一種新方法來(lái)追蹤植物對(duì)壓力源的反應(yīng)

麻省理工學(xué)院（MIT）的工程師們開發(fā)出了一種新方法來(lái)追蹤植物對(duì)壓力源的反應(yīng)，如受傷、感染和光害等。利用碳納米管制成的傳感器來(lái)跟蹤損傷情況，這種小型傳感器可以嵌入到植物葉子中，在那里它們可以報(bào)告過氧化氫信號(hào)波。

研究人員表示，植物利用過氧化氫在葉子內(nèi)部進(jìn)行“通信”，發(fā)出求救信號(hào)，刺激葉子細(xì)胞產(chǎn)生化合物，修復(fù)損傷或擊退昆蟲等天敵。麻省理工學(xué)院的傳感器可以利用過氧化氫信號(hào)來(lái)區(qū)分不同類型的應(yīng)激反應(yīng)以及不同種類的植物。

工程師表示，該傳感器有可能被用于研究植物如何應(yīng)對(duì)不同類型的壓力，并幫助農(nóng)業(yè)科學(xué)家開發(fā)新的策略來(lái)提高作物產(chǎn)量。到目前為止，研究人員已經(jīng)使用8種不同的植物品種展示了他們的方法。在測(cè)試中，科學(xué)家們使用了菠菜、草莓植株和芝麻菜等。

該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，該傳感器可以在其他植物品種中發(fā)揮作用。該團(tuán)隊(duì)使用了一種名為脂質(zhì)交換包膜滲透的方法，將傳感器嵌入植物葉子中。在嘗試學(xué)習(xí)將傳感器嵌入植物葉子中的時(shí)候，其中一名科學(xué)家不小心損壞了植物，并親眼目睹了過氧化氫在傷口處釋放的過程。

該團(tuán)隊(duì)表示，當(dāng)植物細(xì)胞釋放過氧化氫時(shí)，相鄰細(xì)胞內(nèi)會(huì)觸發(fā)鈣質(zhì)釋放，刺激這些細(xì)胞釋放更多的過氧化氫。過氧化氫的泛濫會(huì)刺激植物細(xì)胞產(chǎn)生稱為二次代謝產(chǎn)物的分子，幫助修復(fù)損傷。一些植物也會(huì)分泌其他二次代謝物來(lái)抵御天敵。該技術(shù)的應(yīng)用包括篩選不同的植物物種，以了解其抵抗機(jī)械損傷的能力或植物物種對(duì)病原體的反應(yīng)。