Чому агросектору потрібне нове покоління антистресових технологій?

Стреси та патогени атакують — рослина чинить опір

Українські вчені представили першу повну інтегративну теорію імунітету рослин, яка може змінити підходи до агровиробництва в умовах кліматичних змін. Дослідження, виконане командою у складі С. ХАБЛАКА, Л. БОНДАРЕВОЇ, М. ДОЛІ, В. ШПИЧАКА, Т. ЛИХОЛАТ, Т. СКЛЯР та Ю. ЛИХОЛАТ, узагальнює сучасні уявлення про стресостійкість та захист рослин і пропонує нову фундаментальну модель, що пояснює, як рослини переходять між режимами росту, імунного захисту та виживання. Це перше настільки комплексне наукове об’єднання механізмів імунітету, гормональної регуляції, метаболізму та епігенетики у єдиний інтегрований континуум.

Більшість агротехнологій базуються на фрагментарних уявленнях: фунгіциди й біостимулятори працюють лише локально, не враховуючи системні реакції рослини. Через це їх ефективність часто непередбачувана. До того ж, основна частина втрат урожаю (60–70%) спричинена саме абіотичними стресами (посуха, перегрів, засолення), а не патогенами. Проте більшість препаратів орієнтовані саме на боротьбу з інфекціями.

На цьому тлі українська команда представила інтегративну модель “SA–JA/ET–ABA–TOR”, що описує рослину як систему з чотирма ключовими домінантами — саліциловою (SA), жасмоново-етиленовою (JA/ET), абсцизовою (ABA) та ростовою (TOR). Кожна з них відповідає за різні типи загроз і стресів, а їх взаємодія визначає, як рослина балансуватиме між ростом, захистом та виживанням. SA забезпечує резистентність до біотрофів і вірусів, JA/ET — до некротрофів і комах, ABA — до абіотичних стресів, а TOR регулює фазу росту та відновлення після стресів. Науковці вперше описали чітку ієрархію переходів між цими станами та фактори, що ними керують: енергетичний статус, співвідношення вуглецю й азоту, ROS/NO-сигнали, мобільні РНК та метаболічні сигнали мікробіому.

Абіотичні фактори знижують урожайність більше ніж на 60%

Практичне застосування нової моделі:

Імунно-метаболічне управління культурою

Нова філософія агрономії, що дозволяє не просто реагувати на проблеми, а проактивно керувати біологічними режимами рослини. Рішення приймаються не за календарем, а за станом культури.

Двофазна технологія: стабілізація → відновлення

• Фаза стабілізації (ABA/SA/JA): захист від стресу, активація антиоксидантів, збереження тургору, зменшення токсичності.

• Фаза відновлення (TOR): активізація росту, робота меристем, подолання “стресового гальма”.

Пакети “Seed-to-Harvest”

Технології, що охоплюють увесь цикл — від ґрунту до збору врожаю. У кожній фазі визначається активна домінанта, тип сигналів, потрібні препарати й головні ризики.

Stress-priming (стресова пам’ять)

Підготовка рослини до повторного стресу: активуються ранні сигнали, зменшується метаболічна вартість адаптації, посилюється захисна реакція.

Інтеграція мікробіому

Мікробіом розглядається як частина імунної системи: PGPR активує ABA, AMF — TOR, ендофіти регулюють ROS/NO, ризосферні бактерії підтримують корінь і ріст.

Концепція відкриває нові можливості для:

• створення точних антистресантів,
• селекції сортів з високою кліматичною стійкістю,
• розвитку мікробіомних і CRISPR-технологій,
• інтеграції з системами точного зрошення.

Очікується, що ринок антистресових рішень виросте з $4,5 млрд (2025) до $7,8 млрд (2030), що підтверджує актуальність цього підходу.

Рослина — як система, що живе у світі багатовекторних сигналів

Таким чином, концепція «Імунно-метаболічного управління культурою» — це наймасштабніша зміна парадигми в агрономії за останні десятиліття. Вона поєднує фундаментальну біологію, епігенетику, гормональну регуляцію, ROS/NO-сигналізацію та мікробіом у єдину технологічну модель. І головне: вона дає фермерам інструмент не просто реагувати на стреси, а керувати рослиною як системою, яка може адаптуватися, пам’ятати і перемикатися між режимами — так само, як це робить жива складна біологічна машина.

Українська розробка має потенціал стати фундаментом для нового покоління агротехнологій, здатних відповідати кліматичним викликам майбутнього. Це не лише теоретична модель, а й практичний інструмент для створення стресостійких сортів, точних антистресантів і моделей управління врожайністю. За оцінками експертів, теорія може стати підґрунтям для формування нової української школи рослинного імунітету та зміцнення позицій вітчизняної аграрної науки на світовій арені.