یک تیم پژوهشگران اسپانیایی گیاهانی ساختهاند که در تاریکی میدرخشند و هنگام آلودگی به ویروس رنگ عوض میکنند؛ فناوری ای که با دوربینهای عکاسی معمولی آفات و بیماریهای مزارع را زود تشخیص میدهد.
یک فناوری که توسط پژوهشگران اسپانیایی توسعه یافته، امکان شناسایی زودهنگام آفات و بیماریها در کشتها را با استفاده از گیاهانی که در تاریکی میدرخشند و هنگام آلوده شدن به ویروس رنگ عوض میکنند فراهم میکند.
آگهی
آگهی
پژوهشی که در موسسه زیستشناسی مولکولی و سلولی گیاهی (IBMCP) وابسته به شورای عالی تحقیقات علمی (CSIC) و دانشگاه پلیتکنیک والنسیا (UPV) انجام شده، یک سامانه زیستتشخیصی برای شناسایی عفونتها ایجاد کرده است. این کار در نشریه «Nature Communications» منتشر شده و راه تازهای برای شناسایی بیماریها در کشتهای کشاورزی باز میکند.
انتشار سیگنالهای نوری متفاوت بر اساس وضعیت سلامت
الهامگرفته از زیستتابی قارچها، تیم پژوهشگران سامانهای طراحی کرده که به گیاهان امکان میدهد بسته به وضعیت سلامت خود سیگنالهای نوری متفاوتی ارسال کنند. تغییر در نوردهی حضور ویروس را پیش از بروز علائم قابل مشاهده آشکار میکند و با دوربینهای معمولی قابل ردیابی است.
در این سامانه از چهار آنزیم استفاده میشود که ترکیب طبیعی موجود در گیاهان به نام اسید کافئیک را تغییر میدهند تا مولکولی بسازند که هنگام اکسید شدن به طور مداوم نور سبز ساطع میکند. این واکنش گیاهان را به حسگرهای درخشان وضعیت سلامت خود تبدیل میکند.
گیاهان تراریخته با ژنهای زیستتابی قارچها
تیم پژوهشی این سامانه را روی گیاهان تراریخته «Nicotiana benthamiana» آزمایش کرد؛ گونهای خویشاوند توتون که به طور معمول در تحقیقات علمی به کار میرود. برای این منظور، ژنهای زیستتابی قارچها از طریق ویروسهای دستکاریشده وارد گیاه شد و به این ترتیب امکان مشاهده بصری روند پیشرفت عفونت و نواحی درگیر فراهم شد.
پژوهشگران سپس یک سامانه دیدهبان ساختند که میتواند عفونت با پوتیویروس را از طریق تغییر رنگ نور ساطعشده از گیاه تشخیص دهد. در غیاب ویروس، گیاهان یک سیگنال زرد ثابت تولید میکنند، اما پس از آلوده شدن، یکی از آنزیمهای پاتوژن تغییری در رنگ ایجاد میکند که با تجهیزات ارزانقیمت قابل مشاهده است و تشخیص زودهنگام را آسان میکند.
روشهای سنتی برای تشخیص بیماریهای گیاهی مانند PCR و ELISA در شناسایی ماده ژنتیکی یا پروتئینهای ویروسی بسیار دقیق هستند، اما اجرای آنها زمانبر است و به تجهیزات ویژه و نیروی متخصص آزمایشگاهی نیاز دارد.
گیاهان دیدهبان برای هشدار درباره نخستین کانونهای آلودگی
این سامانه در گام نخست میتواند برای پایش زودهنگام بیماریهای ویروسی در گلخانهها و کشتهای کنترلشده به کار گرفته شود و از گیاهان دیدهبان برای هشدار نسبت به نخستین کانونهای آلودگی استفاده شود.
در آینده میتوان این فناوری را با دیگر پاتوژنها، از جمله باکتریها و قارچها، سازگار کرد و آن را به ابزاری کلیدی در برابر گسترش تهدیدهای جدید کشاورزی ناشی از تغییرات اقلیمی تبدیل کرد.
در این پروژه همچنین مرکز تحقیقات زیستی مارگاریتا سالاس (CIB-CSIC)، واحد مرکزی پژوهش در پزشکی دانشگاه والنسیا و آزمایشگاه علوم پزشکی شورای تحقیقات پزشکی در لندن (MRC Laboratory of Medical Sciences) مشارکت دارند که به توسعه این فناوری تشخیص زودهنگام کمک کردهاند.