Hurtig, præcis måde at kontrollere jordnøddeplanter for sunde egenskaber

Den langvarige proces med at avle bedre jordnøddeplanter kan fremskyndes ved at bruge en biofysisk teknik, Raman spektroskopi.

Texas A&M AgriLife biofysikere og planteavlere har demonstreret brugen af ​​Raman-spektroskopi til hurtigt at scanne niveauerne af oliesyre i jordnødder. Oliesyre, en enkeltumættet olie, giver peanuts en længere holdbarhed. Olien er også sund for hjertet.

De brugte også metoden til at bestemme, hvor modstandsdygtige planter er over for nematoder.

Brug af Raman-spektroskopi er hurtigere, billigere og mere bærbar end standardmetoder til screening af jordnøddesorter for disse gavnlige egenskaber. Undersøgelsen blev for nylig offentliggjort i Videnskabelige rapporter .

"Vi har vist, at metoden kan spare enormt meget tid i vores screeningsproces, " sagde John Cason, Ph.D., medforfatter og Texas A&M AgriLife Research jordnøddeopdrætter, Stephenville. "Du kan få et 'fingeraftryk' af en bestemt jordnød og drille store mængder information. Mulighederne er uendelige."

"Raman-spektroskopi er almindeligt i biokemi, men mest ukendt i landmændenes og planteavlernes verden, " sagde Dmitry Kurouski, Ph.D., hovedforsker af undersøgelsen og adjunkt ved Institut for Biokemi og Biofysik, Texas A&M College of Agriculture and Life Sciences. "Alligevel er den bærbar, billig, præcis og hurtig, og kan transformere digitalt landbrug."

Finansieringen til undersøgelsen kom fra AgriLife Research og Governor's University Research Initiative. Ud over, Texas Peanut Producers Board og Southwestern Peanut Shellers Association gav midler til Casons gruppe til at købe et håndholdt Raman-spektrometer.

Fordele ved Raman versus etablerede metoder

I fortiden, hvis Cason ønskede at analysere planters modstandsdygtighed over for skadedyr eller fedtsyreindholdet i jordnødder, han ville udtrække DNA fra planter eller sende prøver til et eksternt laboratorium til infrarød analyse. Begge metoder er betydeligt mere tid-, omkostnings- og arbejdskrævende end Raman, sagde Cason.

Til dette projekt, samarbejdspartnerne brugte en kommercielt tilgængelig, håndholdt Raman-spektrometer, en enhed på størrelse med en skoæske. Raman-spektroskopi måler, hvordan materialer spreder harmløst laserlys. Hvert materiale har et specifikt spredende "fingeraftryk", der giver fingerpeg om mange typer molekylær information i en scanning på et sekund. At køre en scanning er relativt ligetil, Cason sagde, men samarbejdspartnerne udvikler og finjusterer stadig måder at analysere dataene på.

Casons team modtog træning og vejledning fra Kurouski og tre unge videnskabsmænd fra hans laboratorium:Charles Farber, en kandidatstuderende; Lee Sanchez, en forskningsassistent; og Stanislav Rizevsky, Ph.D., en gæsteforsker.

Scanninger af jordnøddeblade kunne skelne nematode-resistente og modtagelige planter med omkring 75 % nøjagtighed. Hvad mere er, scanninger af jordnøddefrø kunne med 82 % nøjagtighed skelne mellem sorterne med høje niveauer af oliesyre.

Andre jordnøddeprojekter på vej

Holdet udvider i øjeblikket sine undersøgelser af jordnøddeplanter. Det første mål er at bruge Raman til hurtigt at isolere jordnøddesorter med høj tolerance over for tørkeforhold. Holdet ser også på at udvide sine undersøgelser af næringsindhold for at hjælpe med at avle mere nærende jordnøddesorter.

En begrænsning ved teknologien er, at scanneren skal være i kontakt med det materiale, der scannes. Kurouskis team arbejder på et Raman-"teleskop" for at muliggøre scanninger af planter, der er 100 fod væk.

"Biofysikere og jordnøddeavlere omgås normalt ikke i de samme kredse, men det har været et godt projekt " sagde Cason. "Jeg tror ikke, det bliver den sidste fra dette hold."