Ефірна олія троянди: безпечний пестицид для органічного сільського господарства

Ефірні олії рослинного походження (ЕО) мають застосування в різних галузях промисловості, таких як миючі засоби, косметика, фармакологія та харчові добавки. Крім того, ЕО мають винятковий профіль безпеки, а їх численні біоактивні властивості приносять велику користь здоров’ю людини. Окрім цих переваг було виявлено, що ЕО також відлякують комах, викликаючи нейротоксичні ефекти.

Терпеноїди у великій кількості містяться в ЕО рослин, вони привернули широку увагу, оскільки можуть регулювати захисні реакції рослин, регулюючи експресію захисних генів. Так, рослини сої та комацуни при вирощуванні поблизу м’яти значно покращують захисні властивості та стають стійкими до травоїдних.

Це явище відбувається через процес, відомий як «підслуховування», під час якого летючі сполуки вивільняються з рослини м’яти. Ці леткі сполуки викликають активацію генів, які захищають від потенційних загроз травоїдних.

Сьогодні застосування хімічних пестицидів є вибором для захисту сільськогосподарських культур, але шкода, яку вони завдають навколишньому середовищу та екосистемам, разом із необхідністю підвищення продуктивності харчових продуктів, змушує замислитись про безпечніші альтернативи. Тож існує нагальна потреба у дослідженні потенціаторів захисту рослин.

У цьому відношенні наявність ОР робить їх привабливими кандидатами в якості екологічно чистих активаторів захисту рослин. Однак бракує достатньо перевірених прикладів для задоволення попиту.

Щоб вирішити цю проблему, дослідницька група під керівництвом професора Ген-ічіро Арімури з Департаменту біологічних наук і технологій Токійського університету науки (TUS) оцінила ефективність 11 ЕО в активації захисних реакцій томатів. Висновки команди були опубліковані в Journal of Agricultural and Food Chemistry 18 березня 2024 року.

«ЕО, що використовуються як ароматизатори для різних цілей, містять компоненти запаху, що можуть діяти як летючі сполуки, створюючи стійкість до шкідників. Ми мали на меті дослідити вплив цих ЕО на стійкість рослин до комах-шкідників», — говорить професор Арімура.

Команда науковців проаналізувала вплив збагачених терпеноїдами ЕО на рослини томатів. Застосували розведені етанолом розчини 11 різних ЕО до ґрунту рослин томатів у горщиках, проведено молекулярний аналіз для вивчення експресії генів у тканині листя. В результаті вчені помітили, що ЕО троянди (REO) підвищує рівень транскриптів PIR1 та PIN2, задіяних генів. в захисті рослин.

Дослідники з TUS виявили, що ефірна олія троянди (REO) активує гени захисту томатів від шкідників і приваблює травоїдних хижаків. Тому REO можна використовувати як екологічно чистий пестицид в органічному землеробстві.

Рослини томатів, оброблені REO, показали менше пошкодження листя, спричинене личинками Spodoptera litura (вид молі) та Tetranychus urticae (кліщ-шкідник).

Крім того, щоб дослідити можливість більш широкого застосування, дослідники провели польовий експеримент для вимірювання активності REO в польових умовах. Вони спостерігали зменшення шкоди шкідниками томатів на 45,5% порівняно з контрольним розчином.

Дослідники вважають, що REO може служити життєздатною альтернативою пестицидам протягом зимового та весняного сезонів, коли зараження шкідниками є менш сильним, і може потенційно зменшити використання пестицидів майже на 50% протягом літа.

Професор Арімура каже: «REO багатий на β-цитронелол, визнаний репелент для комах, який підвищує ефективність REO. Завдяки цьому пошкодження, спричинені личинками молі та кліщами, було значно мінімізовано, що підтвердили REO в якості ефективного біостимулятора. Результати також показали, що низька концентрація REO не відлякує T. urticae, але приваблює Phytoseiulus persimilis, хижака цих павутинних кліщів, таким чином демонструючи подвійну функцію REO».

Загалом, дослідження підкреслює роль β-цитронеллолу, збагаченого EO, в активації захисних генів у листі томатів. З’явились докази, що REO є ефективним біостимулятором для посилення захисту рослин від шкідників, він також безпечний, оскільки не призводить до фітотоксичності та не залишає токсичних залишків.

«Наше дослідження пропонує практичний підхід до просування органічного виробництва томатів, який заохочує екологічно чисті та стійкі практики. Це дослідження може відкрити двері для нових систем органічного землеробства. Наближається світанок потужних екологічно чистих і природних пестицидів», — підсумовує професор Арімура.

Додаткова інформація: Eiki Kaneko та інші, Новий потенціал ефірної олії троянди як потужного потенціатора захисту рослин, Journal of Agricultural and Food Chemistry (2024). DOI: 10.1021/acs.jafc.3c08905