. Одним из возможных путей адаптации считается модификация ДНК бактерий, растений или обоих сразу.
Но даже если это не удастся, и покрытие будет пригодным только для бобовых культур, разработка уже поможет выращивать ценный урожай в регионах с большими площадями засоленных почв.
В будущем учёные намерены провести эксперименты на полях Марокко. Они также надеются сделать семена более устойчивыми к засухе. С этой целью они создают покрытия, которые поглощают воду из почвы.
Научная статья по итогам работы будет опубликована в издании PNAS.
Ранее авторы проекта "Вести.Наука (nauka.vesti.ru) писали об изменённых растениях, которые дадут больший урожай и спасут Землю от голода.
