Trotz des Erfolgs bei der Steigerung der Lebensmittelproduktion wird die Hälfte der weltweiten Nahrungspflanzen aufgrund von durch Mikroorganismen verursachter Fäulnis verschwendet. Es ist bekannt, dass Pflanzen verschiedene flüchtige organische Verbindungen an die Umwelt abgeben, die zur Früherkennung von Krankheiten und zur Verhinderung von Ernteverlusten verwendet werden können. Eine neue Studie der Hebrew University of Jerusalem und der Israel Agricultural Research Organization (Vulcani Institute) hat einen biologischen Sensor zur Früherkennung latenter Krankheiten in Kartoffelknollen entwickelt, einem der wichtigsten Agrarexporte Israels mit einer Jahresproduktion von bis zu 700000 Tonnen, Berichte STMEGI.
Israelische Landwirte importieren Kartoffeln aus Europa zum Anpflanzen, und ein bestimmter Prozentsatz dieser importierten Knollen kommt bereits mit Krankheiten infiziert an, die Fäulnis verursachen und die Qualität stark beeinträchtigen. Forscher der Hebräischen Universität und des Vulcani-Instituts haben einen Sensor entwickelt, der Kartoffelkrankheiten erkennt und helfen kann, ihre Ausbreitung zu verhindern.
Die Entwicklung, die in der nächsten Ausgabe der wissenschaftlichen Chemiezeitschrift Talanta veröffentlicht wird, wurde von Dr. Doreen Harpaz und ihrem Doktoranden Boris Veltman an der Fakultät für Landwirtschaft, Ernährung und Umwelt der Hebräischen Universität unter der Leitung von Dr Evgeny Yeltsov vom Vulcani-Institut. Die Forscher arbeiteten mit Dr. Sarit Melamed und Dr. Tzipora Titel (Vulcani Institute) und Dr. Leah Tsror (Gilat Research Center) zusammen.
Der Sensor basiert auf einer Kombination aus intelligenter Biotechnik und Optik. Wenn es sich in der Nähe einer infizierten Kartoffelknolle befindet, beginnt das darin enthaltene Bakterienelement zu leuchten, dessen Stärke von der Konzentration und Zusammensetzung der Fäulnischemikalien in der Luft abhängt. Laut Dr. Yeltsov "ermöglicht Ihnen die Intensität des vom Bakterienpanel emittierten Lichts eine schnelle Analyse der Krankheit, noch bevor sichtbare Symptome auftreten." Auf diese Weise können Sie erkrankte Knollen so schnell wie möglich isolieren und die Entwicklung oder Ausbreitung von Fäulnis auf andere Pflanzen verhindern.
Während der Studie erkannte der Sensor die Krankheit in Knollen, die keine sichtbaren Anzeichen einer Infektion zeigten, und strahlte in Gegenwart infizierter Knollen ein doppelt so starkes Leuchten aus wie beim Testen gesunder Kartoffeln.
Die Früherkennung von Krankheiten bietet Lebensmittelzüchtern einen erheblichen Vorteil. Dr. Doreen Harpaz: „Der biologische Sensor kann eingesetzt werden, um die latente Fäulnis bei Kartoffeln schnell und kostengünstig zu erkennen, die Pflanzenkontrolle zu verbessern und die Lebensmittelverschwendung zu reduzieren, was in der aktuellen globalen Lebensmittelkrise besonders wichtig ist.“