Научное исследование японских ученых показывает, как небольшое количество спирта может помочь предотвратить гибель растений, когда у них нет доступа к воде, и это не шутка.
Результаты опытов показывают, как растения, обработанные этанолом (этиловым спиртом), могут вырабатывать устойчивость к водному стрессу (засухе), тем самым успешнее переживать экстремально засушливые периоды.
В этом году многие европейские винодельческие регионы на личном опыте ощутили очень жаркие и засушливые условия и их влияние на урожай винограда: недостаток воды ограничивал рост растений и их способность к фотосинтезу, что приводило к резкому снижению урожайности и ухудшению качества винограда.
Подробнее об этом здесь: Как виноград реагирует на водный стресс (засуху)
Таким образом, это серьезное изучение для серьезной общемировой проблемы. Данное исследование предлагает практический способ увеличения производства сельскохозяйственной продукции в условиях нехватки воды без необходимости дорогостоящего, трудоемкого, а иногда и противоречивого производства (например, без использования генетически модифицированных растений (ГМО)).
Тоже своевременно. Ожидается, что из-за изменения климата волны тепла и засухи станут более частыми и продолжительными.
Конечно, кажется странным, что кто-то додумался облить растение спиртом, чтобы помочь ему выжить. Когда мы делали это с плохим вином в одном ресторане, фикус в конце концов погиб.
Хотя этанол, по-видимому, в незасушливые периоды негативно влияет на рост листьев растений, в исследовании говорится, что этот эффект незначителен по сравнению с потенциальными преимуществами использования этанола именно в периоды засухи.
Среди ученых известно, что в условиях засухи растения естественным образом вырабатывают небольшое количество этанола. И вот ученые в Японии подумали, почему бы не лечить растения дозами этого недорогого и широко доступного химического вещества.
Чтобы проверить свою гипотезу, исследователи из Центра исследования устойчивых ресурсов RIKEN выращивали растения в течение примерно двух недель с достаточным количеством воды.
Затем они предварительно обрабатывали почву этанолом в течение трех дней, а после вообще не поливали в течение двух недель. Около 75% обработанных этанолом растений пшеницы и риса выжили после повторного полива, в то время как среди контрольного варианта (необработанных растений) выжило менее 5%.
На фото: пшеница не выжила после двух недель полного отсутствия полива водой (слева), но хорошо себя чувствовала, если перед отключением полива почву предварительно обработали 3% этанолом (справа). То же самое верно для риса и модельного опытного растения резушка Таля (Arabidopsis).
Как же это работает?
Ведущий исследователь Мотоаки Секи говорит, что обработка почвы этанолом смягчает засуху по нескольким направлениям.
Во-первых, гены, связанные с засухой, экспрессируются еще до того, как исчезнет вода, что дает растениям преимущество в подготовке. Затем устьица закрываются, позволяя листьям удерживать больше воды. В то же время часть этанола используется для производства различных сахаров, которые обеспечивают столь необходимую энергию, которую обычно трудно получить при закрытых устьицах.
Так как же обрабатывать растения этанолом?
Добавлять несколько капель в систему орошения (фертигация). В этом исследовании лучше всего работали 10 мм, но это было не на винограде, а на злаках и растении из семейства Капустные.
А как это работает на винограде?
Хотя ученые в своем исследовании использовали рис и пшеницу, они утверждают, что их результаты «подчеркивают новую стратегию выживания для увеличения производства сельскохозяйственных культур в условиях ограниченных водных ресурсов».
Помимо обеспечения эффективной защиты в условиях засухи, есть ли другие преимущества от использования этанола?
Это относительно недорогое и экологически чистое средство. Этанол также безопасен для пищевых продуктов. Широкое использование этанола для этой цели также компенсировало бы необходимость генетически модифицировать растения, чтобы сделать их более засухоустойчивыми, или проводить трудоемкие классические методы селекции для создания новых засухоустойчивых сортов.
Если вы хотите узнать об этом больше, то само исследование было опубликовано в журнале Plant and Cell Physiology (на англ.яз.), прочитать можно здесь.
