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狗能给柑橘树看病?真的实现了

 
作者:Chloe
大家印象中的狗狗或是可爱呆萌,或是拆家能手,甚至厉害的警犬,可以追踪搜救。但最近一项研究,竟然训练狗来诊断植物流行病,并成功地利用狗来检测出了柑橘的黄龙病,准确性超过99%。美国皮尔斯堡园艺研究实验室的植物流行病学家戈特瓦尔德发现,训练狗鉴别柑橘的黄龙病,准确率超过99%。

大家印象中的狗狗或是可爱呆萌,或是拆家能手,甚至厉害的警犬,可以追踪搜救。但最近一项研究,竟然训练狗来诊断植物流行病,并成功地利用狗来检测出了柑橘的黄龙病,准确性超过99%。

狗能给柑橘树看病?真的实现了

美国皮尔斯堡园艺研究实验室的植物流行病学家戈特瓦尔德发现,训练狗鉴别柑橘的黄龙病,准确率超过99%。他说:“我们发现,经过训练,这些狗能够在接种树木两周内识别出受感染的树木。”这些狗还能够区分柑橘绿变病原体和其他柑橘细菌、病毒、真菌和螺旋体病原体,包括密切相关的自由杆菌种类。

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柑橘黄龙病是由一种限于韧皮部内寄生的革兰氏阴性细菌引起,可导致果实偏小、畸形、异色,叶片黄化,根系腐烂等症状,是世界柑橘生产上的毁灭性病害。 该病主要分布在亚洲、非洲、大洋洲、南美洲和北美洲的近50 个国家和地区,严重制约柑橘产业的健康发展。

狗能给柑橘树看病?真的实现了

该病传播迅速,诊断困难,不易医治。它主要以柑橘木虱为传播媒介,还可借助嫁接、菟丝子传播。由于病菌存在于韧皮部中,一般药物很难到达,柑橘一旦感病会终身带病。常见的诊断手段有田间症状诊断和核酸分子检测。

所以诊断出病树并隔离销毁是阻止其传播的最有效手段,而人工田间症状诊断受其他疑似病干扰,核酸分子诊断成本较高。而犬类嗅觉灵敏度非常高(要超过人的1 200倍),甚至能嗅出精密仪器也测不出的细微气味,所以利用狗来检测植物病,是一个既高效,又经济的方法。

犬的训练敏化

该研究共选用了二十只犬,品种包括:比利时玛利诺犬[BM],德国牧羊犬[GS],BM×GS杂种犬和史宾格犬。经过1到3 周的适应期后,每只犬接受了8到10周的服从和敏化训练。敏化训练分为三个阶段。

狗能给柑橘树看病?真的实现了

在第一阶段,让每只犬嗅探四棵树木,其中一棵被致病菌(CLas )感染。犬很快就认识到有棵树是不同的,这时对其进行口头奖励。同时,训练他们识别出正确的C Las感染树后坐下发出 警报。重复并加强这个过程,直到培训师确信犬已经记住了气味特征并准确地发出警报为止。

在第二阶段,向犬展示一排10至20棵树,其中1棵是C被Las感染并随机放在该行中。鼓励犬按顺序询问该行中的每棵树,并通过发出警报来识别受感染的树,并予以奖励。此阶段训练犬类是在多重环境中遇到树木时进行嗅探的,增强目标气味特征的烙印,并提高准确性。

第三阶段,在佛罗里达州沃卢西亚县农村建立了一个田地,该地区没有柑橘园,很少有居民柑橘树。然后用10×10棵柑橘类盆栽的网格组成,行间和行间3.05 m,类似于一个新建的柑橘园。在土里放置塑料罐体,以便可以将实验盆栽自由移动。用随机数生成器来确定100棵树网格中的CLas阳性树。工作人员和犬在每行盆栽旁边小跑,然后蛇形前进到下一行。如上所述,对犬的每个正确警报都进行奖励。最终,犬正确发出警报的准确度达到了99.6%。

区分病原体

除此之外,训练过后的犬还能区分识别出黄龙病病原体。在测试430棵由各种柑橘属细菌,病毒,类病毒,支原体和螺旋体病原体感染的树木组成的混合种群,训练犬识别出了几种CLas菌株:这些感染树木的病原体来自八个国家。这表明具有高度相似性的不同病原体都可以被犬识别出。

其他感染植物

长春花和本氏烟草都与柑橘是不同植物科属,他们也是CLas的非菊科宿主植物,将这两种植物接种CLas后,表现出症状并通过PCR检测呈阳性。然后让犬进行检测,犬检测的精确度同样达到了99%以上。

然后用CLas与其他细菌进行体外共培养,用随机分配的CLas与巨型芽孢杆菌、假单胞菌的共培养液经过稀释后进行测试,在柑橘树能够感染的浓度水平,犬对CLas发出警告的准确度达到了97%以上。这也说明了犬识别CLas与宿主无关,犬可以单独直接对病原体CLas进行识别

据此实验,说明犬类及生物界有着巨大尚未开发的潜力,在将来的农业生产中,可能发挥出我们意想不到的作用。

比利时马利诺斯犬
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德国牧羊犬
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