7,7K subscribers

Ученые обнаружили растения, которые выживают на загрязненных почвах

Коллаж: Медиацентр УрФУ.
Коллаж: Медиацентр УрФУ.

Цинния (популярные декоративные цветы) и табак приспосабливаются к меди в почве. Они накапливают тяжелый металл в корнях и ограничивают транспорт меди в надземную часть растения: стебель, листья и далее. При этом растения не только выживают в тяжелых условиях, но и растут лучше. Эту особенность выявили ученые Уральского федерального университета (УрФУ, Екатеринбург). Они провели эксперименты, результаты которых представлены в кандидатской диссертации младшего научного сотрудника научной лаборатории «Биотехнологии поддержания и восстановления компонентов природных и трансформированных биосистем» УрФУ Анастасии Тугбаевой и опубликованы в журнале Horticulturae. Исследование выполнено при поддержке РНФ (проект № 22–24–00817).

«Растения семейства астровых и пасленовых, а именно цинния и табак — исключатели меди, их корневая система выполняет функцию накапливания меди, — рассказывает Анастасия Тугбаева. — На примере циннии мы впервые показали, что она может расти на почвах, загрязненных медью, и даже быстрее переходить к цветению, чем в чистых почвах. То есть ее можно использовать для озеленения территорий, она будет хорошо расти. Табак, важная сельскохозяйственная культура, полезное удобрение, в наших экспериментах также адаптировался к длительному воздействию меди и рос сопоставимо с контрольными растениями, несмотря на высокое содержание меди в субстрате».

Эксперименты проводили в условиях, приближенных к реальным. Ученые воссоздали условия уровня влажности и температуры, характерные для региона, и проверяли влияние различных концентраций сульфата меди на рост растений и ряд физиолого-биохимических характеристик.

"Мы проводили эксперименты в течение 20, 40, 60 дней и использовали субстраты, в которых содержание меди могло даже превышать ее содержание в почвах Екатеринбурга иокрестностей, — поясняет Анастасия Тугбаева. — Под влиянием меди в корне и стебле растений усиливается экспрессия пяти генов, отвечающих за синтез фенольных соединений и лигнина. Лигнин — один из компонентов клеточной стенки растений, который делает ее более прочной. Именно лигнин является механизмом приспособления растений, ограничивающим переход металлов из клеточной стенки и воздействия металлов на внутриклеточную структуру растения».

Справка

  • Для Урала, особенно для Свердловской и Челябинской областей, характерен высокий уровень содержания меди в почвах. По данным организации наблюдательной сети Росгидромета, в опасную категорию загрязнения почв медью в Свердловской области входят города Ревда и Кировград. Умеренно опасная категория загрязнения почв металлами в Верхней Пышме, Полевском и Первоуральске.
  • Загрязненная почва представляет опасность не только с точки зрения поступления в организм человека токсичных веществ с продуктами питания, она также является источником вторичного загрязнения приземного слоя воздуха. Наличие тяжелых металлов в почве приводит к отчуждению сельскохозяйственных земель, снижению урожайности и продуктивности растений, поэтому наблюдениям за загрязнением почв городов уделяют большое внимание.

УрФУ — один из ведущих вузов России со столетней историей, один из лидеров программы «Приоритет–2030», № 1 в стране по объемам приема. Расположен в Екатеринбурге — столице Всемирных летних студенческих игр 2023 года, городе-победителе отбора Правительства России на создание университетских кампусов. Вуз выполняет функции проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (НОЦ).

УрФУ оперативный — в телеграм.