Учёные Нижегородского государственного университета имени Н.И. Лобачевского предложили новый метод выявления вирусных заболеваний растений по их реакции на стресс. Разработка может быть использована в системах автоматической диагностики состояния сельскохозяйственных культур, включая умные теплицы.
Метод основан на анализе реакции растения на ритмические вспышки света. Как объясняют исследователи, активное преобразование световой энергии в тепло и изменения флуоресценции листьев являются одними из первых признаков заражения патогеном. В лабораторных условиях технология помогает не только определять факт заражения, но и оценивать эффективность противовирусных препаратов, а также отбирать растения с повышенной устойчивостью к инфекциям.
Автор исследования, аспирант кафедры биофизики Института биологии и биомедицины ННГУ Алёна Гришина отметила, что для изучения использовался сканирующий импульсный флуориметр — прибор, позволяющий одновременно воздействовать на растение светом и фиксировать его реакцию.
— Главная задача – подобрать правильный режим съёмки для определения заболевания: периоды световых вспышек, их длительность и так далее, — пояснила исследователь. — Нам удалось определить алгоритмы для диагностики одного из самых распространённых вирусов, поражающих паслёновые культуры, такие как табак, картошка, или помидоры.
Учёные Института прикладной физики РАН совместно с ННГУ имени Лобачевского разрабатывают один из первых отечественных флуориметров. Полученные в университете данные будут использованы при калибровке и настройке прибора. В дальнейшем установка пройдёт испытания в Центре биофизики Университета Лобачевского.
По словам Алёны Гришиной, выбор подходящих режимов съёмки для каждого типа патогена остаётся одной из важнейших задач современной биофизики. «Чем больше мы знаем режимов, специфичных для определённых вирусов, бактерий или грибов, тем быстрее сможем выявлять заболевания на ранней стадии», — подчеркнула она.
Работы проводились в Центре биофизики ННГУ в рамках проекта научного центра мирового уровня «Фотоника». Технология запатентована при поддержке Центра трансфера технологий ННГУ, а результаты исследования опубликованы в международном научном журнале Plants.