Киілетін сенсорлар: өсімдіктер фенотипін анықтауға арналған жаңа деректер жинау құралдары

Әлемдік азық-түлікке деген сұраныстың артуына төтеп беру үшін тиімді фенотиптеу арқылы дақылдардың өнімділігін арттыру қажет. Оптикалық кескінге негізделген фенотиптеу өсімдіктерді селекциялау мен дақылдарды басқаруда айтарлықтай жетістіктерге жетуге мүмкіндік берді, бірақ байланыссыз тәсілге байланысты кеңістіктік ажыратымдылық пен дәлдікте шектеулерге тап болады.
Байланыс өлшеулерін пайдаланатын киілетін сенсорлар өсімдік фенотиптерін және олардың қоршаған ортасын in situ мониторингі үшін перспективалы балама ұсынады. Өсімдіктердің өсуі мен микроклимат мониторингіндегі алғашқы жетістіктерге қарамастан, өсімдіктер фенотипін анықтауға арналған киілетін сенсорлардың толық әлеуеті әлі де толық пайдаланылмаған.
2023 жылдың шілдесінде Plant Phenomics журналында «Киетін сенсорлар: өсімдіктер фенотипін анықтауға арналған жаңа деректер жинау құралдары» атты шолу мақаласы жарияланды. Бұл мақаланың мақсаты - киетін сенсорлардың әртүрлі өсімдіктер мен қоршаған орта факторларын бақылау мүмкіндігін зерттеу, олардың жоғары ажыратымдылығын, әмбебаптығын және минималды инвазивтілігін атап өту, сонымен қатар бар мәселелерді шешу және шешімдер ұсыну.
Киілетін сенсорлар өсімдіктерді фенотиптеуге революциялық тәсіл ұсынады, оптикалық бейнелеу сияқты дәстүрлі жанаспайтын әдістердің шектеулерін жеңеді. Олар жоғары кеңістіктік ажыратымдылықты, әмбебаптықты және минималды инвазивтілікті ұсынады, бұл созылу, жапырақ температурасы, гидратация, биопотенциал және стресстік реакциялар сияқты әртүрлі өсімдік фенотиптерін өлшеуге мүмкіндік береді.
Созылатын тензометрлер және икемді электрод сенсорлары сияқты инновациялық технологиялар өсімдіктердің өсуі мен морфологиясына бейімделіп, нақты уақыт режимінде жергілікті бақылауды жеңілдетеді.
Оптикалық бейнелеуден айырмашылығы, киілетін сенсорлар қоршаған орта факторларына аз сезімтал және дәлірек деректер бере алады. Жапырақтың температурасы мен ылғалдылығын бақылау кезінде киілетін сенсорлар сенімді және дәл өлшеулерді қамтамасыз ету үшін сымсыз байланыс пен озық материалдарды пайдаланады.
Икемді электродтары бар сенсорлар биопотенциалдарды өлшеуде, өсімдіктердің зақымдануын азайтуда және үздіксіз бақылауды қамтамасыз етуде жетістіктерге қол жеткізуге мүмкіндік береді. Стресстік реакцияларды анықтауды аурудың немесе қоршаған ортаның күйзелістерінің алғашқы белгілерін, мысалы, ультракүлгін сәулелену және озонның әсерін бақылайтын сенсорларды пайдалану арқылы жақсартуға болады.
Киетін сенсорлар қоршаған ортаны бақылауда да, ауа температурасы, ылғалдылық, жарық және пестицидтердің болуы сияқты факторларды бағалауда да тамаша жұмыс істейді. Жеңіл, созылатын платформалардағы мультимодальды сенсорлар өсімдіктердің өсуіне әсер ететін микроортаны түсіну үшін маңызды нақты уақыт режиміндегі деректерді жинайды.
Киетін сенсорлар өсімдіктерді фенотиптеуде үлкен перспективаға ие болғанымен, олар өсімдіктердің өсуіне кедергі келтіру, әлсіз байланыстыру интерфейстері, шектеулі сигнал түрлері және шағын бақылау қамтуы сияқты қиындықтарға да тап болады. Шешімдерге жеңіл, жұмсақ, созылатын және мөлдір материалдар, сондай-ақ озық байланыстыру технологиялары және бірнеше өлшеу режимдерін біріктіру кіреді.
Киетін сенсорлық технология дамыған сайын, ол өсімдіктердің фенотиптелуін жеделдетуде маңызды рөл атқарады, бұл өсімдік пен қоршаған ортаның өзара әрекеттесуін жақсырақ түсінуге мүмкіндік береді деп күтілуде.