Selectarea și proiectarea biostimulanților folosind senzori electrochimici și bioanaliza fluorescentă: umplând golul dintre industrie și știință

BioScreen

PN-III-P1-1.1-PD-2021-0798 (116PD/2022)

Dezvoltarea empirică în industria biostimulanților a creat o lipsă între rezultatele pozitive obținute în creșterea plantelor și cunoștințele științifice despre modul de acțiune ale acestor biostimulanți ce favorizează creșterea plantelor.

Scopul proiectului

Scopul proiectului este de a face screening/evaluare inițială de biostimulanți cu o metodă bazată pe senzori electrochimici modificați selectiv pentru speciile reactive de oxigen/azot (în special pentru peroxinitrit), deoarece aceste specii oxidative modulează creșterea plantelor. Confirmarea și validarea acestei metode va duce la crearea unei metode analitice pentru selectarea rapidă și eficientă a biostimulanților, o metodă în acord cu atenuarea schimbărilor climatice și cu bioeconomia.

Autoritate contractantă: Unitatea Executivă pentru Finanțarea Învățământului Superior, a Cercetării, Dezvoltării și Inovării

Perioada de implementare: 15/05/2022-15/04/2024

Buget: 250.000 lei

Director proiect: Dr. Chim. Ioana Silvia Hosu

  • Concept științific
  • Noutate
  • Obiective specifice
  • Etapa I
  • Etapa II
  • Etapa III
  • Rezultate
Concept științific

Acest proiect propune folosirea biosenzorilor specifici  pentru peroxinitrit pentru evaluarea inițială

și selecția diferitelor compoziții biostimulante proiectate într-un mod statistic, precum și validarea (predominant fluorescentă) și confirmarea compozițiilor selectate cu bioteste pe plante (pentru studierea rezistenței la săruri, acumularea biomasei/metaboliților secundari).

Noutate

Lipsa unei strategii în proiectarea biostimulanților trebuie considerată de comunitatea științifică. Amorsarea biochimică este una din mecanismele propuse în modul de acțiune al biostimulanților și implică creșterea toleranței la specii reactive de oxigen/azot (cum ar fi peroxinitritul) în condiții de stres abiotic. Studierea și selectarea diferitelor amestecuri de plante pentru neutralizarea acestor specii va duce către dezvoltarea mai rapidă și mai eficientă a biostimulanților.

Obiective specifice
  • Dezvoltarea unei tehnici de screening de mare randament bazată pe (bio)senzori pentru detecția de peroxinitrit în compoziții bazate pe ingrediente active generate din bioproduse naturale.
  • Evaluarea efectului măturător de peroxinitrit al compoziției alese, în plante/celule din plante/țesuturi din plante/extracte din plante.
  • Confirmarea și validarea compoziției măturătoare de peroxinitrit prin bioteste.
  • Managementul, diseminarea și comunicarea rezultatelor proiectului.
Etapa I

Screening-ul activității unor biostimulanți cu senzorul ROS/RNS.

Perioadă de implementare: 15/05/2022 – 31/12/2022

Activități:

  • Prepararea amestecurilor cu potențial biostimulant și achiziția unui potentiostat/echipament modular/modul.
  • Dezvoltarea unor (bio)senzori ROS/RNS – partea întâi.
  • Management (achiziție echipament) și diseminare (raportare, comunicare).
Etapa II

Confirmarea activității unor biostimulanți cu (bio)senzorul ROS/RNS prin compararea cu rezultatele biotestelor.

Perioadă de implementare: 01/01/2023 – 31/12/2023

Activități:

  • Dezvoltarea unor (bio)senzori ROS/RNS – partea a doua.
  • Evaluarea activității/screening biostimulanți cu (bio)senzori ROS/RNS.
  • Adaptarea și aplicarea pentru plante/celule din plante/țesuturi din plante a unei metode bazate pe fluorofori și compararea rezultatelor cu cele ale senzoriilor ROS/RNS.
  • Selectarea unor amestecuri de biostimulanți pentru plante cu senzorul ROS/RNS.
  • Demonstrarea efectelor biostimulanților prin bioteste pe plante (partea întâi).
  • Management și diseminare (Raportare, comunicare, cerere de brevet, 1 articol trimis spre publicare).
Etapa III

Demonstrarea funcționalității biosenzorului cu senzori ROS/RNS în selectarea amestecurilorsinergice de biostimulanți pentru plante (validarea amestecurilor biostimulante selectate).

Perioadă de implementare: 01/01/2024 – 15/04/2024

Activități:

  • Demonstrarea efectelor biostimulanților prin bioteste pe plante (partea a doua)
  • Management și diseminare (Raportare, 1 articol trimis spre publicare).
Rezultate
Rezultate preconizate
Rezultate științifice

formularea unor amestecuri cu potențial biostimulant pentru studiul de screening și de selecție în funcție de efectul biostimulant

– (bio)senzori ROS/RNS dezvoltați pentru screening biostimulanți

– evaluarea inițială/screening-ul compozițiilor biostimulante prin intermediul (bio)senzorilor ROS/RNS

– adaptarea pentru plante/celule/țesuturi/extracte din plante a unei metode bazate pe fluorofori, pentru determinarea activității biostimulante

– aplicarea metodei fluorescente modificate amestecurilor cu potențial biostimulant, în vederea selectării unui amestec sinergic biostimulant.

– compararea rezultatelor senzorilor electrochimici cu rezultatele metodei fluorescente

– demonstrarea efectelor biostimulanților prin bioteste pe plante (ex. măsurarea biomasei acumulate/aprecierea creșterii rezistenței la diferiți stimuli de stres/determinarea acumulării altor molecule precum metaboliții secundari, după tratamentul cu biostimulanți).

Indicatori de rezultat
  • participarea la o conferință internațională prezentând dezvoltarea senzorilor ROS/RNS
  • participarea la o conferință internațională prezentând screening-ul biostimulanților
  • trimiterea unei cereri de brevet privind screening-ul biostimulanților
  • trimiterea spre publicare a unui manuscris privind evaluarea inițială/screening și confirmarea amestecurilor biostimulante, prin corelarea
  • metodelor electrochimice cu metodele fluorescente.
  • trimiterea spre publicare a unui manuscris despre demonstrarea efectelor biostimulanților prin bioteste pe plante.
Rezultate obținute
  • Pagină în construcție
Rapoarte de etapă
  • Pagină în construcție