Badania: jak się czuje ziemniak?

Starając się zwiększyć wydajność rolnictwa i ograniczyć ilość odpadów, zespół naukowców z Wydziału Rolnictwa, Żywności i Środowiska Uniwersytetu Hebrajskiego w Jerozolimie (HU) opracował metodę wykrywania oznak stresu przed uszkodzeniem rośliny .

Rośliny są narażone na wszelkiego rodzaju warunki pogodowe i inne czynniki zewnętrzne, które powodują szkody i wpływają na zdolność roślin do fotosyntezy i produkcji owoców. Jeśli rolnicy mogliby otrzymać wczesny sygnał ostrzegawczy, że ich rośliny nie radzą sobie dobrze, pomogłoby im to w podjęciu działań mających na celu ochronę ich produktów, zapobieganie znacznym stratom i ochronę krajowych źródeł żywności.

W nowych badaniach opublikowanych w Plant Physiology przez Matanel Hipsch pod kierownictwem dr Shilo Rosenwasera z Wydziału Nauk Roślinnych HU, naukowcy wprowadzili molekularne bioczujniki w ziemniakach, które umożliwiają monitorowanie w czasie rzeczywistym sygnałów stresu w roślinach.

Celem badania było opracowanie innowacyjnej techniki, która pozwoliłaby na wczesne wykrycie stresu i niedożywienia bez uszkadzania samej rośliny. Naukowcy postanowili skoncentrować się na skromnym ziemniaku, jako głównej uprawie żywności, która stanowi 40% izraelskiego eksportu i ma kluczowe znaczenie dla światowego bezpieczeństwa żywnościowego. Znany pod łacińską nazwą Solanum tuberosum, ziemniak dostarcza niezbędnych składników odżywczych, takich jak błonnik pokarmowy, witaminy, minerały, białko i przeciwutleniacze.

Korzystając z inżynierii genetycznej, zespół wprowadził nowy gen kodowany do białka fluorescencyjnego, które informuje o poziomie reaktywnych form tlenu - wysoce reaktywnych cząsteczek, których nagromadzenie oznacza reakcje stresowe. Bioczujnik został skierowany do chloroplastu, organelli w komórce odpowiedzialnej za fotosyntezę, proces chemiczny, który przenosi światło na energię do wzrostu roślin. Naukowcy byli następnie w stanie monitorować światło emitowane z bioczujników i określić początkową fazę reakcji roślin na stres.

„Dzięki zastosowaniu kamery fluorescencyjnej o niezwykle wysokiej czułości byliśmy w stanie monitorować sygnały fluorescencyjne emitowane z bioczujników i zauważyliśmy akumulację reaktywnych form tlenu we wczesnej fazie reakcji na warunki stresowe, takie jak susza, ekstremalna temperatura i wysokie światło. - wyjaśnił Rosenwaser.

Naukowcy są przekonani, że zastosowanie bioczujników można rozszerzyć na inne kluczowe uprawy — wysiłek, który pomoże powstrzymać falę braku bezpieczeństwa żywnościowego i niepowodzeń upraw spowodowanych zmianami klimatycznymi na całym świecie.

Link do badań

/ nauka-i-edukacja /