Dolar 9,3218
Euro 10,8357
Altın 529,53
BİST 1.418
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 16 °C
Sağanak Yağışlı

Bilim İnsanları Dünyada Bitkileri Gerçek Zamanlı Su “İçerken” İzleyen İlk Kişiler

24.09.2021
31
Bilim İnsanları Dünyada Bitkileri Gerçek Zamanlı Su “İçerken” İzleyen İlk Kişiler

Turp (l) ve buğday (r) absorbans oranına göre suyun doğrudan görüntülenmesi. Kredi: Nottingham Üniversitesi

Nottingham Üniversitesi’ndeki bilim adamları, bitki köklerinin hücresel düzeyde suyu nasıl alıp dolaştırdığını gözlemlemenin bir yolunu bulan ve gelecekteki kuraklığa ve sele dayanıklı ekinlerin belirlenmesine yardımcı olabilecek bir yol bulan dünyada ilk kişiler oldular.

Numuneye zarar vermeden köklerin içindeki su alımını izleyememek, canlı bitki hücreleri ve dokularındaki sıvıların hareketini anlamaya çalışan araştırmacılar için önemli bir engel olmuştur.

Optik ve Fotonik Araştırma Grubu’ndan çalışma lideri Dr. Kevin Webb şöyle açıklıyor: “Canlı bitkilerde su alımını onlara zarar vermeden gözlemlemek için, canlı köklerin içindeki suyun hareketini görmek için hassas, lazer tabanlı, optik mikroskopi tekniği uyguladık. -invaziv olarak, ki bu daha önce hiç yapılmamıştı.

“Temel olarak, bitkilerin gelişebilmeleri ve verimli mahsuller haline gelebilmeleri, suyu ne kadar iyi alabildiğine ve bu süreci ne kadar iyi yönetebildiğine bağlıdır. Su, bitki dokularındaki besinler, mineraller ve diğer biyomoleküller için bir çözücü olarak önemli bir rol oynar. Bu süreci tek hücre düzeyinde izlememize izin verecek bir yol geliştirdik. Suyun sadece kökün içinde yükseldiğini değil, nerede ve nasıl dolaştığını da görebiliriz.

Bitkileri İçerken İzleyen Hidrodinamik

Kredi: Nottingham Üniversitesi

“Dünyanın artan nüfusunu beslemek zaten bir sorun. İklim değişikliği, gezegendeki şelalenin modelinde ve yoğunluğunda büyük değişimlere neden oluyor ve bu da sel veya kuraklıktan etkilenen bölgelerde mahsul yetiştirme sorunlarına yol açıyor. Stresle başa çıkmada daha iyi olan bitkileri seçerek amaç, ne kadar kuru veya ıslak olursa olsun, herhangi bir ortamda en üretken olabilecek en iyi hayatta kalma şansına sahip bitki çeşitlerini anlayıp kullanarak küresel gıda verimliliğini artırmaktır.”

Nasıl çalışır

Çalışma için, köklerde su taşınımı ölçümleri yapılmıştır. Arabidopsis thaliana, Bu, bilim adamları için bir ‘model bitki’dir, çünkü su alımı gibi temel süreçlere müdahale etmek için kolayca genetik olarak tasarlanabilirler.

Nazik bir lazer kullanarak, Nobel Ödüllü Raman saçılma tekniğine dayanan yeni görüntüleme tekniği, araştırmacıların suyun kök sisteminden yukarı doğru hareketini ölçmesine izin verdi. Arabidopsis hücresel düzeyde ve bunu açıklamak ve ölçmek için matematiksel bir model çalıştırmak.

Titanyum Safir Lazer

Titanyum:Safir lazer içinde yüksek yoğunluklu yeşil ışığın biyo-dostu kırmızı dalga boylarına dönüştürülmesi. Kredi: Nottingham Üniversitesi

Araştırmacılar ‘ağır’ su (döteryum oksit veya D) kullandılar.2O), her hidrojenin çekirdeğinde fazladan bir nötron içerir. atom. Bitki su içerken kök boyunca uzanan bir lazeri tarayarak, kök ucundan geçen ‘ağır’ suyu görmek mümkün oldu.

