p Pesquisadores do grupo de pesquisa interdisciplinar de Tecnologias Disruptivas e Sustentáveis ​​para Precisão Agrícola (DiSTAP) da Aliança para Pesquisa e Tecnologia de Singapura-MIT (SMART), Empresa de pesquisa do MIT em Cingapura, e seus colaboradores locais do Laboratório de Ciências da Vida Temasek (TLL) e da Universidade Tecnológica de Nanyang (NTU), desenvolveram o primeiro nanossensor para permitir testes rápidos de hormônios vegetais de auxina sintética. Os novos nanosensores são mais seguros e menos tediosos do que as técnicas existentes para testar a resposta das plantas a compostos como herbicidas, e pode ser transformador para melhorar a produção agrícola e nossa compreensão do crescimento das plantas. p Os cientistas projetaram sensores para dois hormônios vegetais - ácido 1-naftaleno acético (NAA) e 2, Ácido 4-diclorofenoxiacético (2, 4D) —que são amplamente utilizados na indústria agrícola para regular o crescimento das plantas e como herbicidas, respectivamente. Métodos atuais para detectar NAA e 2, 4D causam danos às plantas, e são incapazes de fornecer monitoramento e informações in vivo em tempo real.

p Com base no conceito de reconhecimento molecular de fase corona (CoPhMoRe), desenvolvido pelo Strano Lab no SMART DiSTAP e MIT, os novos sensores são capazes de detectar a presença de NAA e 2, 4D em plantas vivas em um ritmo rápido, fornecendo informações da planta em tempo real, sem causar nenhum dano. A equipe testou com sucesso ambos os sensores em uma série de culturas diárias, incluindo pak choi, espinafre, e arroz em vários meios de plantio, como solo, hidropônico, e cultura de tecidos de plantas.

p Explicado em um artigo intitulado "Detecção de Nanosensor de Auxinas Sintéticas em Planta usando Reconhecimento Molecular de Fase Corona" publicado na revista Sensores ACS , a pesquisa pode facilitar o uso mais eficiente de auxinas sintéticas na agricultura e tem um enorme potencial para o avanço do estudo da biologia vegetal.

p "Nossa técnica CoPhMoRe foi usada anteriormente para detectar compostos como peróxido de hidrogênio e poluentes de metais pesados ​​como o arsênico - mas este é o primeiro caso de sucesso de sensores CoPhMoRe desenvolvidos para detectar fitohormônios vegetais que regulam o crescimento e a fisiologia das plantas, como sprays para prevenir o florescimento prematuro e queda de frutas, "diz o investigador principal co-líder do DiSTAP, Michael Strano, o Carbon P. Dubbs Professor de Engenharia Química no MIT. "Esta tecnologia pode substituir os métodos atuais de detecção de última geração, que são trabalhosos, destrutivo, e inseguro. "

p Dos dois sensores desenvolvidos pela equipe de pesquisa, o 2, O nanosensor 4D também mostrou a capacidade de detectar a suscetibilidade a herbicidas, permitindo que agricultores e cientistas agrícolas descubram rapidamente o quão vulneráveis ​​ou resistentes as diferentes plantas são aos herbicidas, sem a necessidade de monitorar o crescimento da safra ou de ervas daninhas ao longo dos dias. "Isso pode ser extremamente benéfico ao revelar o mecanismo por trás de como 2, 4D funciona dentro das plantas e porque as culturas desenvolvem resistência aos herbicidas, "diz DiSTAP e TLL Investigador Principal Rajani Sarojam.

p "Nossa pesquisa pode ajudar a indústria a obter uma melhor compreensão da dinâmica de crescimento das plantas e tem o potencial de mudar completamente a forma como a indústria analisa a resistência a herbicidas, eliminando a necessidade de monitorar o crescimento da cultura ou ervas daninhas ao longo dos dias, "diz Mervin Chun-Yi Ang, um cientista pesquisador da DiSTAP. "Pode ser aplicado em uma variedade de espécies de plantas e meios de plantio, e poderia ser facilmente usado em instalações comerciais para testes rápidos de susceptibilidade a herbicidas, como fazendas urbanas. "

p A professora da NTU, Mary Chan-Park Bee Eng, diz:"O uso de nanosensores para detecção in planta elimina a necessidade de processos extensos de extração e purificação, o que economiza tempo e dinheiro. Eles também usam eletrônicos de custo muito baixo, o que os torna facilmente adaptáveis ​​para configurações comerciais. "

p A equipe diz que sua pesquisa pode levar ao desenvolvimento futuro de nanossensores em tempo real para outros hormônios vegetais dinâmicos e metabólitos em plantas vivas também.

p O desenvolvimento do nanossensor, sistema de detecção óptica, e algoritmos de processamento de imagem para este estudo foi feito pela SMART, NTU, e MIT, enquanto a TLL validou os nanosensores e forneceu conhecimento da biologia vegetal e dos mecanismos de sinalização da planta. A pesquisa é realizada pela SMART e apoiada pela NRF em seu programa Campus for Research Excellence And Technological Enterprise (CREATE). p Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.