وقام العلماء الروس من جامعة ساراتوف الحكومية الروسية للوراثة والتكنولوجيا الحيوية والهندسة التي تحمل اسم فافيلوفا، بالتعاون مع زملائهم من معهد الكيمياء الحيوية وعلم وظائف الأعضاء للنباتات والكائنات الدقيقة التابع للأكاديمية الروسية للعلوم، بتطوير جسيمات نانوية مصنوعة من "أسباراغينات الكيتوزان"، وهو عديد سكاريد طبيعي مستخلص من قشور القشريات، تعمل على تثبيط نمو الفطريات الضارة بالنباتات. وتؤثر "أسبارغينات الكيتوزان" على 11 نوعا من الفطريات الدقيقة في التربة، سواء عند استخدامها على بذور النباتات أو عند إضافتها إلى الأوساط الغذائية.
ويكبح هذا العقار نمو العفن ويحمي النباتات من الأمراض، ويحفّز أيضًا نمو الفطريات المفيدة القادرة على تحليل العديد من الملوثات في النظم البيئية الطبيعية.
وقالت آنا شيبوفسكايا، رئيسة قسم البوليمرات في جامعة ساراتوف، إن "قدرة الكيتوزان على كبح نمو الميكروبات معروفة منذ فترة طويلة، إلا أن المستحضرات القائمة عليه تعاني من قيود عدة، فهي غير مستقرة بما يكفي أثناء التخزين والاستخدام. أما المستحضر الجديد، على شكل جسيمات نانوية مغلفة، فيتفوق على النسخ المطوّرة سابقًا، إذ يتميز بثبات التخزين وفعاليته بتركيز أقل بكثير من المادة الفعالة".
وأضافت شيبوفسكايا: "في بعض الحالات، قد يُحفّز المُستحضر الحيوي، على العكس من ذلك، نمو فطر "تالاروميسيس سايوليتنسيس"، وهو فطر موجود في التربة وعلى جذور النباتات، بنسبة 20%. يتميز هذا الفطر بقدرته على تحليل طيف واسع من الملوثات في النظم البيئية الطبيعية، أما المكونات النشطة للمُستحضر الحيوي نفسها فهي آمنة بيئيًا، إذ تتحلل بسرعة نسبية في النظم البيئية الطبيعية".
وخلال تجربة مخبرية، لاحظت شيبوفسكايا أنه عند معالجة بذور قمح مصابة بالفطر الضار "ريزاكتونيا"، انخفاضًا في عدد الشتلات المصابة بمقدار الثلث، وعند تركيز 0.01 غ/لتر، انخفض نمو الفطريات الضارة للنباتات من أجناس الـ"بوتريتيس" و"ألترناريا" والـ"فيوزاريوم" بنسبة تتراوح بين 30 و80 بالمئة، في المقابل، يعمل المستحضر كمحفز ضد بعض الفطريات المفيدة.
وسجّلت براءة اختراع لتركيبة المستحضر الحيوي في روسيا، ودُعمت هذه الدراسة من قِبل المؤسسة الروسية للعلوم، وتتوافق مع الأهداف الاستراتيجية لجامعة ساراتوف الحكومية ضمن برنامج الأولوية 2030.