Bitki Hastalığı Kavramı

Raman spektroskopisi tabanlı yöntem, bitki hastalık yönetimini geliştirmek için bitkilerdeki patojenlerin erken saptanmasını ve nicelleştirilmesini sağlar.

Singapur Tarımsal Hassasiyet için Yıkıcı ve Sürdürülebilir Teknolojiler (DiSTAP) Disiplinlerarası Araştırma Grubu (IRG) araştırmacıları-İLE BİRLİKTE MIT’nin Singapur’daki araştırma kuruluşu olan Araştırma ve Teknoloji İttifakı (SMART) ve Temasek Yaşam Bilimleri Laboratuvarı’ndan (TLL) yerel işbirlikçileri, mahsullerde erken bakteriyel enfeksiyonu tespit etmek ve ölçmek için hızlı bir Raman spektroskopisi tabanlı yöntem geliştirdiler. Raman spektral biyobelirteçleri ve teşhis algoritması, bitki hastalıkları yönetiminin ve tarımsal üretkenliğin ilerlemesi için kritik olabilecek, mahsul bitkilerinde bakteriyel enfeksiyonların invazif olmayan ve erken teşhisini sağlar.

Küresel gıda arzı ve güvenliğine yönelik artan talep nedeniyle, tarımsal üretim sistemlerini iyileştirmeye ve mahsul verimliliğini artırmaya yönelik artan bir ihtiyaç var. Küresel olarak, mahsul bitkilerinde bakteriyel patojen enfeksiyonu, tarımsal verim kayıplarına en büyük katkıda bulunanlardan biridir. İklim değişikliği de bitki hastalıklarının yayılmasını hızlandırarak soruna katkıda bulunuyor. Bu nedenle, patojen bulaşmış mahsullerin hızlı ve erken tespiti için yöntemler geliştirmek, bitki hastalık yönetimini iyileştirmek ve mahsul kaybını azaltmak için önemlidir.

SMART ve TLL araştırmacılarının buluşu, mevcut tekniklere kıyasla mahsul bitkilerinde bakteriyel enfeksiyonu daha erken bir aşamada tespit etmek için daha hızlı ve daha doğru bir yöntem sunuyor. Yeni sonuçlar, dergide yayınlanan “Raman spektroskopisi kullanılarak bitki doğuştan gelen bağışıklık tepkisinin hızlı tespiti ve nicelendirilmesi” başlıklı bir makalede yer almaktadır. Bitki Biliminde Sınırlar.

Bitkilerde Bakteriyel Enfeksiyonun Hızlı Tespiti

Kantitatif Raman spektroskopisi tabanlı algoritma kullanılarak yapraklı sebze choy toplamında bakteriyel enfeksiyonun (Xanthomonas campestris pv. Campestris (Xcc)) hızlı tespiti. Sağda, çiftçilerin enfeksiyonları tanımlamasına ve önlem almasına yardımcı olabilecek Enfeksiyon Tepki Endeksi gösterilmektedir. Kredi: Görüntü, Singapur-MIT Araştırma ve Teknoloji İttifakı’nın izniyle

DiSTAP yardımcı baş araştırmacısı, profesör, TLL başkan yardımcısı ve yardımcı yazar Chua Nam Hai, “Patojenle enfekte olmuş mahsul bitkilerinin erken tespiti, bitki hastalık yönetimini iyileştirmek için önemli bir adımdır” diyor. “Patojen yükünün hızlı ve seçici bir şekilde kaldırılmasına izin verecek ve hastalığın diğer komşu ürünlere daha fazla yayılmasını engelleyecektir.”

Geleneksel olarak, bitki hastalığı teşhisi, hastalık semptomları ve şiddeti için bitkilerin basit bir görsel incelemesini içerir. “Hastalık semptomları genellikle enfeksiyonun nispeten daha sonraki aşamalarında, patojen yükünün zaten yüksek olduğu ve onarıcı önlemlerin sınırlı olduğu durumlarda ortaya çıktığı için, görsel muayene yöntemleri genellikle etkisizdir. Bu nedenle bakteriyel enfeksiyonun hızlı ve erken tespiti için yeni yöntemlere ihtiyaç duyulmaktadır. Fikir, erken müdahale veya tedavi uygulanabilmesi için görsel semptomların gösterilmesini beklemek yerine, insan hastalıklarını erken bir aşamada tanımlamak için tıbbi testlere sahip olmaya benzer” diyor DiSTAP baş araştırmacısı olan MIT Profesörü Rajeev Ram ve kağıt üzerinde ortak yazar.

Mevcut moleküler tespit yöntemleri gibi mevcut teknikler bitkilerdeki bakteriyel enfeksiyonu tespit edebilirken, kullanımları genellikle sınırlıdır. Moleküler tespit yöntemleri, mahsullerdeki bakteriyel enfeksiyonu tanımlamak için büyük ölçüde patojene özgü gen dizilerinin veya antikorların mevcudiyetine bağlıdır; uygulama aynı zamanda zaman alıcıdır ve yüksek maliyet ve gerekli hantal ekipman nedeniyle yerinde saha uygulaması için uyarlanamaz, bu da tarım çiftliklerinde kullanım için pratik değildir.

