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被新型生物材料“诱骗”的作物孢子帮助全球小麦生产

被新型生物材料“诱骗”的作物孢子帮助全球小麦生产

科学家开发的新型人造材料已被成功地用于迷惑和诱骗攻击小麦作物的有害孢子在另一个寄主上生长,以帮助农民保护他们的粮食生产。

曼彻斯特大学(University of Manchester)的研究人员与国际电子合作伙伴和矿物加工行业合作,提供廉价的一次性野外生物传感器网络,以实时检测作物的感染最早迹象。

通过与行业合作伙伴的合作,这些农作物监测传感器使用了最新一代的“物联网”电子和机器学习技术。以前基于DNA的方法只显示了特定孢子的存在,其中许多孢子一直在我们周围,新的传感器可以确定孢子从良性颗粒变成严重疾病的确切条件。

传感器通过诱骗真菌疾病孢子在该团队的新型生物材料中生长来做到这一点,“相信”它们已经找到了特定的植物寄主和食物来源。然后,微成像探测器会不断检查这些生物材料,并使用人工智能来识别它们与人工宿主一起生长的特征和具体方式。然后,每个传感器通过无线方式向农民发出疾病警报,就像一个生物版的火灾报警器,动态地输入疾病预报系统和地图。在疾病传播之前进行“灭火”,并帮助科学家了解如何最好地预防未来的疾病爆发。

这种创新的新系统在埃塞俄比亚进行了试验,并在《流体》杂志上详细介绍了该系统,它证明了在有害孢子开始生长并干扰小麦作物之前,成功地分散了它们的注意力。这给农民提供了额外的安全保障,他们不必等到孢子破坏的迹象出现后才采取行动拯救他们的作物。

领导这项研究的布鲁斯·格里夫教授说:“这尤其令人兴奋,因为我们的研究小组针对的第一种疾病是对全球小麦生产的主要威胁,此前没有报道说这种疾病能够在其活的植物寄主以外的任何地方生长。”

与比尔和梅林达?盖茨基金会合作,非洲学者、非政府组织和植物流行病学家,剑桥大学,这个团队的目的是要将这些“哨兵”传感器网络部署到埃塞俄比亚的小麦产量来支撑未来作物疾病预测建模在东非和控制措施,并帮助防止重复的大饥荒的地区在1980年代。

新的研究论文介绍了这些生物警报的一个关键元素,利用航空工程技术,使流行的风和空气运动被动地提取和集中疾病孢子到生物模拟传感器材料上,这样它们的感染活动就可以在数小时内得到可靠的信号。相比之下,目前通常需要几周时间才能看到作物上的病状,从而给农民充足的时间采取行动挽救他们的作物。


被新型生物材料“诱骗”的作物孢子帮助全球小麦生产

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