发现允许早期检测树荫回避综合征

破坏性的和可持续的农业技术研究人员精确(DiSTAP)跨学科研究集团内会研究和技术联盟(聪明),麻省理工学院的研究企业在新加坡,和淡马锡生命科学实验室(TLL)已经发现了一种利用拉曼光谱对早期发现荫蔽躲避综合征(SAS)的植物。这一发现可以帮助农民及时采取防治SAS的措施，从而改善植物健康状况和作物产量。

SAS是一种适应性反应，是一种不可逆转的现象，植物需要更多的光线来克服阴影条件。在营养遮荫的植物中很常见，营养遮荫对植物健康有害，会导致叶片发育受阻、提早开花、植物结构和免疫系统弱化等一系列问题。

因此，早期检测SAS是可持续农业和提高作物产量的关键。然而，现有的sa检测方法仅限于观察结构变化，难以早期检测。

SMART DiSTAP和TLL的科学家在《植物方法》杂志上发表了一篇题为《叶片和叶柄的快速代谢物反应作为遮荫回避综合征的标记》的论文，他们解释了他们及时检测SAS的新方法，以便农民进行干预，防止SAS的不可逆影响。该团队搭建了一个桌面拉曼光谱仪器，可以测量植物中的类胡萝卜素水平，可以表明植物是否有SAS。

该论文的第一作者之一、DiSTAP的科学主任和首席研究员Gajendra Pratap Singh说:“我们用拉曼光谱检测到，含有SAS的植物的类胡萝卜素含量降低了。”“虽然暴露在荫凉下时间较长的植物发展出更严重的SAS，但这些形态变化只在1至3天后才能看到。”然而，类胡萝卜素峰值强度的变化早在4小时的遮荫处理中就检测到了。”

利用拉曼光谱，科学家们能够无损地测定植物叶片中类胡萝卜素的含量，并发现其与SAS严重程度的相关性，并可作为早期诊断的峰值生物标志物。这将检测SAS所需的时间从几天减少到几个小时。该方法还可用于检测高密度种植导致的植物中的SAS，并对改善城市农业实践特别有用。

“我们进行了大量的实验可食用植物,包括亚洲经常食用蔬菜如kai局域网和菜心的,“本尼Jian荣合成天然气,该论文的co-first作者和博士生In-Cheol TLL张成泽的集团和新加坡国立大学的生物科学。“我们的结果表明，拉曼光谱可以用于检测荫蔽和高密度种植引起的SAS。无论粮食作物是什么，这项技术都可以用于改善农业，满足当今不断增长的人口的营养需求。”

TLL和DiSTAP的首席研究员in – cheol Jang领导了该项目，他说，这一发现在帮助农民改善城市农业实践方面大有帮助:“我们期待通过在更短的时间内检测SAS，帮助城市农民获得更高的作物产量。通过采用可扩展的精密农业技术，如拉曼光谱传感器，我们可以更好地定位像新加坡这样的城市，以更少的资源种植更多的农产品，同时为全球粮食安全实现理想的营养状况。”

DiSTAP的联合首席首席研究员Chua Nam Hai教授及麻省理工学院电机工程与计算机科学系Rajeev Ram教授亦是该文章的合著者。

这项研究是由新加坡国家研究基金会在其卓越研究和技术企业校园计划下支持的。

DiSTAP是五个聪明的跨学科研究小组之一。DiSTAP通过开发一套有效的、新颖的分析遗传和生物合成技术，解决了新加坡和世界粮食生产中的深层次问题。其目标是从根本上改变植物生物合成途径的发现、监测、工程以及最终转化的方式，以满足全球对食物和营养的需求。

来自麻省理工学院、TTL、南洋理工大学和新加坡国立大学的科学家正在合作开发新的工具，用于持续测量重要的植物代谢物和激素，以实现新发现;更深入地了解和控制植物生物合成途径的方法尚不可能，特别是在绿叶蔬菜的情况下;利用这些新技术，为全球粮食安全设计具有高度理想特性的植物，包括高产密度生产、抗旱和抗病原体以及高价值商业产品的生物合成;开发在工业相关微生物中生产疏水食品成分的工具;开发新的微生物和酶技术，以生产可保护和/或促进叶菜生长的挥发性有机化合物;并应用这些技术来改善城市农业。

DiSTAP由麻省理工学院PI联合领导Michael Strano教授和新加坡PI联合领导Chua Nam Hai教授领导。