17 июня 2019, понедельник, 05:33
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Пыльца подскажет способы регулировать рост растений

Исследовательская группа апробировала свою разработку на табаке (Nicotiana tabacum)
Исследовательская группа апробировала свою разработку на табаке (Nicotiana tabacum)
Fpalli/Wikimedia Commons

Исследователи из МФТИ, центра «Фундаментальные основы биотехнологии» и МГУ вместе с коллегами из Фрайбургского университета (Германия) придумали быстрый способ подбора веществ, влияющих на скорость роста растений, сообщается в пресс-релизе МФТИ. Они разработали технологию тестирования химических соединений на пыльце, вместо использованного ранее способа многодневного тестирования на семенах.  Это существенно ускорит процедуру подбора микроэлементов  для повышения урожайности сельхозкультур.

Исследовательская группа апробировала свою разработку на табаке (Nicotiana tabacum). В качестве примера они за два часа «просеяли» на своей технологии 1040 исследуемых соединений и нашли среди них 65, которые ускоряли или замедляли рост табака. Раньше процедура отбора таких веществ заняла бы недели, а то и месяцы напряженного труда со сравнительно небольшой производительностью. Технология позволит в короткие сроки находить вещества-модуляторы роста и развития. Подробности приведены в журнале BioMed Central Plant Biology.

А) сбор пыльцы В) получение взвеси С) процесс тестирования D) сбор и анализ данных. Илл.: МФТИ

«Этот метод позволяет в дальнейшем выявить совершенно новые механизмы и молекулярные мишени для избирательного торможения роста вредных и стимуляции роста полезных растений, на что и направлены в настоящий момент исследования нашей международной группы», – рассказывает Сергей Леонов, заведующий Лабораторией разработки инновационных лекарственных средств МФТИ.

Для отбора одного-двух химических соединений, влияющих на скорость развития растений, требуется проверить тысячи (от десятков до сотен тысяч) соединений. Сейчас на исследование эффекта влияния только одного вещества уходит около месяца. Существующий традиционный метод можно назвать «дачным» вариантом. Семена сажают в питательную среду, как на огородную грядку, добавляют тестируемое вещество, как удобрение, и смотрят, как семена развиваются в течение продолжительного периода времени, около двух недель. Эта процедура производится для всей тысячи исследуемых соединений с целью найти самое подходящее вещество – вещество-победитель. На основании того, как быстро развивается семя и появляются побеги, делается вывод, влияет данная химическая молекула на рост растения или нет.

Cотрудники Лаборатории разработки инновационных лекарственных средств МФТИ (слева направо): Роман Чупров-Неточин, автор статьи, и соавторы - Елена Марусич, Сергей Леонов (руководитель лаборатории) и Полина Волынчук. Фото: МФТИ

Ученые выдвинули гипотезу, что при прорастании семян на грядке идут схожие процессы и активируются те же гены, что и при развитии пыльцевых трубок из пыльцевого зерна. Это значит, пыльцевое зерно и семя могут иметь одинаковые мишени воздействия – физиологические механизмы растений, на которые влияет химическое соединение. Однако плюс пыльцевых зерен в том, что их период развития гораздо короче (около двух часов), поэтому тестирование химических соединений можно проводить не на семенах, а на пыльце, что займет часы, а не недели.

Этот прием позволит значительно повысить производительность определения веществ-победителей среди всех исследуемых соединений: анализ около 10 000 соединений занимает одну неделю. К тому же теперь результат оценивается не «на глазок» ученым, а точно – компьютерным анализом цифровых изображений площади пыльцевой трубки. Большую часть работы на себя берет робот. Сначала ученые готовят раствор из пыльцы растения и специальной питательной среды, который распределяется по ячейкам. Туда же добавляются вещества для тестирования. С помощью автоматизированного микроскопа делаются снимки каждой ячейки в начале эксперимента и через определенные промежутки времени.

Каждый снимок обрабатывается специальным софтом, разработанным сотрудниками лаборатории МФТИ совместно со специалистами фирмы Molecular Devices. Программа и делает конечный вывод, является химическое соединение модулятором роста растения или нет. Программа рассчитывает площадь, занимаемую пыльцой на «грядке» (в каждой лунке 384-луночного планшета) в начале и конце эксперимента. После этого она сравнивает результаты этих данных с данными контроля – образца, растущего без какого-либо химического воздействия. Если общая площадь, которую занимает пыльцевое зерно и его пыльцевая трубка в ячейке с веществом, больше, чем в ячейке-контроле, робот дает результат, что вещество является стимулятором роста, а если меньше – ингибитором.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Металлургия Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Юпитер акустика антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты киты климатология комета кометы компаративистика космос культура лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство школа экология эпидемии эпидемиология этология язык Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса глобальное потепление грипп информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция финансовый рынок черные дыры эволюция эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129090, г. Москва, Проспект Мира, дом 19, стр.1, пом.1, ком.5
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2019.