Агрономы предложили стратегию борьбы с устойчивыми к гербицидам сорняками
Доклад по теме работы объявлен лучшим на Международной конференции по исследованиям в области здравоохранения и наук о жизни, которая прошла 6–7 мая в Куала-Лумпур (Малайзия).
Гербициды — это химические соединения для подавления роста сорняков. Их действие основано на блокировании важных биохимических процессов. Например, диурон подавляет фотосинтез, а наиболее часто применяемый глифосат — синтез некоторых аминокислот. Гербициды ценятся в сельском хозяйстве, поскольку «химическая прополка» заменяет менее эффективный труд сезонных рабочих. После первого применения химиката уничтожается абсолютное большинство вредных культур, но могут остаться растения с генетическими дефектами, например, с нарушением биохимического процесса, на который направлено действие гербицида. Такие сорняки устойчивы (резистентны) к действию химиката, а потому выживут и смогут размножиться, передав будущим поколениям свой поврежденный, но полезный для устойчивости ген. Если на следующий год фермер использует тот же гербицид, то эти выжившие растения дадут многочисленное резистентное потомство, способное подавить сельскохозяйственную культуру (за счет поглощения из почвы воды и питательных веществ, затенения, выделения растительных ядов).
«Устойчивость сорняков к гербицидам – глобальная проблема для агроэкосистем. Хуже всего ситуация в Америке: сейчас там зарегистрировано 156 устойчивых видов сорняков. Из-за этого фермерам каждый сезон приходится дополнительно тратить по $50 на гектар», — рассказывает Заргар Мейсам, доцент агробиотехнологического департамента РУДН, представивший доклад на конференции в Малайзии.
Авторы работы обозначили несколько основных проблем. В целом увеличивается количество видов резистентных растений-вредителей. С 1960-х годов в научных статьях зарегистрировано 362 случая устойчивости 180 видов растений к гербицидам на протяжении нескольких сезонов. Более того, количество резистентных сорняков будет увеличиваться из-за постоянного использования химикатов сходного механизма действия. В то же время борьба с устойчивыми вредными растениями начинается, лишь когда они становятся реальной проблемой.
Так, повсеместно распространенный плевел жесткий имеет резистентность как минимум к 12 химикатам. Проблема устойчивости сорняков к химикатам распространена по всему миру, наиболее полные данные собраны для Северной и Южной Америки, Австралии, Европы и большей части Азии. Агрономы РУДН предложили стратегию борьбы с вредными растениями.
«В целом необходимо менять химикаты каждый сезон. Если использовать гербициды различного действия, у сорняков не останется шансов. Резистентные к одному веществу вредные растения оставят семена, но те погибнут на следующий год от нового соединения. Таким образом, ген устойчивости у сорной травы не закрепится. Хотя ученые доказали, что этот подход эффективен, он используется редко. Чаще фермеры постоянно используют определенный проверенный гербицид с добавлением еще одного, как раз для уничтожения резистентных сорняков. Конечно, более предпочтительно ежегодно менять химикат, но это потребует применения разнообразных соединений различного действия», — заключает автор доклада Заргар Мейсам.
Продолжаем рассказывать о возможностях для студентов, которые хотят проявить себя как исследователи. Конкурс «Совместный старт» проводится ежегодно в весеннем семестре и ориентирован на поддержку молодёжных объединений. Его цель — помочь студенческим коллективам разработать инновационные и представительские проекты на основе проводимых в РУДН исследований, с перспективой участия в сторонних конкурсах, грантовых программах и научно-технических мероприятиях.
В аграрно-технологическом институте РУДН работает лаборатория агробиотехнологии и молекулярной генетики — место, где классическая агрономия встречается с современными молекулярными технологиями. Сегодня это уже целый научно-исследовательский комплекс: теплица с автоматизированными системами контроля микроклимата, лаборатории искусственного климата и фенотипирования, маркерной селекции и геномики, биохимии и гистологии растений, а также технологической оценки продукции растениеводства.
Коллектив кафедры органической химии факультета физико-математических и естественных наук РУДН получил грантовую поддержку университета на разработку многофункциональных производных пирролидина. Исследователи намерены создать соединения, сочетающие противовоспалительную, антибактериальную, противогрибковую, антиоксидантную и противоопухолевую активность в одной молекуле. Проект рассчитан на