从高大的棕榈树到洋葱、茄子等蔬菜，即便是植物也会承受压力。如今，一支工程师团队设计了一种新型传感器，可直接附着在植物上，深入其内部，实时追踪植物对干旱、火灾等压力源的响应。该研究发表于 11 月 12 日出版的细胞出版社（Cell Press）旗下期刊Current Reports Physical Science。这种硬币大小的装置由传感器和极细小的针组成，能够刺入植物内部而不对其造成伤害。研究团队希望，未来该设备能帮助农民及时了解作物是否处于压力状态。

“对于沙特阿拉伯及其他干旱地区而言，由于农业生产深受高温和水资源匮乏的影响，能够增进我们对植物压力响应认知的技术或许尤为宝贵。”沙特阿拉伯图瓦勒的阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）的第一作者Mufeeda Mundummal表示。

这项研究的关键在于一种虽小却至关重要的分子：过氧化氢。植物在白天会自然产生少量过氧化氢。该分子发出的信号有助于植物激活针对真菌和细菌等病原体的防御机制。

当植物暴露于高温或强光等压力条件下时，其细胞会产生大量过氧化氢。高剂量的这种分子会损伤植物组织，并可能引发其他问题。

科学家在监测植物中的过氧化氢水平时一直面临挑战，至少在避免因采集植物组织而造成损伤的情况下是如此。

“植物不断对其周围环境作出反应，但许多反应对我们而言是看不见的。”KAUST 的高级作者 Khaled Salama 表示。

Salama及其同事希望将不可见的东西变为可见。为此，该团队利用激光制造了一种由石墨烯构成的过氧化氢传感器。该传感器置于一个小硬币大小的装置中，并放置在植物叶片上方。

该设备的针头宽度仅为0.4毫米，能够从叶片内部吸取少量液体。它们非常细小，不会对植物造成严重伤害。

在一系列实验中，研究人员对传感器进行了测试。他们将设备安装在温室中生长的芦荟植株上，随后用特别明亮的光线照射其中一些植株。

多肉植物出现了一定程度的应激反应。在正常生长温度（约 19 摄氏度，即 66 华氏度）下，团队开启强光后，植物体内的过氧化氢水平几乎立即急剧上升；而在较高的生长温度（28 摄氏度，即 82 华氏度）下，这种上升更为剧烈。在这两种情况下，过氧化氢水平均在约一小时后开始下降。

作者指出，植物对温度和光照变化如此敏感的反应，可能给许多重要植物物种带来麻烦，因为全球气候正在发生变化，热浪也愈发频繁。

为使农户能够真正利用这些设备监测作物，该团队仍需开展多项工作，其中包括在多种不同植物物种上测试其设计方案。然而，他们的设备有望开启对植物内部运作机制的实时洞察，且细节程度前所未有。

“我们的研究将植物健康监测推向对生理压力信号的直接测量，而非仅依赖可见症状或外部环境条件。”Mundummal表示。

阅读论文：https://www.cell.com/cell-reports-physical-science/fulltext/S2666-3864(26)00536-9

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