PhytAlert Turf und qPCR-Technik: Schlüssel für Rasenkrankheiten

Seit Jahrzehnten ist die qPCR-Technik eine weit verbreitete und unverzichtbare Technik für medizinische und biologische Labors. Heute ist sie weltweit bekannt, die Nachweismethode für COVID-19 und ist der Schlüssel zu einem gesunden Rasen, eine neuartige Methode zur Untersuchung von Rasen, die Tiloom der Rasenindustrie mit dem innovativen Bausatz PhytAlert Rasen von Microgaia Biotech.

Dank der qPCR eröffnen sich neue Möglichkeiten zur Untersuchung der Gesundheit unserer Rasengräser.

Dank der Technologie, die mit unserem neuen Phytfieldlab-Kit in die Praxis umgesetzt wird, eröffnen sich weltweit neue Möglichkeiten zur Untersuchung der Gesundheit von Rasen.

Diese Technik basiert auf der exponentiellen Vervielfältigung von DNA-Molekülen unter Verwendung des Enzyms thermostabile DNA-Polymerase. Ihr Akronym ist PCR: Polymerase Chain Reaction. Sie ist heute eine zugängliche Technik, mit der sich alle Bereiche schnell und genau diagnostizieren lassen.

Wir können diese Technik nun anwenden, um den phytosanitären Status unserer Pflanzen zu ermitteln. SportbödenMit anderen Worten, wir können die pathogenen Mikroorganismen sowohl in der Pflanze als auch im Boden identifizieren, bevor sie die Krankheit auslösen. Dies ermöglicht dem Greenkeeper, Entscheidungen über die Art der Behandlung zu treffen, die tatsächliche Notwendigkeit ihrer Anwendung zu beurteilen, Kosten zu sparen, die Behandlungen zu optimieren und das Vorhandensein dieser chemischen Verbindungen im Boden zu verringern.

Mit dem KIT PhytAlert Rasen können Sie Gras schnell und genau diagnostizieren.

Die wichtigsten Vorteile sind:

• Kontrolle und Überwachung: Ermöglicht es, vor dem Auftreten der ersten phytopathogenen Symptome vorzusorgen.
• Vorbeugung: Analyse der Bodenbeschaffenheit vor der Anpflanzung von Rasen oder anderen Pflanzen.
• Zertifizierung von pathogenfreiem Rasen vor der Verlegung auf unseren Stadien oder Grünflächen.
• Diagnose von Krankheiten sowohl bei symptomatischen als auch bei asymptomatischen Rasenflächen: gezielte und wirksame Behandlungen unter Vermeidung des Einsatzes von Breitspektrumprodukten.
• Breiter Nachweisbereich (Substrat, Pflanze, Wasser, Samen).
• Nachweis und Quantifizierung von Mikroorganismen vor und nach der Behandlung mit Pflanzenschutzmitteln, um deren Wirksamkeit zu überprüfen.
• Qualitätskontrolle von Produkten, die auf der Grundlage von nützliche Mikroorganismen.

Unterschiede zwischen einer PCR und einer qPCR

Wenn man bei der herkömmlichen PCR-Technik überprüfen will, ob die DNA vervielfältigt wurde und somit der interessierende Mikroorganismus in der Probe vorhanden ist oder nicht, muss man eine weitere zusätzliche Technik, die Elektrophorese, durchführen. Doch selbst wenn man die Elektrophorese durchführt und prüft, ob die DNA amplifiziert wurde, ist es zu keinem Zeitpunkt möglich, die amplifizierte DNA zu quantifizieren, d. h. wir können nicht wissen, ob wir eine große oder kleine Menge des Mikroorganismus haben, den wir analysieren wollen.

Es gibt eine Variante der PCR-Technik, die so genannte Real-Time-PCR oder qPCR, die nicht nur den frühzeitigen Nachweis dieser Mikroorganismen ermöglicht, sondern auch deren Quantifizierung in Echtzeit, also sofort. Damit hat die qPCR-Technik einen klaren Vorteil gegenüber der herkömmlichen PCR, da sie es ermöglicht, den tatsächlichen Grad der Infektion mit pathogenen Mikroorganismen zu überprüfen und festzustellen, ob ihr Vorhandensein im Rasen relevant ist oder nicht.

qPCR-BEDIENUNG

Die qPCR ist eine Technik, die die Vervielfältigung von DNA aus einer kleinen Menge dieses Moleküls, der so genannten Template-DNA, ermöglicht. Ermöglicht wird dies durch ein Enzym, die DNA-Polymerase. Mit dieser Technik kann die DNA-Vervielfältigung anhand eines Signals überwacht werden, das von einem fluoreszierenden Marker erzeugt wird, der an eine der Reaktionskomponenten gebunden ist und ein Lichtsignal liefert, dessen Intensität proportional zur Menge der produzierten DNA ist. Je mehr DNA vorhanden ist, desto mehr Licht wird der Fluoreszenzmarker aussenden.

