Sur le site Molecular Detection of phytopathogènes transmises par le sol à l’aide d’un système PCR en temps réel Portable
23 février 2018
Détection rapide et précise des agents pathogènes sur place, en particulier terricole phytopathogènes, est cruciale pour prévenir d’autres production d’inoculum et la prolifération des maladies des plantes sur le terrain. La méthode développée ici en utilisant un système de détection de PCR en temps réel portable permet un diagnostic sur place dans des conditions réelles.
Bonjour, je m’appelle Joseph DeShields, je travaille au Département de phytopathologie de l’Université de l’État de Washington et aujourd’hui, je vais vous montrer un protocole de détection sur place pour détecter les maladies transmises par le sol dans le sol. Le diagnostic sur site des maladies des plantes sur le terrain est essentiel pour une gestion efficace des maladies et peut finalement réduire la propagation secondaire des agents pathogènes sur le terrain. Les agents pathogènes transmis par le sol sont particulièrement difficiles à diagnostiquer en raison de la vaste et de la complexité des environnements pédologiques, ce qui peut rendre difficile la compréhension des maladies transmises par le sol. La réaction en chaîne par polymérase, également connue sous le nom de PCR, est actuellement l’approche sensible et précise la plus largement acceptée pour détecter les agents pathogènes des plantes sur le terrain. Le protocole suivant fait la démonstration d’une méthode sensible et sur place pour détecter les agents pathogènes du sol, composée d’une extraction d’ADN à base de billes magnétiques, d’une PCR, qui peut être effectuée à l’aide d’un instrument de PCR portable, et d’une analyse de données, qui peut être effectuée à distance, à l’aide d’un ordinateur portable. Extraction d’ADN à base de billes magnétiques. La trousse d’extraction d’ADN et d’ARN a été préparée et utilisée selon les instructions du fabricant, avec de légères modifications. Tous les réactifs ont été conservés à température ambiante et la protéinase K préparée a été conservée à une température de 20
Aperçu
Cet article présente un système portable de détection par PCR en temps réel pour le diagnostic sur site des agents pathogènes des plantes présents dans le sol. Une détection rapide est essentielle pour une gestion efficace des maladies et pour empêcher la propagation des maladies végétales.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Phytopathologie
- Microbiologie du sol
- Diagnostic sur le terrain
Contexte
- Les agents pathogènes présents dans le sol sont difficiles à diagnostiquer en raison de l'environnement complexe du sol.
- Le diagnostic sur site est essentiel pour une gestion efficace des maladies des plantes.
- La réaction en chaîne par polymérase (PCR) est une méthode largement reconnue pour la détection des agents pathogènes.
- Les systèmes PCR portatifs permettent des diagnostics sur le terrain.
Objectif de l'étude
- Développer une méthode sensible et précise pour la détection de pathogènes présents dans le sol.
- Montrer l'utilisation d'un système PCR portable pour un diagnostic sur site.
- Réduire la propagation secondaire des pathogènes dans les environnements agricoles.
Méthodes utilisées
- Extraction de l'ADN par billes magnétiques.
- PCR en temps réel pour la détection de pathogènes.
- Utilisation d'un appareil portable de PCR pour l'analyse sur le terrain.
- Analyse des données à distance à l'aide d'un ordinateur portable.
Résultats principaux
- La méthode développée permet une détection rapide des agents pathogènes du sol.
- Les conditions sur le terrain peuvent être efficacement gérées à l’aide de ce système portable.
- Un diagnostic sur site peut empêcher une production supplémentaire d’inoculum.
- Le protocole est adaptable à divers environnements du sol.
Conclusions
- Le système PCR portable améliore la capacité de diagnostiquer les agents pathogènes du sol sur le terrain.
- Une détection rapide et précise est essentielle pour une gestion efficace des maladies.
- Cette méthode peut contribuer de manière significative à réduire la propagation des maladies des plantes.
Questions fréquemment posées
Pertinence professionnelle pour l'industrie
La détection rapide sur site des agents pathogènes du sol permet une intervention en temps voulu dans les chaînes de biotechnologie agricole, réduisant ainsi la perte des cultures et soutenant les stratégies de gestion prédictive des maladies. Les diagnostics moléculaires portables combinent le prélèvement sur le terrain et la validation en laboratoire, accélérant la prise de décision lors du développement précoce d'agrochimiques et de biopesticides. Cette approche améliore la validation des cibles dans les études sur les interactions plante-pathogène en fournissant des données quantifiables et reproductibles sur la charge pathogène directement à partir de matrices environnementales complexes.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmaceutique
Découverte précoce et validation de cibles
- Valeur scientifique : Permet la validation fonctionnelle des facteurs de virulence des agents pathogènes grâce à la détection quantitative de copies d'ADN dans le sol.
