尽管人类在粮食生产方面取得了进步，但是由于微生物引起的腐烂，全世界所有收获的粮食中仍有一半损失了。由于植物向周围环境排放各种挥发性有机化合物（VOCs），因此我们可以对其进行监测，以便及早发现植物病害并防止粮食损失。
据麦姆斯咨询报道，近日，由以色列希伯来大学（Hebrew University of Jerusalem）和以色列农业研究组织（Volcani研究所）领导的一项最新研究在Talanta期刊发表，详细介绍了一种新型生物传感器装置在早期检测马铃薯块茎中隐性疾病的成功。马铃薯块茎是以色列的主要出口产业之一，年产量为70万吨。
以色列农民从欧洲进口马铃薯并在以色列种植。然而，其中一定比例的马铃薯内部携带可见或不可见的疾病导致其腐烂，并显著降低马铃薯的品质。“希伯来大学-Volcani研究所”联盟即将改变这种状况——他们开发了一种可检测马铃薯疾病的生物传感器装置，可用于抑制腐烂的滋生和蔓延。这项研究由希伯来大学农业、食品和环境学院Dorin Harpaz博士及其博士生Boris Veltman负责实施，并由Volcani研究所Evgeni Eltzov博士指导监督。该联盟还与Volcani研究所的Sarit Melamed博士、Zipora Tietel 博士以及Gilat研究中心的Leah Tsror 博士合作。
这款新型生物传感器装置基于智能生物工程和光学技术，当生物传感器暴露于受感染的马铃薯时，传感器内部的一种细菌化合物会发光——发光的强度表明腐烂的程度和成分。“细菌群落发出的光强可以快速、量化地分析马铃薯疾病的特征，该传感器可以在出现明显症状之前‘闻到’这些特征。”Evgeni Eltzov解释说，“我们开发的生物传感器装置将有助于识别尚未有任何外部迹象的患病马铃薯，并使它们远离健康的马铃薯，从而防止腐烂病发展或蔓延到其他健康植物。”
为了形成细菌群落，研究人员构造了一种由四种基因工程细菌组成的化合物，用于测量生物毒性。在这项研究中，生物传感器装置在出现任何可见痕迹之前就检测到了马铃薯疾病，并使细菌化合物的发光强度显著增加。此前的一项研究也证明了该传感器的能力——该研究使用生物传感器检测运动补充剂中人造甜味剂的毒性。
据研究人员的说法，在马铃薯出口到国外市场或重新种植之前，尽早发现疾病为粮食种植者提供了巨大的优势。“该生物传感器装置可用于快速、经济地识别马铃薯中隐性的腐烂，促进更好的收获后管理，并减少食物浪费——鉴于当前的全球粮食危机，这一点尤其重要。”Dorin Harpaz总结道。
