Wissenschaftler des Donald Danforth Plant Science Center haben in Zusammenarbeit mit Teams der Universitäten Florida und Iowa neue genetische Werkzeuge entwickelt, mit denen Gräser wie Mais zu lebenden Biosensoren werden. Die Pflanzen produzieren bei Kontakt mit bestimmten Chemikalien einen violetten Farbstoff und melden so Umweltbelastungen.
Die Forscher um Dmitri Nusinow und Malia Gehan modifizierten das Modellgras Setaria viridis, das Mais und Sorghum ähnelt, sodass es den natürlichen violetten Pigmentstoff Anthocyanin als visuellen Indikator bildet. Ein ligand-induzierbarer genetischer Schaltkreis aktiviert den Anthocyanin-Weg bei chemischen Signalen. Kombiniert mit hyperspektraler Bildgebung ermöglicht dies die ferngesteuerte, zerstörungsfreie Erkennung geringster Chemikalienmengen. 0 „LARGE“ 6 „LARGE“ 7 „LARGE“
Schlüsselentwicklungen umfassen die Identifikation zweier Transkriptionsfaktoren für die Pigmentproduktion, den Nachweis in Protoplasten und ganzen Pflanzen sowie Analysemethoden für Fernbeobachtung. Die Technik könnte Kontaminationen, Chemikalienabdrift oder Stressfaktoren in der Landwirtschaft aufdecken und die Nachhaltigkeit steigern.
Die Werkzeuge und Methoden sind öffentlich zugänglich deponiert, um weitere Forschung in der synthetischen Pflanzenbiologie zu fördern. Die Studie erschien im Plant Biotechnology Journal.
Credits
DONALD DANFORTH
