Los sensores a nanoescala miden los escurridizos niveles de agua en las hojas

La regulación del agua en las hojas es vital para la salud de una planta, ya que afecta su crecimiento y rendimiento, la susceptibilidad a las enfermedades y la resistencia a la sequía.

Una nueva tecnología utiliza sensores a nanoescala y fibra óptica para medir el estado del agua justo dentro de la superficie de una hoja, donde el agua en las plantas se gestiona más activamente.

Esto proporciona una herramienta de investigación mínimamente invasiva para avanzar en la comprensión de la biología vegetal básica. Podría llevar a cultivar más cultivos resistentes a la sequía.

La tecnología podría eventualmente adaptarse como una herramienta agronómica para medir el estado del agua en los cultivos en tiempo real.

La técnica consiste en inyectar nanopartículas formadas por un hidrogel sintético suave, llamado AquaDust, para medir el potencial hídrico de una hoja. El hidrogel, que ocupa los espacios intersticiales entre las células del mesófilo, absorbe agua, se hincha y se encoge según la disponibilidad de agua en la hoja.

El AquaDust contiene tintes cuyas interacciones le permiten emitir fluorescencia a diferentes longitudes de onda dependiendo de qué tan cerca estén las moléculas del tinte entre sí. Mediante el uso de fibra óptica, los investigadores pueden hacer brillar una luz y recuperar un espectro, lo que proporciona una medida del potencial hídrico dentro de la hoja.

Enlaces relacionados :

• Biosensor óptico detecta toxinas
• Nuevo efecto fotónico podría acelerar el desarrollo de fármacos

En el estudio, los investigadores inyectaron AquaDust en varios lugares a lo largo de hojas de maíz de varios metros de largo y luego midieron los gradientes de agua tanto a lo largo de las hojas como a través del mesófilo. Estas medidas les permitieron desarrollar un modelo de la respuesta del tejido al estrés hídrico y predecir con precisión la dinámica observada en el campo.

Esta tecnología puede tener aplicaciones comerciales para la investigación de cultivos, la agricultura de producción y las industrias manufactureras, pero por ahora el enfoque de los investigadores está en las mediciones de la fisiología muy local del manejo del agua en las plantas.

Como herramienta de investigación, permite a los biólogos de plantas comprender mejor los extremos del estrés hídrico, lo que podría llevar a cultivar cultivos más eficientes en el uso del agua.