- Valeur opérationnelle : Soutient la vérification d'hypothèses dans les flux de travail de validation ciblée en assurant une quantification reproductible des agents pathogènes à partir d'échantillons prélevés sur le terrain.
- Valeur prédictive : Génère des données de relation dose-réponse pour le criblage de composés antimicrobiens ou capables de surmonter la résistance, dans des conditions environnementales réalistes.
Développement de criblages et de tests
- Prêt-à-l’emploi du test : L'extraction des acides nucléiques à base de billes magnétiques fournit une préparation d'échantillons standardisée et résistante aux inhibiteurs pour la détection de pathogènes à haut débit.
- Résultat quantitatif : La PCR en temps réel basée sur des sondes fluorogènes fournit des valeurs de Ct permettant la détermination de la limite de détection (jusqu’à 100 copies) pour l’optimisation du test.
- Transférabilité de la plateforme : La compatibilité du protocole avec des instruments portables soutient des flux de travail de dépistage décentralisés sur des sites d’essai géographiquement variés.
Recherche translationnelle et préclinique
- Système pertinent pour les maladies : Utilise Spongospora subterranea dans des matrices de sol pour modéliser les défis réels de détection des agents pathogènes chez les cultures de tubercules.
- Continuité translationnelle : Établit un lien entre le développement d'analyses en laboratoire et les diagnostics utilisables sur le terrain, réduisant ainsi les risques de transfert en biotechnologie agricole.
- Réduction des risques mécanistiques : Permet de surveiller la dynamique de la charge pathogène afin d'évaluer le mécanisme d'action des produits biologiques ou des protectants chimiques appliqués au sol.
Intégration du pipeline et du flux de travail
Cette méthode s'inscrit dans le continuum découverte-translation en permettant une quantification précoce des agents pathogènes lors de la validation des cibles, en soutenant la standardisation des tests dans le criblage, et en éclairant les décisions d'aller ou de ne pas aller de l'avant lors du développement préclinique d'agents de protection des cultures.
- Biologie de la découverte : Permet l'interrogation fondée sur des hypothèses des interactions entre pathogènes et hôtes grâce à une quantification précise de l'ADN cible dans des environnements naturels de sol.
- Écrantage : Fournit des résultats normalisés et quantitatifs de détection des pathogènes, adaptés à l'évaluation de bibliothèques de composés dans des formats d'essai basés sur le sol.
- Analytique : Génère des valeurs de Ct reproductibles et des courbes d'amplification permettant la comparaison statistique des effets des traitements dans différentes conditions expérimentales.
- Recherche translationnelle : Assure la continuité entre les essais en laboratoire contrôlés et les études de validation sur le terrain en maintenant la performance des tests quel que soit le type d'échantillon.
- Réutilisation en entreprise : Met en place une plateforme portable et reproductible de détection des pathogènes, applicable à plusieurs systèmes crop-pathogène au sein de réseaux mondiaux de recherche et développement.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Réduit l'ambiguïté mécanistique dans les études plante-pathogène en fournissant des mesures précises de la charge en pathogène validées sur le terrain.
- Valeur opérationnelle : Améliore la reproductibilité et l'extensibilité de la détection des pathogènes sur divers sites de terrain grâce à des protocoles normalisés d'extraction et d'amplification.
- Valeur stratégique : Renforce la confiance dans les décisions d'aller/arrêt lors des programmes précoces de protection des cultures en réduisant les taux de faux négatifs dans la détection des pathogènes.
- Impact sur le portefeuille : Permet une priorisation ajustée au risque des candidats leaders selon leur efficacité démontrée dans des conditions réalistes de pression pathogène.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en diagnostics moléculaires et en pathologie végétale pour la conception et l'interprétation des tests.
- Dépend de l'accès à des instruments de PCR en temps réel portables et à des jeux de sondes fluorogènes compatibles.
- Exige une standardisation des protocoles de prélèvement et de traitement des échantillons entre les sites sur le terrain afin d'assurer la comparabilité des données.
- Doit tenir compte des inhibiteurs de la PCR d'origine tellurique en validant l'efficacité de l'extraction par billes magnétiques dans les matrices cibles.
- Limité à la détection basée sur les acides nucléiques ; n'évalue pas la viabilité ni l'infectiosité des agents pathogènes sans tests complémentaires.
