A búzát érintő lisztharmatfertőzés első megbízható biomarkereit azonosították az ELKH Agrártudományi Kutatóközpont (ATK) kutatói.

Az E-orr kutatócsoport a világszerte jelentős mértékben elterjedt gomba, kórokozóval fertőzött búza környezetébe, kibocsátott 48 illékony vegyületét jellemzik a kutatók. A GINOP-projekt keretében működő E-orr kutatócsoport távlati célja egy, az azonosított biomarkerek érzékeny detektálására alkalmas bioelektronikus szenzor – e-orr – kifejlesztése és alkalmazása a mezőgazdaságban. A kutatócsoport célja, hogy létrehozzon egy növényi illatanyagokat és a növényi patogének illatanyagait felismerő sejtes szaglópanelt. A szaglópanel megalkotásához olyan humán sejtvonalakat (HEK 293) készítetenek, melyek kifejezik az ecetmuslica (Drosophila melanogaster) bizonyos szaglóreceptorait valamint egy kalciumérzékeny fluoreszcens fehérjét (GCaMP6). A szaglópanel bioszenzor sejtjeiben kifejezett szaglóreceptorok ligandfüggő kation csatornák, melyek az illatanyag ligandok kötésére nyitnak. A csatornanyitás során többek között kalcium áramlik a sejtekbe, így a ligandkötés a kalcium koncentráción keresztül a GcaMP6 fehérje segítségével fluoreszcens jelként nyomonkövethető. Így válhat vizsgálhatóvá a lisztharmatfertőzés.

A magasabb rendű élő szervezetek másodlagos anyagcsere-reakcióik során nagyszámú illékony szerves vegyületet (angolul: Volatile Organic Compound – VOC) bocsátanak ki. Ezek a vegyületek sokféle életfontosságú folyamatban vesznek részt, és szerepük van számos súlyos betegség lefolyásának megértésében és diagnosztikájában. Ilyen például a rák esetében az onkokés vagy a koronavírus esetében a kutyás vagy műszeres szűrés.

A növény és kórokozó kölcsönhatások során szintén nagy mennyiségben termelődnek ilyen illékony anyagok.

Az ATK E-orr kutatócsoportja a búzalisztharmattal fertőzött növények környezetébe kibocsátott 48 illékony vegyületet azonosította és jellemezte. Ezek közül a kutatók 3-6 vegyületről mutatták ki, hogy a gomba termeli őket, és kizárólag a fertőzött növényekben észlelhetők. Akár már a tünetek megjelenése előtt.

Mindez három eltérő évjáratban, számos búzafajta különböző gombarasszokkal történő mesterséges fertőzése esetén és többféle fejlődési stádiumban is igaznak bizonyult. Ezért kijelenthető, hogy ezek a vegyületek a lisztharmatfertőzés első megbízható biomarkereinek tekinthetők. Ezt a kutatóknak azóta már valós körülmények között, a szántóföldön – zavaró és komplex háttérben – szintén sikerült igazolniuk. Hasonló előrehaladott munkát folytatnak a búza fuzáriumos betegségével kapcsolatban is.

A természetben a környezetbe kibocsátott illékony anyagokat igen gyakran a rovarok csápjain található receptorok kötik meg, amelyek a rovarok ismert kémiai kommunikációjának fizikai alapját jelentik. Ezek mintájára a kutatók távlati célja egy, az azonosított biomarkerek érzékeny detektálására alkalmas bioelektronikus szenzor – e-orr – kifejlesztése és alkalmazása a mezőgazdaságban. Ezzel párhuzamosan a kutatók a meglévő mérési adathalmazokon mesterséges gépi algoritmusokkal „tréningezést” végeznek annak érdekében, hogy az előrejelzés hatékonyságát az eddigieknél gyorsabbá és pontosabbá tegyék.