E-orr kutatóműhely - természetes szagmintázatok elemzése és agrártudományi hasznosítása
Azonosító: GINOP-2.3.2-15-2016-00051
Támogatás összege: 972 812 789 Ft
Támogatás ELTE része: 317 858 625 Ft
Támogatás intenzitás :100%
Futamidő: A projekt a Széchenyi 2020 program keretében valósul meg 2017. január 1. és 2021. december 31. között
Témavezető: Dr. Papp Gábor
Konzorciumvezető: ELKH Agrártudományi Kutatóközpont
A projekt célja: Új típusú mesterséges érzékelő rendszer kifejlesztése, amellyel lehetővé válik a mezőgazdasági, művelt területek komplex illatanyag összetételének meghatározása. A rendszerrel a kártevők és kórokozók jelenléte időben előre jelezhető, hozzájárulva ezzel a precíziós mezőgazdaság térhódításához.
A kutatás háttere: Az eddig alkalmazott vizuális kártevő és kórokozó előrejelzési módszerek szaganyag felismerési alapokra helyezése. A rovarok szaglóreceptorai nagyságrendekkel érzékenyebbek a fizikai alapon működő érzékelőknél, ugyanakkor sokkal többféle illatanyag észlelésére alkalmasak.
Megoldás: A rovarok szaglóreceptorait felhasználó, sejteken alapuló bionikus érzékelő rendszer építése. Ezzel a rendszerrel a növények szagmintázata alapján még tünetmentes állapotban észlelhetővé válik egy fertőzés, és akár specifikusan azonosítható a kártevő.
Megvalósítás: Levegő minták gyűjtése különböző körülmények között felnevelt (időjárás, növény állapota és fertőzöttsége, napszak, stb.) fontos kultúrnövények (búza, árpa, kukorica; bogyós gyümölcsök: szőlő, szamóca, málna) környezetéből. A szaganyagok megkötése után, azokat gázkromatográffal egybekötött tömegspektrométerrel (GC-MS) , illetve rovarcsáp detektorral (GC-EAD) elemezzük. Ezt követően az egyes szagló receptoroknak a mintákban található illatanyagokra adott reakciójának elektrofiziológiás mérése történik. Így nagyon részletes információ gyűjthető az egyes receptorok működéséről, valamint a minta alkotóelemeiről. A szagló receptorokat kifejező sejteket kalcium ionokra érzékeny fluoreszcens fehérjékkel kiegészítve, a sejtek fluoreszcencia változásából következtetni lehet a receptorok aktivitására. Ugyanezt a fehérjét rovarok szaglóidegsejtjeiben kifejeztetve nagy felbontású fluoreszcens mikroszkóp segítségével mérhető az állat illatmintákra adott idegi válasza is.
Eredmények: Célunk egy többféle szagló receptorból álló szaglópanel létrehozásával digitális “szaglenyomat” készítése, valamint a különböző típusú mérések összesített eredményeiből adatbázis építése. Egy kifinomult algoritmus segítségével a meglévő adatbázis alapján ismeretlen növényi illatanyag mintákból a növények egészségi állapotának előrejelzése. Eredményeinket felhasználva, egy olyan termék állítható elő, amely a kis- és a nagygazdaságokban egyaránt alkalmas a fertőzöttség állapotának gyors felmérésére szántóföldi körülmények között.
