ابزار جدید تشخیص بیماری گندم در تانزانیا تاسیس شد

ویرایش شده توسط گابی کلارک، بررسی توسط اندرو زینین

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

محققان مرکز جان اینس، دانشمندانی را از سراسر تانزانیا آموزش داده‌اند تا از سنجش‌های جدید تقویت همدما با واسطه حلقه (LAMP) برای تشخیص سریع انفجار گندم، یک تهدید قارچی برای برداشت گندم استفاده کنند.

این آموزش که در موسسه تحقیقات کشاورزی تانزانیا (TARI) میزبانی شد، نحوه استفاده از سنجش LAMP را به عنوان تست‌های کم‌هزینه و سریع برای تشخیص وجود یک بیماری قارچی به نام بلاست گندم (ناشی از پاتوتیپ Magnaporthe oryzae Triticum) را پوشش داد. این بیماری هنوز در تانزانیا یافت نشده است، اما در کشور همسایه زامبیا تایید شده است. ارائه ابزارهای تشخیص سریع مانند LAMP به بهبود توانایی تانزانیا برای شناسایی و پاسخ به خطر انفجار گندم در صورت رسیدن بیماری به این کشور کمک می کند.

دکتر Caresma Chuwa، مدیر TARI-Selian، گفت: "انفجار گندم یک تهدید آشکار است که می تواند وارد مزارع تانزانیا شود و به برداشت محصول آسیب برساند. اینکه چقدر سریع می توانیم واکنش نشان دهیم بستگی به این دارد که چقدر سریع می توانیم قارچ را در مزرعه نیز شناسایی کنیم. این آموزش ابزار جدیدی را برای بهبود تشخیص به ما ارائه کرد."

بیست و یک نماینده از پنج مؤسسه در سراسر تانزانیا در این آموزش شرکت کردند، که همچنین منابع کافی را برای تیم تانزانیا فراهم کرد تا نمونه‌هایی را که فکر می‌کنند می‌تواند در فصل آینده انفجار گندم باشد، آزمایش کند. یافته‌های این کار قبلا به شبکه DEWAS متصل است، یک شبکه نظارت جهانی که بیماری‌های گندم را ردیابی می‌کند و اقدامات کنترلی را برای محافظت از کشاورزان اطلاع‌رسانی می‌کند.

گام بعدی برای این فناوری، توسعه آزمایش هایی است که نیازی به مرحله گرمایش ندارند و می توانند بدون نیاز به معرف های یخچالی اجرا شوند. انجام این کار باعث می شود که تست های تشخیصی بلاست گندم در سراسر مناطق روستایی در دسترس تر باشد.

سالومه مونیسی، دانشمند پژوهشی در TARI گفت: "بسیار عالی است که می بینیم این فناوری جدید اکنون توسط آسیب شناسان بیماری گندم در سرتاسر تانزانیا آموزش داده شده و مورد استفاده قرار می گیرد. همکاری با این جوامع ظرفیت ما را برای تشخیص گسترش انفجار گندم و واکنش سریع تقویت می کند و در نهایت از برداشت کشاورزان و جوامعی که آنها حمایت می کنند محافظت می کند."

آزمایشگاه ساندرز در مرکز جان اینس، آزمایشی کم‌هزینه و در دسترس را برای تأیید سریع این که آیا نمونه حاوی انفجار گندم است، به عنوان بخشی از پروژه سیستم مشاوره نظارت جهانی (GSAS) توسعه داد. محققان تانزانیایی استفاده از این آزمون جدید را در کارگاهی که در TARI-Selian برگزار شد، یاد گرفتند.

آزمایش جدید نوعی سنجش LAMP است که در جاهای دیگر برای ردیابی بیماری‌ها مانند سبز شدن مرکبات استفاده شده است. این سنجش‌ها به اندازه‌ای حساس هستند که مقادیر کم نشانگر بیماری را شناسایی کنند و برای تشخیص زودهنگام از نمونه‌های میدانی کوچک ایده‌آل هستند.

لیام باتلر، دستیار پژوهشی در آزمایشگاه ساندرز گفت: "ما سنجش‌های LAMP را انتخاب کردیم، زیرا آنها تشخیص بسیار دقیقی را ارائه می‌کنند و در عین حال به راحتی برای آزمایشگاه‌های صحرایی قابل دسترسی هستند. این فرآیند سریع است و نتیجه واضحی از تشخیص سوختگی سر فوزاریوم یا انفجار گندم ارائه می‌دهد. این باعث می‌شود آنها ابزاری عالی برای تیم‌های میدانی در سراسر تانزانیا باشند."

در حالی که شبیه به واکنش‌های PCR، سنجش‌های LAMP این مزیت را دارند که بدون نیاز به دستگاه PCR پیچیده و گران‌قیمت ترموسایکلینگ اجرا می‌شوند و تنها به یک صفحه گرمایشی ساده نیاز دارند. آنها همچنین سریع هستند و برای بازگشت به نتیجه به 30 دقیقه تا یک ساعت حرارت دادن در یک دمای واحد نیاز دارند. این تقاضای منابع کم و سرعت این آزمایش ها را برای آزمایشگاه های میدانی با منابع کم در سراسر مناطق روستایی قابل دسترس می کند.

