على الرغم من النجاح في زيادة إنتاج الغذاء ، فإن نصف المحاصيل الغذائية في العالم تُهدر بسبب التحلل الناجم عن الكائنات الحية الدقيقة. من المعروف أن النباتات تطلق العديد من المركبات العضوية المتطايرة في البيئة ، والتي يمكن استخدامها للكشف المبكر عن الأمراض والوقاية من فقدان المحاصيل. خلقت دراسة جديدة أجرتها الجامعة العبرية في القدس ومنظمة البحوث الزراعية الإسرائيلية (معهد فولكاني) مستشعرًا بيولوجيًا للكشف المبكر عن الأمراض الكامنة في درنات البطاطس ، أحد الصادرات الزراعية الرئيسية لإسرائيل ، بإنتاج سنوي يصل إلى 700000 طن ، التقارير STMEGI.
يستورد المزارعون الإسرائيليون البطاطس من أوروبا للزراعة ، وتصل نسبة معينة من هذه الدرنات المستوردة مصابة بالفعل بأمراض تسبب التعفن وتقلل من الجودة بشكل كبير. طور باحثون في الجامعة العبرية ومعهد فولكاني جهاز استشعار يكتشف أمراض البطاطس ويمكن أن يساعد في منع انتشارها.
تم تنفيذ التطوير ، الذي سينشر في العدد القادم من مجلة الكيمياء العلمية Talanta ، من قبل الدكتورة دورين هارباز وطالب الدكتوراه بوريس فيلتمان في كلية الزراعة والغذاء والبيئة في الجامعة العبرية تحت إشراف د. يفغيني يلتسوف من معهد فولكاني. تعاون الباحثون مع الدكتور ساريت ميلاميد والدكتور تسيبورا تيتل (معهد فولكاني) والدكتورة ليا تسور (مركز أبحاث غيلات).
يعتمد المستشعر على مزيج من الهندسة الحيوية الذكية والبصريات. عندما تكون بالقرب من درنة البطاطس المصابة ، يبدأ العنصر البكتيري الموجود فيها في إصدار وهج ، وتعتمد قوته على تركيز وتكوين المواد الكيميائية المتعفنة في الهواء. وفقًا للدكتور يلتسوف ، "تسمح لك شدة الضوء المنبعث من اللوحة البكتيرية بتحليل المرض بسرعة حتى قبل ظهور الأعراض المرئية". يتيح لك ذلك عزل الدرنات المريضة بأسرع ما يمكن ، مما يمنع تطور العفن أو انتشاره إلى النباتات الأخرى.
خلال الدراسة ، اكتشف المستشعر المرض في الدرنات التي لم تظهر أي علامات مرئية للعدوى ، وفي وجود درنات مصابة ينبعث منها وهج أقوى مرتين من اختبار البطاطس الصحية.
يوفر الاكتشاف المبكر للأمراض ميزة كبيرة لمزارعي الأغذية. الدكتورة دورين هارباز: "يمكن استخدام المستشعر البيولوجي لاكتشاف العفن الكامن في البطاطس بسرعة وفعالية من حيث التكلفة ، وتحسين التحكم في المحاصيل وتقليل هدر الطعام ، وهو أمر مهم بشكل خاص في أزمة الغذاء العالمية الحالية."