Kredit:Hebrew University of Jerusalem
Trots framsteg i ökad livsmedelsproduktion går hälften av all världens skördade mat förlorad på grund av röta orsakad av mikroorganismer. Växter avger olika flyktiga organiska föreningar till sin omgivande miljö, som kan övervakas för tidig upptäckt av växtsjukdomar och förhindra matförlust.
En ny studie publicerad i Talanta och leds av Hebrew University of Jerusalem (HU) och Israels Agricultural Research Organisation (Volcani Institute) beskriver framgången för en biologisk sensor för tidig upptäckt av dolda sjukdomar i potatisknölar, en av Israels främsta exportindustrier med 700 000 ton per år.
Israeliska bönder importerar europeisk potatis för plantering i Israel. Men en viss procent av dem bär på sjukdomar inom - antingen synligt eller osynligt - som orsakar röta och avsevärt minskar potatisens kvalitet. Alliansen Hebrew University-Volcani är på väg att ändra på det. De har utvecklat en sensor som upptäcker sjukdomar och som kan användas för att förhindra att rötan växer och sprider sig. Deras studie, publicerad i den kommande utgåvan av Talanta , genomfördes av Dr. Dorin Harpaz och hennes Ph.D. student Boris Veltman vid HU:s fakultet för jordbruk, livsmedel och miljö, under ledning av Dr. Evgeni Eltzov från Volcani Institute. Teamet samarbetade med Volcani Institutes Dr Sarit Melamed och Dr Zipora Tietel, samt Dr Leah Tsror från Gilat Research Center.
Sensorn förlitar sig på smart bioteknik och optik. När sensorn utsätts för en infekterad potatis lyser en bakterieförening inuti - med styrkan av luminescensen som indikerar koncentrationen och sammansättningen av rötan. "Intensiteten på ljuset som avges av bakteriepanelen gör det möjligt att snabbt och kvantifierbart analysera sjukdomens egenskaper, som sensorn kan "lukta", innan synliga symtom uppträder", förklarade Eltzov. "Den biosensor vi utvecklade kommer att hjälpa till att identifiera sjuk potatis som ännu inte har några yttre indikationer, och hålla dem borta från friska knölar, och på så sätt förhindra att rötan utvecklas eller sprids till andra friska växter," tillade Harpaz.
För att bilda bakteriepanelen skapade teamet en förening av fyra genetiskt framställda bakterier som mäter biologisk toxicitet. I denna studie upptäckte den biologiska sensorn sjukdom innan det fanns några synliga spår, och fick den optiska sensorn att lysa dubbelt så starkt som sensorerna i icke-infekterad potatis. Deras förmåga visades också i en tidigare studie som använde sensorerna för att upptäcka toxicitet bland konstgjorda sötningsmedel i sporttillskott.
Enligt forskarna erbjuder tidig upptäckt av sjukdomar – innan potatisen exporteras till utländska marknader eller återplanteras – en betydande fördel för livsmedelsodlarna. "Den biologiska sensorn kan användas för att snabbt och ekonomiskt identifiera dold röta i potatis, underlätta bättre hantering efter skörd och minska matsvinnet - särskilt viktigt med tanke på den nuvarande globala matkrisen", avslutade Harpaz. + Utforska vidare
