Il lungo processo di allevamento di piante di arachidi migliori può essere accelerato utilizzando una tecnica biofisica, Spettroscopia Raman.

I biofisici e i coltivatori di piante di Texas A&M AgriLife hanno dimostrato l'uso della spettroscopia Raman per scansionare rapidamente i livelli di acido oleico nelle arachidi. Acido oleico, un olio monoinsaturo, conferisce alle arachidi una durata di conservazione più lunga. L'olio fa bene anche al cuore.

Hanno anche usato il metodo per determinare quanto le piante siano resistenti ai parassiti nematodi.

L'uso della spettroscopia Raman è più rapido, meno costosi e più portatili degli approcci standard per lo screening delle varietà di arachidi per questi tratti benefici. Lo studio è stato recentemente pubblicato su Rapporti scientifici .

"Abbiamo dimostrato che il metodo può far risparmiare un'enorme quantità di tempo nel nostro processo di screening, " disse Giovanni Cason, dottorato di ricerca, coautore e allevatore di arachidi Texas A&M AgriLife Research, Stephenville. "Puoi ottenere una 'impronta digitale' di una particolare nocciolina e ottenere grandi quantità di informazioni. Le possibilità sono infinite."

"La spettroscopia Raman è comune in biochimica ma per lo più sconosciuta nel mondo degli agricoltori e dei coltivatori di piante, " ha detto Dmitry Kurouski, dottorato di ricerca, ricercatore principale dello studio e assistente professore presso il Dipartimento di Biochimica e Biofisica, Texas A&M College of Agriculture and Life Sciences. "Eppure è portatile, poco costoso, preciso e veloce, e può trasformare l'agricoltura digitale".

Il finanziamento per lo studio è venuto da AgriLife Research e dall'Iniziativa di ricerca universitaria del Governatore. Inoltre, il Texas Peanut Producers Board e la Southwestern Peanut Shellers Association hanno finanziato il gruppo di Cason per l'acquisto di uno spettrometro Raman portatile.

Vantaggi del Raman rispetto ai metodi consolidati

Nel passato, se Cason volesse analizzare la resistenza ai parassiti delle piante o il contenuto di acidi grassi delle arachidi, estraeva il DNA dalle piante o inviava campioni a un laboratorio fuori sede per l'analisi a infrarossi. Entrambi i metodi richiedono molto più tempo, costosa e laboriosa di Raman, disse Casone.

Per questo progetto, i collaboratori hanno utilizzato un disponibile in commercio, spettrometro Raman portatile, un dispositivo delle dimensioni di una scatola da scarpe. La spettroscopia Raman misura il modo in cui i materiali diffondono la luce laser innocua. Ogni materiale ha una specifica "impronta digitale" di dispersione che offre indizi su molti tipi di informazioni molecolari in una scansione di un secondo. L'esecuzione di una scansione è relativamente semplice, Casone ha detto, ma i collaboratori stanno ancora sviluppando e perfezionando modi per analizzare i dati.

Il team di Cason ha ricevuto formazione e guida da Kurouski e da tre giovani scienziati del suo laboratorio:Charles Farber, uno studente laureato; Lee Sanchez, un assistente di ricerca; e Stanislav Rizevsky, dottorato di ricerca, uno studioso in visita.

Le scansioni delle foglie di arachidi potrebbero distinguere le piante resistenti ai nematodi e quelle sensibili con una precisione di circa il 75%. Cosa c'è di più, le scansioni dei semi di arachidi hanno potuto distinguere con un'accuratezza dell'82% le varietà con alti livelli di acido oleico.

Altri progetti di arachidi in lavorazione

Il team sta attualmente espandendo i suoi studi sulle piante di arachidi. Il primo obiettivo è utilizzare Raman per isolare rapidamente varietà di arachidi con un'elevata tolleranza alle condizioni di siccità. Il team sta anche cercando di espandere i suoi studi sul contenuto nutrizionale per aiutare a coltivare varietà di arachidi più nutrienti.

Un limite della tecnologia è che lo scanner deve essere in contatto con il materiale da scansionare. Il team di Kurouski sta lavorando su un "telescopio" Raman per consentire la scansione di piante a 30 metri di distanza.

"I biofisici e gli allevatori di arachidi di solito non si associano negli stessi circoli, ma questo è stato un buon progetto, " Cason ha detto. "Non credo che sarà l'ultimo di questa squadra".