Dans une nouvelle étude récemment publiée dans The Plant Journal, des chercheurs de la faculté d’agriculture, d’alimentation et d’environnement de l’université hébraïque de Jérusalem ont utilisé un nouveau système de capteur moléculaire capable de pénétrer dans les cellules végétales et d’identifier les maladies potentielles. La pomme de terre jouant un rôle crucial dans la sécurité alimentaire mondiale, les chercheurs ont travaillé à la mise au point d’une méthode de détection précoce des infections par le mildiou. Cette maladie, qui est l’une des principales causes de perte des récoltes de pommes de terre et de tomates, cause chaque année des dommages estimés à 6,5 milliards de dollars aux produits dans le monde entier.
L’étude a été menée par Matanel Hipsch, étudiant en doctorat, sous la direction de Shilo Rosenwasser, maître de conférences et professeur adjoint à la Faculté d’agriculture Robert H Smith. Le Dr Rosenwasser a expliqué que « le développement d’outils biotechnologiques avancés pour la détection précoce des maladies des plantes peut conduire à une future percée de la recherche dans la compréhension du processus de pathogénicité, améliorant ainsi la sécurité alimentaire en minimisant les dommages causés à l’agriculture mondiale ».
Cette nouvelle méthode permet la détection précoce de diverses maladies dans les feuilles des plantes à l’aide d’un scanner. En utilisant des méthodes de génie génétique, les chercheurs ont produit de nouvelles variétés de pommes de terre qui produisent des protéines spéciales qui sont envoyées dans différentes régions des cellules de la plante. Dans le cadre de ce processus, la protéine agit comme un capteur biologique unique qui peut être envoyé, par exemple, aux chloroplastes dans les cellules de la plante, là où se produit la photosynthèse.
« Dans ses premiers stades, il est difficile d’identifier la maladie car aucun signe extérieur n’est visible sur la feuille », explique Matanel Hipsch.
En utilisant des caméras sensibles capables de capter les signaux, ils ont pu obtenir des informations au niveau de la plante entière. Selon les chercheurs, les images produites par les caméras ont permis de suivre l’état physiologique de la plante tout au long du développement du mildiou de la pomme de terre.
Les résultats ont révélé que l’utilisation d’une protéine comme capteur biologique permettait de détecter les zones malades des feuilles dès les premiers stades. Ces résultats ont également conduit les chercheurs à collaborer avec le Dr David Helman du département des sciences du sol et de l’eau de l’université pour développer un algorithme basé sur l’Intelligence artificielle capable d’analyser les images fluorescentes et de faire la distinction entre les feuilles saines et les feuilles infectées.
L’une des découvertes les plus fascinantes suggère que les zones infectées par le mildiou se caractérisent par une activité photosynthétique plus élevée que le reste de la feuille. Les chercheurs expliquent que ces résultats indiquent comment l’agent pathogène maintient et même améliore la productivité des feuilles dans les premiers stades de la maladie afin de « masquer » son développement dans la plante.
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