Слабый свет проростков предсказывает здоровье и развитие растений
Сверхслабые фотонные излучения (ultra-weak photon emissions), испускаемые отдельными проростками, можно использовать для оценки их жизнеспособности и потенциала роста. Ранее такие сигналы удавалось зафиксировать только от групп из 10–1000 и более сеянцев.
«Мы впервые добились долгосрочного и повторяемого обнаружения излучения от отдельных семян», — сообщает Кристиано де Мело Галлеп, ведущий автор исследования в Journal of Photochemistry and Photobiology. Методику разработали в Университете Бристоля (Великобритания).
Источник и механизм излучения
- Идея о свечении при прорастании была выдвинута в 1920 году, но технология для детектирования появилась лишь в 1950-х.
- Отдельные фотоны света испускаются в результате реакций с участием активных форм кислорода (reactive oxygen species, ROS), образующихся при метаболизме.
- Излучение в ультрафиолетовом, видимом и ближнем инфракрасном диапазонах исходит в основном от корней.
Эксперимент и результаты
Учёные провели долгосрочную запись излучения от проростков маша, кукурузы и пшеницы в полностью тёмной камере с использованием высокочувствительной аппаратуры.
- Интенсивность свечения коррелировала с эффективностью прорастания, что позволяет отличать более здоровые сеянцы от менее жизнеспособных.
- Излучение разных видов растений легко различимо.
Перспективы применения
Техника может найти применение:
- В фундаментальных исследованиях — для изучения связи уровня излучения с циркадными ритмами растений и биохимическими деталями развития.
- В сельском хозяйстве и садоводстве — для отбора наиболее сильных проростков, оценки реакции на разные типы почв, удобрений, экологических стрессов, токсинов и патогенов.
Дальнейшая работа будет направлена на повышение чувствительности метода для точного определения локализации свечения.