سنجش‌های LAMP طراحی‌شده توسط JIC وجود انفجار گندم را از طریق آزمایش تغییر رنگ تأیید می‌کند که در حضور عامل بیماری‌زا از صورتی به زرد تبدیل می‌شود. این به وضوح وجود بلاست گندم در نمونه را برای محققان تایید می کند. سپس محققان می‌توانند این یافته را با آزمایش نمونه با آزمایش‌های پیشرفته‌تر برای تأیید نتایج و کشف جزئیات بیشتر در مورد سویه عفونت دنبال کنند.

بسیاری از بیماری های محصول به خوبی تثبیت شده اند، در حالی که برخی دیگر به تازگی ظهور کرده اند. بلاست گندم یکی از این بیماری های جدید است، یک بیماری قارچی که اولین بار در سال 1985 در برزیل ظاهر شد و در شرایط گرم و مرطوب رشد می کند. این قارچ باعث ایجاد ضایعات الماسی شکل بر روی برگ گندم، خوشه های سفید شده گندم و چروک شدن یا از بین رفتن دانه ها می شود. شیوع انفجار گندم می تواند به سرعت گسترش یابد و باعث خسارت 50٪ تا 100٪، معیشت کشاورزان و امنیت غذایی محلی شود.

بلاست گندم می تواند توسط هاگ ​​هایی که با غلات آلوده سفر می کنند، توسط حیوانات و فعالیت های انسانی مانند تجارت پخش شود. برای آلوده کردن یک گیاه فقط یک هاگ لازم است و گیاهان آلوده روزانه تا 6000 هاگ تولید می کنند.

این بیماری در سال 2018 با کشف تایید شده خود در منطقه Mpika، زامبیا به آفریقا رسید، جایی که به سرعت در مناطق همسایه گسترش یافت. تانزانیا در معرض خطر خاصی قرار دارد زیرا این بیماری در نزدیکی مرز شمالی زامبیا با تانزانیا یافت شد.

بهترین راه برای جلوگیری از انتشار بلاست گندم، پرورش واریته های مقاوم یا استفاده از قارچ کش ها برای کنترل گیاهان آلوده است. این رویکردها تعداد گیاهان آلوده تولید کننده هاگ را کاهش می دهد. به دلیل ضررهای احتمالی که انفجار گندم می تواند ایجاد کند، برای کشورها ضروری است که به سرعت با روش های کنترلی برای محدود کردن خسارات در زمان کشف شیوع اقدام کنند. چالش این است که تشخیص انفجار گندم در مزرعه می تواند دشوار باشد زیرا می توان آن را با یک بیماری دیگر، بیماری فوزاریوم سر (FHB) اشتباه گرفت که در درجه اول توسط Fusarium graminearum ایجاد می شود.

توانایی پاسخ به بیماری به سرعت و دقت تشخیص آن بستگی دارد. بسیاری از بیماری های محصول دارای علائم قابل مشاهده ای هستند که می توانیم با چشم تشخیص دهیم. به عنوان مثال، رنگ نارنجی روشن زنگ گندم به قدری واضح است که توسط دوربین های موجود در فضا قابل ردیابی است.

FHB یکی دیگر از بیماری های قارچی است که بر برداشت جهانی گندم تأثیر می گذارد. شیوع بیماری باعث کاهش عملکرد در حدود 10 تا 50 درصد و تجمع مایکوتوکسین‌ها می‌شود که غلات را برای خوردن انسان و حیوانات ناامن می‌کند. برخلاف بلاست گندم، FHB حدود 50 سال است که در آفریقا یافت می شود و با تغییرات آب و هوایی به طور فزاینده ای رایج شده است.

هم FHB و هم بلاست گندم باعث علائم مشابه سفید شدن سر و چروک شدن دانه می شوند و تشخیص مداوم بیماری ها از طریق چشم را حتی برای متخصصان دشوار می کند. این شباهت در ظاهر این نگرانی را ایجاد می کند که انفجار گندم می تواند به یک کشور برسد و به دروغ به عنوان FHB شناسایی شود و به آن اجازه داده نشود که مورد توجه قرار نگیرد و بیشتر گسترش یابد.

تکنیک‌های آزمایشگاهی یا میکروسکوپی می‌توانند به راحتی تشخیص دهند که آیا یک نمونه با بلاست یا FHB آلوده است، اما این رویکردها اغلب به تجهیزات و معرف‌های گران قیمتی بستگی دارد که در بسیاری از نقاط جهان کمیاب هستند.

پروفسور دایان ساندرز، سرپرست گروه مرکز جان اینس، گفت: "انفجار گندم یک تهدید بزرگ برای برداشت گندم در سراسر آفریقا است، بنابراین ما به ابزارهای بهتری برای ردیابی دقیق و سریع آن نیاز داریم. سنجش‌های LAMP جدید ما این را ارائه می‌دهند: آزمایشی در دسترس که آزمایشگاه‌های مزرعه‌ای می‌توانند از آن استفاده کنند تا زمانی که آنها مشکوک هستند نمونه FHB ممکن است انفجار گندم باشد."

کارشناسی ارشد زبان انگلیسی، ویرایشگر کپی از سال 2021 با تجربه در آموزش عالی و محتوای بهداشتی. تقدیم به اخبار معتبر علمی. نمایه کامل →

فوق لیسانس فیزیک با تجربه تحقیق. علاقه مندان به اخبار علمی طولانی مدت. نقش کلیدی در موفقیت سرمقاله Science X ایفا می کند. نمایه کامل →