Oamenii de ştiinţă israelieni au creat o tehnologie bazată pe senzori pentru a ajuta la îmbunătăţirea securităţii alimentare globale şi la minimizarea daunelor în culturile agricole.
Cartofii şi tomatele sunt printre cele mai populare alimente din lume, dar sunt susceptibile la boli grave ale plantelor care provoacă pierderi majore de recolte. Spre exemplu Phytophthora infestans, sau mana, în limbaj popular, este responsabilă pentru daune anuale estimate la 6,5 miliarde de dolari la nivel mondial.
Detectarea timpurie a agenților patogeni
Într-un studiu publicat recent în The Plant Journal, de către Societatea pentru Biologie Experimentală, se vorbeşte despre rezultatele obţinute de cercetătorii de la Facultatea de Agricultură, Alimentaţie şi Mediu a Universităţii Ebraice din Ierusalim, care au folosit un nou sistem de senzori moleculari capabil să intre în celulele vegetale şi să identifice potenţialele boli. Dezvoltarea instrumentelor biotehnologice avansate pentru detectarea precoce a bolilor plantelor poate duce la un viitor progres în cercetare în sensul înţelegerii procesului de patogenitate, îmbunătăţind astfel securitatea alimentară prin minimizarea daunelor aduse agriculturii globale”, a explicat Shilo Rosenwasser, unul dintre cercetătorii implicaţi în acest proiect.
Identificarea condiţiilor de stres
Folosind metode de inginerie genetică, cercetătorii au produs noi soiuri de cartofi care creează proteine speciale trimise în diferite regiuni ale celulelor plantei. Ca parte a procesului, proteina acţionează ca un senzor biologic unic care poate fi trimis, de exemplu, către cloroplastele din celulele plantei unde are loc fotosinteza. „În stadiile sale incipiente, este dificil să identifici boala, deoarece nu pot fi observate semne externe pe frunze. În studiul nostru, am văzut că utilizarea senzorilor moleculari în sistemele biologice ale cartofilor este deosebit de eficientă în identificarea condiţiilor de stres chiar înainte să apară orice semne de daune pe plante”, susţin cercetătorii israelieni.
ROLUL INTELIGENŢEI ARTIFICIALE
Cu ajutorul unor camere sensibile ce pot capta semnalele trimise de la senzor, aceştia au putut obţine informaţii la nivelul întregii plante. Rezultatele cercetării au arătat că utilizarea proteinelor ca senzor biologic a putut detecta zonele bolnave ale frunzelor chiar şi în primele etape invizibile. Urmare a acestei descoperiri, oamenii de ştiinţă au dezvoltat un algoritm bazat pe inteligenţă artificială, capabil să analizeze imaginile fluorescente şi să facă distincţia între frunzele sănătoase şi cele infectate. „Am văzut că plantele infectate cu mană fac ca proteina să iasă din cloroplast şi să se acumuleze în afara acestuia. Astfel s-a putut observa o schimbare a proprietăţilor fluorescente ale proteinei, ceea ce a ajutat la identificarea punctelor de penetrare a agentului patogen în frunză”, au constatat cercetătorii.
