Одна из проблем сельского хозяйства заключается в том, что к тому времени, когда растения покажутся больными или подвергаются стрессу иным образом, может быть уже слишком поздно решать эту проблему. Однако новый сорт картофеля предназначен для предупреждения фермеров с помощью флуоресценции на самых ранних стадиях стресса.
Экспериментальное генетически модифицированное растение картофеля было разработано учеными Еврейского университета Иерусалима под руководством доктора Шило Розенвазера. Они решили модифицировать картофель Solanum tuberosum, поскольку это основная продовольственная культура во многих странах мира.
Исследователи ввели новый ген в хлоропласты растения, которые представляют собой органеллы (субклеточные структуры), осуществляющие фотосинтез. Этот ген экспрессирует флуоресцентный белок в ответ на присутствие активных форм кислорода - это высокореактивные химические молекулы, которые вырабатываются, чтобы помочь смягчить стресс, хотя они также могут нанести вред растению, если накапливаются в его клетках.
Проще говоря, чем больше стресса испытывает растение, тем большее количество активных форм кислорода оно производит. В случае нового картофеля это, в свою очередь, заставляет его производить больше флуоресцентного белка, поэтому чем больше стресс у растения, тем ярче его флуоресцентное свечение. И хотя флуоресценцию нельзя увидеть невооруженным глазом, ученые смогли обнаружить ее с помощью высокочувствительной флуоресцентной камеры.
«Мы смогли отслеживать сигналы флуоресценции, испускаемые биосенсорами, и заметили накопление активных форм кислорода на ранних этапах реакции на стрессовые условия, такие как засуха, экстремальная температура и яркий свет», - говорит Розенвазер.
Одно из растений, за которым наблюдают в лаборатории доктора Розенвазера. Фото: Matanel Hipsch
Теперь команда планирует продолжить разработку концепции и применить ее к другим культурам. Фактически, подобная, но не связанная с этим технология уже была коммерциализирована калифорнийской компанией InnerPlant, которая намерена коммерчески выпустить томат, который светится при стрессе.
Статья об исследованиях картофеля была недавно опубликована в журнале Plant Physiology.
Источник: New Atlas / Hebrew University of Jerusalem via AlphaGalileo
