麻省理工學(xué)院的工程師開(kāi)發(fā)了一種新方法來(lái)跟蹤植物如何應(yīng)對(duì)傷害、感染和光損傷等壓力源。使用由碳納米管制成的傳感器跟蹤受傷情況。小型傳感器可以嵌入植物葉子中，在那里它們可以報(bào)告過(guò)氧化氫信號(hào)波。

研究人員說(shuō)，植物使用過(guò)氧化氫在葉子內(nèi)進(jìn)行交流，發(fā)出求救信號(hào)，刺激葉細(xì)胞產(chǎn)生化合物，修復(fù)損傷或擊退昆蟲(chóng)等捕食者。MIT 傳感器可以使用過(guò)氧化氫信號(hào)來(lái)區(qū)分不同類(lèi)型的壓力以及不同種類(lèi)的植物。

工程師們表示，該傳感器有可能用于研究植物如何應(yīng)對(duì)不同類(lèi)型的壓力，并幫助農(nóng)業(yè)科學(xué)家制定提高作物產(chǎn)量的新策略。到目前為止，研究人員已經(jīng)使用八種不同的植物物種證明了他們的方法。在測(cè)試中，科學(xué)家們使用了菠菜、草莓植物和芝麻菜等。

該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為該傳感器可以在其他植物物種中發(fā)揮作用。該團(tuán)隊(duì)使用一種稱(chēng)為脂質(zhì)交換包膜滲透的方法將傳感器整合到植物葉子中。在嘗試學(xué)習(xí)將傳感器嵌入植物葉子中時(shí)，其中一位科學(xué)家不小心損壞了植物，并能夠目睹過(guò)氧化氫在傷口部位釋放。

該團(tuán)隊(duì)表示，當(dāng)植物細(xì)胞釋放過(guò)氧化氫時(shí)，相鄰細(xì)胞內(nèi)會(huì)觸發(fā)鈣釋放，以刺激這些細(xì)胞釋放更多的過(guò)氧化氫。大量過(guò)氧化氫刺激植物細(xì)胞產(chǎn)生稱(chēng)為次級(jí)代謝物的分子，以幫助修復(fù)損傷。一些植物還分泌其他次生代謝物來(lái)抵御捕食者。該技術(shù)的應(yīng)用包括篩選不同植物物種的抗機(jī)械損傷能力或植物物種對(duì)病原體的反應(yīng)。