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创新的监控技术为追踪谷物杀手提供了必要的时
浏览: 发布日期:2019-08-13

创新的监控技术为追踪谷物杀手提供了必要的时间
科学家已经创造了一种新的移动监测技术,可以快速诊断农业最古老的敌人之一 - 小麦锈病。
 
使用手持式DNA测序装置,他们可以在收集样品后48小时内确定农民田间小麦锈菌的精确菌株。这为全球研究人员提供了发现和控制新出现的流行病所需的重要时间。
 
自农业开始以来,小麦锈病几乎威胁到小麦生产,全球所有主要小麦种植区的收成仍受到威胁。最好的防御是种植抗感染的小麦品种,但随着时间的推移,新的锈病菌株会发展,导致新的流行病。保持领先生锈的最佳方法是快速识别和跟踪田间疾病。
 
BMC生物学论文“MARPLE,一种针对复杂真菌病原体的即时,应变水平疾病诊断和监测工具”,展示了研究伙伴关系如何将诊断速度从高端实验室的数月降低到距埃塞俄比亚地区仅2天。埃塞俄比亚CIMMYT的锈病病理学家,合着者Dave Hodson博士说:“了解你所拥有的哪种菌株,是可以纳入早期预警系统的关键信息,从而更有效地控制农民田间的疾病暴发。”
 
“挑战是跟踪小麦锈病并不像你想象的那么简单。有许多不同的菌株,都具有独特的特性,如果没有冗长的实验室测试,就不能分开。因此,确定哪些是威胁可能需要很多很多个月,可能是感染蔓延的时间。“ John Innes中心的主要作者兼集团负责人Diane Saunders博士说。
 
研究人员创建的新MARPLE(移动和实时PLant disEase)诊断平台针对可以在Oxford Nanopore的便携式MinION测序平台上测序的部分锈病遗传密码。“这有助于我们区分紧张,迅速认识到我们之前见过的人,或发现可能成为新威胁的新人。” 第一作者约翰英纳斯中心的Guru Radhakrishnan博士说。
 
“开始作为概念证据的东西现在已经在现场使用,”桑德斯博士说,“这一发展将有助于加强对作物病害压力的监测和更有针对性的控制。”
 
小麦农民面临的部分挑战是,他们经常与猫和老鼠患病。了解当地哪些小麦锈病菌株可以提供哪些小麦品种最安全的建议。
 
“最后,通过这个项目,我们可以将最新技术带到现场,不仅可以告知研究人员,还可以告知农民,”EIAR农业生物技术研究理事会主任Tadessa Daba说。
 
节省时间不是唯一的好处,MARPLE诊断方法也可以在任何地方进行。以前,如果现场的研究人员想要测试可疑的感染样本,他们将不得不将其运送到海外的少数专业实验室。
 
MARPLE诊断方法的制定直接在现场运行。对于间歇性电力,远程无法访问互联网以及实验室试剂缺乏冷藏,这本身就具有挑战性。然而,如果管道要在这些研究站运行,它需要在这些障碍下工作。
 
新平台采用通常需要大量设备和专业知识的协议,并将其提升到您需要较少设施或专业知识的水平。
 
“我们试图制造尽可能少的冷链元素,”博士说。学生和共同作者尼古拉库克,“你可以用当地容易获得的化学品进行简单的步骤,”
 
这种速度和自力更生的结合使得国内研究小组能够与政府部门和国家育种计划进行更密切的协调,以保护当地农民。
 
作为原理的证明,从实地样本到应变水平结果的整个平台于去年9月在埃塞俄比亚的Holeta进行。该研究小组证明了MARPLE诊断管道在Landcruiser后面成功地在麦田旁边运行。
 
“我对这个项目印象非常深刻,”EIAR生物科学研究所所长Tesfaye Disasa表示,“它向该国引入了新技术,并为该研究所带来了能力建设。”
 
为了创建MARPLE平台,该团队于今年5月获得了生物技术和生物科学研究委员会颁发的国际影响力年度创新奖。在此奖项之后,通过CGIAR Inspire挑战和小麦项目提供遗传增益的支持,将在埃塞俄比亚建立另外四个外地站,以使用MARPLE移动实验室。
 
“这是真正的国家和国际工作,最终帮助资源贫乏的农民”,Rust病理学家Badada Girima博士说,他提供了小麦遗传增益计划。
 
本文概述了为实现这一组合计算和实验框架所采取的步骤。希望通过发布这一过程,可以为其他对植物,动物和人类健康构成威胁的复杂真菌病原体开发类似的监测方法。

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