Spanyol kutatók növényeket fejlesztettek, amelyek sötétben világítanak, fertőzéskor színt váltanak, így hagyományos fényképezőgéppel korán felismerhetők a kártevők és betegségek a termesztésben.
Spanyol kutatók által kifejlesztett technológia lehetővé teszi, hogy a terményekben korán észleljék a kártevőket és a betegségeket, mégpedig olyan növényeknek köszönhetően, amelyek sötétben világítanak, és vírusfertőzés hatására megváltoztatják a színüket.
HIRDETÉS
HIRDETÉS
A Spanyol Nemzeti Kutatási Tanácshoz (CSIC) és a Valènciai Műszaki Egyetemhez (UPV) tartozó Növényi Molekuláris és Sejtbiológiai Intézet (IBMCP) kutatásának eredményeként egy biológiai fertőzés-észlelő rendszert hoztak létre. A tanulmány a Nature Communications folyóiratban jelent meg, és új lehetőséget nyit a növénykultúrák betegségeinek azonosítására.
Különböző fényjelek a növény egészségi állapota szerint
A gombák biolumineszcenciája adta az ötletet: a kutatócsoport olyan rendszert fejlesztett ki, amelynek révén a növények egészségi állapotuktól függően különböző fényjeleket bocsátanak ki. A fényváltozás már azelőtt jelzi a vírus jelenlétét, hogy megjelennének a látható tünetek, és hagyományos kamerákkal is érzékelhető.
A rendszer négy enzimet használ, amelyek egy, a növényekben természetes módon jelen lévő vegyületet, a kávésavat módosítják, és így egy olyan molekulát hoznak létre, amely oxidáció során folyamatosan zöld fényt bocsát ki. Ennek a reakciónak köszönhetően maguk a növények válnak saját egészségi állapotuk fénylő szenzoraivá.
Transzgénikus növények gombák biolumineszcenciájáért felelős génekkel
A csapat a rendszert transzgénikus növényeken, a dohánnyal rokon, kutatásokban gyakran használt Nicotiana benthamiana fajon próbálta ki. Ehhez módosított vírusok segítségével gombák biolumineszcenciájáért felelős géneket juttattak a növényekbe, ami lehetővé tette, hogy szemmel láthatóan kövessék a fertőzés lefolyását és az érintett területeket.
A kutatók ezután egy olyan őrszemrendszert hoztak létre, amely képes a potyvírus-fertőzést a növény által kibocsátott fény színének megváltozásán keresztül érzékelni. Vírusmentes állapotban a növények állandó sárga fényt bocsátanak ki, fertőzés esetén azonban a kórokozó egyik enzime olyan színváltozást indít el, amely olcsó eszközökkel is jól észlelhető, megkönnyítve a korai felismerést.
A növényi betegségek diagnosztizálására használt hagyományos módszerek, például a PCR- vagy az ELISA-vizsgálat, nagy pontossággal azonosítják a vírusok genetikai anyagát vagy fehérjéit. Alkalmazásuk azonban időigényes, és speciális berendezést, valamint laboratóriumi szakembereket igényel.
Őrszemnövények, amelyek képesek jelezni a legelső fertőzési gócokat
A rendszert kezdetben a vírusos betegségek korai nyomon követésére lehetne bevetni üvegházakban és ellenőrzött termesztésű kultúrákban, olyan őrszemnövényeket használva, amelyek képesek jelezni az első fertőzési gócok megjelenését.
A jövőben a technológiát más kórokozókra, például baktériumokra és gombákra is hozzá lehetne igazítani, és kulcsfontosságú eszközzé válhatna az új mezőgazdasági fenyegetések terjedésének megfékezésében, amelyek az éghajlatváltozással függnek össze.
A projektben részt vesz még a Margarita Salas Biológiai Kutatóközpont (CIB-CSIC), a Valènciai Egyetem Központi Orvostudományi Kutatóegysége és a londoni MRC Laboratory of Medical Sciences is, amelyek hozzájárultak ennek a korai felismerést lehetővé tevő technológiának a kidolgozásához.