大农化网报道:先正达科学家团队近期开发出一种创新研究方法,通过记录植物电信号,实现对作物遭受虫害时应激反应的实时监测。该技术能够在大豆植株受蝽象侵害的同时″捕捉″其生理变化,为病虫害的早期发现和精准干预提供了全新可能。
这一成果源自先正达与瑞士科技企业Vivent Biosignals的持续合作,相关研究发表于《Nature Scientific Reports》,是双方利用植物电生理技术取得的最新突破。
电信号揭示植物″无声的呼救″
植物在遭遇环境变化时,其细胞会释放出电信号,用以在细胞、组织及器官间进行快速信息传递。先正达科学家借助细胞外植物电生理技术,记录并分析这些信号,从而实时了解作物的生理状态,即所谓的″应激水平″。
先正达院士Anke Buchholz表示,植物通过离子流动进行信息传递,而科学家则从外部″倾听″这些变化。电生理技术使研究人员能够″听到″植物内部正在发生的过程。
植物电生理学研究已有逾百年历史,但由于其产生的数据极为复杂且体量庞大,长期以来难以有效解读。直至近年,机器学习和人工智能技术的介入,才使得破译这些信号成为可能。Anke指出,仅凭人力无法处理和解码如此海量且细微的信号差异,AI的应用为这一领域带来了革命性变化。
瞄准″田间无声的危机″:蝽象威胁可被提前预警
研究团队将这一技术应用于应对大豆主要害虫之一——新热带褐蝽的监测。该害虫体型虽小,但对作物危害极大,可抑制植株早期生长,导致豆荚枯萎。据统计,全球每年约有21%的大豆作物因病虫害损失,蝽象侵染可在主粮作物中迅速扩散,而肉眼可见的损害往往在一周后才显现。
先正达科学家利用电生理技术,实时监测大豆植株遭受蝽象攻击时的生理反应,以及施用植保产品后的恢复情况。这一方法不仅有助于更早发现虫害威胁,也为评估和筛选高效防控产品提供了科学依据。
Anke表示,电生理技术能够帮助研究人员识别更符合种植者需求的产品,有效预防病虫害对作物造成的损害。同时,该技术还将为下一代植保产品的开发提供重要参考,推动作物保护技术向更精准、高效的方向演进。
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