Ny biologisk sensor registrerer skjult sygdom i kartofler

På trods af fremskridt i øget fødevareproduktion går halvdelen af ​​al verdens høstede fødevarer tabt på grund af råd forårsaget af mikroorganismer. Planter udsender forskellige flygtige organiske forbindelser til deres omgivende miljø, som kan overvåges for tidlig påvisning af plantesygdomme og forhindre fødevaretab.

En ny undersøgelse offentliggjort i Talanta og ledet af det hebraiske universitet i Jerusalem (HU) og Israels landbrugsforskningsorganisation (Volcani Institute) beskriver succesen med en biologisk sensor til tidlig påvisning af skjulte sygdomme i kartoffelknolde, en af ​​Israels vigtigste eksportindustrier med 700.000 tons om året.

Israelske landmænd importerer europæiske kartofler til plantning i Israel. Men en vis procentdel af dem bærer sygdom indeni - enten synligt eller usynligt - som forårsager råd og reducerer kartoflens kvalitet betydeligt. Det hebraiske universitet-Volcani-alliance er ved at ændre det. De har udviklet en sensor, der registrerer sygdom og kan bruges til at forhindre rådden i at vokse og sprede sig. Deres undersøgelse, offentliggjort i den kommende udgave af Talanta , blev udført af Dr. Dorin Harpaz og hendes ph.d. studerende Boris Veltman ved HU's Fakultet for Landbrug, Fødevarer og Miljø, under vejledning af Dr. Evgeni Eltzov fra Volcani Institute. Holdet samarbejdede med Volcani Institutes Dr. Sarit Melamed og Dr. Zipora Tietel samt Dr. Leah Tsror fra Gilat Research Center.

Sensoren er afhængig af smart bioteknik og optik. Når sensoren udsættes for en inficeret kartoffel, lyser en bakteriel forbindelse indeni - med styrken af ​​luminescensen, der indikerer koncentrationen og sammensætningen af ​​rådden. "Intensiteten af ​​lyset, der afgives af bakteriepanelet, gør det muligt hurtigt og kvantificerbart at analysere sygdommens karakteristika, som sensoren kan 'lugte', før synlige symptomer opstår," forklarede Eltzov. "Den biosensor, vi udviklede, vil hjælpe med at identificere syge kartofler, der endnu ikke har nogen ydre indikationer, og holde dem væk fra sunde knolde, og dermed forhindre rådden i at udvikle sig eller sprede sig til andre sunde planter," tilføjede Harpaz.

For at danne bakteriepanelet skabte holdet en forbindelse af fire genetisk konstruerede bakterier, der måler biologisk toksicitet. I denne undersøgelse opdagede den biologiske sensor sygdom, før der var nogen synlige spor, og fik den optiske sensor til at skinne dobbelt så klart som sensorerne i ikke-inficerede kartofler. Deres evner blev også demonstreret i en tidligere undersøgelse, der brugte sensorerne til at påvise toksicitet blandt kunstige sødestoffer i sportstilskud.

Ifølge forskerne giver tidlig opdagelse af sygdom – før kartoflerne eksporteres til udenlandske markeder eller genplantes – en væsentlig fordel for fødevareavlere. "Den biologiske sensor kan bruges til hurtigt og økonomisk at identificere skjult råd i kartofler, lette bedre styring efter høst og reducere madspild - især vigtigt i betragtning af den nuværende globale fødevarekrise," konkluderede Harpaz. + Udforsk yderligere

Flere genomer af høj kvalitet samlet fra 24 vilde og 20 dyrkede kartoffelsorter