Por: Sammy A. Perdomo; Ernesto De la Paz; Rafael Del Caño; Sumeyye Seker; Tamoghna Saha; Joseph Wang; y Andres Jaramillo-Botero.
Las respuestas al estrés de las plantas involucran un conjunto de mecanismos codificados genéticamente desencadenados por interacciones en tiempo real con su entorno circundante. Aunque las redes reguladoras sofisticadas mantienen la homeostasis adecuada para evitar daños, los umbrales de tolerancia a estas tensiones varían significativamente entre los organismos.
Las técnicas actuales de fenotipado de plantas y los observables deben ser más adecuados para caracterizar la respuesta metabólica en tiempo real al estrés. Esto impide la intervención agronómica práctica para evitar daños irreversibles y limita nuestra capacidad para producir organismos vegetales mejorados.
Aquí, presentamos una plataforma de detección selectiva de glucosa electroquímica portátil y sensible que aborda estos problemas. La glucosa es un metabolito primario de las plantas, una fuente de energía producida durante la fotosíntesis y un modulador molecular crítico de varios procesos celulares que van desde la germinación hasta la senescencia.
La tecnología tipo portátil integra una capacidad de extracción de glucosa por iontoforesis inversa con un biosensor enzimático de glucosa que ofrece una sensibilidad de 22,7 nA/(μM·cm2), un límite de detección (LOD) de 9,4 μM y un límite de cuantificación (LOQ) de 28,5 μM.
El rendimiento del sistema se validó sometiendo tres modelos de plantas diferentes (pimiento dulce, gerbera y lechuga romana) a estrés por poca luz y temperatura baja y alta y demostrando respuestas fisiológicas diferenciales críticas asociadas con su metabolismo de la glucosa. Esta tecnología permite la identificación no invasiva, no destructiva, en tiempo real, in situ e in vivo de la respuesta temprana al estrés en las plantas y proporciona una herramienta única para el manejo agronómico oportuno de los cultivos y la mejora de las estrategias de mejoramiento basadas en la dinámica de Relaciones genoma-metaboloma-fenoma.
Lea este artículo completo en: https://doi.org/10.1016/j.bios.2023.115300
