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Monitoramento diurno in vivo de glicose e sacarose na seiva do xilema usando sensores transistores eletroquímicos orgânicos implantáveis ​​- ScienceDaily

Traduzido de Science Daily
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Pesquisadores da Linköping University, na Suécia, desenvolveram biossensores que permitem o monitoramento em tempo real dos níveis de açúcar nas profundezas dos tecidos vegetais, algo que antes era impossível. As informações dos sensores podem ajudar a agricultura a adaptar a produção enquanto o mundo enfrenta as mudanças climáticas. Os resultados foram publicados na revista científica iScience.

A principal fonte de nutrição para a maioria da população da Terra são principalmente as plantas, que também são a base de todo o ecossistema do qual todos dependemos. A população mundial está aumentando e as rápidas mudanças climáticas estão mudando simultaneamente as condições de cultivo e agricultura.

“Teremos que garantir nosso abastecimento de alimentos nas próximas décadas. E devemos fazer isso usando os mesmos, ou até menos, recursos do que hoje. É por isso que é importante entender como as plantas reagem às mudanças no meio ambiente e como adaptar “, diz Eleni Stavrinidou, Professora Associada do Laboratório de Eletrônica Orgânica, Departamento de Ciência e Tecnologia da Linköping University.

O grupo de pesquisa da Linköping University liderado por Eleni Stavrinidou, junto com Totte Niittylä e seu grupo no Umeå Plant Science Center, desenvolveu sensores de açúcar baseados em transistores eletroquímicos orgânicos que podem ser implantados em plantas. Os biossensores podem monitorar os níveis de açúcar das árvores em tempo real, continuamente por até dois dias. As informações dos sensores podem estar relacionadas ao crescimento e a outros processos biológicos. As plantas usam açúcares como energia, e os açúcares também são importantes substâncias sinalizadoras que influenciam o desenvolvimento da planta e sua resposta às mudanças no ambiente circundante.

Embora os biossensores para monitorar os níveis de açúcar em humanos estejam amplamente disponíveis, principalmente o glicosímetro usado por pessoas com diabetes, essa tecnologia não foi aplicada anteriormente às plantas.

“Os sensores agora são usados ​​para pesquisas científicas básicas em plantas, mas no futuro podem ser usados ​​na agricultura para otimizar as condições de cultivo ou monitorar a qualidade do produto, por exemplo. No longo prazo, os sensores também serão usados. Eles podem ser usado para orientar a produção de novos tipos de plantas que podem crescer em condições não ótimas “, diz Eleni Stavrinidou.

Os mecanismos pelos quais o metabolismo das plantas é regulado e como as mudanças nos níveis de açúcar afetam o crescimento ainda são relativamente desconhecidos. Experimentos anteriores normalmente usaram métodos que dependem da separação de partes da planta. Porém, o sensor desenvolvido pelo grupo de pesquisa fornece informações sem agredir a planta e pode fornecer mais peças do quebra-cabeça de como funciona o metabolismo da planta.

“Encontramos uma variação nos níveis de açúcar nas árvores que não havia sido observada anteriormente. Estudos futuros se concentrarão em entender como os níveis de açúcar nas plantas mudam quando as plantas estão sob estresse”, disse Eleni Stavrinidou.

A pesquisa é financiada principalmente pelo programa de pesquisa e inovação Horizon 2020 da União Europeia. O financiamento adicional vem de: Wallenberg Wood Science Center, a Swedish Foundation for Strategic Research, a Knut e Alice Wallenberg Foundation, o Swedish Research Council e a Swedish Strategic Research Area in New Functional Materials (AFM) da Linköping University.

Nota: As plantas utilizadas nas experiências são choupos híbridos, Populus tremula.

Fonte da história:

Materiais fornecido por Linköping University. Original escrito por Anders Ryttarson Törneholm. Nota: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.

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