Lézeres optika segít megtervezni a jövő haszonnövényeit
A szárazság- és áradástűrő növények kutatása a klímaváltozás miatt egyre felkapottabb témának számít, hiszen a jövő élelmiszereit adhatják az emberiség kezébe. Ezen a területen értek el hatalmas áttörést a Nottinghami Egyetem tudósai: egy speciális mikroszkópos eljárással anélkül tették láthatóvá a gyökerek vízfelvételét, hogy kárt tettek volna bennük, így élő, sértetlen példányokon figyelhetik a folyamatot. A munka segíthet jobban megérteni a sejtekben és szövetekben terjedő víz mozgását.
A kutatást leíró tanulmány egyik szerzője, Dr. Kevin Webb megosztotta: az eljáráshoz „érzékeny, lézeralapú, optikai mikroszkópos technikát” fejlesztettek ki, a világon elsőként. Mivel a növények produktivitása alapvetően azon múlik, hogy mennyire hatékony folyamat során hasznosítják a táp- és ásványi anyagokban gazdag vizet, a tanulmányozáshoz olyan eszköz kellett, ami a sejtek szintjén is lehetővé teszi a megfigyelést.
A kísérlethez praktikus okokból a káposztafélék családjába tartozó lúdfüvet, az első olyan növényt választották, aminek sikerült szekventálni a teljes genetikai állományát. Az egyszerű genomja miatt génmódosítással könnyen változtatható növény kis túlzással a világ megmentője lehet, ha előnyös tulajdonságait (kis méret, rövid generációs idő, példányonként több ezer magos hozam) sikerül megfejteni, majd ehető növények hatékonyabb termeléséhez felhasználni.
Az ún. Raman-szórásra alapozott képalkotó technológia már meg is hozta az első eredményeket. A könnyebb megfigyelhetőség kedvéért deutérium-oxidban gazdag vizet használtak, majd lézerrel pásztázták a lúdfű gyökereit, így valós időben, a sejtek szintjén tudták követni a víz útját, és a folyamat számszerűsítésére készítettek egy matematikai modellt.
„Az új technika alapjaiban változtathatja meg a növénykutatást, hiszen először vált lehetségessé a vízfelhasználás vizualizálása egy élő példányban”, magyarázta Malcolm Bennett professzor, a tanulmány társszerzője. „Az eredmények fontos kérdésekre adhatnak választ; például arra is, hogy a növények egyáltalán hogyan érzékelik a víz jelenlétét. Ez elengedhetetlen a jövő növényeinek megtervezéséhez, amivel az éghajlatváltozáshoz tudnánk igazítani őket.”
A notthinghami tudósok a Raman képalkotó technológia finomításain is elkezdtek dolgozni, hogy egyszer vezeték nélküli eszközt adhassanak a gazdák kezébe – így a földeken is azonnal ellenőrizhetővé válna a növények vízfelvétele.
Gábor János, NEW technology
Forrás: The Engineer