Бактериальный пластырь помогает растениям заживлять раны

Авторы/авторы:
Бактериальный пластырь помогает растениям заживлять раны
Черенки с бактериальным целлюлозным пластырем расцветают (внизу) быстрее развивают корни (вверху справа) в отличии от черенка без обработки (слева). Фото: Montserrat Capellades, Alejandro Alonso-Díaz and Ángel Sánchez/CRAG.
14 февраля 2025
35
0

У вас есть поврежденное растение? Попробуйте растительный пластырь.

   Чистая форма целлюлозы, производимая бактериями, может действовать как растительный пластырь, значительно ускоряя заживление и регенерацию растений. Эта разработка, описанная 12 февраля в журнале Science Advances, имеет потенциальное значение для сельского хозяйства и исследований растений.

   В отличие от животных, растения не могут избежать опасности и полагаются на замечательные способности к регенерации. Бактериальная целлюлоза, которая уже используется в человеческой медицине для лечения ран и ожогов благодаря своей биосовместимости, биоразлагаемости и высокой водоудерживающей способности, теперь, как выяснилось, также способствует заживлению ран у растений. Биолог растений Нурия Санчес Колл и ее коллеги из Центра исследований в области сельскохозяйственной геномики в Барселоне тестировали бактериальные целлюлозные пластыри с наночастицами серебра для предотвращения инфекций у поврежденных растений. Вскоре они заметили, что раны, обработанные пластырями, заживают лучше и быстрее. «Это заставило нас заинтересоваться поиском молекулярной причины этого процесса», - рассказывает Санчес Колл.

   Чтобы проверить эффективность пластырей как заживляющего средства, ученые сделали небольшие порезы на листьях двух обычных лабораторных растений, Nicotiana benthamiana и Arabidopsis thaliana, и наложили «пластыри» на половину ран. Через неделю более 80% обработанных ран полностью зажили, тогда как среди необработанных - менее 20%. Микроскопический анализ показал, что ткани в обработанных ранах выглядели здоровыми, в то время как в необработанных ранах наблюдались признаки дистресса и обезвоживания.

   Исследователи также обнаружили, что пластыри значительно улучшают регенерацию растений, особенно в экспериментах по клонированию. Многие растения размножаются бесполым путем с помощью вегетативного размножения - процесса, используемого в научных исследованиях и сельском хозяйстве для выращивания генетически идентичного нового растения из части другого. Когда к черенкам в чашках Петри добавляли бактериальные целлюлозные пластыри, растения восстанавливались быстрее, развивая корни и листья быстрее, чем необработанные черенки. Интересно, что пластыри, сделанные из целлюлозы растительного происхождения, не дали такого же эффекта.

   Химический анализ показал, что бактериальная целлюлоза содержала растительные гормоны, вероятно, произведенные бактериями, ответственными за ее синтез. Бактерии коэволюционировали с растениями на протяжении миллионов лет, вырабатывая гормоны, которые влияют на поведение растений в интересах бактерий. Исследователи были удивлены тем, что эти гормоны остались нетронутыми, несмотря на предыдущую стерилизацию пластырей во избежание контаминации. «Мы думаем, что целлюлозная матрица настолько плотная, что сохраняет гормоны, которые остаются биологически активными», - считает Санчес Колл.

   На генетическом уровне заживление, вызванное бактериальной целлюлозой, отличается от обычного восстановления растительных ран. Бактериальная целлюлоза запускает другой набор генов, выключая некоторые, обычно участвующие в заживлении, и активируя другие, связанные с защитой от инфекций. Исследователи считают, что такая измененная реакция вызвана сочетанием факторов: самой раной, присутствием бактериальных гормонов и реакцией растения на бактериальную целлюлозу как на инородное тело, что может привести к запуску защитных механизмов.

   Хотя бактериальная целлюлоза широко используется в медицине, это первый случай, когда было обнаружено, что она обладает собственной биологической активностью, отмечает Анна Ройг, материаловед из Института материаловедения Барселоны, которая не принимала участия в исследовании. Она видит в данной разработке огромный биотехнологический потенциал. «Мне было бы очень интересно посмотреть, насколько хорошо это работает на реальных культурах».

   По сообщению Санчес Колл, хотя результаты исследования еще находятся на ранних стадиях, они предполагают потенциальное применение в сельском хозяйстве, например, для облегчения прививок, сохранения срезанного растительного материала или использования в качестве среды для выращивания в лабораториях. Другие исследовательские группы уже изучают эти результаты на молекулярном уровне, пытаясь определить, применимы ли они к другим процессам регенерации, которые еще не до конца изучены.

Источник:

sciencenews.org, 12 Feb.,2025

Комментариев: 0
Узнайте о новостях и событиях микробиологии

Первыми получайте новости и информацию о событиях