Un nuevo Plant Patch promete detectar el estrés provocado por enfermedades y condiciones ambientales en plantas
Los investigadores se propusieron diseñar un parche independiente que detecte de manera rápida y precisa las señales de estrés por peróxido de hidrógeno en plantas vivas. El tiempo es de un minuto y cuesta un dolar.
Si tu eres la señora o señor de las plantas no me dejarás mentir y estarás de acuerdo en que cuando le hablas con cariño a tus plantas, ellas responden de alguna manera, ya se moviéndose o dando mucho fruto o floreciendo. Pero si las maltratas o simplemente no les haces "cariñitos" tardan más en crecer o incluso no dan fruto o lo hacen muy pequeño.
Las condiciones ambientales pueden causar estrés dañino en las plantas, lo que supone un desafío para jardineros aficionados y agricultores. Por esta razón, la detección temprana, antes de que las hojas se decoloren, marchiten o se sequen es fundamental.
Los investigadores han buscado cómo entender y detectar el estrés en las plantas, su estudio fue publicado en ACS Sensors sobre un parche que se coloca en las plantas y detecta rápidamente el estrés, transmitiendo información al agricultor.
Se trata de un sensor electroquímico que se adhiere directamente a las hojas de la planta viva y monitorea el peróxido de hidrógeno, una señal clave de estrés. Las plantas tienen muchos enemigos que causan daño a su desarrollo y su producción.
Entre los más frecuentes, se encuentra el estrés biótico generado por las enfermedades y los fitoparásitos, y el daño abiótico que se refiere a la congelación, sequía, entre otros.
Como respuesta a estas agresiones, la bioquímica normal de las plantas se desequilibra y estas producen peróxido de hidrógeno, que también actúa como una señal entre las células para activar sus mecanismos de defensa. La detección temprana de esta señal química podría ayudar a las personas a ajustar de manera experta el cuidado de las plantas y prevenir daños mayores.
Mediciones del estrés antes de los parches
Antes de estos parches, la forma de medir el estrés de las plantas, es decir, para detectar el peróxido de hidrógeno se requiere la extracción de partes de la planta y múltiples pasos de procesamiento o detectores externos que observan cambios en la fluorescencia, los cuales pueden verse afectados por la clorofila.
Además, los investigadores ya han estudiado dispositivos que se colocan en las plantas y monitorean el contenido de agua en las hojas como indicador de la salud. Por esta razón, Liang Dong y sus colegas se propusieron diseñar un parche independiente que detecte de manera rápida y precisa las señales de estrés por peróxido de hidrógeno en plantas vivas.
Los investigadores probaron los parches en plantas de soya y tabaco vivas y saludables, y las compararon con plantas estresadas e infectadas por bacterias en donde descubrieron que en las plantas infectadas con una bacteria dañina, el sensor produjo más corriente eléctrica en las hojas estresadas que en las sanas.
La medición del peróxido de hidrógeno por parte del sensor fue precisa y confirmada mediante análisis de laboratorio convencionales. Después de aproximadamente 1 minuto, los parches midieron niveles de peróxido de hidrógeno en las hojas significativamente más bajos que los reportados previamente con sensores en forma de aguja para plantas vivas.
Los parches pudieron reutilizarse 9 veces antes de que las agujas microscópicas perdieran su forma. Estos parches fueron creados por investigadores que hicieron una matriz de agujas microscópicas de plástico sobre una base flexible.
Sobre esta superficie modelada, aplicaron una mezcla de hidrogel que convierte pequeños cambios en el peróxido de hidrógeno en diferencias medibles en la corriente eléctrica.
La nueva estrategia entrega información que podría ayudar a los agricultores a tomar decisiones eficientes sobre los cultivos, estas mediciones son directas y baratas, los resultados se generan en menos de un minuto por menos de un dólar por prueba.