Пептиды – новая технология для активации роста комнатных растений и рассады
Роль растений в жизни жителей городаПопулярность комнатных растений значительно возросла в последние годы, и все большее число людей приобретают их. Эта тенденция - не просто временный всплеск, поскольку продажи комнатных растений неуклонно растут на протяжении нескольких лет. Растения приносят в наш дом мир, уют и комфорт, что так необходимо в суете городской жизни. В 2020 году итальянские психологи опросили почти 4 тысячи соотечественников и выяснили: чем больше растений было в домах, тем меньше их хозяева испытывали отрицательные эмоции, тревожились и страдали от бессонницы. Комнатные растения – частичка природы в наших домах способная сделать нас более счастливыми. Многие компании дополняют интерьеры своих офисов растениями, полезными для здоровья. Существуют компании, в которых есть помещения, специально предназначенные для создания ощущения спокойствия, как в растительных джунглях, чтобы люди могли снять стресс в таким «природном уголке», насытить организм кислородом. Исследования показывают, что комнатные растения помогают очищать воздух от токсинов и загрязняющих веществ в помещениях, таких как формальдегид и бензол [Brilli F. et al., 2018]. Одно исследование показало, что растение бромелиады удалило более 80 % шести летучих органических соединений (из восьми изученных) за 12-часовой период, в то время как растение драцена удалило 94 процента ацетона (едкого соединения во многих средствах для снятия лака) [American Chemical Society, 2016]. Комнатные растения также могут значительно улучшить наше психическое здоровье. Например, когда в местах общего пользования Центра реабилитации сердца и легких в Норвегии было посажено 28 новых растений, пациенты сообщили о значительном улучшении самочувствия через четыре недели по сравнению с пациентами, которые находились в помещениях без растений [Raanaas R.K. et al., 2010]. Согласно другому исследованию, когда жители дома престарелых посадили растения в горшочки и научились ухаживать за ними, качество их жизни улучшилось. Исследователи говорят, что это может быть связано с чувством выполненного долга или положительными эмоциями, которые люди испытывали к своим растениям [Collins C.C. et al., 2008]. Согласно исследованию Университета Эксетера, производительность труда сотрудников увеличилась на 15% после того, как растения появились в офисе. Растения когда-то были необходимы для выживания человека, и врожденная связь с ними проявляется в общем снижении стресса и улучшении самочувствия. Это, в свою очередь, влияет на способность человека проявлять творческий подход и сосредотачиваться на выполняемых задачах [University of Exeter, 2014]. Также студенты колледжа, которые выполняли сложные когнитивные задачи в офисе с зеленью, дольше концентрировали внимание, чем те, кто находился в офисе без растений [Raanaas R.K. et al., 2010]. Исследователи из Университета штата Канзас обнаружили, что пациентам с растениями в палатах требовалось меньше обезболивающих, у них были более низкие кровяное давление и частота сердечных сокращений, они чувствовали меньше беспокойства и усталости при восстановлении после операции. Некоторые растения даже обладают целебными свойствами. Например, алоэ вера можно использовать для лечения солнечных ожогов и других раздражений кожи [American Society for Horticultural Science, 2008]. Таким образом, комнатные растения – важная часть нашей жизни. Они дарят людям кислород, поглощают вредные вещества из воздуха, задерживают пыль, спасают от городского шума и суеты. В помещении растения создают психоэмоциональный комфорт, поэтому в интерьере и экологии жилища они занимают важное место. Но рано или поздно любой цветовод сталкивается с проблемой замедленного роста комнатных растений. Если это пауза в развитии во время фазы покоя или после пересадки, то это естественный процесс. Но любые признаки карликовости или замедленного роста в другое время являются признаками проблем с уходом за растением или его здоровьем. Неправильные поливы, нехватка питательных веществ и даже отдельных микроэлементов может привести к серьезным проблемам с ростом. Если говорить о рассаде, то овощеводство не только является приятным хобби и способом получения свежих овощей, но и мощным инструментом для поддержания психического здоровья и благополучия. Овощеводство имеет огромное значение для поддержания психического здоровья по нескольким причинам.
