Washington, DC
July 28, 2008
ARS News Service
Agricultural Research Service, USDA
By Jan
Suszkiw
A new method that rapidly
detects the "genetic fingerprints" of fungi responsible for
millions of dollars in losses in western wheat has been
developed by Agricultural
Research Service (ARS) scientists in Pullman, Wash.
Though not ready for commercial
use, the real-time quantitative polymerase chain reaction (PCR)
assays set the stage for building a comprehensive
risk-management database that will help farmers decide the best
way to counter the fungi, based on how many of them are present
in the soil, as well as other factors such as prevailing
conditions, the type of crop grown, and other variables.
Patricia Okubara,
Timothy Paulitz and
Kurtis Schroeder at the
ARS Root Disease and Biological Control Research Unit in
Pullman developed the assays, which now detect 10 Pythium and
seven Rhizoctonia species. In May, the team began collaborating
with Harry Kreeft and Jim Torell, with
Western
Laboratories of Parma, Idaho, to explore the assays'
commercial potential and eventual use in gathering fungal data
for the risk-management system.
In the Pacific Northwest,
fungal diseases of seedlings and roots in spring and winter
wheat cost growers from $50 million to $70 million annually in
yield losses. In Washington State, Rhizoctonia root rot is so
severe that some wheat growers have abandoned the practice of
direct-seeding, a planting technique that conserves water and
topsoil, notes Okubara.
The assay her team developed
uses laboratory-built molecules called primers to detect
specific sequences of fungal DNA in soil or plant samples. The
primers bind with the sequences and prepare them for PCR
amplification, which generates millions of copies. A fluorescent
signal that's measured and displayed on a computer screen at
each amplification cycle's end indicates how much of the
pathogen is present in the original sample.
The assays' chief advantages
over conventional methods are speed, specificity and
sensitivity. Before, it was necessary to culture the fungi,
examine their features under a microscope and conduct greenhouse
trials to observe disease symptoms--a weeks-long process. The
assays yield results in one day.
ARS is a scientific research
agency of the U.S. Department of
Agriculture.
Científicos del
Servicio de Investigación Agrícola (ARS) en Pullman,
Washington, han desarrollado un nuevo método que rápidamente
detecta las huellas digitales genéticas de los hongos
responsables de millones de dólares en pérdidas en los cultivos
de trigo en los estados occidentales de EE.UU.
Aunque el nuevo método no está
listo para utilización comercial, las pruebas basadas en la
reacción en cadena de la polimerasa (PCR) cuantitativa en tiempo
real abren la puerta al desarrollo de una detallada base de
datos del manejo de riesgos. Esta base de datos ayudará a los
granjeros a escoger la mejor manera de combatir los hongos,
teniendo en cuenta el tamaño de las poblaciones de los hongos en
el suelo, así como otros factores tales como las condiciones
ambientales, el tipo de cultivo, y otros variables.
Científicos
Patricia Okubara,
Timothy Paulitz y
Kurtis Schroeder de la
Unidad de Investigación de las Enfermedades de Raíces y el
Control Biológico, mantenido por el ARS en Pullman,
desarrollaron las pruebas, que ahora detectan 10 especies de
Pythium y siete de Rhizoctonia. En mayo, el grupo comenzó una
colaboración con Harry Kreeft y Jim Torell, quienes trabajan con
Western
Laboratories en Parma, Idaho, para explorar el potencial
comercial y uso posible de las pruebas en recoger datos sobre
los hongos para el sistema del manejo de riesgos.
En el Noroeste Pacífico, las
enfermedades fúngicas de las plántulas y raíces en el trigo de
primavera y el trigo de invierno causan pérdidas con un coste de
50 millones a 70 millones de dólares anualmente. En el estado de
Washington, la pudrición de las raíces del trigo, la cual es una
enfermedad causada por los hongos Rhizoctonia, es tan severa que
algunos cultivadores de trigo han abandonado la práctica de la
siembra directa, una técnica de sembrar que conserva el agua y
la capa superficie del suelo, según Okubara.
La prueba desarrollada por los
científicos utiliza moléculas construidas en el laboratorio y
conocidas como cebadores para detectar secuencias específicas
del ADN fúngico en muestras de suelo o plantas. Los cebadores se
pegan a las secuencias y las preparan para amplificación por
PCR, la cual genera millones de copias. Un señal fluorescente
medido y mostrado en una pantalla de computadora al fin de cada
ciclo de amplificación indica la cantidad del patógeno presente
en la muestra original.
Las ventajas principales de las
pruebas, comparadas con los métodos convencionales, son rapidez,
especificidad y sensibilidad. Con los métodos previos, era
necesario cultivar los hongos en el laboratorio, examinar sus
rasgos bajo un microscopio, y realizar pruebas de invernadero
para observar síntomas de enfermedades--un proceso que toma
muchas semanas. Las nuevas pruebas rinden resultados en sólo un
día.
ARS es una agencia de
investigaciones científicas del
Departamento de Agricultura de EE.UU. |
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A highly specific new test that
rapidly identifies the "genetic
fingerprints of various fungi
that can cause
multimillion-dollar losses in
western wheat is being
developed. The information from
such tests sets the stage for a
comprehensive risk-management
database that will help farmers
decide how best to counter fungi
problems.
Científicos del ARS están
desarrollando una nueva prueba
altamente específica que
identifica rápidamente las
"huellas digitales genéticas" de
varios hongos que pueden causar
daños con un coste de millones
de dólares en los cultivos de
trigo en la región del oeste de
EE.UU. La información provista
por tales pruebas podría llevar
al desarrollo de una base de
datos detallada sobre el manejo
de riesgos que ayudará a los
granjeros a escoger los mejores
métodos de combatir los hongos. |
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