Das ausgesendete Signal wird von einer Software abgefangen, die die Messwerte in einer Kurve zusammenfasst, die den gesamten Amplifikationsreaktionszyklus darstellt.

Dieses Gerät wird Thermocycler genannt und ist, wie der Name schon sagt, für die Durchführung der Temperaturzyklen zuständig, die für die DNA-Amplifikationsreaktion erforderlich sind. Die festgelegten Temperaturzyklen werden etwa 40 Mal wiederholt, und in jedem dieser Zyklen finden die folgenden Schritte statt:

• 1. Teil des Zyklus, Temperatur 95°. Das Template-DNA-Molekül wird denaturiert.
• 2. Teil des Zyklus, Temperatur 60º. Bindung der Primer an das Template-DNA-Molekül.
• 3. Teil des Zyklus, Temperatur 72º. Die DNA-Polymerase verlängert den DNA-Strang von den Primern, die im vorherigen Schritt an den Strang gebunden wurden, indem sie dNTPs eluiert.

Die beste verfügbare Diagnosetechnik für Ihren Bereich.

Bei jedem Temperaturzyklus, den der Thermocycler durchführt, wird eine Kopie jedes DNA-Strangs hergestellt. Wenn wir also mit einem neuen DNA-Molekül beginnen, erhalten wir im ersten Zyklus 2 DNA-Stränge, im zweiten Zyklus 4 DNA-Stränge, im dritten Zyklus 8 DNA-Stränge und so weiter bis zum letzten Zyklus, bei dem wir Millionen von DNA-Strängen erhalten haben.

Bei der DNA-Vervielfältigung in einer qPCR-Reaktion ist es möglich, in Echtzeit zu sehen, wie die DNA-Moleküle vervielfältigt werden. Dies liegt daran, dass einer der Bestandteile der Reaktion, die Sonde, mit einer fluoreszierenden Verbindung markiert ist, die nur dann Licht aussendet, wenn die DNA-Stränge verdoppelt werden. Je mehr DNA-Stränge also verdoppelt werden, desto mehr Licht wird die Markierung aussenden, das von den Sensoren des Thermocyclers erfasst und schließlich von der Software interpretiert wird.

In dem Moment, in dem das von der fluoreszierenden Verbindung erzeugte Licht deutlich sichtbar zu werden beginnt (in der Software durch eine Kurve angezeigt), bedeutet dies, dass genügend Kopien der Template-DNA hergestellt wurden, um die Template-DNA nachzuweisen. Dieser Zeitpunkt wird als Detektionsschwelle bezeichnet, was bedeutet, dass ab diesem Zyklus der Nachweis der Template-DNA erfolgt ist. Wenn die Template-DNA von einem Mikroorganismus stammt, kann man sagen, dass dieser Mikroorganismus nachgewiesen wurde.

Wie interpretiere ich die von einer qPCR gelieferten Informationen?

Die aus einer qPCR-Reaktion gewonnenen Informationen variieren je nach dem Grund für die Reaktion.

Im Falle des Nachweises von pflanzenpathogenen Mikroorganismen geht es um den Nachweis dieser Erreger mittels DNA. Außerdem ist es äußerst nützlich zu wissen, wie viel des Mikroorganismus in der untersuchten Probe vorhanden ist.

Falls die DNA des gesuchten Mikroorganismus vorhanden ist, können wir während der qPCR-Reaktion in Echtzeit sehen, ob eine DNA-Verdopplung stattfindet, und zwar dank des Signals, das der Fluoreszenzmarker aussendet. Eine exponentielle Amplifikationslinie erscheint an der Nachweisgrenze, die, wie oben erwähnt, der Moment ist, in dem man sagen kann, dass der Mikroorganismus in der Probe vorhanden ist.

Wenn der Nachweis in kurzer Zeit, d. h. in frühen Zyklen, erfolgt, bedeutet dies, dass wir mehr Mikroorganismen haben als wenn der Nachweis in späten Zyklen erfolgt. Dies beruht auf der Tatsache, dass wir, wenn wir mit einer höheren Anzahl von DNA-Kopien und damit einer höheren Anzahl von Mikroorganismen beginnen, die notwendigen DNA-Kopien früher erreichen, damit die Thermocycler-Sensoren sie erkennen können.

Tiloom zusammen mit Microgaia will den Sportrasen-Sektor technisieren und mit Hilfe unseres KIT PhytAlert Rasen können Sie bei der Pflanzengesundheit noch einen Schritt weiter gehen.