Небезпечні фактори довкілля та їх вплив на життєдіяльність та біобезпеку рослин

Метою дослідження було проаналізувати вплив небезпечних факторів довкілля на життєдіяльність і біобезпеку рослин та розробити стратегії зменшення їхнього токсичного ефекту. Експерименти проводили з використанням сільськогосподарських культур, таких як ріпак (Brassica napus), рис (Oryza sativa), пшениця м’яка (Triticum aestivum), картопля (Solanum tuberosum) та томати (Solanum lycopersicum). Досліджували вплив важких металів (кадмій, свинець, ртуть), іонізуючого випромінювання, кліматичних екстремумів (висока температура, посуха) та біотичних патогенів (Phytophthora infestans, вірус тютюнової мозаїки) у лабораторних умовах. Визначення концентрацій металів, фотосинтетичної активності, експресії стресових генів та прогнозування патогенів здійснювали із застосуванням спектрометричних, флуорометричних, молекулярно-генетичних та машинних підходів. Результати показали, що кадмій накопичувався в зерні рису до 2,8 мг/кг, що в 2,3 рази перевищує максимально допустимі рівні, встановлені Продовольчою та сільськогосподарською організацією Об’єднаних Націй та Всесвітньою організацією охорони здоров’я (p<0,001). Комбінований вплив кадмію та підвищеної температури (+35°C) призводив до синергетичного зниження біомаси рослин на 75% порівняно з окремими стресовими факторами (p<0,01). При радіаційному опроміненні активність антиоксидантних ферментів, таких як каталаза та супероксиддисмутаза, зростала на 150-220 %, проте тривалий стрес спричиняв накопичення малонового діальдегіду, маркера окисного пошкодження, на 275 %. Прогностична модель машинного навчання демонструвала точність 89 % у визначенні зон ризику для грибкового патогена Phytophthora infestans, з площею під кривою 0,93. Практична значимість отриманих результатів полягає у можливості їх застосування для екологічного моніторингу, розробки адаптивних агротехнологій, селекції стійких до стресу сортів та впровадження біобезпекових заходів у сільському господарстві