Ученые из Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта доказали, что опрыскивание селеном стимулирует рост шалфея садового – растения, которое используется в медицине для лечения воспалений и заболеваний желудочно-кишечного тракта. При этом растения, обработанные селеном, показали улучшение антиоксидантных свойств, повышение скорости фотосинтеза на 67%, а также увеличение содержания сахаров, аминокислот и белков. Таким образом, полученная информация позволяет повысить урожайность и фармацевтическую ценность шалфея садового. Результаты исследования, поддержанного грантом Российской научной организации (РНФ), опубликованы в журнале Scientia Horticulturae.

В связи с высоким спросом на сельскохозяйственные культуры и постоянными изменениями окружающей среды ученые ищут пути повышения продуктивности и питательной ценности растений. В частности, для достижения этой цели предлагается использовать биостимуляторы – вещества, изменяющие биохимические и физиологические процессы в клетках. В качестве примера неорганического биостимулятора можно привести селен – элемент, который согласно исследованиям улучшает питание растений, повышает качество урожая и устойчивость растений к засолению почвы и воздействию токсичных тяжелых металлов. Так, неорганические формы селена уже широко используются в сельском хозяйстве, однако отсутствует информация о том, как его органические формы, в том числе аминокислота селен, влияют на растения. Такие соединения потенциально поглощаются растениями и по-разному влияют на их метаболизм.

Ученые из Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта (Калининград), Федерального научного центра овощеводства (Москва), Ясского университета естественных наук (Румыния) и Неаполитанского университета имени Федерико II (Италия) исследовали, как органические и неорганические формы селена влияют на физиологию сада. Шалфей (Salvia officinalis L.) – растение, широко используемое в кулинарии и медицине при производстве противовоспалительных препаратов.

В течение шести недель авторы опрыскивали растения селеносодержащими водными растворами. В двух из них были разбавлены неорганические формы селена (селенат и селенит), в двух других – органические (аминокислоты селен-метионин и селен-цистин). Через полтора месяца после обработки селеном авторы оценили высоту и количество листьев у сеянцев, а также провели биохимические анализы.

Исследователи показали, что органические формы селена увеличили массу растения на 65% по сравнению с контрольной группой (необработанные растения), а количество листьев – на 25%. Неорганические формы повысили эти показатели на 20,5 и 9% соответственно. При этом при использовании как неорганической, так и органической форм селена содержание этого элемента в растении превышало контрольную точку в 30 раз. Таким образом, шалфей садовый, обработанный селенсодержащими веществами, потенциально может быть использован в качестве биологической добавки для восполнения дефицита селена в организме человека.

Авторы предположили, что селен влияет на рост шалфея садового за счет повышения интенсивности фотосинтеза в листьях. Действительно оказалось, что содержание необходимых для фотосинтеза пигментов, которые имели растения после обработки органическим селеном, повышалось на 45%, а неорганическим – на 30%. Помимо этого, после опрыскивания селеном скорость фотосинтеза увеличилась на 67%, а скорость испарения воды — на 49%.

Также после опрыскивания селеносодержащими соединениями количество глюкозы, сахарозы и общее количество сахаров в шалфее повышалось на 20-40%. Если органические формы селена также повышали содержание аминокислот и белков в листьях растений, то обработка неорганическими формами такого эффекта не дала.

Кроме того, ученые показали, что обработка селеном повышает антиоксидантную активность листьев шалфея. Растение стало более устойчивым к активным формам кислорода – молекулам, разрушающим мембраны, ДНК и РНК клеток.

«Наши исследования показывают, что добавление селена может улучшить медицинские и питательные свойства шалфея. Тогда как органические и неорганические формы селена по-разному влияют на рост и физиологию растений. Полученные результаты позволят выбрать оптимальную форму селена, повышающую урожайность и характеристики шалфея огородного», – рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Любовь Скрыпник, к.б.н., научный сотрудник Иммануила. Канта Балтийский федеральный университет.