Потери урожая от болезней растений во всем мире имеют тенденцию к увеличению по многим культурам. Использование болезнеустойчивых сортов и пестицидов не может противостоять этому. В мире на поля ежегодно вносится от 11 до 18 кг/га сильных ядохимикатов что вызывает серьезное беспокойство в развитых странах.

Государственная политика развитых стран направляется на повышение качества жизни и, прежде всего качества питания, огромные ресурсы тратятся на решение экологических проблем.

С каждым годом проявляется все больший интерес к экологически чистым технологиям и биологически обоснованным методам борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур.

В настоящее время самый экологически чистый метод защиты растений – это традиционная селекция болезнеустойчивых сортов.

Однако патогенные микроорганизмы преодолевают такие барьеры и вырабатывают гены вирулентности по всем генам устойчивости гораздо быстрее, чем создаются устойчивые сорта.

Новые расы патогенных организмов становятся более агрессивными. Поэтому идут поиски новых методов защиты от болезней и вредителей, более совершенных по сравнению с традиционными подходами.

Большой прогресс фундаментальных исследований молекулярно-генетических основ иммунитета растений открывает новые возможности повышения устойчивости растений к патогенам за счет стимулирования и управления иммунной системой с помощью биологически активных веществ.

Само воздействие должно быть направленно на экспрессию генов устойчивости растения.

Для этого необходимо знать особенности функционирования иммунной системы растений и найти средства и методы воздействия на ключевые этапы реализации иммунного ответа.

В настоящее время достигнут высокий уровень знаний молекулярно-биологических и генетических основ иммунитета растений.

Хотя в этой быстро развивающейся области науки имеется много неясных вопросов и общая теория иммунитета растений еще не завершена, накопленные знания уже начинают использоваться для решения практических задач сельского хозяйства.

На рынках многих стран мира появляются препараты нового поколения, способные индуцировать устойчивость растений к инфекционным заболеваниям.

В большинстве случаев они еще уступают по эффективности традиционным биоцидным препаратам, но имеют важное преимущество перед ними – они не токсичны, не оказывают губительного влияния на экологическую систему и безопасны для человека.

По мнению многих ученых таким биологически активным препаратам принадлежит будущее.

Заметную роль в жизни микроорганизмов, растений и животных играют хитиновые соединения. Плотные наружные покровы тела многих насекомых, ракообразных, червей в своем составе имеют хитин. Кроме того, хитин содержится в клеточной стенке дрожжей, водорослей и грибов.

Хитин был открыт в 1811 году (H. Braconnot, A. Odier). В 1859 году ученым удалось выделить из хитина новое вещество – хитозан, отделив кальций и белки.

Хитозан (поли-(1-4)-2-амино-2-дезоксиглюкан) является частично дезацетилированным производным хитина.

Биологически активные свойства хитина и его производного – хитозана – начали изучаться в 40-50-х годах ХХ века.

Проведенные во всем мире исследования показали уникальные сорбционные свойства хитозана: отсутствие выраженной субстратной специфичности этого вещества, ионообменные, хелатообразующие и комплексообразующие свойства. В дальнейшем была показана антибактериальная, антивирусная и иммуностимулирующая активность.

О большом интересе к проблемам изучения этого биополимера свидетельствуют восемь международных конференций по хитину и хитозану: Япония (1982), Норвегия (1988), США (1991), Польша (1994), Франция (1997) и др. В России за период с 1983 по 2003 год были посвящены семь конференций, а в 2000 году – создано Российской Хитиновое Общество, объединившее более 50 региональных отделений.

Уникальные свойства хитина и хитозана привлекают внимание большого числа специалистов самых разных специальностей.

Уникальные свойства хитина и хитозана привлекают внимание большого числа специалистов самых разных специальностей.

В настоящее время известно более 90 направлений их использования: медицина, пищевая промышленность, косметология, сельское хозяйство.

За два последние десятилетия — это направление получило развитие во многих странах на солидном научном фундаменте и произошел переход от тотальных грибных или бактериальных культур к препаратам очищенных элиситоров.

Изучаются различные химические соединения.

Наибольший интерес вызывают индукторы синтеза хитиназ – хитин, хитозан и их производные. Это направление уже дает практические результаты.

На рынке средств химической защиты растений появились препараты нового поколения, например, хитозар, нарцисс, фитохит, агрохит и др., которые являются индукторами устойчивости на основе хитозана.

Хотя эти препараты пока уступают по эффективности биоцидным средствам защиты, но они имеют большие перспективы для совершенствования и вызывают интерес у потребителей, заботящихся об экологической безопасности.

Использование хитозана в сельском хозяйстве представляет особый интерес. Хитозан используется для гранулирования удобрений, как добавка к корму птиц для увеличения их привеса.

