Ondanks de vooruitgang in de verhoogde voedselproductie, gaat de helft van al het geoogste voedsel ter wereld verloren door rotting veroorzaakt door micro-organismen. Planten stoten verschillende vluchtige organische stoffen uit in hun omgeving, die kunnen worden gemonitord voor vroege detectie van plantenziekten en het voorkomen van voedselverlies.

Een nieuwe studie gepubliceerd in Talanta en geleid door de Hebreeuwse Universiteit van Jeruzalem (HU) en de Israëlische Agricultural Research Organization (Volcani Institute) beschrijft het succes van een biologische sensor voor vroege detectie van verborgen ziekten in aardappelknollen, een van Israëls belangrijkste exportindustrieën met 700.000 ton per jaar.

Israëlische boeren importeren Europese aardappelen voor opplant in Israël. Een bepaald percentage van hen draagt ​​echter een ziekte in zich - zichtbaar of onzichtbaar - die rotting veroorzaakt en de kwaliteit van de aardappel aanzienlijk vermindert. De alliantie Hebreeuwse Universiteit en Vulkanen staat op het punt daar verandering in te brengen. Ze hebben een sensor ontwikkeld die ziekte detecteert en kan worden gebruikt om de groei en verspreiding van rot te voorkomen. Hun studie, gepubliceerd in de komende editie van Talanta , werd uitgevoerd door Dr. Dorin Harpaz en haar Ph.D. student Boris Veltman aan de Faculteit Landbouw, Voedsel en Milieu van de HU, onder supervisie van dr. Evgeni Eltzov van het Volcani Institute. Het team werkte samen met Dr. Sarit Melamed en Dr. Zipora Tietel van het Volcani Institute, evenals Dr. Leah Tsror van het Gilat Research Center.

De sensor vertrouwt op slimme bio-engineering en optica. Wanneer de sensor wordt blootgesteld aan een geïnfecteerde aardappel, licht een bacterieverbinding binnenin op - waarbij de sterkte van de luminescentie de concentratie en samenstelling van het rot aangeeft. "De intensiteit van het licht dat door het bacteriënpaneel wordt afgegeven, maakt het mogelijk om snel en kwantificeerbaar de kenmerken van de ziekte te analyseren, die de sensor kan 'ruiken' voordat zichtbare symptomen verschijnen", legt Eltzov uit. "De biosensor die we hebben ontwikkeld, zal helpen bij het identificeren van zieke aardappelen die nog geen externe indicaties hebben, en om ze uit de buurt van gezonde knollen te houden, en zo te voorkomen dat rotting zich ontwikkelt of zich verspreidt naar andere gezonde planten", voegde Harpaz eraan toe.

Om het bacteriënpanel te vormen, creëerde het team een ​​samenstelling van vier genetisch gemanipuleerde bacteriën die biologische toxiciteit meten. In deze studie detecteerde de biologische sensor ziekte voordat er een zichtbaar spoor was, en zorgde ervoor dat de optische sensor twee keer zo helder scheen als de sensoren in niet-geïnfecteerde aardappelen. Hun mogelijkheden werden ook aangetoond in een eerder onderzoek waarbij de sensoren werden gebruikt om toxiciteit bij kunstmatige zoetstoffen in sportsupplementen te detecteren.

Volgens de onderzoekers biedt de vroege ontdekking van ziekten - voordat de aardappelen naar buitenlandse markten worden geëxporteerd of opnieuw worden geplant - een aanzienlijk voordeel voor voedseltelers. "De biologische sensor kan worden gebruikt om snel en economisch verborgen rot in aardappelen te identificeren, een beter beheer na de oogst mogelijk te maken en voedselverspilling te verminderen, wat vooral belangrijk is gezien de huidige wereldwijde voedselcrisis", concludeerde Harpaz. + Verder verkennen

Meerdere hoogwaardige genomen samengesteld uit 24 wilde en 20 gekweekte aardappelrassen