Forskare vid det biologiska institutet vid Tomsk State University inom ramen för det strategiska projektet "Engineering Biology" utvecklar sätt att öka innehållet av biologiskt aktiva ämnen i medicinal- och jordbruksväxter, rapporterar TSU:s presstjänst. Forskningen stöddes av det federala programmet "Priority 2030".
"Vi studerar regleringen av syntesen av sekundära metaboliter av de mest populära matväxterna bland ryssarna - gurka och potatis, såväl som medicinalväxter - bitter orgaadai och lychnis calcedony", säger Ekaterina Boyko, forskare vid institutionen för växtfysiologi, Bioteknik och bioinformatik vid TSU Biologiska institutet. – Sekundära metaboliter, till skillnad från primära, har en funktionell betydelse inte på cellnivå, utan på nivån för hela växten. De utför "ekologiska" funktioner: de skyddar växten från skadedjur och patogener, deltar i reproduktionen och säkerställer interaktionen mellan växter med varandra och med andra organismer i ekosystemet.
För människor är sekundära växtmetaboliter en värdefull källa till användbara föreningar som är lovande inte bara för farmakologi, utan också för livsmedelsindustrin, parfym- och kosmetikaindustrin och andra.
Studiet av nivån av sekundära metaboliter i jordbruksgrödor kommer indirekt att förbättra kvaliteten på livsmedelsprodukter och de medicinska egenskaperna hos växter. Dessutom kan studiet av dessa processer avslöja nya egenskaper hos sedan länge kända representanter för floran och utöka användningsområdena.
Definitionen av "responsiva" syntesprocesser under loppet av nya studier kommer att tillåta TSU-biologer att direkt "ansluta" signalmolekyler (till exempel gassändare, kalcium) i framtiden för att påskynda produktionen av sekundära metaboliter. I framtiden är detta vägen till riktad modifiering av genomet.
"För tillfället klarar vi oss utan introduktion av ny design", förklarar Irina Golovatskaya, projektledare. – I början av resan letar vi efter växlingspunkter i metabolismen av flavonoider (varav många är växtpigment) med hjälp av fytohormoner. Vi är intresserade av hur vägarna för syntes av sekundära metaboliter skiljer sig åt eller är likartade i olika växtmodeller. Till exempel, vilka grupper av flavonoider som bildas som svar på verkan av en tillväxtregulator av externt ursprung, dess storlek och natur, vilket tillväxtsvar hos växter eller cellkultur kommer att följa. I det här fallet kommer den naturliga adaptiva förmågan hos odlingsceller eller växter att användas utan att förändra genomet hittills.
I slutändan kommer resultaten av forskning från TSU-biologer att bidra till skapandet av miljövänliga och högproduktiva linjer av jordbruksgrödor, såväl som medicinalväxter med ett högt innehåll av biologiskt aktiva ämnen.