Моніторинг фотосинтезу дає змогу контролювати потреби рослин — наукове дослідження

Вимірювання флуоресценції хлорофілу дає змогу контролювати потреби рослин. Про це заявив проф. Хазем Каладжі з Варшавського Інституту біології в інтерв’ю Science in Poland. На основі цього він розробив систему моніторингу стану рослин.

Науковець вивчає фотосинтез вже понад 40 років. Перед тим як створити систему моніторингу він з командою виміряв процес фотосинтезу, щоб краще зрозуміти реакцію рослини на різні фактори стресу. Проривом у дослідженні стало відкриття сигналу флуоресценції хлорофілу, який дозволяє постійно (у режимі реального часу) відслідковувати фізіологічний стан усіх організмів, що містять хлорофіл.

Спостереження за сигналом флуоресценції за дуже короткий час дає змогу отримати інформацію про стан рослини та проаналізувати близько 60-70 різноманітних параметрів, пов’язаних з її функціонуванням. Також, як стверджує науковець, це дозволяє визначити тип стресора, наприклад, хвороба, шкідник, посуха, дефіцит мінералів тощо.

Цей сигнал в основному пов’язаний з активністю ферменту під назвою фотосистема 2 (PSII). Як підкреслив дослідник, саме завдяки йому від рослин можна отримати інформацію, подібну до тієї, яку отримують люди під час ЕКГ, тобто аналізу серцевого ритму, який дозволяє оцінити стан нашого здоров’я.

— Кожна хвороба рослин викликає специфічні зміни в кривій індукції хлорофілу даного виду, — розповів Хазем Каладжі. — Аналіз кривої дозволяє, наприклад, визначити, чи «страждає» рослина від низької температури, солоності чи інших стресових факторів.

Він підкреслив, що методика вимірювання сигналу флуоресценції хлорофілу дає змогу виявити зміни в рослині до того, як симптоми цих змін стануть помітні. Професор розробив систему моніторингу стану рослин. З командою він почав збирати сотні тисяч даних для аналізу фізіологічного стану рослин і цілих спільнот чи екосистем (таких як ліс чи луг). Дослідники хочуть зрозуміти механізми виживання, адаптації та різні процеси, які здійснюють рослини, щоб вижити.

Проф. Каладжі сподівається, що його робота допоможе фермерам досягти вищих урожаїв у майбутньому.

— Ідея полягає в тому, щоб краще зрозуміти, чому один сорт дає більший урожай, ніж інший, який росте поруч за однакових умов. Таким чином ми визначимо конкретні ознаки, які можуть використовувати селекціонери та фермери, — пояснив дослідник.

Система моніторингу рослин також може стати в нагоді для оцінки стану дикої природи та водоростей. Наприклад, встановлення її у лісі може допомогти запобігти масштабній шкодів від шкідників до того, як зміни будуть помітні неозброєним оком.

Професор також зазнив, що у ЄС немає жодної “екологічної швидкої допомоги”. Умовно кажучи, автомобіля, оснащеного інструментами для швидкого моніторингу водних, лісових, садових і ґрунтових екосистем. Його дослідження у перспективі може допомогти створити такий сервіс. Він пояснив, що у невелику вантажівку могла б поміститися ціла лабораторія для відстежування потенційно небезпечних місць.

Аби не пропустити найцікавішого, підписуйтесь на наш канал-Telegram