Новый биосенсор определяет настроение картофеля онлайн
Если бы фермеры могли получить ранний предупреждающий сигнал о том, что их растения подвергаются стрессу, это повысило бы шансы на своевременную защиту урожая
Стремясь повысить продуктивность сельского хозяйства и сократить количество отходов, группа исследователей из Института растений и генетики сельского хозяйства им. Роберта Х. Смита в Иерусалиме разработала метод выявления признаков стресса до того, как растения картофеля будут повреждены.
В новом исследовании Матанеля Хипша под руководством доктора Шило Розенвазера из Департамента наук о растениях Университета, опубликованном в журнале «Физиология растений», ученые представили молекулярные биодатчики в картофеле, которые позволяют в реальном времени отслеживать сигналы стресса внутри растений.
Целью исследования было разработать инновационный метод, позволяющий проводить раннее обнаружение стресса и дефицита питательных веществ, не повреждая само растение.
Ученые решили сосредоточиться на картофеле как на основной продовольственной культуре, составляющей 40% экспорта Израиля и имеющей решающее значение для продовольственной безопасности во всем мире.
Картофель, известный под своим ботаническим названием Solanum tuberosum, содержит необходимые питательные вещества, такие как пищевые волокна, витамины, минералы, белок и антиоксиданты.
Используя генную инженерию, команда представила новый ген, кодирующий флуоресцентный белок и сообщающий об уровне активных форм кислорода — высокореактивных молекул, накопление которых означает стрессовые реакции.
Биосенсор был нацелен на хлоропласт, органеллу внутри клетки, отвечающую за фотосинтез, химический процесс, который преобразует свет в энергию для роста растений. Затем исследователи смогли отслеживать свет, излучаемый биосенсорами, и определять начальную фазу реакции растений на стресс.
«Используя флуоресцентную камеру с чрезвычайно высокой чувствительностью, мы смогли отслеживать сигналы флуоресценции, испускаемые биосенсорами, и заметили накопление активных форм кислорода во время ранней фазы реакции на стрессовые условия, такие как засуха, экстремальная температура и яркий свет», — объяснил Розенвазер.
Ученые полагают, что применение биосенсоров можно распространить на другие ключевые культуры с тем, чтобы усилить продовольственную безопасность в условиях изменения климата.
