Details

Данная работа посвящена разработке и конструированию установки для одновременной регистрации биоэлектрической активности тканей и параметров роста органов растений.  Созданная измерительная система позволяет получать пространственно‑временной профиль тканевого потенциала вдоль органа и одновременно регистрировать продольные (и при необходимости поперечные) ростовые микроперемещения, чтобы сопоставлять электрические и ростовые ответы в одних и тех же зонах. Реализация основана на измерении тканевого потенциала через жидкостный контакт с динамическим сканированием вдоль органа и привязкой координаты сканирования, параллельно с регистрацией продольных и поперечных микроперемещений посредством механотрона, ёмкостного датчика и датчика Холла. Экспериментальная проверка показала работоспособность решения и достаточное разрешение для регистрации сигналов порядка десятков микровольт и ростовых изменений на уровне сотен нанометров, что подтверждает пригодность установки. Разработанная система может быть применена в исследованиях действия фитогормонов, абиотических стрессоров и для изучения механизмов дальней электрической сигнализации, где сопоставление пространственного профиля потенциала с динамикой роста одного и того же объекта позволяет разграничить адаптивные и патологические реакции и установить причинно-следственные связи между электрическими и ростовыми ответами растения.

The given work is devoted to the development and construction of a system for the synchronous recording of tissue bioelectrical activity and plant growth parameters.  The developed system allows for obtaining a space-time profile of tissue potential along a plant part while monitoring linear (and, if necessary, cross-sectional) micro-displacements to correlate electrical and growth responses in the same areas. The solution is based on measuring tissue potential via liquid contact with dynamic scanning along the body and linking the scanning coordinates, in addition to recording linear and cross-sectional micro-movements using a mechanotron, capacitive sensor, and a Hall sensor. Experimental verification demonstrated the solution’s functionality and sufficient metrological characteristics for the effective recording of micro-volt signals and growth rate changes on the order of hundreds of nanometers, which confirms the system’s validity. The developed system can be applied in studies of the effects of phytohormones, abiotic stressors, and to study the mechanisms of long-distance electrical signaling, where comparing the spatial potential profile with the growth dynamics of the same object allows for the differentiation of adaptive and pathological responses and the establishment of causal relationships between the electrical and growth responses of the plant.