Дыхание растений: ученые разработали новую технологию, которая оптимизирует урожаи

Ученые создали новую технологию, позволяющую наблюдать «дыхание» растений в реальном времени с высокой разрешающей способностью, одновременно фиксируя, сколько углерода и воды обменивается с воздухом. Исследование отмечает, что это открытие поможет развивать новые культуры, которые будут расти быстрее, потреблять меньше воды и лучше адаптироваться к засухе.

Растения получают воздух через микроскопические отверстия на листьях — устьица. Они действуют как регулируемые клапаны, пропуская углекислый газ для фотосинтеза и одновременно позволяя воде испаряться. До недавнего времени отслеживать этот процесс было невозможно. Исследователи из Университета Иллинойса разработали уникальную систему Stomata In-Sight, которая позволяет одновременно наблюдать микродвижения устьиц и измерять газообмен между листом и атмосферой в точно контролируемых условиях. Это важно для повышения урожайности, так как открытые устьица позволяют поглощать CO₂, необходимый для роста, но при этом теряется влага.

Предыдущие методы были ограничены: ученые могли либо видеть устьица, либо измерять их работу, но не одновременно. Использование слепков листьев давало только статичное изображение, а обычные микроскопы не позволяли контролировать среду (свет, влажность, температуру, CO₂), на которую устьица крайне чувствительны.

Stomata In-Sight объединяет три ключевых преимущества: конфокальную микроскопию в реальном времени для визуализации живых клеток без повреждения, измерение газообмена листа (сколько CO₂ поглощается и сколько воды испаряется) и управляемую среду с регулируемым светом, температурой, влажностью и CO₂. Эта технология открывает «окно в живой лист», позволяя ученым выявлять физические и химические сигналы, управляющие открытием и закрытием устьиц, и понимать, как их плотность влияет на эффективность растения. Повышение водной эффективности напрямую увеличивает шансы на высокий урожай в условиях жары и засухи.

Метки: наука