DEPI: "Испытательный трек" для растений, который поможет повысить урожайность

Исследователи из Университета штата Мичиган создали установку DEPI (Dynamic Environmental Photosynthetic Imaging), которая позволяет «тест-драйвить» растения в контролируемых условиях, подобно тому, как автопроизводители испытывают машины на специальных треках.

Суть технологии:

• DEPI — это климатическая камера, оснащённая сложными датчиками, камерами и ПО.
• Она позволяет воспроизводить реалистичные и динамические условия среды (свет, температура, влажность) с высокой точностью.
• Система может моделировать как прошлые погодные условия, так и сценарии, предсказанные в рамках изменения климата.
• Специальные камеры фиксируют видимые сигналы, которые растения производят в реальном времени в процессе фотосинтеза.

Ключевое преимущество:

В отличие от традиционных методов, которые измеряют параметры на одном листе в один момент времени, DEPI позволяет наблюдать за процессами во всём растении на протяжении неограниченного времени. Это раскрывает новые, ранее неизученные реакции растений на быстрые изменения среды (например, при порывистом ветре и переменной облачности).

Научная значимость:

• Фотосинтез крайне чувствителен к резким изменениям условий. При сбоях в его регуляции могут возникать токсичные побочные реакции, повреждающие растение и снижающие урожай.
• Учёные полагают, что многие гены растения нужны именно для адаптации к изменениям среды и защите фотосинтеза.
• DEPI позволяет систематически тестировать растения с разными генами в различных условиях, чтобы определить, какие комбинации генов делают растение более устойчивым и продуктивным.

Масштаб:

В Центре передового фенотипирования водорослей и растений MSU установлено 16 систем DEPI. Одна такая камера может одновременно контролировать сотни растений.

Исследование, посвящённое возможностям DEPI, опубликовано на обложке журнала Cell Systems.