Портативные ДНК-секвенаторы помогают африканским фермерам бороться с болезнями сельхозкультур
Ученые из Университета Западной Австралии впервые применили новую портативную технологию ДНК-секвенирования в Восточной Африке, чтобы помочь фермерам бороться с разрушительными последствиями болезней растений.
Фермеры, столкнувшиеся с болезнями посевов маниока, могут немедленно принять меры для спасения своего дохода, используя портативное устройство для анализа ДНК в реальном времени.
Ручной ДНК-секвенатор MinION, разработанный британской компанией Oxford Nanopore, используется для идентификации штамма вируса, уничтожающего посевы маниока в Танзании и Уганде. Это часть совместного проекта ученых и фермеров — Cassava Virus Action Project (CVAP).
Ведущий исследователь проекта доктор Лора Бойкин отмечает, что MinION предоставляет информацию в реальном времени, в отличие от обычных трех месяцев, что позволяет фермерам действовать гораздо быстрее.
Поскольку 800 миллионов человек в мире зависят от угрожаемой культуры маниока, команда планирует расширить проект, чтобы снизить риск потери урожая и сохранить средства к существованию.
Маниок, углеводная культура, из которой производят тапиоку, играет критическую роль в сельском хозяйстве развивающихся стран. Сейчас его опустошают несколько вирусов, вызывающих два заболевания: «болезнь мозаики маниока» (CMD), которая привела к крупным голодам в 1920-х и 1990-х годах, и «болезнь коричневой полосатости маниока» (CBSD), эпидемия которой быстро распространяется в Восточной Африке.
Оба заболевания, переносимые белокрылкой, препятствуют нормальному росту растений, что приводит к значительному снижению урожая или даже полным потерям. Вирусы делают растение несъедобным и непродаваемым, и урожай приходится уничтожать, чтобы остановить его распространение.
«Мы показали, что карманные ДНК-секвенаторы могут принести пользу сельским фермерским сообществам, которые обычно не имеют доступа к таким технологиям из-за их дороговизны и медлительности», — говорит Джозеф Ндунгуру, директор Сельскохозяйственного исследовательского института Микочени в Танзании.
«Благодаря быстрой и точной идентификации вирусов фермеры теперь понимают, какие культуры сажать, устойчивые к конкретному виду/штамму вируса. Это ключ к достижению устойчивой резистентности к болезням и повышению урожайности. Эта технология также проста в использовании и не требует крупной инфраструктуры и персонала».
Доктор Бойкин сообщила, что команда планирует расширить проект в Танзании и Уганде и сотрудничать с другими странами, которые еще не пострадали от вирусов маниока, переносимых белокрылкой, например, с Таиландом и Бразилией.
«Если не будут найдены лучшие стратегии борьбы с этой болезнью, пострадают миллионы людей — мы должны думать как об экономиках, так и об отдельных семьях», — сказала она.
MinION весом всего 100 г, который можно использовать в любом месте, подключив к ноутбуку или ПК, использовали для секвенирования как растений маниока, так и белокрылок. Это позволило идентифицировать точный штамм присутствующего вируса, а также сорт маниока, который выращивает фермер.
Проект по диагностике болезней маниока софинансировался Фондом Билла и Мелинды Гейтс и Министерством международного развития Великобритании.