В Университете Лобачевского специалисты добились значимых успехов в создании современных методов диагностики инфекционных заболеваний сельскохозяйственных растений, что открывает перспективы для усиления продовольственной безопасности и роста урожайности. Выдающуюся роль в этой разработке сыграла Алёна Гришина, аспирант кафедры биофизики ННГУ им. Н.И. Лобачевского. Новый метод основан на анализе реакции растений на специально организованные вспышки света — принципиально ином подходе к выявлению болезней сельхозкультур.
Современные технологии для защиты урожая
Суть инновации заключается в оценке степени флуоресценции и преобразования световой энергии в тепло в ответ на ритмическое освещение. Эти параметры позволяют точно определить наличие патогенов в растении. Такой подход не только максимально эффективен, но и пригоден для интеграции в автоматизированные системы «умных теплиц», где диагностика и поддержание здоровья растений осуществляются дистанционно, без постоянного участия человека.
Метод также незаменим при научных исследованиях, связанных с отбором устойчивых к болезням сортов культур и оценкой эффективности новых противовирусных препаратов. Благодаря регулярному мониторингу состояния растений появляется возможность быстро корректировать агротехнические мероприятия, предотвращая развитие эпидемий среди культур.
Взгляд из лаборатории: внедрение новых решений
Разработка велась на современном научном оборудовании — сканирующем импульсном флуориметре. Этот инновационный прибор позволяет стимулировать листья определёнными световыми импульсами, а затем фиксировать их ответ, выявляя изменение визуальных и энергетических характеристик ткани. Алёна Гришина и её коллеги тщательно подобрали оптимальные параметры освещения, его длительность и интервалы для максимально раннего обнаружения вирусных инфекций, в частности, на примере табака. Оказалось, что масштаб работы вируса в листьях напрямую отражается на изменениях флуоресценции, что позволяет оперативно выявлять угрозу для урожая.
Особенно высокий интерес вызывает тот факт, что система способна распознавать не только вирусы, но и бактериальные, грибковые инфекции — достаточно задать соответствующий алгоритм обработки данных. Такой гибкий подход значительно расширяет сферы применения метода, делая его универсальным инструментом для сельского хозяйства и биотехнологий.
Синергия науки: Университет Лобачевского и Институт прикладной физики РАН
Большой вклад в продвижение проекта вносит коллаборация специалистов Университета Лобачевского и Института прикладной физики РАН в Нижнем Новгороде. Сейчас разрабатывается отечественный образец флуориметра, обладающий широкими возможностями для комплексной диагностики болезней растений. Пока прибор создаётся в лабораторных условиях, однако планируется его дальнейшее тестирование и интеграция в Центре биофизики ННГУ им. Н.И. Лобачевского.
Важно отметить, что российские учёные развивают собственные протоколы работы оборудования, учитывая специфические особенности различных патогенов. Чем больше накапливается данных о реакции растений на определённые возбудители, тем быстрее можно выявлять заболевание и предотвращать потери урожая. Для каждого типа инфекции специалисты разрабатывают индивидуальные режимы фиксации флуоресценции, что значительно улучшает точность диагностики.
Будущее без болезней: от идеи к внедрению
Работы проводятся в рамках крупного научного проекта НЦМУ «Фотоника», а техническая реализация и защита новой технологии осуществляется при содействии Центра трансфера технологий ННГУ. Практическая значимость разработки уже подтверждена публикациями в ведущих международных изданиях по биофизике и биотехнологиям.
Создание эффективных систем контроля за здоровьем сельскохозяйственных культур — важнейший шаг к устойчивому развитию аграрного сектора страны. Благодаря достижениям исследовательской группы Алёны Гришиной Университет Лобачевского укрепляет свои позиции в научном сообществе и способствует внедрению инновационных российских решений на мировом рынке.
Внедрение новой технологии вселяет оптимизм у аграриев и учёных, ведь теперь путь от обнаружения инфекции до принятия необходимых мер стал значительно короче. Перспективы развития отечественных умных теплиц и распространения системы ранней диагностики по регионам России представляются весьма многообещающими, что несомненно будет способствовать росту качества и объёма сельскохозяйственного производства.
Информация и фото предоставлены пресс-службой ННГУ им. Н.И. Лобачевского.
Источник: scientificrussia.ru
