Szén nanocsövekkel vizsgálták, hogyan reagálnak a növények a stresszre

Szén nanocsövekből készült szenzorok elhelyezésével pontosan nyomon tudják követni, hogyan reagálnak a növények a különféle stresszhelyzetekre. A Massachusetts Institute of Technology (MIT) kutatói kifejlesztettek egy módszert, amivel megfigyelhetik és mérhetik azt, hogy a növények milyen válaszreakciókkal élnek a különféle stresszhelyzetekre. A sérülésekre, a fertőzésekre és a fényártalmakra adott válaszokat a növények leveleibe ágyazott szenzorokkal mérték meg. A nanocsövek képesek észlelni és jelenteni a növények által használt vészjelzéseket.

A Future Farming cikkére az Agrárszektor bukkant rá, ezt az anyagot szemléztük. A növények a leveleik közötti kommunikációra hidrogén-peroxidot használnak. Bármilyen fenyegetés esetén egy vészjelzést adnak le, ami a levélcellákat arra ösztönzi, hogy olyan anyagokat termeljenek, amelyek segíthetnek a sérült részek javításában, vagy a kártevőik, így például a rovarok elhárításában. A kutatók fejlesztette szenzorok nem csak arra képesek, hogy ezeket a vészjelzéseket érzékeljék. Azt is felismerik, hogy milyen stresszhelyzet váltotta ki azokat, illetve képesek elkülöníteni egymástól a különböző növényfajták jelzéseit is.

A növények érzékeny kommunikációs rendszerét vizsgálták a szenzorok segítségével

A növényeknek roppant kifinomult belső kommunikációs rendszerük van. Ezt most először mi is meg tudjuk figyelni. Valós időben láthatjuk egy élő növény válaszreakcióját az éppen őt érő stresszhatásra – közölte a kutatásról Michael Strano, a MIT vegyészmérnök professzora. A szenzorokkal azt is tanulmányozni lehet, hogyan reagálnak az egyes növények a különböző stresszhatásokra. Ez pedig hatalmas segítséget jelenthet a mezőgazdaság számára a hozamnövelési stratégiák kidolgozásakor. A kutatók 8 különféle növényfajon (például fejes salátán, rukkolán, sóskán, szamócán, spenóton és vízitormán) is kipróbálták a szenzorokat, és úgy gondolják, hogy ez a fajta megközelítés más haszonnövények esetében is működhet.

A kutatás során megállapították, hogy a különböző növények egymástól eltérő hullámformájú vészjelzést adnak le. Ezt a levegőben terjedő hidrogén-peroxid koncentrációjának méréséből tudták megállapítani. A tudósok azt feltételezik, hogy minden egyes növény válaszreakciója szoros összefüggésben áll a sérüléssel szembeni hatékony védekezésének képességével. Továbbá azt is megállapították, hogy a növények fajtól függően más és más módon reagálnak a különböző stresszhelyzetekre.

Vizsgálják a növények ellenállóképességét

A technológiát arra is lehet használni, hogy a különféle növényfajok károsodásokkal és kórokozókkal szembeni ellenállóképességét vizsgálják. A tudósok azzal is kísérleteznek, hogyan reagálnak a növények a kontrollált környezetben történő termesztés során a különféle körülményekre. A tudósok abban bíznak, hogy megoldást találhatnak a növények árnyékkerülésére is. Ez egy olyan reakció, amelyet nagyon sok növényfaj mutat, ha egymás mellé nagy sűrűségben ültetik őket. Ekkor a növények több energiát fordítanak arra, hogy minél magasabbra nőjenek, ahelyett, hogy termést hozzanak. Ez pedig csökkenti a hozamot. A kutatók viszont az új tudás birtokában olyan növényeket hozhatnának létre, amelyeknél ez a reakció nem indul be. Michael Strano szerint a szenzorokkal nem csupán az árnyékkerülési reakciót beindító jelzéseket tudják érzékelni, de a körülmények és a reakciók ismeretében pontos képet is kapnak majd arról, hogy ilyenkor milyen folyamatok játszódnak le a növényekben.