Mục tiêu của nghiên cứu là phát triển một kỹ thuật cải tiến cho phép phát hiện sớm tình trạng căng thẳng và thiếu dinh dưỡng mà không làm tổn hại đến bản thân cây trồng. Các nhà nghiên cứu đã tập trung vào khoai tây - một loại cây lương thực chính chiếm 40% kim ngạch xuất khẩu và rất quan trọng đối với an ninh lương thực trên toàn thế giới. Khoai tây cung cấp các chất dinh dưỡng thiết yếu như vitamin, khoáng chất, protein, chất xơ và chống oxy hóa.
Bằng cách sử dụng kỹ thuật di truyền, nhóm nghiên cứu của Đại học Hebrew đã giới thiệu gen mới được mã hóa protein huỳnh quang cho biết mức độ phản ứng của các loài sử dụng ôxy - các phân tử có tính phản ứng cao, sự tích tụ của chúng biểu thị cho việc đáp ứng với mức độ căng thẳng. Bộ cảm biến sinh học nhằm mục tiêu vào lục lạp - cơ quan trong tế bào chịu trách nhiệm quang hợp, quá trình hóa học chuyển ánh sáng thành năng lượng để cây phát triển. Sau đó, các nhà nghiên cứu có thể theo dõi ánh sáng phát ra từ các cảm biến sinh học và xác định giai đoạn đầu của phản ứng đối với căng thẳng của thực vật.
Theo nhóm nghiên cứu, bằng cách sử dụng máy ảnh huỳnh quang có độ nhạy cực cao có thể theo dõi các tín hiệu huỳnh quang phát ra từ cảm biến sinh học và nhận thấy sự tích tụ của các loài sử dụng ôxy phản ứng trong giai đoạn đầu đáp ứng với các điều kiện căng thẳng như hạn hán, nhiệt độ khắc nghiệt... Các nhà nghiên cứu tin rằng, việc ứng dụng cảm biến sinh học có thể được mở rộng sang các cây trồng chủ lực khác - một nỗ lực sẽ giúp bảo đảm an ninh lương thực và ngăn chặn mất mùa do biến đổi khí hậu trên toàn thế giới.
Thanh Trúc (theo Phys.org)