Нанотехнологии в питании растений — ученые сделали серьезное открытие

Ожидается, что инновационная технология значительно повысит урожайность сельхозкультур, благодаря использованию нанометрической транспортной платформы, которая ранее применялась только в медицинских целях, сообщает agroxxi.ru.

Исследователи израильского технологического института Технион разработали новую форму доставки питательных веществ в растения.  Технология, которая увеличивает скорость проникновения питательных веществ в растение с 1% до примерно 33%, основана на наноразмерных платформах доставки, которые на сегодняшний день применяются для транспортировки лекарств к конкретным целям в организме пациента.

Использование нанотехнологий для целенаправленной доставки лекарств является новым подходом и находится в центре внимания исследовательской деятельности, проводимой в лаборатории технологий персонализированной медицины на химическом факультете медицинского центра в Израиле имени Эдит Вольфсон.

Настоящее исследование, которое перепрофилировало технологию для сельскохозяйственного использования, было выполнено учеными Ави Шредером и Ависай Карным.

«Постоянный рост населения мира требует более эффективных сельскохозяйственных технологий, которые будут производить больше здоровых продуктов питания и уменьшать экологический ущерб, - сказал профессор Шредер.  - Настоящая работа представляет собой новый способ доставки необходимых питательных веществ растениям без ущерба для окружающей среды».

Исследователи загружали питательные вещества в липосомы - небольшие сферы, состоящие из жирового внешнего слоя.  Такие липосомы устойчивы в водной среде растения и могут проникать в клетки. Кроме того, исследователи из Технион нашли способ «запрограммировать» липосомы для дезинтеграции и высвобождения питательных веществ в точном месте, а именно в корнях и листьях. Дезинтеграция происходит в кислых средах или в ответ на внешний сигнал, такой как световые волны или тепло. Следует отметить, что молекулы, содержащие частицы, были получены из соевых растений и поэтому одобрены и безопасны для потребления как людьми, так и животными.

В настоящем эксперименте исследователи использовали 100-нанометровые липосомы для доставки питательных веществ - железа и магния - в молодые и взрослые растения томатных культур.

Они продемонстрировали, что липосомы, которые распылялись в виде раствора на листьях, проникали в листья и достигали других листьев и корней. Но только при достижении клеток корня они разлагались и выделяли питательные вещества.
 
Помимо демонстрации высокой эффективности этого подхода, по сравнению со стандартным методом опрыскивания культур, исследователи также оценили ограничения, связанные с распространением летучих частиц.

«Наши инженерные липосомы устойчивы только в пределах короткого диапазона опрыскивания до 2 метров, - пояснил профессор Шредер.  - Если они путешествуют в воздухе за пределами этого расстояния, они «разбиваются» на безопасные материалы (фосфолипиды). Мы считаем, что успех этого исследования расширит исследования и разработки аналогичных сельскохозяйственных продуктов, позволит повысить урожайность и качество продовольственных культур и накормить 7-миллиардную общину людей на земле».