革命性的太赫兹技术：轻松测量植物水分！

革命性的太赫兹技术：轻松测量植物水分！

由马尔堡菲利普斯大学马丁·科赫教授博士领导的研究小组开发了一种突破性的方法来可视化植物的水平衡。这项创新技术使用太赫兹光谱来精确观察气孔的打开和关闭，即植物的叶子开口。这项研究的结果最近发表在专业期刊上 科学报告 发表。利用这种方法，科学家现在可以更好地分析植物适应水资源的能力。

气孔在植物生命中发挥着至关重要的作用，因为它们能够进行二氧化碳交换并调节蒸腾作用。白天，植物通过气孔吸收二氧化碳并释放氧气，在此过程中失去水分。在干旱胁迫或夜间，气孔关闭以防止干燥。用于分析水平衡的太赫兹波被水强烈吸收。太赫兹辐射穿过叶子时发生的信号衰减提供了有关植物含水量的线索，使该方法特别有用。

植物变种的比较

在进一步的分析中，研究小组将拟南芥植物与由于基因突变而对水平衡调节有限的变种植物进行了比较。这种突变损害了干旱胁迫反应中的特定信号通路。结果表明，具有遗传缺陷的植物干燥得更快，因为它们无法有效地适应水供应的气孔开放。这些知识对于识别更有弹性的植物作物以应对气候变化的挑战至关重要。

此外，科学家们正在努力以更便携和更具成本效益的方式实施这种测量技术，以便其他实验室能够使用这种创新技术。马丁·科赫 (Martin Koch) 教授博士在马尔堡大学教授物理学并领导半导体光子学工作组。这些进步不仅对农业经济很重要，而且对需要有效水管理的其他领域也很重要。

在农业及其他领域的应用

气候变化导致许多地区长期干旱，迫使农民节约用水。根据植物实际需求量身定制的智能灌溉系统可能是这里的一个解决方案。目前分析水状况的方法通常对植物具有侵入性和破坏性。另一方面，太赫兹光谱是非侵入性的，其优点是植物的外观（如所检查的松针）保持不变，即使它们已经遭受干旱胁迫数周。

太赫兹技术在工业和医学领域也具有潜力，例如在癌症诊断方面，它可以实现植物的自动化和更精确的表型分析。计划用于分析田间植物的便携式系统可能会彻底改变灌溉管理。这 德国植物表型网络 (DPPN) 其欧洲同行 EPPN 已经在致力于开发用于植物研究的非侵入性、高通量方法，进一步强调了这项技术的重要性。