使用新型生物材料“欺骗”作物侵害孢子以帮助全球小麦生产

科学家们开发的新型人造材料已成功用于混淆和欺骗危害小麦作物的害虫孢子，使其在替代寄主上生长，帮助农民保护粮食生产。曼彻斯特大学的研究人员与国际电子合作伙伴和矿产加工行业合作，开发了便宜的一次性野外生物传感器网络，可实时检测作物感染的早期迹象。这些作物监测传感器利用最新一代的“物联网”电子技术和机器学习技术。

此前基于DNA的方法只显示特定孢子的存在，其中许多孢子一直存在于我们周围，而新传感器可以确定孢子从良性颗粒转变为严重疾病的确切条件。传感器通过让真菌病孢子在团队的新型生物材料中生长，从而“欺骗”它们认为找到了特定植物寄主和食物来源。

每个传感器会在疾病出现时无线提醒农民，就像生物版的火警器一样，动态输入到疾病预报系统和地图中。这有助于在疾病传播之前“扑灭”疾病，并帮助科学家了解如何最好地预防未来的疫情。

这一创新系统在埃塞俄比亚得到试验，并在《Fluids》杂志中详细描述成功地分散了有害孢子，使其无法生长和破坏小麦作物。这让农民无需等到孢子破坏的迹象出现才采取行动来拯救作物。

主导研究的布鲁斯·格里夫教授表示：“这尤其令人兴奋，因为我们团队首次瞄准的疾病对全球小麦生产构成重大威胁，以前没有报告说它能够生长在除了其活植物寄主之外的任何地方。”

团队与比尔及梅琳达·盖茨基金会、非洲学术机构、非政府组织和植物流行病学家合作，旨在将这些“哨兵”传感器网络部署到埃塞俄比亚的小麦生产中，支持东非未来作物疾病预测模型和控制措施，并帮助预防重演上世纪80年代该地区发生的重大饥荒。

这项新研究引入了生物警报的一个关键元素，利用航空工程技术来 passively提取和集中疾病孢子到生物模拟传感器材料上，从而可在几小时内可靠地发现其感染活动。与目前通常需要几周时间才能通过四处检查植物疾病症状的情况相比，这给予了农民充足的时间来拯救庄稼。

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