Zseniális: ki nem találnád, hogyan alakítanák át a növénytermesztést a britek

Az SLCU tudósait feltették a kérdést, hogy mi történne akkor, ha az emberek képesek lennének kommunikálni a növényekkel? A válasz az volt, hogy ezzel figyelmeztetni lehetne őket a különféle veszélyekre. És ez már eléggé izgalmas kihívás volt ahhoz, hogy a tudósok munkához lássanak - olvasható a Future Farming oldalán. A dohánnyal (Nicotiana benthamiana) végzett korai laboratóriumi kísérletek bebizonyították, hogy a fény mint inger (hírvivő) segítségével aktiválni lehet a növény természetes védekező mechanizmusát, vagyis immunválaszt lehet kiváltani belőle. A megoldás pedig adja magát, hiszen a fény a mindennapi emberi kommunikáció univerzális eszközeként is szolgál, például a közlekedési lámpák és a gyalogátkelőhelyek jelzéseivel, vagy éppen a boltok nyitva-zárva állapotának jelzésével.

A módszer lényege, hogy fényérzékeny fehérjéket juttatnak a sejtekbe, amelyeket a kutatók aztán irányítani akarnak. Így a fény segítségével számos folyamatot tudnak elindítani és kikapcsolni ezekben a sejtekben.

Már meg is alkották erre az új eszközt

A PLOS Biology című szaklapban megjelent legújabb kutatásuk egy új eszközt ír le, a Highlighter-t, amely meghatározott fényviszonyok segítségével aktivál egy célgént a növényekben, például a védelmi mechanizmusok beindítására: vagyis az ember "beszél" a növényekkel. Az elképzelés, hogy az emberek képesek lennének értelmes szinten kommunikálni a növényekkel, már régóta foglalkoztatja az emberek fantáziáját. Ha ez a képesség megvalósulna, az forradalmasíthatná a mezőgazdaságot és az emberiség növényekkel való kapcsolatát.

Ha figyelmeztetni tudnánk a növényeket egy közelgő betegségkitörésre vagy kártevő támadásra, akkor a növények aktiválhatnák természetes védekező mechanizmusaikat, hogy megakadályozzák a széles körű károsodást. A növényeket a közelgő szélsőséges időjárási eseményekről, például hőhullámokról vagy aszályról is tájékoztathatnánk, lehetővé téve számukra, hogy kiigazítsák növekedési mintáikat vagy takarékoskodjanak a vízzel. Ez hatékonyabb és fenntarthatóbb gazdálkodási gyakorlatot eredményezhetne, és csökkenthetné a vegyszerek szükségességét

- mondta el Alexander Jones, a projekt egyik kutatója.

Bo Larsen, aki a Highlightert az SLCU-n végzett munkája során fejlesztette ki, egy nagy lépéssel közelebb került ehhez a célhoz, a növényekkel való "beszélgetéshez", amikor egy fényvezérelt génexpressziós rendszert (optogenetikai rendszer) egy prokarióta rendszerből egy növényekre szabott eukarióta rendszerré alakított. A Highlighter a növényekben alkalmazva minimálisan invazív fényjeleket használ az aktiváláshoz és inaktiváláshoz, és nem befolyásolja a növekedési kamrák fény-sötét ciklikussága.

A jelenlegi Highlighter rendszer kék fényviszonyok mellett inaktív, sötétben, fehér fény, zöld fény és - rejtélyes módon - vörös fényviszonyok mellett aktív. További munkát terveznek a Highlighter továbbfejlesztése érdekében, de a csapat már demonstrálta a növényi immunitás, a pigmenttermelés és egy sárga fluoreszcens fehérje optogenetikai szabályozását, ez utóbbit sejtfelbontásban.

Alexander Jones beszélt arról is, hogy a Highlighter fontos előrelépés a növények optogenetikai eszközeinek fejlesztésében, és a nagy felbontású génvezérlés a növénybiológia számos alapvető kérdésének vizsgálatára alkalmazható. A növények egyre bővülő, változatos optikai tulajdonságokkal rendelkező eszköztára izgalmas lehetőségeket nyit a növényfejlesztés számára is.

A jövőben például felhasználhatnánk egy fényállapotot egy immunválasz kiváltására, majd egy másik fényállapotot egy adott tulajdonság, például a virágzás vagy az érés pontos időzítésére

- tette hozzá Alexander Jones.

A növényi kommunikáció fejlesztése nem újkeletű álma az emberiségnek, már az elmúlt években is voltak érdekes és meglepő próbálkozások ezen a téren. Ilyen volt például a britek híres szelfiző páfránya, Pete, a holland és angol együttműködésből kifolyólag a műholdakkal kommunkáló növények vagy az amerikaiak e-mailező spenótja.