Naukowcy rozmawiają z roślinami za pomocą komunikatów świetlnych, aby sprawdzić, czy mogą ostrzec je z wyprzedzeniem o zbliżających się zagrożeniach i uruchomić mechanizmy obronne, które mogą złagodzić szkody. Praca z tytoniem Nicotiana benthamianaUdało im się aktywować odpowiedź immunologiczną roślin, wykorzystując światło jako katalizator, co mogło zrewolucjonizować nasze relacje z roślinami.
Dr Alex Jones, współautor badania, powiedział: „Jeśli możemy ostrzec rośliny o zbliżającej się epidemii choroby lub ataku szkodników, rośliny będą mogły aktywować swoje naturalne mechanizmy obronne, aby zapobiec rozległym szkodom”. oświadczenie.
„Możemy również informować rośliny o zbliżających się ekstremalnych zjawiskach pogodowych, takich jak fale upałów lub susza, umożliwiając im dostosowanie wzorców wzrostu lub oszczędzanie wody. Może to prowadzić do bardziej wydajnych i zrównoważonych praktyk rolniczych oraz zmniejszyć zapotrzebowanie na środki chemiczne.”
W badaniu wykorzystano nową technologię o nazwie Highlighter, aby aktywować ekspresję docelowego genu w roślinach. Narzędzie zostało zaprojektowane przez Bo Larsena, który pierwotnie stworzył je dla prokariotów – prostych organizmów, których komórkom brakuje jądra i innych organelli – ale od tego czasu opracował je do stosowania u roślin.
Wykorzystywanie światła do manipulowania procesami biomolekularnymi, takimi jak aktywacja genów, należy do dziedziny nauki zwanej optogenetyką. Może aktywować lub dezaktywować ukierunkowany proces i jest wygodną metodologią, ponieważ jest nieinwazyjna, nietoksyczna i nie kosztuje dużo.
Fotoreceptory były kluczową i trudną częścią metodologii dyskryminacji. Zostały zaprojektowane do kontrolowania procesów docelowych, tak aby zostały uruchomione po aktywacji przez fotokatalizator, ale nie było to łatwe, ponieważ rośliny mają wiele fotoreceptorów. W końcu dzięki światłu koordynujemy wzrost i rozwój, a nawet sposób, w jaki jemy.
Po pomyślnym przystosowaniu zakreślacza do stosowania na roślinie tytoniu zespół był w stanie wykazać, że może on wpływać na odporność rośliny, a także na produkcję pigmentu. Badania będą kontynuowane, ale odkrycie już otwiera wiele drzwi do tego, co mogłoby być teraz możliwe dzięki alternatywnemu podejściu do rozmowy z roślinami.
Dr Jones dodał: „Zakreślacz jest ważnym krokiem naprzód w opracowywaniu narzędzi optogenetycznych w roślinach, a jego precyzyjna kontrola genetyczna może zostać zastosowana do badania szerokiego zakresu podstawowych zagadnień z biologii roślin”.
„Rosnący zestaw narzędzi dla roślin o różnorodnych właściwościach optycznych otwiera również ekscytujące możliwości ulepszenia plonów. Na przykład w przyszłości moglibyśmy użyć jednego warunku oświetlenia do stymulacji odpowiedzi odpornościowej, a następnie innego warunku oświetlenia, aby precyzyjnie określić czas określonego czasu cechę, taką jak kwitnienie lub dojrzałość”.
Rozmowa nie zawsze musi być jednostronna. Czy wiesz, że rośliny potrafią krzyczeć? Po prostu ich nie słyszymy.
Badanie zostało opublikowane w Biologia PLoS.
[H/T: Irish Examiner]