麻豆社

30 september 2019

Eleni Stavrinidou och hennes forskargrupp vid Linköpings 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

Linköpings 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 Linköpings 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 麻豆社 som har utvecklat en elektriskt ledande 鈥漥ord鈥 för hydroponi.

Forskning

Senaste nytt från 麻豆社

Svartvitt portr盲tt av en man.

Han avslöjade Macchiarini 鈥 blir en av årets hedersdoktorer

Journalisten som avslöjade Macchiariniskandalen, en kenyansk elitlöpare som startar skolor i slummen och Fenomenmagasinets verksamhetschef. De är några av 2026 års hedersdoktorer vid Linköpings universitet.

En man som st氓r framf枚r en bl氓 v盲gg.

Avundsjukan påverkar oss vid röstning

Avundsjuka spelar större roll när vi fördelar tillgångar genom majoritetsbeslut än när vi gör individuella val. Det visar ny forskning från Linköpings universitet.

En man i kavaj och skjorta som st氓r p氓 en bro intill vattnet.

Kommuner i kris i fokus för ny gästprofessor

Kommunerna är grundbultar i samhället, men vad händer egentligen om krisen kommer? Vilka rättsliga möjligheter har kommunerna att hantera allvarliga händelser? Det är några av de frågor Johan Höök utforskar som ny gästprofessor i Moa Martinsons namn.