Testning av markpatogener - avgörande för jordbruk, men mödosamt långsamt och dyrt - kommer snart att göras exakt, snabbt, billigt och på plats, tack vare forskning som växtpatologer delar med sig av forskare från Washington State University.

Som namnet antyder, dessa tester upptäcker sjukdomsframkallande patogener i jorden som allvarligt kan förstöra grödor.

Tills nu, testerna har krävt stora, dyr utrustning eller labbtester som tar veckor.

Markpatogenanalysprocessen är baserad på polymeraskedjereaktion (PCR)-tester som är mycket specifika och känsliga och endast möjliga i ett laboratorium.

De nya metoderna, designad av WSU-växtpatologer, är inte bara bärbara och snabba, men använda testmaterial som är lättillgängligt för allmänheten. Ett dokument från forskarna listar all utrustning och material som krävs för att konstruera enheten, plus instruktioner om hur man sätter ihop allt och gör jordtester.

Svara på odlarnas behov

"Vi har hört från många odlare att tiden det tar att få resultat från jordprover som skickats till ett labb är för lång, " sa Kiwamu Tanaka, biträdande professor vid WSU:s institution för växtpatologi. "Resultaten kommer tillbaka för sent för att vara till hjälp. Men om de kan få resultat på plats, de kunde fatta välgrundade beslut om behandlingar eller förvaltningsförändringar innan de ens planterar sin gröda."

Vissa sjukdomar från jordpatogener kanske inte är synliga förrän veckor efter att grödan har grodd, sa Tanaka. Det kan vara för sent för att behandla sjukdomen eller kan tvinga bönder att använda fler behandlingar.

Magnetiskt genombrott

WSU doktorand Joseph DeShields, en första författare på tidningen, sa att det tog ungefär sex månaders arbete att få deras enhet att fungera ute på fältet. Den förlitar sig på magneter för att fånga patogeners DNA från jorden.

"Det visar sig, det är verkligen svårt att separera och rena genetiskt material från jord eftersom jord innehåller så mycket material för PCR-tester, " sa DeShields "Så vi var glada när vi gjorde det genombrottet."

Rachel Bomberger är en WSU-anläggningsdiagnotiker som hjälpte till med koncepten för maskintestning. Hon sa att hon är imponerad av vad Tanaka och teamet åstadkommit.

"Vi tog bort en stor stötesten när det gäller marktestning, sa Bomberger, en av medförfattarna på tidningen. "Vi hittade den saknade biten som gör att testsystemen fungerar på fältet utan dyr labbutrustning eller testmaterial."

Världsomspännande applikation

Systemet testades på potatisfält runt östra Washington, Tanaka sa, men det kommer att fungera på mark var som helst i världen.

"Det är en väldigt mångsidig metod, " sade han. "Du kan använda den för rikstäckande patogenkartläggning eller titta på distributionen av patogener runt om i landet. Vi började smått, men detta kan få enorma konsekvenser för att testa markens hälsa och sjukdomar."

Tanaka sa att det var viktigt för denna upptäckt att vara tillgänglig i en videojournal med öppen tillgång.

"Vi är alltid måna om att hjälpa varje odlare och branschen som helhet, " sa Tanaka. "Vi vill att alla ska titta på det här och använda det, om de tror att de kommer att dra nytta av det."

Resultaten publicerades i Journal of Visualized Experiments .