Хитиновые соединения играют заметную роль в жизни микроорганизмов, растений и животных. При этом нередко они не образуются внутри организма, но при контакте с ними могут быть индуцированы биохимические реакции, приводящие к усилению его защитной функции.

Уровень активности хитинолитических ферментов в результате контакта растения с хитиновыми продуктами может возрастать в сотни раз.

Индуцируется целый метаболический каскад с участием многих белков, в том числе литических ферментов (хитиназы, р-1,3-глюканазы и др.).

Все области применения препаратов основаны на уникальной биосовместимости этих полимеров с живыми клетками и их биологической активности, выраженных в способности индуцировать болезнеустойчивость живых растительных клеток за счет образования в них хитин-хитозанового барьера против хитинсодержащих патогенов, оказывать стимулирующее рост действие за счет усиления процессов лигнификации, повышать устойчивость растений к неблагоприятным факторам среды по механизму, схожему с откликом клеток на действие патогена и т.д.

По достоверным данным низкомолекулярный хитозан и салициловая кислота проявляют как лечебное, так и защитное, индуцирующее устойчивость, защитное действие против вируса картофеля, особенно при совместном применении (0,1% раствор салициловой кислоты в 0,1% растворе хитозана). Установлено положительное действие хитозана на болезнеустойчивость растений пшеницы, томата, огурца, картофеля и других растений.

Исследованиями Э. В. Поповой (1995), Л. Ю. Юдкина и С. А. Тар-лаковского (1995), М. С. Якубчика и др. (1995), А.П. Бойко (2000) установлено положительное действие хитозана на болезнеустойчивость растений ячменя, пшеницы, томата, огурца и картофеля.

При комбинированной обработке семян зерновых и опрыскивании наблюдалось снижение распространения и развития корневых гнилей (Fusarium spp., Bipolaris spp.), темно-бурой и сетчатой пятнистостей (Bipolaris sorociniana, Drechslera teres), септориоза (Septoria nodorum), пыльной головни (Ustilago nuda), бурой ржавчины (Puccinia recondita), оливковой плесени (Cladosporium herbarum) и альтернариоза (Alternaria tenuis), что приводило к повышению урожая на 10-30 % (Максимов и др., 1992; Юдкин, Тарлаковский, 1995).

Защитное действие индуктора хитиновой природы может осуществляться не только путем прямого воздействия на растение.

В последние годы на практике начинают использовать внесение хитина в почву для борьбы с гнилями и нематодами (Максимов и др., 1992; Удалова и др., 1995; Доброхотов, 2000). В этом случае хитин индуцирует рост микроорганизмов, синтези­рующих хитиназу, которая подавляет развитие патогена. Это влияние индуктора на защиту растений осуществляется через экосистему. Все вышесказанное говорит о высокой перспективности применения хитозана, его производных и хитозановых технологий в защите растений.

Хитозан является гетерополимером, поэтому степень полимеризации, количественное соотношение ацетилированных и деацетилированных звеньев, а также расположение вдоль полимерной цепи обуславливают многообразие его химических и биологических свойств. Поиск и установление структуры, соответствующей требуемым свойствам, является одной из главных задач в биотехнологии хитозана. Антибактериальное, антивирусное и антигрибковое действие, имунномодулирующее свойство, элисторная активность в растениях, способность связывать металлы, образовывать полиэлектролитные комплексы с другими веществами позволяют применять хитозан в пищевой, косметической и лёгкой промышленностях, в медицине, ветеринарии и сельском хозяйстве [15]. Нетоксичность, неаллергенность, биосовместимость и биодеградируемость делают этот биополимер необычайно привлекательным для биотехнологии. Наличие реакционноспособной аминогруппы в составе глюкозаминных звеньев позволяет получать множества производных хитозана, расширяющих его свойства и сферы применения. В сельском хозяйстве хитозан используется, в основном, в качестве натурального средства для предотвращения болезней семян и усиления роста растений, а также в качестве экологически чистого биопестицида, который повышает врожденную способность растений защищаться от грибковoй инфекции. Такие виды биологической активности хитозана обусловлены его антибактериальными, антивирусными, фунгицидными, адсорбционными и антиоксидантными свойствами

Элиситоры - соединения, вызывающие или индуцирующие защитные механизмы в растительных тканях и тем самым предохраняющие растения от болезней и стрессов (Тарчевский И.А., 2002)

Препятствием в использовании хитозана в качестве элиситора является его плохая растворимость в воде при нейтральном рН, с чем, по-видимому, частично может быть связана его невысокая биологическая активность.

Для решения этой проблемы предпринимаются попытки снижения молекулярной массы хитозана, создания композиционных препаратов на его основе, а также синтеза новых производных, водорастворимых при нейтральном значении рН.

Одной из возможностей интенсификации защитных свойств хитозана является его комбинация с салициловой кислотой (СК) (Панина Я.С., 2005).