Таким образом, овощеводство является не только способом получения свежих и полезных овощей, но и мощным инструментом поддержания психического здоровья и обретения гармонии с собой и природой. Пептидные биорегуляторы – инновационная нанотехнология для активации роста, защиты от стресса и стимуляции цветения растенийВ последние годы пептиды стали популярным предметом исследований в области растениеводства в качестве антимикробных субстанций, регуляторов роста растений, инсектицидов и гербицидов благодаря доступности их синтеза и высокой биологической активности [Zhang Y.M. et al., 2023]. Например, антимикробные пептиды продемонстрировали способность к уничтожению патогенных грибов и бактерий растений [Tang R. et al., 2023]. В последнее время повышенное внимание уделяется растворенному органическому азоту, свободным аминокислотам и пептидам, и оценки их вклада в поглощение питательных веществ растениями различных экосистем [Cao X.C. et al., 2013]. Исследования [Sauheitl L. et al., 2009; Liu H.J. et al., 2018] показали, что, несмотря на низкие концентрации аминокислот и пептидов в почвенном растворе, они способствуют накоплению азота, образуют комплексы с катионами металлов и влияют на их биодоступность для растений [Dalir N. et al., 2014]. Азот является основным элементом, необходимым для роста корневой системы растений. Изменения в корневой системе особенно заметны, когда наблюдается несбалансированность питательных веществ в почве. В почвах с высоким содержанием нитратных или аммонийных форм азота, боковые корни активно развиваются, но при дефиците азота происходит снижение роста боковых корней. Чтобы изменить свойства корней в ответ на изменение доступности азота, растения используют различные типы сигнальных молекул, включая гормоны и малые РНК [Araya T. et al., 2014]. У бобовых CLE пептиды регулируют эндосимбиотические отношения между клубеньковыми бактериями и растением‐хозяином [Djordjevic M.A. et al., 2015]. Рост и развитие растений контролируются фитогормонами (как ауксины, цитокинины, гиббереллины, абсцизовая кислота, этилен). Оказалось, что физиологическое действие этих регуляторов роста растений может потенцироваться пептидами [Wang G. et al., 2016; Ванюшин Б.Ф. и др., 2017]. Экзогенные биологически активные короткие пептиды AEDG (Ala-Glu-Asp-Gly), AEDL (Ala-Glu-Asp-Leu), KE (Lys-Glu) в концентрации 10–7–10–9 М регулируют рост, развитие и дифференцировку каллусной культуры растений табака Nicotiana tabacum [Федореева Л.И. и др., 2017]. Тетрапептиды AEDG и AEDL не только увеличивают рост каллусной массы, но стимулируют формирование и рост листьев у регенерантов. Эти пептиды модулируют в клетках табака экспрессию генов, в том числе, отвечающих за формообразование и клеточную дифференцировку. Пептиды модулируют экспрессию генов семейства CLE, кодирующих эндогенные регуляторные пептиды, ответственные за пролиферацию и функциональную активность растительных клеток; генов семейства KNOX (гены факторов транскрипции) и GRF (гены – регуляторы факторов роста, кодирующие соответствующие ДНК‐связывающие белки, такие как топоизомеразы, нуклеазы и другие). Регуляторная функция указанных пептидов, по-видимому, реализуется за счет их влияния на гены семейств CLE, GRF (факторы роста) и KNOX1 (транскрипционные факторы). Дипептид KE в 2 раза повышал экспрессию гена CLE6 и не влиял на другие гены этого семейства, в то время как тетрапептиды AEDG и AEDL стимулировали экспрессию генов CLE2, CLE5 и CLE6. Пептид AEDG снижал экспрессию гена CLE4, a пептид AEDL повышал ее почти в 2 раза. Влияние изучаемых пептидов на гены KNOX1 и GRF также было геноспецифичным. Экспрессия генов KNAT1 и KNAT2 не менялась под действием коротких пептидов. Экспрессия генов KNAT3 и KNAT6 значительно повышалась под действием всех исследуемых пептидов, в большей степени AEDL и KE (в шесть раз по сравнению с контролем). Экспрессия генов LET6 и LET12 возрастала под действием пептида AEDL и практически не изменялась под действием пептидов AEDG и KE. Пептид AEDL увеличивал экспрессию гена GRF1 более чем в 2 раза, в то время как другие пептиды снижали ее. Пептид AEDL также стимулировал экспрессию GRF3, а AEDG и KE не влияли на нее. В то же время пептиды AEDL и KE не влияли на экспрессию GRF2, а AEDG повышал ее в 10 раз. Таким образом, влияние пептидов на гены, кодирующие белки-регуляторы роста растений, зависит от первичной структуры пептида [Федореева Л.