Дослідники хочуть "поговорити" з рослинами за допомогою нового інструменту
Уявіть собі, якби люди могли «розмовляти» з рослинами і попереджати їх про наближення атак шкідників або екстремальні погодні умови. Команда вчених-рослин з лабораторії Сейнсбері Кембриджського університету (SLCU) хотіла б перетворити цю наукову фантастику на реальність, використовуючи світлові повідомлення для розмови з рослинами.
Ранні лабораторні експерименти з тютюном (Nicotiana benthamiana) продемонстрували, що він може активувати природний захисний механізм рослини (імуна відповідь), використовуючи світло як стимул (посланник). Світло служить універсальним засобом повсякденного людського спілкування, наприклад, сигналізацією на світлофорі, пішохідному переході або статус магазину відкрито-закрито.
Метод передбачає введення світлочутливих білків у клітини, якими дослідники хочуть керувати. Таким чином, вони можуть запускати та вимикати багато процесів у цих клітинах за допомогою світла.
Хайлайтер – новий інструмент
Їхнє останнє дослідження, опубліковане в журналі PLOS Biology, описує новий інструмент під назвою Highlighter, який використовує певні умови освітлення для активації експресії цільового гена в рослинах, наприклад, для запуску їх захисних механізмів – людей, які «розмовляють» із рослинами.
Ідея у тому, що можуть спілкуватися з рослинами значному рівні, вже давно захопила уяву людей. Якби така можливість була можлива, вона могла б зробити революцію у сільському господарстві та наших відносинах із рослинами.
«Якби ми могли попередити рослини про спалах хвороби, що насувається, або напад шкідників, рослини могли б потім активувати свої природні захисні механізми, щоб запобігти широкомасштабним збиткам», — сказав доктор Олександр Джонс. «Ми також могли б інформувати рослини про наближення екстремальних погодних явищ, таких як періоди спеки або посухи, дозволяючи їм коригувати характер свого зростання або економити воду. Це може призвести до більш ефективних та стійких методів ведення сільського господарства та знизити потребу у хімікатах».
Бо Ларсен, який розробив Highlighter під час роботи в SLCU, наблизив нас на важливий крок до мети «розмови» з рослинами, створивши систему експресії генів (систему оптогенетики), що керується світлом, з прокаріотичної системи в еукаріотичну систему, адаптовану для рослин.
Оптогенетичний інструмент для рослин
При застосуванні на рослинах Highlighter використовує мінімально інвазивні світлові сигнали для активації та інактивації, і на нього не впливає циклічність світла та темряви у камерах росту.
Поточна система Highlighter неактивна в умовах синього світла і активна в темряві, а також в умовах білого, зеленого світла і загадково червоного світла. Планується подальша робота з розвитку Highlighter, але команда вже продемонструвала оптогенетичний контроль за імунітетом рослин, виробництвом пігментів та жовтим флуоресцентним білком, причому останній на клітинному рівні.
"Highlighter - це важливий крок уперед у розробці інструментів оптогенетики рослин, і його генний контроль з високою роздільною здатністю може бути застосований для вивчення широкого спектра фундаментальних питань біології рослин", - додав доктор Джонс.
Набір інструментів для вирощування рослин з різноманітними оптичними властивостями також відкриває захоплюючі можливості для покращення врожаю. Наприклад, у майбутньому ми могли б використовувати один режим освітлення, щоб викликати імунну відповідь, а потім інший режим освітлення, щоб точно визначити час певної ознаки, наприклад, цвітіння чи дозрівання».
Також читайте:
- Микола Сольський обговорив напрямки співпраці державного і приватного сектору у відновленні аграрної галузі
- Микола Сольський обговорив з данським колегою співпрацю в агросекторі та питання євроінтеграції
- Для ферментації часнику найкраще підходить сорт Любаша
- Фермери чекають допомоги у вигляді безкоштовного насіння та ЗЗР – опитування