“DiSTAP’ta, çiftçilerin bakteriyel enfeksiyonu hızla tanımlamasına yardımcı olabilecek nicel bir Raman spektroskopisi tabanlı algoritma geliştirdik. Geliştirilen tanı algoritması, Raman spektral biyobelirteçlerinden yararlanır ve bulut tabanlı bilgi işlem ve tahmin platformlarında kolayca uygulanabilir. Her ikisi de aksi takdirde yok edilecek olan mahsul bitkilerini kurtarmak için çok önemli olan bakteriyel enfeksiyonun doğru bir şekilde tanımlanmasını ve erken tespit edilmesini sağladığı için mevcut tekniklerden daha etkilidir” diye açıklıyor DiSTAP ve ortak araştırmacı Gajendra Pratap Singh. baş yazar.

Taşınabilir bir Raman sistemi çiftliklerde kullanılabilir ve ekinlerde bakteriyel enfeksiyonların varlığını test etmek için kullanıldığında çiftçilere doğru ve basit bir evet veya hayır yanıtı sağlar. Bu hızlı ve invaziv olmayan yöntemin geliştirilmesi, bitki hastalık yönetimini iyileştirebilir ve tarımsal verim kaybını verimli bir şekilde azaltarak ve üretkenliği artırarak tarım çiftlikleri üzerinde dönüştürücü bir etkiye sahip olabilir.

DiSTAP ve TLL’nin baş araştırmacısı ve yardımcı yazar Rajani Sarojam, “Teşhis algoritması yöntemini kullanarak, choy sum gibi birkaç yenilebilir bitki üzerinde deneyler yaptık” diyor. “Sonuçlar, Raman spektroskopisine dayalı yöntemin, bakteriyel patojenlerle enfekte olmuş bitkilerde doğuştan gelen bağışıklık tepkisini hızla tespit edip ölçebildiğini gösterdi. Bu teknolojinin tarım çiftliklerinin bitki hastalıklarından kaynaklanan verim kayıplarını azaltarak verimliliklerini artırmalarına faydalı olacağına inanıyoruz” dedi.

Araştırmacılar şu anda, tarlada yetiştirilen ürünler üzerinde Raman spektral analizinin hızlı ve kolay bir şekilde gerçekleştirilmesine olanak sağlayacak, yüksek verimli, özel yapım taşınabilir veya elde tutulan Raman spektrometrelerinin geliştirilmesi üzerinde çalışıyorlar.

Referans: Pil Joong Chung, Gajendra P. Singh, Chung-Hao Huang, Sayuj Koyyappurath, Jun Sung Seo, Hui-Zhu Mao, Piyarut Diloknawarit, Rajeev J. Ram tarafından “Raman Spektroskopisini Kullanarak Bitki Doğal Bağışıklık Tepkisinin Hızlı Tespiti ve Ölçümü” , Rajani Sarojam ve Nam-Hai Chua, 21 Ekim 2021, Bitki Biliminde Sınırlar.
DOI: 10.3389/fpls.2021.746586

SMART ve TLL, teşhis algoritmasını ve Raman spektral biyobelirteçlerini geliştirdi ve keşfetti. TLL ayrıca mutant bitkiler aracılığıyla algılama yöntemini doğruladı ve onayladı. Araştırma, SMART tarafından yürütülmekte ve Singapur Ulusal Araştırma Vakfı tarafından, Araştırma Mükemmelliği ve Teknolojik Girişim Kampüsü (CREATE) programı kapsamında desteklenmektedir.

SMART, MIT ve NRF tarafından 2007 yılında kurulmuştur. NRF tarafından geliştirilen CREATE’teki ilk varlık olan SMART, MIT ve Singapur arasındaki araştırma etkileşimleri için bir entelektüel ve yenilik merkezi olarak hizmet vermekte ve hem Singapur’un hem de Singapur’un ilgi alanlarında son teknoloji araştırma projelerini üstlenmektedir. MİT. SMART şu anda bir İnovasyon Merkezi ve beş IRG’den oluşmaktadır: Antimikrobiyal Direnç, Kişiselleştirilmiş İlaç Üretimi için Kritik Analitik, DiSTAP, Geleceğin Kentsel Mobilitesi ve Düşük Enerji Elektronik Sistemleri. SMART araştırması, CREATE programı kapsamında NRF tarafından finanse edilmektedir.

MIT’den Profesör Michael Strano ve Temasek Yaşam Bilimleri Laboratuvarı’ndan Profesör Chua Nam Hai tarafından yönetilen DiSTAP programı, bir dizi etkili ve yeni analitik, genetik ve biyomateryal teknolojiler geliştirerek Singapur ve dünyadaki gıda üretimindeki derin sorunları ele alıyor. Amaç, bitki biyosentetik yollarının nasıl keşfedildiğini, izlendiğini, tasarlandığını ve nihayetinde gıda ve besin maddelerine yönelik küresel talebi karşılamak için nasıl çevrildiğini temelden değiştirmektir. MIT, TTL, Nanyang Teknoloji Üniversitesi ve Singapur Ulusal Üniversitesi’nden bilim adamları, yeni keşif, bitki biyosentetik yollarının henüz mümkün olmayan yollarla daha derinden anlaşılması ve kontrolü için önemli bitki metabolitlerinin ve hormonlarının sürekli ölçümü için işbirliği içinde yeni araçlar geliştiriyorlar, özellikle de dünyada. yeşil yapraklı sebzelerin içeriği; yüksek verim yoğunluklu üretim ve kuraklık ve patojen direnci dahil olmak üzere küresel gıda güvenliği için son derece arzu edilen özelliklere sahip tesisler tasarlamak için bu yeni teknikleri kullanmak; ve bu teknolojileri kentsel çiftçiliği geliştirmek için uygulamak.





#Mahsullerde #Bakteriyel #Enfeksiyonun #Erken #Tespiti #için #Yeni #Yöntem