Η καινοτόμος τεχνική έχει τη δυνατότητα να παρατείνει τη διάρκεια ζωής των προϊόντων..
ΡΑΛΕΪ, Β.Κ. — Ένας νέος βιοαισθητήρας που στοχεύει στο αιθυλένιο, μια ορμόνη ωρίμανσης φρούτων, ρίχνει φως στο πώς το αιθυλένιο επηρεάζει τα φυτά όχι μόνο κατά την ωρίμανση αλλά και σε διαδικασίες όπως η βλάστηση των σπόρων και η άμυνα κατά των παθογόνων. Η καινοτόμος τεχνική έχει τη δυνατότητα να παρατείνει τη διάρκεια ζωής των προϊόντων, να βρει καλύτερες λύσεις για την καταπολέμηση ορισμένων φυτικών ασθενειών και να αναπτύξει πιο ανθεκτικές φυτικές ποικιλίες.
«Ο στόχος αυτού του έργου ήταν η ανάπτυξη ενός βιοαισθητήρα για την οπτικοποίηση του πότε και πού λειτουργεί το αιθυλένιο στα φυτά, σε ποιο σημείο ενεργοποιείται και σε ποιους ιστούς είναι ενεργό», λέει η Άννα Στεπάνοβα, καθηγήτρια στο Τμήμα Φυτικής και Μικροβιακής Βιολογίας στο Κρατικό Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας και αντίστοιχη συγγραφέας μιας εργασίας που περιγράφει την έρευνα .
Ο βιοαισθητήρας χρησιμοποιεί μια ειδικά σχεδιασμένη φυτική γραμμή που μπορεί να ανιχνεύσει την παρουσία αιθυλενίου. Οι περιοχές του φυτού όπου υπάρχει αιθυλένιο λάμπουν μέσω της χρήσης ενός γονιδίου φθορίζουσας πρωτεΐνης ή βάφονται μπλε μέσω της χρήσης ενός γονιδίου ενζύμου.
«Όποια μέρη του φυτού κι αν εκφράζουν αυτά τα τροποποιημένα γονίδια «αναφοράς» σε απόκριση στο αιθυλένιο, αυτά τα μέρη του φυτού θα λάμπουν στο σκοτάδι ή θα γίνονται μπλε», λέει η Stepanova. «Αυτό μας επιτρέπει να βλέπουμε με γυμνό μάτι ή με μεγέθυνση μέσω μικροσκοπίας ποια κύτταρα υπό ποιες συνθήκες ανταποκρίνονται στην φυτική ορμόνη αιθυλένιο».
Ο συνεργάτης Jose Alonso, διακεκριμένος καθηγητής William Neal Reynolds και υπότροφος του Πανεπιστημίου στη φυτική και μικροβιακή βιολογία, λέει ότι το νέο εργαλείο ανοίγει την πόρτα στους ερευνητές να κατανοήσουν καλύτερα τον ρόλο της ορμόνης όχι μόνο στην ωρίμανση αλλά και στην απόκριση ενός φυτού σε παθογόνα, στη δημιουργία όζων και στις σχέσεις μεταξύ αιθυλενίου και παρασιτικών φυτών. Η τεχνολογία που χρησιμοποιείται για την ανάπτυξη αυτού του βιοαισθητήρα θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για την προσαρμογή του χρόνου ωρίμανσης των φρούτων.
«Όταν ο καρπός αρχίζει να ωριμάζει, παράγει περισσότερο αιθυλένιο», λέει ο Αλόνσο. «Έτσι, θα μπορούσατε να πάρετε αυτόν [τον βιοαισθητήρα], να τον συντήξετε με ένα γονίδιο που αναστέλλει την ωρίμανση, έτσι ώστε τώρα που έχετε περισσότερο αιθυλένιο να μπορείτε στην πραγματικότητα να μειώσετε την ταχύτητα ωρίμανσης».
Η Άννα Γιασένκο, υποψήφια διδάκτορας στη βιολογία φυτών, συνυπέγραψε την εργασία, η οποία δημοσιεύτηκε στο Plant Biotechnology Journal, με τους πρώην μεταδιδακτορικούς ερευνητές του Κρατικού Πανεπιστημίου της Βόρειας Καρολίνας, Τζοζεφίνα-Πατρίσια Φερνάντεζ-Μορένο και Μάριο Φένεκ. Η έρευνα έδωσε στον Γιασένκο πρακτική εμπειρία στην εφαρμογή διαφόρων επιστημονικών τεχνικών, συμπεριλαμβανομένης της δοκιμής της απόκρισης του βιοαισθητήρα στο φυτό Arabidopsis υπό διαφορετικές συνθήκες. Οι ερευνητές δοκίμασαν επίσης τον βιοαισθητήρα σε φυτά ντομάτας.
«Έψαχνα να δω πού ήταν το μπλε όταν τα έβαφα, συγκεκριμένα ποιοι ιστοί των φυτών θα φωτίζονταν υπό διαφορετικές συνθήκες αιθυλενίου», λέει ο Γιασένκο. «Χαρακτηρίστηκα επίσης μερικές από τις φθορίζουσες γραμμές για να βεβαιωθώ ότι είχαμε ένα πλήρες σύνολο όλων των διαγονιδιακών φυτών που είχαμε δημιουργήσει».
Η έρευνα επέκτεινε την έρευνα συνθετικής βιολογίας του Γιασένκο σε ένα πείραμα στον πραγματικό κόσμο.
«Αυτή ήταν κατά κάποιο τρόπο η εφαρμογή στην πραγματική ζωή αυτού που μελετώ, για το πώς να βελτιστοποιήσω [τους βιοαισθητήρες] προκειμένου να επιτύχω τα αναμενόμενα επίπεδα έκφρασης γονιδίων ή ορμονών», λέει ο Γιασκένο.
Η Στεπάνοβα αναφέρει ότι η συνεχιζόμενη συνεργατική εργασία με διεθνείς ερευνητές στοχεύει τώρα στην αξιοποίηση των στοιχείων DNA του βιοαισθητήρα για τη δημιουργία βιοαισθητήρων συμβατών μεταξύ τους, ώστε να παρακολουθούν ταυτόχρονα πολλαπλές ορμόνες, ώστε να κατανοούν πώς αλληλεπιδρούν σε διαδικασίες όπως η ανάπτυξη των φυτών, το θερμικό στρες, οι μολύνσεις και άλλα.
«Ένας από τους απώτερους στόχους μας είναι να προσπαθήσουμε να μειώσουμε τη σπατάλη τροφίμων, επειδή χάνουμε πολλά φρούτα και λαχανικά λόγω της υπερβολικής ωρίμανσης και της γήρανσης (της φθοράς των φυτών με την πάροδο του χρόνου)», λέει η Stepanova. «Και οι δύο αυτές διαδικασίες ελέγχονται από το αιθυλένιο, επομένως ελπίζουμε ότι το εργαλείο μας θα μας βοηθήσει να εντοπίσουμε συνθήκες ή θεραπείες ή γονότυπους που είναι καλύτεροι στην αποθήκευση μετά τη συγκομιδή».
MorningAgclips
