Făcând mai mult cu mai puțin în studiul apărării chimice a plantelor

plantele nu pot fugi pentru a evita să fie mâncate, așa că, în schimb, folosesc o varietate de apărări chimice pentru a ține erbivorele la distanță. Înțelegerea apărării chimice a plantelor este esențială pentru menținerea culturilor sănătoase și pentru a răspunde la o varietate de întrebări mai academice despre ecologie și evoluție. Cu toate acestea, tehnicile actuale de evaluare a apărării chimice a plantelor consumă mult timp și necesită cantități impracticabile de țesut vegetal. În cercetările prezentate într-un număr recent al Applications in Plant Sciences, Dr.Chandra Jack și colegii săi au conceput o nouă tehnică de evaluare a apărării chimice a plantelor, care este mai puțin laborioasă și mai practică pentru o varietate de aplicații experimentale.

metodele tradiționale de măsurare a compușilor de apărare folosesc lumina pentru a măsura diferite substanțe chimice din frunze folosind un aparat numit spectrofotometru. Aceste metode necesită probe mari de țesut, ceea ce înseamnă că mai multe frunze trebuie reunite, prăbușind variații semnificative. Tehnica raportată aici, folosind un cititor de microplăci, a detectat activitate în probe mai mici de 10 mg sau 2% din greutatea tradițională a eșantionului de țesut.

” una dintre cele mai mari constrângeri este cantitatea de țesut necesară pentru testele tradiționale bazate pe spectrofotometru”, a spus Dr.Jack, autorul principal al studiului. „Acum, deoarece cercetătorii nu trebuie să combine frunzele unei singure plante, ei pot explora mai bine răspunsurile localizate față de cele sistemice sau pot monitoriza răspunsul individual al plantelor în timp… Ne permite să măsurăm variația la nivel de populație și să analizăm influența mediului asupra genelor.”

„cealaltă constrângere este timpul necesar pentru a efectua aceste experimente”, a spus Dr. Jack. Cantitatea imensă de muncă și timpul necesar pentru efectuarea testelor folosind metode spectrofotometrice pun constrângeri serioase asupra numărului de probe care pot fi evaluate. Acest lucru limitează proiectele experimentale fezabile și, în consecință, tipurile de întrebări la care se poate spera să răspundă. În plus, atât cerințele de timp, cât și cele de țesut ale metodelor tradiționale fac mai dificilă reluarea unui eșantion sau reproducerea unui rezultat. În acest studiu, cercetătorii au reușit să efectueze un set de teste care ar dura în mod normal 41 de ore în doar șase ore.

apărarea chimică a plantelor este complexă, implicând producerea mai multor compuși simultan. În timp ce tehnicile tradiționale necesită extracții separate pentru a testa fiecare clasă de compuși de apărare, tehnica prezentată aici folosește tampoane și protocoale de preparare consolidate pentru a extrage mai mulți compuși simultan. Acest lucru face practic măsurarea unei game mai largi de răspunsuri chimice, oferind o imagine mai nuanțată și cu rezoluție mai mare a apărării plantelor. „Plantele produc atât de mulți metaboliți secundari și enzime ca răspuns la atacul erbivorelor, încât povestea apărării plantelor nu este completă decât dacă se analizează mai mulți compuși”, a spus Dr.

metoda prezentată aici, în care tampoanele de preparare a probelor sunt consolidate și probele sunt rulate simultan pe o microplacă, reduce foarte mult timpul și cheltuielile de testare a compușilor de apărare. „Pentru noi a fost un caz de necesitate fiind mama invenției”, a spus Dr.Jack. „Plănuiam să fac un experiment…și nu a putut găsi teste de mare capacitate pentru a realiza ceea ce era necesar.”Dar în dezvoltarea acestei tehnici, autorii au deschis căi de anchetă în apărarea plantelor pentru alții. Cercetătorii pot acum să investigheze mai mulți compuși de apărare simultan, să analizeze răspunsurile localizate și sistemice, să compare un eșantion mai mare de indivizi și să reproducă descoperirile lor mult mai fezabil decât înainte.

„inițial, acesta nu avea să fie un proiect de sine stătător”, a spus Dr.Jack. „Cu toate acestea, pe măsură ce am analizat literatura și am investit atât de mult timp în protocol, ne-am dat seama că acest lucru ar fi util pentru comunitatea științifică și ar putea avea un impact atât de multe domenii diferite.”