奈米技術應用於新型樹木病害之快速檢測開發
2017/12/26 @國際
示意圖
橡木萎凋病(Oak wilt)是一種不易察覺的侵入性真菌病害，依美國農業部林務局的資料顯示，東部21個州都有橡樹萎凋病菌，而明尼蘇達州在2007年至2016年期間已有超過26.6萬棵橡樹受到感染。明尼蘇達入侵植物和害蟲中心(Minnesota Invasive Terrestrial Plants and Pests Center；MITPPC)主任表示：橡樹萎凋病是明尼蘇達州植物的第二大侵入性威脅疾病，僅次於荷蘭榆樹病。
橡樹不僅是野生動物的重要棲息地，也是木頭、家具、建築、家畜飼料等自然來源。目前估計去除感染樹木的成本高達6,000萬美元，每棵樹約400至500美元，且尚未計入對相關經濟活動的影響。現今檢測橡木萎凋病需通過肉眼觀察，且在感染後兩到三週才可能產生病徵以供診斷，但田間的橡木枯萎症狀可能與乾旱影響或昆蟲傷害混淆；而利用實驗室技術檢測病原需耗六小時到兩週，每個樣本花費達60—120美元。
位於明尼蘇達州的食品、農業與自然資源科學學院（University of Minnesota College of Food, Agricultural and Natural Resource Sciences；CFANS）的助理教授Abdennour Abbas和他的團隊開發了新技術，提供了較為經濟快速的診斷方法，從感染樹木中取得木片浸入第一種溶液中以提取DNA，並與第二種金奈米粒子溶液混合後，使用手持式光學偵測計進行檢測。該技術可在採樣30分鐘內檢測到橡木萎凋病，且每個樣本少於5美元。此外，該團隊正積極優化便攜式系統，希望可在不將樣本送到實驗室的情況下，於現場進行早期疾病檢測。【延伸閱讀】野番茄的細菌性潰瘍病抵抗力對商業番茄產業具有重要意義
未來該項技術將可針對不同細菌或真菌性之病害尋找其致病因子，以拓展其在植物病害檢測之產業應用潛力。
相關研究發表於2017年Scientific Reports與Chemical communications
資料來源
- Phys.org
- Microbial separation from a complex matrix by a hand-held microfluidic device
- Rapid and PCR-free DNA Detection by Nanoaggregation-Enhanced Chemiluminescence
文章摘譯
