Как ученые из MIT создавали шелковое покрытие для семян

Изначально у команды из Массачусетского технологического института стояла задача сделать покрытие для продления срока годности семян. Но как это не редко бывает, в ходе исследований, родилась другая мысль.

Ученые тестировали различные варианты шелковых покрытий для семян используемых в качестве пищевых культур. В процессе они обратили внимание на биоудобрения в которых используются микробы, живущие в симбиозе с определенными растениями и преобразующие азот из воздуха в форму, которая может быть легко усвоена растениями. Им пришла в голову идея использовать их в покрытии семян. Ведь теоретически это не только обеспечит естественное удобрение для растительных культур, но и позволит снизить экологические риски. “Одна из больших проблем, связанных с азотными удобрениями, заключается в том, что они оказывают большое воздействие на окружающую среду, потому что их производство очень энергозатратно”, комментирует один из исследователей, профессор Бенедетто Марелли.

Хотя эти азотфиксирующие бактерии естественным образом встречаются в почвах по всему миру, причем в разных регионах встречаются различные местные разновидности, их очень трудно сохранить вне их естественной почвенной среды. Но шелк может сохранять биологический материал, поэтому команда из MIT решила испытать его на этих азотфиксирующих бактериях, известных как ризобактерии. Однако предварительные тесты оказались неудачными: бактерии сохранились не так хорошо, как ожидалось.

Тогда ученые придумали добавить в смесь особое питательное вещество, разновидность сахара, известного как трегалоза, который некоторые организмы используют для выживания в условиях низкой влажности. Шелк, бактерии и трегалоза были погружены в воду, и исследователи просто замочили семена в растворе на несколько секунд, чтобы получить ровное покрытие. Затем семена были протестированы как в Массачусетском технологическом институте, так и в более жестких условиях, в исследовательском центре Политехнического университета Мохаммеда VI в Бен-Герире, Марокко. Результат оказался положительным. Полученные растения развивались гораздо лучше, чем растения из необработанных семян, и что самое главное - успешнее росли в почве считающейся непригодной для земледелия. Обычный шелк, который они используют, растворим в воде, поэтому, как только он попадает в почву, бактерии высвобождаются. Но покрытие, тем не менее, обеспечивает достаточную защиту и питательные вещества, чтобы семена могли прорасти в почве с уровнем засоления, который обычно препятствовал бы их нормальному росту.

На практике такие покрытия можно наносить на семена либо погружением, либо распылением. Причем это можно делать при обычной температуре окружающей среды и давлении. Таким образом, данный способ достаточно легко масштабируем, что позволяет использовать его даже неквалифицированным сельхозпроизводителям.