In Blätter eingebettete Kohlenstoff-Nanoröhren erkennen chemische Signale, die bei einer Pflanzenschädigung entstehen

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MIT-Ingenieure haben eine Möglichkeit entwickelt, mit Hilfe von Sensoren aus Kohlenstoff-Nanoröhren genau zu verfolgen, wie Pflanzen auf Stress wie Verletzungen, Infektionen und Lichtschäden reagieren.

Diese Sensoren können in Pflanzenblätter eingebettet werden, wo sie über Wasserstoffperoxid-Signalwellen berichten.Pflanzen verwenden Wasserstoffperoxid zur Kommunikation innerhalb ihrer Blätter und senden ein Notsignal aus, das die Blattzellen zur Produktion von Verbindungen anregt, die ihnen helfen, Schäden zu reparieren oder Raubtiere wie Insekten abzuwehren.

Die neuen Sensoren können diese Wasserstoffperoxid-Signale nutzen, um zwischen verschiedenen Arten von Stress sowie zwischen verschiedenen Pflanzenarten zu unterscheiden.”Pflanzen haben eine sehr ausgeklügelte Form der internen Kommunikation, die wir jetzt zum ersten Mal beobachten können.

Das bedeutet, dass wir in Echtzeit die Reaktion einer lebenden Pflanze sehen können, indem wir die spezifische Art von Stress kommunizieren”, sagt Michael Strano, der Carbon P.

Dubbs Professor für Chemical Engineering am MIT.Diese Art von Sensor könnte verwendet werden, um zu untersuchen, wie Pflanzen auf verschiedene Arten von Stress reagieren, was den Agrarwissenschaftlern helfen könnte, neue Strategien zur Verbesserung der Ernteerträge zu entwickeln.

Die Forscher demonstrierten ihren Ansatz bei acht verschiedenen Pflanzenarten, darunter Spinat, Erdbeerpflanzen und Rucola, und sie glauben, dass er auch bei vielen anderen funktionieren könnte.Strano ist der leitende Autor der Studie, die heute in Nature Plants erscheint.

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Der MIT-Absolvent Tedrick Thomas Salim Lew ist der Hauptautor der Arbeit.

Eingebettete SensorenIn den letzten Jahren hat das Labor von Strano das Potenzial für die Entwicklung von “Nanobionic Plants” erforscht – Pflanzen, die Nanomaterialien enthalten, die den Pflanzen neue Funktionen verleihen, wie z.B.

Licht emittieren oder Wassermangel erkennen.

In die neue Studie wollte er Sensoren einbauen, die über den Gesundheitszustand der Pflanzen berichten sollten.

Strano hatte zuvor Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Sensoren entwickelt, die verschiedene Moleküle, darunter auch Wasserstoffperoxid, erkennen können.

Über….

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