用微流体开发的真菌酶可能是对抗作物杀手的新有机工具

由于HBO的热门僵尸电视节目“最后生还者”，真菌现在在流行文化中得到了相当糟糕的说唱，其中通过全球食品供应传播的真菌突变导致文明崩溃。但它在地球生态系统健康方面的关键作用是众所周知的，特别是当它适用于人类的食物供应时。真菌既可以保护又可以谷物和植物，农业综合企业长期以来一直试图改进破坏病原体的方法，以确保食品商店的安全。

这是Shih微流体实验室的研究人员在Microsystems&Nanoengineering上发表的一篇新论文的重点。他们开发了一种提取酶的新方法，这些酶降解有害微生物的细胞壁，如其他真菌病原体，线虫或其他可能影响作物健康的病原体。实际上，它充当生物杀菌剂和杀虫剂。研究人员还制造了一种设备，使该技术便携，价格合理且易于使用。

“虽然近几十年来哺乳动物或细菌细胞培养菌株的生长有所改善，但由于其特定的形态，所使用的技术很难应用于真菌，”该论文的主要作者Kenza Samlali说。“因此，人们对可以筛选微生物的自动化系统和微流体系统非常感兴趣。

博士生Chiara Leal Alves与多伦多大学硕士生Mara Jezernik和电气和计算机工程副教授Steve Shih共同撰写了这篇论文。

难以保持小的生物体

研究人员研究了Clonostachys rosea，一种众所周知对其他类型的真菌，细菌和线虫有毒的真菌，以找到一种方法使其产生更多的作物屏蔽催化酶。他们特别关注一种保护作物免受镰刀菌侵害的方法，镰刀菌是一种潜在的致癌真菌，会攻击小麦、黑麦和大麦等谷物作物，以及香蕉、南瓜和南瓜等水果。

然而，研究人员指出，所有真菌的特性使它们难以研究。真菌生长迅速，产生细长的菌丝，使它们难以在微流体中使用的纳升液滴中进行研究。研究人员创造了一种新的基质，在液滴内生长玫瑰花。

这使他们能够根据其在固态发酵过程中表达的数千种酶来分析单个孢子。他们还开发了一种装置，可以使用非常低的静电力轻轻地分拣出那些产生大量有用酶的真菌，保持液滴完好无损。

然后，他们可以从数以万计的表达中识别出他们认为最有用的几十种不同的酶菌株。他们正在寻找能够产生降解病原真菌细胞壁的酶的菌株 - 这是无数种作物的完全有机救命稻草。

“研究基于真菌的生物非常困难，”Shih说。“Kenza和Chiara设计的微流体方法确实是该领域的突破，特别是在确定真菌拮抗剂方面。

“通过一种以单细胞形式培养这些的方法，我们现在可以使用这项技术筛选数千种真菌拮抗剂，然后可以将其用作生物防治剂来预防植物病原体和疾病。我们看到它在农业领域的直接使用，但我们也看到未来用于检查与人类健康相关的真菌疾病。

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