Het langdurige proces van het kweken van betere pindaplanten kan worden versneld door een biofysische techniek te gebruiken, Raman-spectroscopie.

Biofysici en plantenveredelaars van Texas A&M AgriLife hebben het gebruik van Raman-spectroscopie aangetoond om snel de niveaus van oliezuur in pinda's te scannen. oliezuur, een enkelvoudig onverzadigde olie, geeft pinda's een langere houdbaarheid. De olie is ook gezond voor het hart.

Ze gebruikten de methode ook om te bepalen hoe resistent planten zijn tegen aaltjesplagen.

Het gebruik van Raman-spectroscopie is sneller, goedkoper en draagbaarder dan standaardbenaderingen voor het screenen van pindavariëteiten op deze gunstige eigenschappen. Het onderzoek is onlangs gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten .

"We hebben aangetoond dat de methode enorm veel tijd kan besparen in ons screeningproces, " zei John Cason, doctoraat, co-auteur en Texas A&M AgriLife Research pindaveredelaar, Stephenville. "Je kunt een 'vingerafdruk' van een bepaalde pinda krijgen en grote hoeveelheden informatie eruit halen. De mogelijkheden zijn eindeloos."

"Raman-spectroscopie is gemeengoed in de biochemie, maar meestal onbekend in de wereld van boeren en plantenveredelaars, " zei Dmitry Kurouski, doctoraat, hoofdonderzoeker van de studie en assistent-professor bij de afdeling Biochemie en Biofysica, Texas A&M College of Agriculture and Life Sciences. "Toch is het draagbaar, goedkoop, nauwkeurig en snel, en digitale landbouw kan transformeren."

Financiering voor de studie kwam van AgriLife Research en het Governor's University Research Initiative. In aanvulling, de Texas Peanut Producers Board en de Southwestern Peanut Shellers Association hebben de groep van Cason gefinancierd om een ​​draagbare Raman-spectrometer te kopen.

Voordelen van Raman versus gevestigde methoden

Vroeger, als Cason de ongedierteresistentie van planten of het vetzuurgehalte van pinda's wilde analyseren, hij zou DNA uit planten halen of monsters naar een extern laboratorium sturen voor infraroodanalyse. Beide methoden zijn aanzienlijk meer tijd-, kosten- en arbeidsintensief dan Raman, zei Cason.

Voor dit project, de medewerkers gebruikten een in de handel verkrijgbare, draagbare Raman-spectrometer, een apparaat ter grootte van een schoenendoos. Raman-spectroscopie meet hoe materialen onschadelijk laserlicht verstrooien. Elk materiaal heeft een specifieke verstrooiende "vingerafdruk" die aanwijzingen geeft over vele soorten moleculaire informatie in een scan van één seconde. Het uitvoeren van een scan is relatief eenvoudig, Cason zei, maar de medewerkers zijn nog bezig met het ontwikkelen en verfijnen van manieren om de gegevens te analyseren.

Het team van Cason kreeg training en begeleiding van Kurouski en drie jonge wetenschappers uit zijn lab:Charles Farber, een afgestudeerde student; Lee Sanchez, een onderzoeksassistent; en Stanislav Rizevsky, doctoraat, een bezoekende geleerde.

Scans van pindabladeren konden nematodenresistente en gevoelige planten met een nauwkeurigheid van ongeveer 75% onderscheiden. Bovendien, scans van pindazaden konden met 82% nauwkeurigheid de variëteiten met een hoog oliezuurgehalte onderscheiden.

Andere pinda-projecten in de maak

Het team breidt momenteel zijn onderzoek naar pindaplanten uit. Het eerste doel is om met Raman snel pindarassen te isoleren met een hoge tolerantie voor droogte. Het team onderzoekt ook of het onderzoek naar de voedingswaarde kan worden uitgebreid om meer voedzame pindavariëteiten te helpen kweken.

Een beperking van de technologie is dat de scanner in contact moet staan ​​met het te scannen materiaal. Het team van Kurouski werkt aan een Raman-"telescoop" om scans van planten op 30 meter afstand mogelijk te maken.

"Biofysici en pindakwekers gaan meestal niet in dezelfde kringen om, maar dit is een goed project geweest, "Zei Cason. "Ik denk niet dat het de laatste van dit team zal zijn."