И. и др., 2017]. У растений на уровне экспрессии генов существует система пептидной регуляции образования известных более длинных пептидных регуляторов роста и развития. В основе действия коротких пептидов на экспрессию генов и клеточную дифференцировку у эукариот могут лежать некие общие фундаментальные регуляторные принципы и механизмы. Поэтому по аналогии с действием на животные клетки короткие пептиды могут обладать регуляторным (сигнальным) действием и на растительные клетки, влияя на дифференцировку, рост и развитие растений [Федореева Л.И. и др., 2017]. Также следует отметить, что у коротких экзогенных пептидов выявлена контрольная функция регуляции генов пептидных регуляторов. В частности, это выражается в контроле короткими пептидами за экспрессией генов, кодирующих известные более длинные регуляторные полипептиды. Одни (короткие) пептиды контролируют экспрессию других, т.е. найдены своеобразные регуляторы регуляторов, действие которых осуществляется путем модуляции экспрессии генов. Можно предположить, что в процессе жизнедеятельности растений, образованные в результате деградации белков (как собственных, так и чужеродных) короткие (из 2–4 аминокислотных остатков) пептиды могут проявлять регуляторную активность, и действие их в клетке может быть (в какой-то мере) сходно с действием гормонов. Оно носит сигнальный характер и, по-видимому, имеет эпигенетическую природу. Короткие пептиды могут рассматриваться как перспективные регуляторы роста растений нового поколения, и они безусловно найдут применение в экспериментальном и практическом растениеводстве. Одним из возможных механизмов действия коротких пептидов на уровень экспрессии генов, имеющим эпигенетический характер, является ингибирование процесса метилирования промоторной области гена в результате блокирования его пептидом. Короткие пептиды в качестве сигнальных молекул могут запускать или напротив ингибировать самые различные генетические процессы и биохимические реакции в клетке. Одним из молекулярных механизмов действия коротких пептидов может быть сайт-специфическое взаимодействие пептидов с ДНК, приводящее к изменению характера транскрипции ДНК и экспрессии генов. Короткие пептиды могут не только сайт-специфично связываться с ДНК, но и «распознавать» их по статусу метилирования, т.е. они по-разному взаимодействуют с метилированными и неметилированными последовательностями ДНК [Федореева Л.И. и др., 2011]. Такое специфическое связывание пептидов с ДНК, по-видимому, может конкурировать со связыванием ДНК с разными оперирующими с ней белками, в том числе ферментами (эндонуклеазами, РНК и ДНК-полимеразами, ДНК-метилтрансферазами и др.). В исследовании [Федореева Л.И. и др., 2013] показано, что короткие пептиды AEDG, AEDR, KEDW, KEDA, EDR связываются с FITC-мечеными гистонами пшеницы Н1, H2в, H3 и H4. Предполагается, что сайт-специфические взаимодействия коротких пептидов с гистонами в хроматине могут служить контрольным эпигенетическим механизмом регуляции активности генов и дифференцировки клеток растений. Кроме того, было изучено влияние коротких пептидов AEDG, EDR, AEDL, KEDG, AEDR, KEDP на гидролиз ДНК фага лямбда, осуществляемый эндонуклеазами WEN1 и WEN2 колеоптилей пшеницы, при наличии и в отсутствии гистона H1. В данном исследовании впервые продемонстрировано модулирующее действие коротких пептидов на активность эндонуклеаз пшеницы, происходящей благодаря сайт-специфическому связыванию пептидов с ДНК [Khavinson V.Kh. et al, 2011]. Растения более чувствительны к краткосрочным и долгосрочным колебаниям окружающей среды (таким как освещенность, температура, влажность), чем животные, поэтому гомеостатическая регуляция имеет решающее значение для их выживания. Растительные гормоны, включая сигнальные пептиды, играют важную роль в регулировании скоординированных реакций растений на окружающую среду [Linkova N.S. et al., 2024]. Добавление пептида AEDL (активного начала Таксореста) к микрорастениям табака с повышенным содержанием соли (NaCl) приводит к снижению окислительного стресса клеток и уменьшению токсического эффекта NaCl. При добавлении пептида AEDL к клеткам растения он локализуется в основном в зонах удлинения и корневых волосках, в меньшей степени в меристемной зоне. В присутствии пептида AEDL происходит снижение экспрессии гена WOX7, в результате чего активируется дифференцировка стволовых клеток и удлинение корней [Fedoreyeva L.I. et al., 2022]. Предварительная обработка семян сои за 1 месяц перед посадкой дипептидом KE и тетрапептидом AEDG в концентрациях 0,01 г/л или 0,001 г/л оказывала положительное влияние на развитие и урожайность сои сорта Батя, несмотря на неравномерное распределение осадков и неустойчивый температурный режим. Так, в кустарно‐ручном опыте применение дипептида KE повысило урожайность сои на 59,2‐81,2%, а применение тетрапептида AEDG – на 62,9‐83,7% по сравнению с контролем. Применение коротких пептидов KE и AEDG в производственном опыте способствовало повышению количества бобов на 68,8% и 87,5%, а также повышению урожая на 30,5% и 18,4% соответственно по сравнению с контролем [Асеева Т.