Ученые научили растения картофеля светиться в ответ на стресс

Одна из проблем земледелия заключается в том, что к тому времени, когда растения кажутся больными или подвергаются стрессу иным образом, может быть уже слишком поздно решать эту проблему. Однако новый сорт картофеля сможет сам предупреждать фермеров с помощью флуоресценции еще на самых ранних стадиях стресса.

Способность растений светиться из-за сильного стресса позволит вовремя обратить внимание на возможные болезни или заражение паразитами

Экспериментальное генетически модифицированное растение картофеля было разработано учеными Еврейского университета Иерусалима под руководством доктора Шило Розенвазера. Они решили модифицировать картофель Solanum tuberosum, более известный как ирландский картофель, 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 в избытке 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», — рассказал Розенвазер.

Теперь команда планирует продолжить разработку концепции и применить ее к другим культурам. Фактически, похожая, но не связанная с этим технология уже была коммерциализирована калифорнийской компанией InnerPlant, которая намерена выпустить на коммерческий рынок томат, также способный светиться при стрессе.