Các nhà nghiên cứu Israel tại Đại học Do Thái ở Jerusalem đã phát triển một hệ thống cảm biến phân tử mới có thể phát hiện các bệnh có hại trên cây trồng, bao gồm khoai tây và cà chua.
Việc phát hiện sớm các bệnh như bệnh sương mai có thể giúp giảm tình trạng mất an ninh lương thực toàn cầu. Căn bệnh này là một trong những nguyên nhân chính gây mất mùa khoai tây và cà chua, với thiệt hại ước tính 6.5 tỷ USD hàng năm trên toàn thế giới. Ở giai đoạn đầu bệnh này rất khó nhận biết vì lá không có biểu hiện bên ngoài.
Trong một bài báo đăng trên Tạp chí Thực vật, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra việc sử dụng các kỹ thuật kỹ thuật di truyền để phát triển các giống khoai tây mới tạo ra các protein đặc biệt. Những protein này hoạt động như một cảm biến sinh học có thể được gửi đến lục lạp trong tế bào thực vật nơi quá trình quang hợp diễn ra.
Sử dụng các camera nhạy cảm có khả năng ghi lại các tín hiệu do cảm biến gửi đến, các nhà khoa học có thể thu được thông tin không gian về toàn bộ nhà máy. Những hình ảnh thu được đã giúp theo dõi trạng thái sinh lý của cây trong suốt thời kỳ phát triển của bệnh khoai tây.
Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng protein này phát hiện các vùng lá bị bệnh ngay cả trong giai đoạn đầu tiên không nhìn thấy được. Một phát hiện khác cho thấy những khu vực bị nhiễm bệnh mốc sương có đặc điểm là hoạt động quang hợp cao hơn so với phần còn lại của lá. Các nhà nghiên cứu cho biết điều này chỉ ra cách mầm bệnh duy trì và thậm chí cải thiện năng suất lá trong giai đoạn đầu của bệnh nhằm “che giấu” sự phát triển của nó trên cây.
Việc phát triển các công cụ công nghệ sinh học tiên tiến để phát hiện sớm bệnh thực vật có thể dẫn đến những đột phá nghiên cứu trong tương lai trong việc tìm hiểu quá trình gây bệnh và giảm thiểu thiệt hại nông nghiệp.