Известно, что СК принимает участие в процессе формирования устойчивости растений (Васюкова Н.И., 1999; McDowell, Dung], 2000; Тарчевский И.А., 2002; Durrant, Dong, 2004), и является сигнальной мобильной молекулой, способной транспортироваться по тканям растений, вызывая их системную устойчивость.

Создание и использование на практике композиционных препаратов хитозана с сигнальными молекулами, обладающих высокой скоростью и интенсивностью индуцирования в растениях системных защитных реакций, являются достаточно перспективными.

КУПИТЬ ЗДЕСЬ: БиоЭлиситор Элис&Тор 3.5 Хитозан

ИСТОЧНИКИ И ПОЧИТАТЬ:

1. РОЛЬ ПРЕПАРАТОВ НА ОСНОВЕ ХИТОЗАНА И ЕГО ПРОИЗВОДНЫХ В БОРЬБЕ С ВРЕДИТЕЛЯМИ И БОЛЕЗНЯМИ ПЛОДООВОЩНОЙ ПРОДУКЦИИ В ПЕРИОД ВЫРАЩИВАНИЯ https://naukaip.ru/wp-content/uploads/2020/05/МОН-124.pdf
2. ХИТОЗАН: СВОЙСТВА И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ В ЗАЩИТЕ РАСТЕНИЙ https://scienceforum.ru/2013/article/2013007126
3. ПРИМЕНЕНИЕ ХИТИНА И ХИТОЗАНА ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР ОТ ГАЛЛОВЫХ НЕМАТОД https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-hitina-i-hitozana-dlya-zaschity-ovoschnyh-kultur-ot-gallovyh-nematod
4. БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ХИТОЗАНА С РАЗНОЙ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССОЙ. http://vizrspb.ru/assets/docs/vestnik/2017/3/vestnik_17-3-04_Popova.pdf
5. ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ХРАНЕНИЯ ПЛОДОВ ГРУШИ НА ОСНОВЕ ПРЕПАРАТОВ ХИТОЗАНА И ЕГО ПРОИЗВОДНЫХ https://cyberleninka.ru/article/n/ekologicheski-bezopasnye-tehnologii-hraneniya-plodov-grushi-na-osnove-preparatov-hitozana-i-ego-proizvodnyh
6. ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ СТРЕССОУСТОЙЧИВОСТЬЮ РАСТЕНИЙ В АДАПТИВНОМ РАСТЕНИЕВОДСТВЕ https://cyberleninka.ru/article/n/fiziologo-biohimicheskie-osnovy-upravleniya-stressoustoychivostyu-rasteniy-v-adaptivnom-rastenievodstve
7. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СОВМЕСТНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МИКРОБОВ-АНТАГОНИСТОВ И ХИТОЗАНОВЫХ КОМПЛЕКСОВ В ЗАЩИТЕ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ ОТ КОРНЕВОЙ ГНИЛИ И ЛИСТОВЫХ ПЯТНИСТОСТЕЙ https://cyberleninka.ru/article/n/biologicheskoe-obosnovanie-sovmestnogo-ispolzovaniya-mikrobov-antagonistov-i-hitozanovyh-kompleksov-v-zaschite-yarovoy-myagkoy/viewer
8. ДЕЙСТВИЕ ФИТОАКТИВНОГО ХИТОЗАНА И САЛИЦИЛОВОЙ КИСЛОТЫ НА УСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ КАРТОФЕЛЯ К ВИРУСУ Y https://cyberleninka.ru/article/n/deystvie-fitoaktivnogo-hitozana-i-salitsilovoy-kisloty-na-ustoychivost-rasteniy-kartofelya-k-virusu-y
9. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРЕПАРАТОВ НА ОСНОВЕ ХИТОЗАНА ПРОТИВ БОЛЕЗНЕЙ КАРТОФЕЛЯ  https://cyberleninka.ru/article/n/effektivnost-preparatov-na-osnove-hitozana-protiv-bolezney-kartofelya
10.  ЭЛИСИТОРЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В РАСТЕНИЕВОДСТВЕ https://bstudy.net/823855/agro/elisitory_i_ih_primenenie_v_rastenievodstve
11. САЛИЦИЛОВАЯ КИСЛОТА КАК ИНДУКТОР УСТОЙЧИВОСТИ РАСТЕНИЙ https://www.booksite.ru/localtxt/sha/kir/ova/rast/shakirova.pdf
12. АММОНИЙНАЯ СОЛЬ ЯНТАРНОЙ КИСЛОТЫ ИЛИ СУКЦИНАТ АММОНИЯ ДЛЯ РАСТЕНИЙ 
13. ПОЛУЧЕНИЕ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ХИТОЗАНА И ЕГО ПРОИЗВОДНЫХ, ОБЛАДАЮЩИХ ЗАЩИТНЫМИ И РЕПАРАЦИОННЫМИ СВОЙСТВАМИ. https://new-disser.ru/_avtoreferats/01004883490.pdf