با تلاش پژوهشگران؛

فرآیند‌های درون برگ با استفاده از حسگر نانو تشخیص داده می‌شود

پژوهشگران با قرار دادن نانوحسگری در برگ درخت دریافتند که با آسیب دیدن بخشی از برگ، پراکسید هیدروژن در برگ تولید شده و باعث ترمیم بخش آسیب‌دیده می‌شود.

کد خبر: ۸۴۳۶۹۵

دوشنبه - ۰۸ ارديبهشت ۱۳۹۹ / April 27, 2020

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، پژوهشگران موسسه فناوری ماساچوست با استفاده از نانولوله‌های کربنی راهی برای پیگیری دقیق چگونگی پاسخ‌گویی گیاهان به استرس‌هایی مانند آسیب، عفونت و آسیب‌های حاصل از نور ارائه کردند. این حسگر‌ها را می‌توان در برگ درختان جاسازی کرد، جایی که سیگنال‌های پراکسید هیدروژن مبادله می‌شوند.

گیاهان از پراکسید هیدروژن برای برقراری ارتباط در برگ‌ها استفاده می‌کنند، درصورت وجود سیگنالی مبنی بر آسیب یا مشکل در برگ، گیاه شروع به تولید ترکیباتی می‌کند که موجب ترمیم بخش آسیب‌دیده می‌شود یا این که حشرات را دور می‌کند. این حسگر جدید قادر است تا سیگنال‌های پراکسید هیدروژن را برای تمایز انواع مختلف استرس‌ها تشخیص دهد.

مایکل استرانو می‌گوید: «گیاهان یک شکل ارتباطی پیچیده داخلی دارند که در زمان واقعی می‌توانیم پاسخ گیاه را از روی همین شکل ارتباطی تشخیص دهیم و دریابیم که چه نوع استرسی را تجربه می‌کند.»

این نوع حسگر‌ها می‌توانند برای بررسی چگونگی پاسخ گیاه به عوامل مختلف استفاده شوند و نتایج آن به کشاورزان کمک می‌کند تا راهبرد‌های جدیدی را برای بهبود عملکرد محصول اتخاذ کنند. این گروه تحقیقاتی، از این فناوری روی هشت گونه گیاه مختلف نظیر اسفناج، توت‌فرنگی و آرگولا استفاده کردند.

این گروه تحقیقاتی طی چند سال گذشته روی مهندسی گیاهان نانوبیونیک کار کرده‌اند، گیاهانی که در آن‌ها از نانومواد استفاده می‌شود تا عوامل مختلفی نظیر تابش نور یا کمبود آب شناسایی شود.

استرانو پیش از این روی حسگر‌های نانولوله کربنی کار کرده بود، او از سه سال قبل شروع به تحقیق روی قرار دادن حسگر در برگ‌های گیاه کرده بود تا بتواند گیاه را در سطح مولکولی بررسی کند. او معتقد بود که پراکسید هیدروژن میتواند یک سیگنال مولکولی باشد، اما برای وی چندان این موضوع شفاف نشده بود.

او از روشی به نام نفوذ پاکت تبادل لیپید (LEEP) برای ترکیب حسگر در برگ گیاهان استفاده کرد. این روش که چند سال قبل در آزمایشگاه او ابداع شد به محققان اجازه می‌دهد تا نانوذرات را درون غشأ گیاه وارد کنند.

وی پس از وارد کردن حسگر در برگ گیاه، کشفی بزرگ را انجام داد. استرانو دریافت که با آسیب دیدن بخشی از یک برگ، پراکسید هیدروژن ایجاد می‌شود که آزاد شدن آن باعث تحریک سلول به‌منظور ترمیم بخش آسیب دیده خواهد شد.