Phát hiện sớm bệnh cho cây
trồng
Hàng năm, sự tấn công của virut và nấm vào
cây trồng làm cho 30% số cây trồng bị chết.
Đó là lý do tại sao cần phải phát hiện sớm
bệnh. Tuy nhiên, các thử nghiệm trong phòng
thí nghiệm lại tốn kém và thường mất nhiều
thời gian. Hiện nay, các nhà nghiên cứu tại
Đức đang phát triển một thử nghiệm nhanh,
giá rẻ để sử dụng tại chỗ.
Người nông dân thực sự lo lắng cho ruộng khoai tây khi chỉ mới
đây những cây khoai tây còn đang sinh trưởng, nhưng đến nay
gần như toàn bộ lá chuyển sang màu nâu do bệnh nấm. Thông
thường, vào thời điểm bệnh trở nên rõ ràng thì đã quá muộn.
Diễn biến của bệnh nhanh tới mức ít bà con nông dân nào có thể
chống lại thiệt hại. Để xác định sớm bệnh cho cây trồng, người
nông dân phải mang mẫu đến phòng thí nghiệm. Sau đó, các nhà
nghiên cứu thường sử dụng phương pháp ELISA, một phương
pháp phát hiện thông thường dựa vào phản ứng kháng thể-kháng
nguyên. GS. Florian Schröper thuộc Viện Sinh học phân tử và
sinh thái ứng dụng Fraunhofer (IME) ở Aachen, Đức cho rằng
các thử nghiệm tốn kém mà lại mất tới 2 tuần mới có được kết
quả xét nghiệm. Và sau đó, bệnh thường lan ra cả ruộng.
Các nhà nghiên cứu tại IME hiện đang tiến hành một thử
nghiệm mới có tốc độ nhanh để cung cấp cho nông dân một
phương pháp phân tích chi phí thấp ngay tại hiện trường. Cốt lõi
của thử nghiệm là đầu đọc từ do các nhà khoa học tại Viện Peter
Grünberg thuộc Trung tâm nghiên cứu Jülich, Đức chế tạo.
Thiết bị này có một số cuộn dây kích từ và phát hiện được xắp
xếp theo từng cặp. Cuộn dây kích từ tạo ra từ trường tần suất cao
và thấp, trong khi cuộn dây phát hiện đo trường hỗn hợp. Nếu
các hạt “lọt” ra hiện trường, tín hiệu đo được thay đổi. Kết quả
hiển thị trên màn hình dưới dạng milivon. Điều này cho phép
đưa ra các kết luận về nồng độ của các hạt từ có tại hiện trường.
Các nhà nghiên cứu sử dụng cơ chế này để theo dõi mầm bệnh.
Schröper cho biết: Những gì chúng tôi phát hiện ra không chỉ là
virut mà cả các hạt từ liên kết với các hạt virut. Đầu tiên, các hạt
từ được bổ sung kháng thể nên có thể nhằm vào mục tiêu cụ thể
và làm giảm các mầm bệnh. Theo đó, về cơ bản một hạt virut bị
“mắc” vào một hạt từ. Để đảm bảo hạt virut tương xứng với hạt
từ, các nhà khoa học sử dụng một phương pháp hoạt động giống
như nguyên tắc ELISA. Họ đưa chất chiết từ thực vật vào trong
một ống lọc rất nhỏ chứa đầy chất nền polime mà các kháng thể
đặc trưng liên kết. Khi dung dịch từ cây trồng (plant solution) đi
qua ống, các hạt virut bị mắc vào chất nền. Tiếp theo bước lọc,
các chuyên gia bổ sung các hạt từ được thay đổi nhờ các kháng
thể, làm giảm các kháng nguyên trong chất nền. Bước lọc tiếp
theo loại bỏ toàn bộ các hạt không liên kết. Ống lọc sau đó được
đặt vào thiết bị trong đầu đọc từ để đo nồng độ của các hạt từ.
Các nhà nghiên cứu đã thu được kết quả khả quan trong các thử
nghiệm ban đầu liên quan đến virut grapevine: các giá trị đo đã
đạt mức độ nhạy gấp 10 lần phương pháp ELISA. Hiện tại, các
nhà nghiên cứu đã tiến hành mở rộng thử nghiệm cho các mầm
bệnh khác như bào tử mốc Aspergillus flavus
