Биосенсоры в реальном времени следят за самочувствием растений

Исследователи из Университета Линчёпинга (Швеция) разработали биосенсоры, которые позволяют в реальном времени отслеживать уровень сахара глубоко в тканях растений — что раньше было невозможно. Информация от сенсоров может помочь сельскому хозяйству адаптировать производство в условиях изменения климата. Результаты опубликованы в научном журнале iScience.

«В ближайшие десятилетия нам придется обеспечить продовольственную безопасность, используя те же или даже меньшие ресурсы, чем сегодня. Поэтому важно понимать, как растения реагируют на изменения окружающей среды и адаптируются к ним», — говорит Элени Ставриниду, доцент Лаборатории органической электроники.

Исследовательская группа под руководством Элени Ставриниду совместно с группой Тотте Нииттиля из Центра наук о растениях Умео разработала сенсоры сахара на основе органических электрохимических транзисторов, которые можно имплантировать в растения.

Ключевые особенности технологии:

• Биосенсоры могут непрерывно, до двух дней, отслеживать уровень сахара у деревьев в реальном времени.
• Растения используют сахара для энергии, а также в качестве важных сигнальных веществ.
• Информация от сенсоров может быть связана с ростом и другими биологическими процессами.

Хотя биосенсоры для мониторинга уровня сахара у людей (например, глюкометры) широко доступны, эта технология ранее не применялась к растениям.

«Сейчас сенсоры используются для фундаментальных исследований в науке о растениях, но в будущем они могут применяться в сельском хозяйстве для оптимизации условий роста или контроля качества продукции. В долгосрочной перспективе сенсоры также могут направлять селекцию новых типов растений, способных расти в неоптимальных условиях», — отмечает Элени Ставриниду.

Значение для науки:

• Механизмы регуляции метаболизма растений и влияние изменений уровня сахара на рост остаются малоизученными.
• Новый сенсор предоставляет информацию, не повреждая растение, в отличие от прежних методов, требовавших отделения частей растения.
• «Мы обнаружили колебания уровня сахара у деревьев, которые ранее не наблюдались. Будущие исследования будут сосредоточены на понимании того, как меняется уровень сахара у растений в условиях стресса», — говорит Элени Ставриниду.