[논문] 색상을 바꾸는 센서는 집 식물과 작물 모두에서 건강을 모니터링하여 소규모 농장이 스트레스에 반응하도록 돕습니다.

고향 정원의 식물이 실제로 번성하고 있는지에 대한 통찰력을 원했습니까? 북동부 대학교 연구원 그룹은 최근 식물의 건강 상태를 나타 내기 위해 색상을 변화시키는 센서를 개발했습니다. 이것은 기본 주택 식물에도 사용할 수있을뿐만 아니라 날씨 변화, 오염 및 질병과 같은 환경 스트레스 요인에 직면하여 소규모 농장이 작물을 모니터링하는 데 사용할 수 있습니다.

마스터의 학생 인 조시 시세로 (Josie Cicero)는“격차를 메우고있다”고 말했다. 해양 생물학 북동부와 연구에 관한 공동 저자 중 한 명.

Cicero는 식물 건강 검사를위한 현재 방법은 매우 비싸다고 말했다.

“[They] Cicero는 “이 장치는 샘플을 수집하고 수백 ~ 수천 달러를 소비하기 위해 수백에서 수천 달러를 소비하는 대신 현장에서 몇 분 안에 식물의 스트레스 수준에 대한 평가를 수행하는 반면, 처리하는 데 시간이 오래 걸리고 많은 사람들이 접근 할 수 없다고 말했다.

그러한 센서에 대한 아이디어는 적절하게 적절하게, 네소 코돈 (Nesocodon)에서 나왔습니다. Nesocodon의 넥타는 식물 건강을위한 보편적 인 바이오 마커 인 프롤린이라는 소분자의 농도에 따라 변화 할 것이라고 Northeastern의 Kostas Research Institute의 주요 연구 과학자 인 Dan Wilson은 연구에 관한 공동 저자 인 Dan Wilson은 말했다.

“우리는 그 반응과 색 구성표를 활용하여 만들었습니다 센서 그것은 똑같이 겪습니다 색상 변화“Northeastern의 화학 공학부의 교수진 인 Wilson은”그러나 (센서)는 복용량 의존적 방식으로 그렇게하므로 우리가 보는 색상 변화의 강도에 따라 식물의 건강 상태와 스트레스 상태인지 여부에 대해 유추 할 수 있습니다. “

Cassandra Martin, Lillian Springer, Dorthea Geroulakos, Audrey Moos, Cicero 및 Wilson이 공동 저술 한 연구는 최근에있었습니다. 게시 ~에 ACS 농업 과학 및 기술. 많은 공동 저자들이 연구에 참여하면서 실험실에서 협동 조합 또는 인턴으로 일했습니다.

연구자들이 발견 한 것은 물 부족, 가혹한 토양 금속, 너무 많은 햇빛 및 너무 많은 열과 같은 스트레스에 반응하는 것이 었습니다. 식물은 프롤린 수준을 높일 것입니다.

Nesocodon의 색상의 꿀은 프롤린이 소분자 인 Sinapaldehyde와 혼합 한 결과이며, Wilson은 식물 내부에서도 생성되었다고 말했다. 이 혼합물은 Nesocodin이라는 천연 붉은 색소를 생성하는데, 이는 Nesocodon의 넥타가 노란색에서 밝은 빨간색으로가는 방식입니다.

건물 이전의 연구 다른 기관들로부터 북동부 연구원들은이 반응을 Sinapaldehyde에 포함 된 종이 기반 센서로 복제 할 수있었습니다. 식물에 프롤린 수준이 높으면 센서는 Nescodin을 생성하여 센서를 밝은 빨간색으로 바꾸는 것을 촉진합니다. 건강한 식물에서는 센서가 옅은 노란색으로 남아 있습니다.

시세로는“스트레스가 많고 프롤린이 고농도에 있다면 밝은 빨간색이다. “질적 반응입니다. 당신은 그것을보고 노란색을 볼 수 있습니다. 주황색입니다.… 우리는 그것을 스캔하고 그것과 관련된 정량적 번호를 얻을 수 있습니다.”

이를 위해 윌슨은 연구원들이 테스트하고자하는 식물의 작은 잎 조각을 자른다고 말했다. 그런 다음 그 잎을 작은 조각으로 갈고 에탄올을 넣어 프롤린을 끌어 내고 센서를 그 액체에 담그십시오. 이것은 15 분 이내에 수행 할 수 있습니다. 센서는 플라스틱이지만 연구자들은 생분해 성을 만들기 위해 사용 후 쉽게 폐기 할 수 있습니다.

이 팀은 양배추, 케일, 브뤼셀 콩나물 및 브로콜리를 포함한 여러 가지 유형의 작물에 대해 테스트했으며 다양한 유형의 식물에서도 테스트하기를 희망합니다.

윌슨은 식물 건강을 평가하기위한 대부분의 기존 메커니즘은 수백 개의 식물을 가진 대규모 작업을 위해 설계되었다고 말했다. 수천 에이커가있는 농장은 예를 들어 특수 카메라와 함께 드론을 사용하여 식물을 확인합니다. 소규모 농업 운영에 대한 이와 같은 평가는 없습니다.

“우리는 이것이 확장 가능한 솔루션이 아닐 것이라는 것을 알고있었습니다.” “하지만 가족 농민과 소규모 농업 작전에 도움이 될 수 있습니다. 개발 도상국 드론이나 더 비싼 특수 장비에 액세스 할 수있는 자원이 없을 수도 있습니다. 이를 사용하여 집 식물의 상태를 확인하거나 농작물과 농업에서 사용할 수 있습니다. “

윌슨은 농민들은이 문제를 사용하여 문제가있는 경우 코스가 수정하기 위해 식물이 어떻게하고 있는지 확인하여 더 많은 작물의 성장을 가능하게한다고 말했다.

Martin, 현재 KRI의 직원 과학자 인 박사 학위를 받았습니다. 노스 이스턴의 화학 및 화학 생물학에서 팀은 센서가 사용자에게 더 많은 정보를 제공 할 수있는 방법을 찾기를 희망한다고 말했다.

윌슨은“우리는 모든 기술을 가능한 한 간단하고 자 급식이며 컴팩트하게 만들기 위해 노력하는 데 중점을 두어 더 비싸고 배포 가능성이 떨어집니다. “우리는 통합하려고 노력합니다 디자인 원칙 이를 통해 최종 제품을 실제로 사용하기 쉽게 만들어서 이상적으로는 이것이 어떻게 작동하는지 알기 위해 과학자가 될 필요가 없습니다. “

이 이야기는 Northeastern Global News에 의해 재 게시되었습니다 News.Northeastern.edu.