Los investigadores han desarrollado una nueva técnica que utiliza parches de microagujas para recolectar ADN de tejidos vegetales en un minuto. en lugar de las horas necesarias para las técnicas convencionales. La extracción de ADN es el primer paso para identificar enfermedades de las plantas, y el nuevo método es prometedor para el desarrollo de herramientas de detección de enfermedades de las plantas en el sitio.

"Cuando los agricultores detectan una posible enfermedad de las plantas en el campo, como el tizón tardío de la papa, quieren saber qué es de inmediato; La detección rápida puede ser importante para abordar las enfermedades de las plantas que se propagan rápidamente. "dice Qingshan Wei, profesor asistente de ingeniería química y biomolecular en la Universidad Estatal de Carolina del Norte y coautor correspondiente de un artículo sobre el trabajo.

"Uno de los obstáculos para la detección rápida es la cantidad de tiempo que se necesita para extraer el ADN de una muestra de planta, y nuestra técnica proporciona un rápido, solución simple a ese problema, "Dice Wei.

"Algunas enfermedades de las plantas tienen síntomas foliares similares, como el tizón tardío causado por el famoso patógeno de la hambruna irlandesa Phytophthora infestans , y Phytophthora plaga causada por una especie hermana P. nicotianae , "dice Jean Ristaino, William Neal Reynolds, profesor distinguido de fitopatología en NC State y coautor correspondiente del artículo. "El estándar de oro para la identificación de enfermedades es un ensayo molecular. Nuestra nueva técnica es importante porque no se puede ejecutar un ensayo de amplificación o genotipado en cepas de P. infestans , o cualquier otra enfermedad de las plantas, hasta que haya extraído el ADN de la muestra ".

Típicamente, El ADN se extrae de una muestra de planta mediante un método llamado extracción CTAB, que tiene que hacerse en un laboratorio, requiere mucho equipo, y tarda al menos de 3 a 4 horas. La extracción CTAB es un proceso de varios pasos que incluye todo, desde trituración de tejidos hasta disolventes orgánicos y centrifugadoras.

Por el contrario, la nueva técnica de extracción de ADN implica solo un parche de microagujas y una solución tampón acuosa. El parche es del tamaño de un sello postal y está hecho de un polímero económico. La superficie de un lado del parche está formada por cientos de agujas de solo 0,8 milímetros de largo.

Un agricultor o investigador puede aplicar el parche de microagujas a una planta que sospecha que está enferma, mantenga el parche en su lugar durante unos segundos, luego quítelo. Luego, el parche se enjuaga con la solución tampón, lavar el material genético de las microagujas y colocarlo en un recipiente estéril. Todo el proceso dura aproximadamente un minuto.

"Es emocionante ver la nueva aplicación de la tecnología de parche de microagujas en la agricultura y la ciencia de las plantas, "dice Zhen Gu, profesor de bioingeniería en la Universidad de California, Los Ángeles y coautor correspondiente del artículo, quien desarrolló varios sistemas de administración de medicamentos basados ​​en microagujas para la salud humana.

"En las pruebas experimentales, Descubrimos que la técnica de microagujas da como resultado niveles ligeramente más altos de impurezas en la muestra, en comparación con CTAB, "Wei dice". Sin embargo, Los niveles de pureza de la técnica de microagujas eran comparables a otros, métodos de laboratorio validados de extracción de ADN. Más importante, descubrimos que la ligera diferencia en los niveles de pureza entre las muestras de microagujas y CTAB no interfirió con la capacidad de analizar con precisión las muestras mediante un ensayo de PCR o LAMP ".

"El hecho de que las microagujas extraigan un volumen de muestreo más pequeño parece no ser un problema, "dice Rajesh Paul, un doctorado estudiante de NC State y primer autor del artículo. "La técnica de microagujas extrajo con éxito el ADN del patógeno de todas las hojas de tomate infectadas recolectadas en el campo en una prueba ciega reciente".

"La extracción de ADN ha sido un obstáculo importante para el desarrollo de herramientas de prueba in situ, ", Dice Wei." Ahora estamos avanzando con el objetivo de crear un bajo costo, Dispositivo portátil de campo que puede realizar cada paso del proceso, desde tomar la muestra hasta identificar el patógeno y reportar los resultados de un ensayo ".

El papel, "Extracción de ADN vegetal mediante parche de microagujas para la detección rápida de enfermedades de las plantas, "se publica en la revista ACS Nano .