İçinde Arabidopsis Su alımını tehlikeye atmak için genetik olarak değiştirilen bu ölçümler – matematiksel modelle birlikte – kök içinde önemli bir su bariyeri ortaya çıkardı. Bu, ilk kez, içinde su damarlarının bulunduğu kökün merkezi dokularında su alımının kısıtlandığını doğruladı.

Eş-lider, Üniversitede Bitki Bilimleri Profesörü Malcolm Bennett, “Bu yenilikçi teknik, bitki biliminde gerçek bir oyun değiştiricidir – araştırmacıların bir hücrede ve canlı bitki dokularında ikinci ölçekte su hareketini görselleştirmelerini sağlar. İlk kez. Bu, bitkiler su mevcudiyetini nasıl ‘algılar’ gibi önemli soruları ele almamıza yardımcı olmayı vaat ediyor. Bu sorunun yanıtları, iklim değişikliği ve değişen hava düzenleriyle karşı karşıya olduğumuz zorluklara daha iyi adapte olan gelecekteki mahsulleri tasarlamak için hayati önem taşıyor.”

Leverhulme Trust tarafından finanse edilen bu çalışmanın bulguları dergide yayınlandı. Doğa İletişimi “Hücresel çözünürlükte bitki köklerinde non-invaziv hidrodinamik görüntüleme” başlıklı bir makalede.

Gelecek uygulamalar

Yöntem geliştirilirken, araştırma başlangıçta insan hücrelerinin yaklaşık 10 katı büyüklüğünde olan ve bu nedenle daha kolay gözlemlenen bitki hücrelerine odaklandı. Araştırma ekibi şu anda aynı tür süreçleri daha da küçük ölçekte anlamak için aynı yöntemleri insan hücrelerine taşıyor.

Tıpkı bitkilerde olduğu gibi, insan vücudunda da işlevi için çok önemli olan suyun işlenmesinden sorumlu dokular vardır. Örneğin gözün şeffaf dokuları, oküler lens kataraktlarını içeren sıvı işleme hastalıklarından muzdarip olabilir; makula dejenerasyonu ve glokom. Gelecekte, yeni Raman görüntüleme tekniği değerli bir sağlık hizmeti izleme ve tespit aracı haline gelebilir.

Sonraki adımlar

Araştırmacılar, hidrodinamik Raman görüntüleme teknikleri için ticari bir yol üzerinde çalışıyorlar ve su taşımacılığının her iki yönünü anlamak için bitki yapraklarından köklere doğru hareket eden izleyicilere bakmak için dört Birleşik Krallık ve AB tarım şirketine finansman başvurusunda bulundular. Buna paralel olarak ekip, zorlu yerel ortamlarda yetişen ürünlerde su kullanımını izlemek için çiftçiler ve bilim adamları tarafından tarlaya su taşıma ölçümlerinin alınmasına izin vermek için teknolojinin taşınabilir versiyonları üzerinde çalışıyor.

Araştırma ekibi şu anda AB ve Birleşik Krallık’taki ortaklarla birlikte bir Avrupa Araştırma Konseyi Sinerji Hibesi için teklif veriyor. koşullar.

Referans: Flavius ​​C. Pascut, Valentin Couvreur, Daniela Dietrich, Nicky Leftley, Guilhem Reyt, Yann Boursiac, Monica Calvo-Polanco, Ilda Casimiro, Christophe Maurel, David E. Salt, Xavier Draye, Darren M. Wells, Malcolm J. Bennett ve Kevin F. Webb, 3 Ağustos 2021, Doğa İletişimi.
DOI: 10.1038/s41467-021-24913-z

Avrupa genelinde sekiz laboratuvar çalışmaya dahil edildi: Optik ve Fotonik Araştırma Grubu; Geleceğin Gıda İşaretçisi ve Nottingham Üniversitesi Bitki ve Mahsul Bilimleri Bölümü; Bitki Bütünleştirici Biyoloji Merkezi; Biyolojik Bilimler Okulu, Bristol Üniversitesi; Institut Agro, Fransa; Dünya ve Yaşam Enstitüsü, Belçika; Mükemmellik Birimi Tarım Çevresi, Salamanca Üniversitesi, İspanya; Anatomi Anabilim Dalı, Hücre Biyolojisi ve Zooloji, Extremadura Üniversitesi, İspanya.

.

Gelişmelerden zamanında haberdar olmak için Google News’te Bilim Portal’a ABONE OLUN

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.