奈米感測器將能應用於檢測區分植物激素激勃素(gibberellin)
2023/04/19 @國際
摘要
由新加坡MIT SMART研究人員開發的新型奈米感測器，能夠在高鹽度環境下進行植物生長過程中激勃素(Gibberellin acid)的動態研究，有望在田間應用時協助農民能早期採取預防措施，對農業科學具有廣泛的應用潛力。
示意圖
隨著全球氣候變暖與海平面上升，使得農業土壤受鹽水污染進而提高土壤鹽度，來自新加坡麻省理工學院研究與技術聯盟(SMART)的DiSTAP跨學科研究小組，以及與淡馬錫生命科學實驗室合作的研究人員，研發出第一款能夠檢測植物激素-激勃素(Gibberellin acid, GA)的奈米感測器，不同於傳統方式，這種新型奈米感測器是非破壞性的，並成功地在活體植物中進行測試，將其應用於農田中的早期植物壓力監測，為對高科技精準農業和作物管理感興趣的農民提供優化產量的工具。
麻省理工學院實驗室在本研究是利用冠相分子辨識(CoPhMoRe)技術，並為單壁奈米碳管開發出新型紅外線奈米碳管感測器，並和拉曼光譜進行硬體整合，大幅簡化儀器硬體需求，因此能夠即時檢測不同植物品種的根部中GA動力學，包括擬南芥、生菜和羅勒等，同時瞭解側根形成在過程中的GA積累。
同時這種近紅外線奈米碳管感測器，能夠檢測並區分兩種植物激素GA3和GA4，這兩種物質是由植物產生的二萜類植物激素，在調節植物生長發育不同過程起到重要作用，但若土壤鹽化將會抑制GA合成並促進GA代謝，導致植物中GA含量的降低，從實驗結果可知作物遭受環境鹽度緊迫壓力下，在6小時左右即可監測到GA含量下降。
這項研究成果被發表在《Nano Letters》期刊上，未來亦能提供對更多不同作物的GA含量變化監測，其對於植物生物技術和農業領域將具有巨大的應用潛力。【延伸閱讀】- 讓植物說話-科學家發明感測器即時監測植物體內變化
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