Ученые РГАУ—МСХА имени К. А. Тимирязева исследуют применение коротких пептидов в сельском хозяйстве. Эта технология направлена на повышение урожайности сельхозкультур и что очень важно:
Технология не имеет аналогов в мировой сельскохозяйственной практике!
На данный момент ученые уже приступили к изучению свойств коротких пептидов и оценки их воздействия на рост и развитие стратегически важных сельхозкультур: пшеницы, ячменя, сои, люпина, масличного льна и льна-долгунца, а также лекарственных растений.
Что представляют собой пептиды?
Пептиды — это белковые фрагменты, которые используются в растении для передачи информации из клетки в клетку. Они влияют на метаболизм растений и защиту от стрессовых условий, а также помогают улучшить качество продукции и повысить устойчивость к заболеваниям.
Внедрение таких технологий в мировом сельском хозяйстве — актуальный тренд последних десяти лет, однако информация о применении коротких пептидов практически отсутствует. Препараты на их основе используются пока только в медицине.
Группа сотрудников Лаборатории функциональной геномики и протеомики растений ИБХ совместно с учёными из ФНКЦ ФХМ и ИБМХ опубликовала исследование таких рамок у модельного организма – мха Physcomitrella patens – в авторитетном международном журнале Genome Research. Авторы идентифицировали около 70 000 транскрибирующихся коротких открытых рамок считывания, расположенных на длинных некодирующих РНК и различных частях матричных РНК. Протеомными и пептидомными методами была обнаружена трансляция пептидов от нескольких десятков коротких рамок. Анализ мутантных линий мха с нокаутом и сверхэкспрессией некоторых из них, расположенных на длинных некодирующих РНК позволил выявить, что кодируемые пептиды играют важную роль в регуляции роста и развития мха.
Этапы исследований
Пока, завершен только первый этап — предпосевная обработка семян короткими пептидами. Это увеличило их всхожесть на 20–30%, а энергию прорастания на 10–15%.
На втором этапе исследователям предстоит выяснить, как влияют препараты на основе пептидов на скорость вегетации растений. Затем начнутся полевые опыты. Осенью следующего года, после получения урожая из обработанных семян, сотрудники академии оценят уровень эффективности применения препаратов нового поколения в сельском хозяйстве.
Исследователи считают, что пептиды смогут защитить растения от возбудителей болезней, поскольку некоторые из них являются противомикробными агентами. Это позволит снизить обработку посевов агрохимикатами и уменьшить внесение минеральных удобрений.
В результате короткие пептиды оказали положительное влияние на прорастание семян – лабораторная всхожесть увеличилась на 20-30%, а энергия прорастания – то есть скорость растения давать проростки и динамично развиваться до взрослого растения – на 10-15%.
Перспективы
Изучение коротких пептидов для повышения урожайности растений представляет значительный потенциал для улучшения сельского хозяйства. Пептиды могут быть использованы для улучшения устойчивости растений к стрессам, таким как засуха, соленость почвы, болезни и вредители. Они также могут стимулировать рост, цветение и плодоношение растений.
Исследования коротких пептидов могут помочь разработать новые биостимуляторы, улучшающие поглощение питательных веществ растениями. Это может привести к увеличению урожайности и улучшению качества продукции.
Кроме того, изучение пептидов также может способствовать созданию новых сортов растений с улучшенными свойствами, такими как устойчивость к стрессу, более эффективное использование воды и питательных веществ, что в свою очередь приведет к увеличению урожайности и устойчивости сельскохозяйственных культур.
Таким образом, изучение коротких пептидов представляет собой перспективную область исследований с потенциалом для разработки инновационных подходов к повышению урожайности растений и улучшения устойчивости сельскохозяйственных культур.
Аспекты пептидных технологий
Ученые уверены в том, что короткие пептиды являются противомикробными агентами — их можно будет использовать для повышения устойчивости растений к бактериям, грибам и вирусам. Другим важным аспектом пептидных технологий является экологическая сторона, поскольку за счет их применения можно снизить использование пестицидов и удобрений. По итогам исследования планируется получить продукцию с улучшенными характеристиками и разработать рекомендации по применению новых препаратов для разных сельхозкультур.
Эффект от действия коротких пептидов наступает быстрее, чем от среднецепочечных, изучением которых в университете занимаются более 15 лет.
На сегодняшний день в «Государственном каталоге пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации», не зарегистрировано препарата для сельскохозяйственных культур, в состав которого входят только короткие пептиды. Если испытания учёных пройдут успешно, и, как ожидается, будут получены положительные результаты, то и производство пептидов может быть быстро увеличено.
Короткие пептиды в медицине
Исследования коротких пептидов в медицине имеют большой потенциал и представляют интерес для различных областей медицинской науки.
Короткие пептиды - это цепочки аминокислот, состоящие из нескольких до нескольких десятков остатков. Они обладают уникальными свойствами, которые могут быть использованы в медицине для различных целей, включая лечение заболеваний. Одной из областей исследований является разработка пептидных лекарств.
Короткие пептиды могут быть специально разработаны для взаимодействия с определенными молекулярными мишенями в организме, такими как рецепторы или ферменты. Это позволяет создавать лекарственные препараты, которые могут точно и эффективно воздействовать на конкретные биологические процессы. Кроме того, короткие пептиды могут использоваться в качестве диагностических инструментов. Они могут быть модифицированы таким образом, чтобы связываться с определенными маркерами или биомаркерами, свидетельствующими о наличии определенного заболевания. Это позволяет использовать пептиды для разработки новых методов диагностики и скрининга заболеваний.
Кроме того, исследования коротких пептидов также проводятся в области терапии рака. Пептиды могут быть использованы для доставки лекарственных препаратов или радиоизотопов непосредственно в опухоль, что позволяет увеличить их эффективность и снизить побочные эффекты.
Перспективы исследования для сельского хозяйства
1. Биологические пестициды. Короткие пептиды могут использоваться в качестве биологических пестицидов для борьбы с вредителями растений. Они могут иметь специфическое действие на определенные виды вредителей, что делает их более безопасными для окружающей среды и человека.
2. Усиление роста растений. Короткие пептиды могут стимулировать рост и развитие растений. Они могут улучшать поглощение питательных веществ, ускорять процессы фотосинтеза и укреплять иммунную систему растений, что способствует повышению урожайности и улучшению качества продукции.
3. Борьба с болезнями растений. Короткие пептиды могут быть использованы для разработки новых методов борьбы с болезнями растений. Они могут иметь антимикробное действие, способствовать активации защитных механизмов растений и повышать их устойчивость к патогенам.
4. Усиление стрессоустойчивости растений. Короткие пептиды могут помочь растениям пережить стрессовые условия, такие как засуха, низкие температуры или солевая нагрузка. Они могут активировать адаптивные механизмы растений и повышать их способность к выживанию в неблагоприятных условиях.
5. Улучшение качества пищевых продуктов. Короткие пептиды могут быть использованы для улучшения качества пищевых продуктов. Они могут иметь антиоксидантное, антибактериальное или антигрибковое действие, что позволяет продлить срок годности продуктов и предотвратить их порчу.
Это лишь некоторые из возможных перспектив исследований коротких пептидов в сельском хозяйстве. Более глубокие исследования и разработки в этой области могут привести к развитию новых инновационных решений и улучшению устойчивости и производительности сельскохозяйственных культур.
Пожелаем удачи нашим ученым в дальнейших исследованиях и разработках!
Свежие комментарии