Лазеры и апельсины: новый подход к лечению позеленения цитрусовых

Цитрусовая индустрия Флориды почти десять лет борется с позеленением цитрусовых (Huanglongbing, HLB) — болезнью, вызываемой бактерией, которая разрушает плодоношение и в итоге убивает дерево. Эффективного лечения до сих пор нет, а урожайность неуклонно снижается.

Исследователи из Университета Флориды предложили новый подход, изучив уникальное применение лазеров на листьях цитрусовых. Они обнаружили, что лазеры при правильных настройках могут значительно повысить эффективность антибиотиков, рассматриваемых как способ остановить самую смертоносную болезнь растений в истории Флориды. Исследование опубликовано в январском номере Applications in Plant Sciences.

Бактерия губит деревья, атакуя флоэму — сосудистую ткань, отвечающую за транспорт сахаров к корням и плодам. В результате появляются горькие, зелёные, несъедобные плоды, и дерево обречено.

«Эффективному лечению этой болезни в значительной степени препятствует невозможность доставить антибактериальные вещества во флоэму, — объясняет профессор физиологии растений Эд Эчебериа. — Проникновению внешне нанесённых веществ в деревья обычно мешают защитные слои на листьях».

Лазеры заинтересовали Эчебериа около десяти лет назад в контексте маркировки фруктов. Учёный увидел их потенциал для доставки антибиотиков в заражённую ткань.

«Мы обнаружили, что использование лазерной технологии значительно усилило проникновение нанесённых на листья веществ через кутикулу листьев цитрусовых во флоэму и по всему дереву».

Лазерный луч создаёт микроскопические углубления диаметром примерно 250 мкм. В зависимости от экспозиции, глубина может составлять всего один клеточный слой. Исследователи тестировали двухлетние деревья апельсина 'Valencia', применяя тестовые растворы сразу после лазерной обработки листьев и отслеживая их распространение с помощью флуоресцентных красителей. Нанесение масел на обработанную листовую ткань предотвращало повреждения.

«Для полевого применения в больших масштабах разрабатывается масштабируемая модель прибора с несколькими соплами для лазерного света, антимикробного спрея и нанесения воска. Система предлагает преимущество в виде снижения частоты обработок и, следовательно, уменьшения использования химикатов, что снижает воздействие на окружающую среду», — поясняет Эчебериа.

Метод лазерной перфорации также может быть применён в других исследованиях, например, для изучения скорости потока флоэмного сока и доставки других агрохимикатов, таких как удобрения, системные фунгициды и инсектициды.