Bất chấp những tiến bộ trong việc tăng cường sản xuất lương thực, một nửa sản lượng lương thực thu hoạch trên thế giới vẫn bị lãng phí do vi sinh vật thối rữa. Thực vật được biết là có khả năng giải phóng nhiều hợp chất hữu cơ dễ bay hơi khác nhau vào môi trường, có thể được sử dụng để phát hiện sớm bệnh và ngăn ngừa mất mùa. Nghiên cứu mới của Đại học Do Thái Jerusalem và Tổ chức Nghiên cứu Nông nghiệp Israel (Vulcani) đã tạo ra cảm biến sinh học giúp phát hiện sớm các bệnh tiềm ẩn trên củ khoai tây, một trong những ngành xuất khẩu nông sản chính của Israel với sản lượng lên tới 700000 tấn/năm. năm, báo cáo STMEGI.
Nông dân Israel nhập khẩu khoai tây từ châu Âu để trồng và một tỷ lệ nhất định trong số củ nhập khẩu này đến nơi đã bị nhiễm bệnh gây thối và giảm đáng kể chất lượng. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Do Thái và Viện Vulcani đã phát triển một cảm biến phát hiện bệnh khoai tây và có thể giúp ngăn ngừa sự lây lan của chúng.
Sự phát triển này, nghiên cứu được công bố trên số tiếp theo của tạp chí hóa học khoa học Talanta, được thực hiện bởi Tiến sĩ Doreen Harpaz và nghiên cứu sinh của bà, ông Boris Veltman tại Khoa Nông nghiệp, Thực phẩm và Môi trường tại Đại học Do Thái, dưới sự giám sát. của Tiến sĩ Evgeniy Eltsov từ Viện Núi lửa. Các nhà nghiên cứu đã hợp tác với Tiến sĩ Sarit Melamed và Tiến sĩ Tziporah Titel (Viện Vulcani), cũng như Tiến sĩ Leah Tzror (Trung tâm Nghiên cứu Gilat).
Cảm biến này dựa trên sự kết hợp giữa công nghệ sinh học thông minh và quang học. Khi đến gần một củ khoai tây bị nhiễm bệnh, phần tử vi khuẩn trong đó bắt đầu phát ra ánh sáng, cường độ của nó phụ thuộc vào nồng độ và thành phần của các hóa chất khử hoạt tính trong không khí. Theo Tiến sĩ Eltsov, “Cường độ ánh sáng phát ra từ bảng vi khuẩn cho phép phân tích nhanh căn bệnh trước khi các triệu chứng rõ ràng xuất hiện”. Điều này cho phép bạn cách ly những củ bị bệnh càng nhanh càng tốt, ngăn ngừa sự phát triển hoặc lây lan của bệnh thối sang các cây khác.
Trong nghiên cứu, cảm biến đã phát hiện bệnh ở củ không có dấu hiệu nhiễm trùng rõ ràng và khi có củ bị nhiễm bệnh, nó phát ra ánh sáng mạnh gấp đôi so với khi kiểm tra khoai tây khỏe mạnh.
Việc phát hiện sớm bệnh mang lại lợi ích đáng kể cho người nông dân trồng thực phẩm. Tiến sĩ Doreen Harpaz: “Cảm biến sinh học có thể được sử dụng để xác định bệnh thối tiềm ẩn trong khoai tây một cách nhanh chóng và tiết kiệm chi phí, cải thiện việc kiểm soát cây trồng và giảm lãng phí thực phẩm, điều này đặc biệt quan trọng trong cuộc khủng hoảng lương thực toàn cầu hiện nay”.