Μία από τις προκλήσεις της γεωργίας έγκειται στο γεγονός ότι από τη στιγμή που τα φυτά εμφανίζονται να έχουν αρρωστήσει ή να αγχωθούν διαφορετικά, μπορεί να είναι ήδη πολύ αργά για την αντιμετώπιση του προβλήματος. Ένας νέος τύπος πατάτας, ωστόσο, έχει σχεδιαστεί για να προειδοποιεί αγρότες με φθορισμό στα πρώτα στάδια του στρες. Το πειραματικό γενετικά τροποποιημένο φυτό πατάτας αναπτύχθηκε από επιστήμονες στο Εβραϊκό Πανεπιστήμιο της Ιερουσαλήμ, με επικεφαλής τον Δρ Shilo Rosenwaser. Επέλεξαν να τροποποιήσουν την πατάτα Solanum tuberosum - πιο γνωστή ως ιρλανδική πατάτα - καθώς είναι μια σημαντική καλλιέργεια τροφίμων σε μεγάλο μέρος του κόσμου.
Οι ερευνητές εισήγαγαν ένα νέο γονίδιο στους χλωροπλάστες του φυτού, τα οποία είναι οργανίδια (υποκυτταρικές δομές) που πραγματοποιούν φωτοσύνθεση. Αυτό το γονίδιο εκφράζει μια φθορίζουσα πρωτεΐνη σε απόκριση στην παρουσία ειδών αντιδραστικού οξυγόνου - αυτά είναι εξαιρετικά αντιδραστικά χημικά μόρια που παράγονται για να βοηθήσουν στη μείωση του στρες, αν και μπορούν επίσης να βλάψουν το φυτό εάν συσσωρευτούν στα κύτταρα του.
Με απλά λόγια, όσο περισσότερο άγχος βιώνει ένα φυτό, τόσο μεγαλύτερη είναι η ποσότητα αντιδραστικών ειδών οξυγόνου που παράγει. Στην περίπτωση της νέας πατάτας, αυτό με τη σειρά της προκαλεί την παραγωγή περισσότερης φθορίζουσας πρωτεΐνης - έτσι όσο πιο αγχωμένο είναι το φυτό, τόσο πιο φωτεινή είναι η φθορίζουσα λάμψη του. Και παρόλο που ο φθορισμός δεν μπορεί να δει με γυμνό μάτι, οι επιστήμονες θα μπορούσαν να τον εντοπίσουν χρησιμοποιώντας μια εξαιρετικά ευαίσθητη κάμερα φθορισμού.
«Καταφέραμε να παρακολουθήσουμε τα σήματα φθορισμού που εκπέμπονται από τους βιοαισθητήρες και παρατηρήσαμε τη συσσώρευση αντιδραστικών ειδών οξυγόνου κατά τη διάρκεια της πρώιμης φάσης αποκρίσεις σε συνθήκες στρες όπως ξηρασία, ακραία θερμοκρασία και υψηλό φως», λέει ο Rosenwaser.
Η ομάδα τώρα σχεδιάζει να αναπτύξει περαιτέρω την ιδέα και να την εφαρμόσει σε άλλες καλλιέργειες. Στην πραγματικότητα, μια παρόμοια αλλά άσχετη τεχνολογία έχει ήδη εμπορευματοποιηθεί από την εταιρεία InnerPlant με έδρα την Καλιφόρνια, η οποία πρόκειται να κυκλοφορήσει εμπορικά ένα φυτό ντομάτας που φθορίζει όταν πιέζεται.