利用人类医疗技术预测植物病害

密歇根州bob体育登录立大学的研究人员正在开发一种技术,帮助种植者抵御下一次植物疾病的流行。

布拉德•天

农业生产者不仅要应对不可预测的天气模式、不断变化的经济环境以及不断变化、种类繁多、执意要吞噬他们作物的害虫——他们还面临着长期存在的植物病害问题。这些疾病通过多种病原体传播——包括真菌、细菌、线虫和病毒——潜在的危害令人震惊。

例如,2000年爆发的一场火疫病在密歇根州的果园里肆虐,造成了大约4200万美元的损失,摧毁了35万至45万棵苹果和樱桃树。疾病突然爆发并迅速蔓延。种植者在接下来的几年里花了很多时间重新种植和修复他们的果园。去年,密歇根大豆爆发的白霉病摧毁了价值约5000万美元的作物。

密歇根州立大学(Michigan State University)正在进行的研究课题是开发技术,以确保种植者有能力抗击下一次这种流行病。BOB体育bob体育登录密歇根州立大学)以及全国各地的农bob体育合法吗业和自然资源项目。bob体育下载ios现在,密歇根州立大学bob体育登录来自人类医学、植物遗传学和植物病理学的研究人员已经联合起来,采用最新技术来跟踪和预测下一个主要的植物流行病。

马丁·奇尔弗斯和布拉德·戴,密歇根州立大学agbirbob体育登录esearch的植物病理学家,是多学科团队的领头人。

“我们的目标是提供直接接触的植物病害诊断,这将促进快速的病害管理决策,以最大限度地减少作物损失,提高种植者的盈利能力,”该研究所的助理教授Chilvers说密歇根州立大学植物,土壤和微生物科学系。“我们收集的数据也将有助于长期管理解决方案。对公众和全球来说,这将转化为粮食安全的提高。”

然而,为了诊断植物疾病,研究小组需要一位能够识别植物疾病遗传标记的专家。戴的整个职业生涯都在梳理植物基因组,努力了解植物如何抵抗病原体。他的工作产生了大量的三级数据,这些数据导致了新的潜在用途。

“我查看了所有这些不同物种的大量附属数据,并问道,‘这些数据还有其他用途吗?’”戴伊说,他是哈佛大学的副教授和副系主任bob体育登录密歇根州立大学植物,土壤和微生物科学系。“仅在美国,植物病原体每年就造成约600亿美元的损失。能够了解它们的来源和传播方式将是一项重大成就。”

戴的工作主要集中在基础实验室研究上,他需要帮助来将这些数据应用于实地。bob体育登录Evangelyn Alocilja教授密歇根州立大学生物系统和农业工程系,开发了一种用于检测人体病原体的生物传感器。然而,在与戴交谈之后,两位研究人员意识到,她的技术的潜力可以超越人类医学。bob体育登录通过调整传感器的探针,Alocilja能够使用Day的基因组数据来重新配置该设备,以针对特定的植物病原体。

Alocilja说:“这种生物传感器可以对田间的植物进行早期和快速的筛选,这将警告种植者即将爆发的疾病。”“早期识别病原体将使他们有时间在病原体达到流行病规模之前实施疾病控制方法。”

虽然生物传感器可以检测病原体,但将这些数据放入更大的地理环境中需要额外的工具。这个工具被称为PhotosynQ,目前正处于大卫·克莱默开发的最后阶段,密歇根州立大学汉娜是光合作用和生物能学的杰出教授。PhotosynQ系统由两个同等重要的组件组成:一个名为MultispeQ的手持设备,它允许用户收集植物和土壤健康数据。

PhotosynQ,一个基于网络的数据库,来自世界各地的用户可以上传他们用MultispeQ设备扫描的信息。

戴解释说:“PhotosynQ可以收集人们在全球范围内传播的信息,我们可以利用这些信息来查看植物疾病发生的地点。”“坐在东兰辛,我们可以查看马拉维农民上传的数据,也许可以看到流行病的最初迹象。从那里,我们可以在地面上进行基础研究,试图在它成为严重问题之前阻止它bob体育登录。”

全世界使用PhotosynQ的人越多,在流行病真正开始之前发现它的机会就越大。克莱默计划大量生产这种设备,并以最低的成本分发给种植者。

克雷默说:“如果我们能给人们提供数千台设备,让他们收集植物品种、环境条件、管理技术等数据,我们就能生成一个庞大的数据集。”“我们掌握的数据越多,全球植物状况的图景就越好。这就是我们想用PhotosynQ做的——降低获得仪器的门槛
向人们展示数据。”

通过将植物病理学、植物遗传bob体育登录学和人类医学的研究与尖端技术相结合密歇根州立大学团队正在推动植物流行病学的发展。预测下一次植物流行病可能对整个农业产生深远的影响。bob体育合法吗

“在这里密歇根州立大学在美国,我们正致力于部署下一代纳米技术来检测植物病原体。这真的很酷,”戴说。“这不仅是一种对抗疾病的方法,而且可以使我们的数据不受地理位置的限制。这是一个很好的机会。”

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