А. и др., 2022]. Также недавно было проведено исследование по применению пептидов при вегетативном размножении декоративных растений, а также при выращивании рассады (Научная конференция «Современные антивозрастные технологии», Иркутск - 3 марта 2024 г. “Применение пептидов Хавинсона при вегетативном размножении декоративных растений, а также при выращивании рассады” Спикеры - Долгих А.В. и Ефимов Е.Л.). Был исследован Revilab SL09. С маточных кустов колеуса сорта Пината, попавших под заморозки, облетели листья, он был занесен в теплицу. При первом черенковании без применения пептидов все 10 черенков погибли, так как по статистике, если маточник попал под заморозки, процент укоренения равен 0%. Вторая партия черенков в количестве 5 шт. была срезана с того же растения через неделю и поставлена в общий парник. Эти черенки опрыскивали Revilab SL09 (2 капли на 0,5 л воды) ежедневно. На 4 день на черенках начали расти листья. На 13 день укоренения из 5 черенков 2 дали корни. При осенней обрезке черенков часто есть небольшой выпад растений. При применении Revilab SL09 (2 капли на 0,5 л) - опрыскивании сразу после обрезки и на следующий день, число сохраненных растений составило 100%. При этом наблюдался ускоренный темп роста колеусов. 
Также исследовали влияние Revilab SL09 на черенкование петуний, альтернантеры и батата, попавших под заморозки. Растения опрыскивали ежедневно Revilab SL09 в той же концентрации. Через 2 недели выжившие черенки петуний хорошо укоренились, заметно подросли и имели более крупные листья. Процент укоренения составил приблизительно 50%. Замерзшая почти без листьев альтернантера укоренилась на 100%, вербена бонарская - на 60%. Затем маточники петунии были сильно обрезаны, и пересажены из открытого грунта в кашпо объёмом 1,5 л. Их опрыскивали Revilab SL09 ежедневно, после чего приживаемость составила 95%. Кроме того, эксперименты были проведены на неукоренившихся усах садовой земляники. При опрыскивали Revilab SL09 выпад составил всего 10%, а за полтора месяца зеленая масса увеличилась в 2,5 раза. Таким образом, опрыскивание Revilab SL09 при осеннем черенковании комнатных растений повышает их приживаемость на 50-60%. Опрыскивание Revilab SL09 позволяет растениям без потерь пережить стресс (сильная обрезка, пересадка и др.). Также Revilab SL09 ускоряет рост зеленой массы и позволяет цвести декоративным растениям в неблагоприятных для них условиях (например, таких, как нехватка освещения). Схема применения лингвальных форм пептидов для улучшения роста, повышения стрессоустойчивости и активации цветения комнатных растений и рассады:
Раствор пептида готовить непосредственно перед поливом. Опрыскивать листья растения из пульверизатора раствором пептида 2 раза в день, утром и вечером + 1 раз в 3 дня поливать растение 50 мл воды с пептидом. Через 1-2 месяца применение пептидов можно повторить. Revilab SL09 содержит пептид AEDG, который по данным научных исследований, описанных выше, способствовал улучшению роста сои, табака и пшеницы. В основе действия этого пептида лежит его способность стимулировать экспрессию генов дифференцировки, роста и функциональной активности клеток растений. Пептид AEDG является активным началом Эндолутен лингвал [Журкович И.К. и др., 2020], который также может успешно применяться в растениеводстве. Также по данным научных исследований рост сои, табака и пшеницы активируют пептиды KE и AEDL. Эти пептид является активным началом Владоникс лингвал и Таксорест лингвал, соответственно [Журкович И.К. и др., 2020] и обладают выраженным стресспротекторным действием. В предложенной схеме применения рекомендуется сочетанное действие этих пептидных биорегуляторов для достижения наилучшего эффекта. Литература
Обзор и практические рекоменди подготовлены коллективом авторов компании Peptides: Екатериной Кожевниковой, Натальей Линьковой, Ириной Сабуровой, Романом Пинаевым | |||||
| Просмотров: 138 | | |||||
| Всего комментариев: 0 | |
