„Rozhovor“ s rastlinami im môže pomôcť pripraviť sa na útoky

Vedci hovoria s rastlinami prostredníctvom správ na báze svetla, aby zistili, či ich môžu vopred varovať pred hroziacimi nebezpečenstvami a spustiť obranné mechanizmy, ktoré môžu znížiť škody. práca s tabakovou rastlinou Nicotiana benthamianaDokázali aktivovať imunitnú odpoveď rastlín pomocou svetla ako stimulu v úspechu, ktorý by mohol spôsobiť revolúciu v našom vzťahu s rastlinami.

„Ak dokážeme varovať rastliny pred hroziacim prepuknutím choroby alebo napadnutím hmyzom, rastliny môžu aktivovať svoje prirodzené obranné mechanizmy, aby zabránili rozsiahlemu poškodeniu,“ povedal spoluautor Dr. Alex Jones. vyhlásenie,

„Môžeme tiež informovať rastliny o extrémnych poveternostných udalostiach, ako sú vlny horúčav alebo suchá, čo im umožňuje prispôsobiť svoje rastové vzorce alebo šetriť vodu. „To by mohlo viesť k efektívnejším a udržateľnejším poľnohospodárskym postupom a znížiť potrebu chemikálií.“

Štúdia použila novú techniku ​​​​nazvanú Highlighter na aktiváciu expresie cieľových génov v rastlinách. Zariadenie skonštruoval Bo Larsen, ktorý ho pôvodne vytvoril pre prokaryoty – jednoduché organizmy, ktorých bunkám chýbajú jadrá a iné organely – ale neskôr ho vyvinul na použitie v rastlinách.

Používanie svetla na manipuláciu biomolekulárneho procesu, akým je aktivácia génov, patrí do oblasti vedy známej ako optogenetika. Môže buď aktivovať alebo deaktivovať cieľový proces a je to pohodlná metóda, pretože je neinvazívna, netoxická a nestojí veľa.

Fotoreceptory boli dôležitou a náročnou súčasťou metódy zvýrazňovača. Boli skonštruované tak, aby riadili cieľové procesy, takže keď sa aktivujú svetelnou stimuláciou, zapnú sa, ale nebolo to ľahké, pretože rastliny majú toľko fotoreceptorov. Koniec koncov, svetlo je spôsob, akým koordinujú rast, vývoj a dokonca aj to, ako jedia.

Po úspešnom vyladení zvýrazňovača na použitie na tabakovej rastline sa tímu podarilo preukázať, že môže ovplyvniť imunitu rastlín, ako aj produkciu pigmentu. Výskum bude pokračovať, ale tento objav už otvára veľa dverí k tomu, čo je teraz možné s týmto alternatívnym prístupom k rozhovorom s rastlinami.

„Highlighter je dôležitým krokom vpred vo vývoji optogenetických nástrojov v rastlinách a jeho génová kontrola s vysokým rozlíšením sa môže použiť na štúdium širokej škály základných otázok biológie rastlín,“ povedal Dr Jones.

„Zväčšujúci sa súbor nástrojov pre rastliny s rôznymi optickými vlastnosťami tiež otvára vzrušujúce príležitosti na zlepšenie plodín. Napríklad v budúcnosti by sme mohli použiť jednu svetelnú podmienku na spustenie imunitnej reakcie a potom použiť inú svetelnú podmienku na určenie konkrétnej vlastnosti, ako je presný čas kvitnutia alebo dozrievania.

A rozhovory by nemali byť vždy jednostranné. Vedeli ste, že rastliny môžu kričať? Nemôžeme ich ani počuť.

Štúdia bola publikovaná v r Biológia PLOS,