Des Chercheurs conçoivent des Ccapteurs pour identifier rapidement les Agents Hhormonaux des Plantes
Des scientifiques du groupe d’étude de recherche interdisciplinaire Turbulent ainsi que Lasting Technologies for Agricultural Accuracy (DiSTAP) de l’Alliance Singapour-MIT pour la recherche et la technologie moderne (SMART), l’entreprise d’étude de recherche du MIT à Singapour, et leurs partenaires locaux de Temasek Life Sciences Le laboratoire de recherche (TLL) et le Nanyang Technological College (NTU) ont développé le tout premier nanocapteur permettant de tester rapidement les hormones végétales auxines artificielles. Les nanocapteurs uniques sont plus sûrs et moins laborieux que les méthodes existantes pour tester la réponse des plantes à des substances telles que les herbicides. Ils peuvent être transformateurs en améliorant la fabrication agricole et notre compréhension de la croissance des plantes.
Les chercheurs ont créé des unités de détection pour deux plantes, les hormones acide-1-naphtalène acétique (NAA) et acide 2,4-dichlorophénoxyacétique (2,4 D), largement utilisées dans l’industrie agricole pour contrôler le développement des plantes et également comme herbicides, respectivement. Les méthodes actuelles pour trouver le NAA et le 2,4 D causent des dommages aux plantes et sont incapables de fournir un suivi et des informations in vivo en temps réel.
Basés sur le concept de reconnaissance moléculaire en phase corona (CoPhMoRe) mené par le laboratoire Strano de CLEVER DiSTAP et du MIT, les nouveaux capteurs peuvent identifier l’existence de NAA et de 2,4 D dans les plantes vivantes à un rythme rapide, fournissant des informations sur les plantes en temps réel. -temps, sans causer de blessure. Le groupe a vérifié avec succès les deux capteurs sur certaines plantes quotidiennes composées de pak choi, d’épinards et de riz à travers de nombreux outils de plantation tels que la terre, la culture hydroponique et la culture de tissus végétaux.
L’étude peut faciliter une utilisation beaucoup plus efficace du synthétique, expliqué dans un article intitulé «Nanosensor Discovery of Artificial Auxins In Planta using Corona Stage Molecular Acknowledgement» publié dans la revue ACS Sensing units auxins in farming et détient également un potentiel important pour développer des plantes recherche en biologie.
« Notre stratégie CoPhMoRe a autrefois été utilisée pour découvrir des composés tels que le peroxyde d’hydrogène et des toxines de métaux lourds comme l’arsenic. Pulvérisations pour empêcher la floraison et la chute prématurées des fruits », explique Michael Strano, chercheur principal coresponsable de DiSTAP, professeur de génie chimique Carbon P. Dubbs au MIT. “Cette technologie peut changer les méthodes de détection modernes existantes qui sont fastidieuses, destructrices et dangereuses.”
Des deux unités de détection créées par l’équipe de recherche, le nanocapteur 2,4 D a également révélé la capacité de détecter la vulnérabilité aux herbicides, permettant aux agriculteurs ainsi qu’aux scientifiques agricoles d’apprendre rapidement à quel point différentes plantes sont vulnérables ou résistantes aux herbicides sans avoir à les garder. Suivi du développement des plantes ou des mauvaises herbes au fil des jours. “Cela pourrait être extrêmement bénéfique pour révéler le dispositif derrière le fonctionnement du 2,4 D dans les plantes ainsi que la raison pour laquelle les cultures établissent une résistance aux herbicides”, déclare DiSTAP ainsi que le chercheur principal de TLL Rajani Sarojam.
« Notre étude peut aider le marché à mieux comprendre la dynamique de croissance des plantes et peut également modifier la façon dont le secteur affiche la résistance aux herbicides, en éliminant la demande de suivre la croissance des cultures ou des mauvaises herbes au fil des jours », déclare Mervin Chun-Yi. Ang, chercheur-chercheur à DiSTAP. “Il peut être appliqué sur une variété de types de plantes et également d’outils de plantation, et peut également être rapidement utilisé dans des configurations commerciales pour des tests rapides de sensibilité aux herbicides, tels que les fermes urbaines.”
Le professeur NTU Mary Chan-Park Bee Eng déclare : « L’utilisation de nanocapteurs pour la découverte in planta élimine la demande d’élimination étendue ainsi que de processus de filtration, ce qui permet d’économiser de l’argent et du temps. Ils utilisent également des composants électroniques extrêmement économiques, ce qui les rend rapidement polyvalents pour les arrangements commerciaux. »
L’équipe affirme que leur étude peut conduire à l’avancement futur des nanocapteurs en temps réel pour diverses autres hormones végétales et métabolites dynamiques dans les plantes vivantes.
Le développement du nanocapteur, du système de détection optique et des formules de gestion des images pour cette étude a été réalisé par SMART, NTU, ainsi que le MIT, tandis que TLL a confirmé les nanocapteurs et fourni une compréhension de la biologie végétale ainsi que des mécanismes de signalisation des plantes. L’étude est menée par SMART et soutenue par la NRF dans le cadre de son programme d’Université pour l’excellence en recherche et l’entreprise technologique (CREATE).
Référence: Mervin Chun-Yi Ang et al, Nanosensor Detection of Synthetic Auxins In Planta using Corona Phase Molecular Recognition, ACS Sensors (2021). DOI: 10.1021/acssensors.1c01022
