ナノスケールセンサーは葉のとらえどころのない水位を測定します
葉の水分調節は植物の健康に不可欠であり、植物の成長と収量、病気にかかりやすく、干ばつ耐性に影響を与えます。
新しいテクノロジーは、ナノスケールのセンサーと光ファイバーを使用して、植物の水が最も積極的に管理されている葉の表面のすぐ内側の水の状態を測定します。
これは、基本的な植物生物学の理解を進めるための低侵襲研究ツールを提供します。それは、より干ばつ耐性のある作物の育種につながる可能性があります。
この技術は、最終的には作物の水分状態をリアルタイムで測定するための農学的ツールとして採用される可能性があります。
この手法では、葉の水ポテンシャルを測定するために、AquaDustと呼ばれる柔らかい合成ヒドロゲルで形成されたナノ粒子を注入します。葉肉の細胞間の隙間を占めるヒドロゲルは吸水性であり、葉の水分の利用可能性に基づいて膨張および収縮します。
AquaDustには色素が含まれており、その相互作用により、色素分子が互いにどれだけ近いかに応じて、さまざまな波長で蛍光を発することができます。光ファイバーを使用することで、研究者は光を当ててスペクトルを取り戻すことができ、葉の内部の水ポテンシャルの測定値を提供します。
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この研究では、研究者は、長さメートルのトウモロコシの葉に沿って複数の場所にAquaDustを注入し、葉の長さに沿って、そして葉肉を通して水の勾配を測定しました。これらの測定により、水ストレスに対する組織の反応のモデルを開発し、現場で観察されたダイナミクスを正確に予測することができました。
この技術は、作物研究、生産農業、製造業に商業的に応用できる可能性がありますが、今のところ、研究者は植物の水管理の非常に局所的な生理学の測定に焦点を当てています。
研究ツールとして、植物生物学者は極端な水ストレスをよりよく理解することができ、より水効率の高い作物の育種につながる可能性があります。
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