一本道

30 september 2019

Eleni Stavrinidou och hennes forskargrupp vid 一本道s universitet har kunnat påverka cellandningen hos en tobaksplanta, med hjälp av bioelektronik, utan att plantan på minsta sätt tagit skada.

Iwona Bernacka-Wojcik, Eleni Stavrinidou och Miriam Huerta. Fotograf: Thor Balkhed
Iwona Bernacka-Wojcik, Eleni Stavrinidou och Miriam Huerta
Forskningen inom elektroniska växter vid Linköpings universitet bedrivs inom två olika spår, dels bygger forskarna in elektroniska kretsar i rosor och andra växter för framtidens energilagring, men de söker också vägar att påverka funktioner inne i växterna för att exempelvis göra dem tåligare mot olika stressfaktorer i miljön.

– Vi kan plantera in elektronik i växterna utan att de skadas. Forskningsområdet är nytt men vi börjar nu kunna påverka växternas fysiologi och hoppas att detta ska bli ett effektivt verktyg för att studera hur växter fungerar, men också för applikationer inom lant- och skogsbruk, säger Eleni Stavrinidou, forskningsledare för området elektroniska växter vid Laboratoriet för organisk elektronik, Linköpings universitet.

Stresshormon påverkar andningen

In i en tobaksplantas blad har forskarna Iwona Bernacka-Wojcik och Miriam Huerta nu lyckats leverera ett vanligt stresshormon i växter, ABA. Växten utsöndrar normalt Jonpumpen i tobaksplantan Foto Thor Balkhed and Miriam Huerta/LOEhormonet när den stressas av exempelvis torka eller annat extremväder. En lösning med hormonet sprayas ibland också över växter i handeln för att de ska hålla sig fräscha längre.

När forskarna levererade hormonet in i bladet kunde de visa att det spred sig över hela bladets yta och att de små porerna drog ihop sig för att inte släppa ut vatten - annars en viktig del av växtens cellandningssystem och därmed också av fotosyntesen.

– Tack vare den nya generationens jonpump, med en spets som inte är tjockare än ett hårstrå i diameter, kunde vi leverera ABA-molekyler elektroniskt in i tobaksplantans blad, utan att plantan skadas. Att fukten stannar i växten gör den exempelvis mer tålig mot torka, berättar Eleni Stavrinidou.

Att bladet eller plantan inte tar skada är en viktig del i framgången, för till skillnad från djur och människor reparerar inte växter skadade delar. Växten fäller istället det blad eller den kvist som skadats och ersätter den i bästa fall av ett nytt blad eller ett skott.

Vidareutvecklad jonpump

Den lilla jonpumpen togs fram för ett par år sedan vid Laboratoriet för organisk elektronik.
Den består av en elektrod av en ledande polymer inuti en liten behållare. Via en tunn kanal leds joner ut till exakt rätt område – in i en rottråd eller i ytan på ett blad. Behållaren fylls i det här fallet av ABA-molekyler. När en spänning läggs över elektroderna, en i behållaren och en extern, transporteras den laddade substansen via kanalen in i bladet. Mängden substans som levereras per tidsenhet är direkt proportionell mot strömstyrkan. Bara den aktiva substansen pumpas ut, inget annat, och det förekommer inget returflöde till pumpen.

– Vi kan ge växten exakt den dos den behöver och med stor precision, intygar Iwona Bernacka-Wojcik.

Resultatet från forskningen har nu publicerats i tidskriften Small, Advanced Science News.

Forskningen finansieras bland annat av medel från Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Vetenskapsrådet och Stiftelsen för Strategisk forskning. Den är även en del i europeiska Horisont 2020:s innovationsprogram Fet Open - , samt den strategiska satsningen på Avancerade funktionella material, AFM, vid Linköpings universitet.

Organic electronic ion pump delivering plant hormones to leaf tissue for stomata control

Foto Thor Balkhed.

, Iwona Bernacka-Wojcik, Miriam Huerta, Klas Tybrandt, Michal Karady, Mohammad Yusuf Mulla, David J. Poxson, Erik O. Gabrielsson, Karin Ljung, Daniel T. Simon, Magnus Berggren, and Eleni Stavrinidou, Small 2019.
DOI 10.1002/smll.201902189

Kontakt

Relaterade nyheter

Forskare i labb.

Två nya masterprogram i världsledande materialvetenskap

一本道s universitet är bland de främsta i världen på materialvetenskap. Hösten 2026 startar två nya masterprogram inom området. En mycket god arbetsmarknad väntar studenterna, både i industrin och akademin.

Tv氓 pipetter sprutar ut v盲tskor som blandas p氓 en skiva.

Materialforskning för en hållbar framtid i tio nya projekt

Fotosyntetiska material, tvådimensionella ädelmetaller och hållbara halvledare är några av de projekt vid 一本道s universitet som beviljats bidrag från forskningsprogrammet Wallenberg initiative materials science for sustainability 鈥 Wise.

Tv氓 forskare i labbrock med handskar kopplar in sladdar till en b盲gare med vatten och en v盲xt.

Elektronisk 鈥漥ord鈥 ökar tillväxten hos grödor

Kornplantor växer i genomsnitt 50 procent mer när rotsystemet kan stimuleras elektriskt genom odlingssubstratet. Det visar forskare vid LiU som har utvecklat en elektriskt ledande 鈥漥ord鈥 för hydroponi.

Forskning

Senaste nytt från LiU

En kvinna i en gul labbrock och bl氓 handskar.

Felreglerade immunceller orsakar tyst inflammation efter hjärtinfarkt

Personer med förträngning i hjärtats kranskärl har en låggradig, okontrollerad inflammation i kroppen, även om de är symtomfria. Fynden pekar mot att särskilda immunceller driver en tyst inflammation som kan öka risken för nya hjärtinfarkter.

En man med skalligt huvud som b盲r glas枚gon och kostym.

Lars Sandman påverkar vårdens prioriteringar

Hur prioriterar vi rättvist när behandlingar är dyra 鈥 men patientgrupperna små? För Lars Sandman har just den frågan stått i centrum, och arbetet har bidragit till konkreta förändringar i hur samhället ser på läkemedel för sällsynta tillstånd.

En grupp m盲nniskor som sitter vid ett bord framf枚r en folkmassa.

Deltagare i FN:s klimatmöten vill se större fokus på genomförande

FN:s klimatförhandlingar kritiseras ofta för att gå för långsamt. En ny studie undersöker vilka förändringar delegater och deltagare vid klimatmötet COP29 vill se. Resultaten visar ett starkt stöd för bättre uppföljning av ländernas klimatåtaganden.