初めての研究者たちは、植物がどのように水を吸い取るかを観察しました

植物は動物と同じように水を渇望が正確にどのように水を組織を通じてすする吸い取るれる謎のままです。

新しい方法でスムーズなイメージング技術を適用することにより、ノッティンガム大学の物理学者Flavius Pascutとチームは、リアルタイムで飲み物を飲むときに働く植物の内臓を観察することができました。

「私たちは、単一細胞レベルで、その過程を観察することができる方法を開発した。 ” と述べた ノッティンガム大学の電気生理学者、ケビン・ウェブ（Kevin Webb）。 「私たちは、根の内部で水が上がることを見ることができるだけでなく、水がどこにどのように移動するかを見ることができます。 “

水自体は、植物に必要であるだけでなく、生きている構造全体にわたって、他の栄養素、ミネラル、および重要な生体分子を運搬する媒介体の役割もあります。 植物が貴重な液体をいかに効率的に動くことができているかは、過酷な環境条件に耐える能力に大きな影響を与える可能性があります。

Webbは「生きている植物を損なうことなく、水分の吸収を観察するために敏感なレーザーベースの光学顕微鏡技術を適用して生きている根の内部の水分の動きを非侵襲的に観察した。

狭いレーザ光源からの光子がどのように散乱されるかを検出して ラマン顕微鏡 分子標識がなくても、自然条件でのリアルタイム分子レベルイメージングを提供しています。

この技術は、非常に敏感で分子結合の量と方向を検出することができます。 これは、周りの目に見える分子を使用してコントラストを提供することを意味します。 この場合、一般的な水の代わりに重水とする酸化重水素を使用します。 重水素は中性子だけでなく、一般的な水素の一般的な孤独なプロトンを持っている水素の同位元素に質量が2倍に増加します。

重水は性質がやや異なるが、生理学的に少ない量でも変化がないほど普通の水と似ています。

研究の根が露出されてから80秒後に重水のパルスが検出された。 最も徹底的に研究された植物、アブラナ科野菜（シロイヌナズナ）。 Pascutとチームは、新しい水が植物組織を介してどのように移動するかを観察するために、花の咲く植物を普通の水と重水に公開する方法を交互に観察した。

興味深いことに、研究者たちは、水が根組織を運搬する根の内側部分のみ吸い込んだ水を検出した。 首回り この初期水分吸収が根で植物の残りの部分に上がる過程で周囲の組織と共有されていないことを示しています。

研究者は、これが植物内に「二つの水の世界」があり、第二の水の拡散システムがこれらの外部の組織に水を分配することを意味すると思います。

この過程を観察することができるということは、私たちがそれを理解し、私たちが直面している混乱の未来のための作物をよりよく計画するのに役立ちますです。

「目標は、乾燥または湿った環境に関係なく、与えられた環境の中で最も生産的であることができる生存の可能性が最も高い植物品種を理解して使用することにより、全世界の食糧生産性を向上させることです。」 と述べた ウェブ。

Pascutとチームは、より簡単にアクセスすることができる現場の研究を可能にするために、イメージング技術のポータブルバージョンを開発しており、我々の細胞が植物よりもはるかに小さいにもかかわらず、この技術が医療監視装置に使用されることができると考えている。

しかし、現時点で「植物が水供給を「検出」する方法のような重要な質問を解決するために役立ちます。」 説明 ノッティンガム大学の植物科学者Malcolm Bennett。

「この質問への答えは、私たちが直面した問題に、よりよく適応できる未来の作物を設計するために非常に重要です。 気候変動 そして変更された天候のパターン」

この研究では、 ネイチャーコミュニケーションズ。