Боряна Плашкова

Откакто засушаването стана все по-продължително и често явление, предизвикано от климатичните промени, учени от цял свят се опитват да улеснят живота на културните растения в екстремните условия, на които са подложени в естествената си среда.

Нуждата от вода за културите варира през различните фази от вегетационния им период, като най-голям разход обикновено се наблюдава по време на генеративното им развитие - цъфтеж и плододаване. Антитранспирантите, които регулират дейността на дихателните отвори и съответно количеството отделена чрез изпарение вода от растенията, са фитохормоните, станали главен обект на изследванията, свързани с разработването на стратегии за запазването на водните запаси в почвата за възможно най-дълго време.

Още през 2013 г. научен екип от Калифорнийския университет Ривърсайд успява да синтезира вещество, каращо растенията да забавят своя растеж и в същото време да започнат усилено да складират вода в клетките си. Шон Кътлър, ръководител на изследването, представя веществото, наречено кинабактин като имитиращо действието на естествено срещания растителен хормон - абсцисиевата киселина, спиращ нарастването на растението при наличие на стрес от засушаване.
Aбсцисиевата киселина е главният хормон, стимулиращ задържането на вода от растенията по време на засушаване чрез контролиране на затварянето на устицата, като по този начин ги предпазва от прекалено бързото увяхване. Но опити с директното му прилагане, показали неговата нестабилност и прекалено кратко действие, за да може той да се нарече полезен за селското стопанство.
Екипът на Кътлър всъщност открива цяло семейство от рецептори, към които абсцисиевата киселина може да се свърже. В последствие установяват и, че когато кинабактинът бъде свързан към същите рецептори в растения като соя и арабидобсис, също се включват механизмите им за предпазване от сушата. Кинабактинът не губел своята стабилност толкова бързо, колкото абсцисиевата киселина и се смятал за недажден заместител, който станал основа на множество научни изследвания и патенти.
Наскоро същият екип представи и наследник на кинабактина, наречен опабактин, успял да се справи с главния проблем, пред който бил изправен предшественика му, а именно това, че не можел да прояви своето действие върху някои видове опитни растения, като например пшеница и домат. Новото вещество е 10 пъти по-силно от естествената абсцисиева киселина, което печели названието му “суперхормон”.
За да създадат опабактина, екипът направил виртуален скрининг на повече от 18 милиона различни молекули, за да намери най-подходящата за свързване към рецепторте на абсцисиевата киселина, а след това приложили върху нея малко клетъчно инженерство.

Учените изпитали действието на новата молекула върху растения в контролирана лабораторна среда и отркрили нейната стабилност и продължителност на действие. Опитните растения третирани с опабактин издържали на засушаването цели 5 дни, докато тези с абсцисиева киселина - 2 или 3 дни.

Опабактинът започва да действа само броени часове след прилагането му, което означава, че фермерите могат да третират растенията още след първите прогнози за наближаваща суша.

Малкта молекула доказала своята активност при лабораторните изследвания на всички култури, но тази сфера на научни изследвания е все още нова в сравнение с разработването на нови пестициди или гмо растения, като нейната мащабност и приложимост в земеделието тепърва ще се доказват.